محمود عبدالأمير
:: ممثل كلية العلوم سابقا ::
- تاريخ التسجيل
- 15 أكتوبر 2007
- المشاركات
- 138
- المجموعة
- ذكر
- الدفعة الدراسية
- 2005
- الكلية
- كلية العلوم
- التخصص
- Mathematics
من هو البرت اينشتين ولماذا ذاع صيته في ارجاء الارض؟ أذا لم تعرف الاجابة تابع ما ينشر على هذا الموقع بعنوان البرت اينشتين والنظرية النسبية..... !!
البرت اينشتين عالم فيزيائي قضى حياته في محاولة لفهم قوانين الكون. كان اينشتين يسأل الكثير من الأسئلة المتعلقة بالكون ويقوم بعمل التجارب داخل عقله. فقد عاش اينشتين عبقريا باجماع كافة علماء عصره وبلغ اسمى درجات المجد العلمية بخلاف العديد من العلماء الذين ماتوا دون ان يحظوا بمتعة النجاح والتألق فمثلاً العالم ماندل الذي وضع قوانين الوراثة لم يعرف احد أنه هو الذي وضع هذه القوانين إلا بعد وفاته بخمسين عام، كذلك العالم والطبيب العربي ابن النفيس الذي اكتشف الدورة الدموية في جسم الانسان لايزال مجهولا حتى الآن وغيره من الأمثلة.. كانت عبقرية اينشتين من نوع مختلف فلم يكن احد يفهم شيء عن نظريته النسبية أو تطبيقاتها ولكن الجميع اقر بمنطقها. فقد جاءت النظرية النسبية الخاصة لتحير العلماء وتغير مفاهيم الفيزياء المعروفة.
ويروي أن آينشتين كان يقف في أحد شوارع هوليود مع شارلي تشابلن فتجمع حولهما المارة، فقال آينشتين لتشابلن ((لقد تجمع الناس لينظروا إلى عبقري يفهمونه تمام الفهم وهو أنت، وعبقري لا يفهمون من أمره شيئاً وهو أنا)).. العديد من العلماء بلغوا مراتب علمية عالية نتيجة لمجهودهم الفكري أو الفني فمثلاً اديسون وبيكاسو وأبن سينا والمتنبي اجمع الناس على تفوقهم وعبقريتهم لأنهم لمسوا ورأوا قيمة ما يقدمون من اكتشافات واختراعات. وهذا لم يحدث مع آينشتين حيث كانت عبقريته من نوع مختلف فما هو الذي قدمه آينشتين؟ وعن ماذا كانت عبقريته؟ وما قيمة ما قدمه؟ وعن أي شيء تتحدث. كل ما هو معروف أنه وضع النظرية النسبية. فإذا ماحاول المرء قراءة النظرية النسبية إلا وجد نفسه غارقاً في بحر من الألغاز لدرجة انه شاع القول بأن هناك عشرة في العالم يفهمون النظرية النسبية وهنا يجب أن اؤوكد أن هذا غير صحيح وسوف نقوم من خلال هذه المقالة تقديم شرح مبسط للنظرية النسبية الخاصة ونتائجها لتكون في مستوى القارئ العادي..
- حياة آينشتين :
ولد آلبرت أينشتين في 14 مارس 1879 في ألمانيا في مدينة صغيرة تسمى أولم وبعد عام انتقلت اسرته إلى ميونخ. كان والده هرمان صاحب مصنع كهروكيميائي. وكانت والدته بولين كوخ من عشاق الموسيقى وكان له اخت تصغره بعام. تأخر آينشتين عن النطق وكان يحب الصمت والتفكير والتأمل ولم يهوى اللعب كأقرانه. لم يكن يعجبه نظام المدرسة وطريقة التعليم فيها التي تحصر الطالب في نطاق ضيق ولا تدع له مجالاً للأبداع واظهار امكانياته.
اهدى له والده بوصلة صغيرة في عيد ميلاده العاشر وكان لها الاثر البالغ في نفسه وبابرتها المغناطيسية التي تشير دائما إلى الشمال والجنوب واستخلص هذا الطفل بعد تأمل عميق أن الفضاء ليس خالياً ولا بد وأن فيه ما يحرك الاجسام ويجعلها تدور في نسق معين. تعلق آينشتين في شبابه بعلم الطبيعة والرياضيات وبرع فيهما في البيت وليس في المدرسة ووجد متعة في علم الهندسة وحل مسائلها. تعلم الموسيقى وهو في السادسة من عمره وكان يعزف على الة الكمان.
كانت اكبر مشكلة له اضطراره لدراسة اللغات والعلوم الانسانية التي لا تطلق للفكر العنان وانما حفظها للحصول على الشهادة وكان كثيرا ما يحرج اساتذة الرياضيات لتفوقه عليهم وطرده احد الاساتذة من المدرسة قائلاً له ((أن وجودك في المدرسة يهدم احترام التلاميذ لي)) سافر بعدها ليلتحق بوالديه في ميلانو بعد ان تركوه لمشاكل مادية في ميونخ والتحق هناك في معهد بولوتيكنيك ولكنه رسب في جميع امتحانات الالتحاق فيما عدا الرياضيات فارشده مدير المعهد ليدرس دبلوم في احدى مدن سويسرا ليتمكن بعد عام من الالتحاق في البوليتكنيك.
في عام 1901 بلغ اينشتين من العمر 21 عاماً وبعد عناء طويل للحصول على عمل يعيش منه حصل على وظيفة في مكتب تسجيل براءات الاختراع في برن. قرأ الكثير عن اعمال العلماء والفلاسفة ولم تعجبه كتاباتهم حيث وصفها بالسطحية والبعد عن العمق الفكري الذي يبحث عنه.
في العام 1905 وضع آينشتين خلال عمله في مكتب تسجيل الأختراعات العديد من النظريات التي جعلت من العام 1905 عاماً ثورياً في تاريخ العالم. واسترعت نتائج نظرياته اهتمام علماء الفيزياء في كافة جامعات سويسرا مما طالبوا بتغير وظيفته من كاتب إلى استاذ في الجامعة وفي عام 1909 عين رئيسا للفيزياء النظرية في جامعة زوريخ ثم انتقل إلى جامعة براغ الألمانية في 1910 ليشغل نفس المنصب ولكنه اضطر لمغادرتها في العام 1912 بسبب رفض زوجته مغادرة زوريخ.....
من أعمال أينشتين نذكر.....
في عام 1905 نشر اينشتين اربعة ابحاث علمية الأولى في تفسير الظاهرة الكهروضوئية والبحث الثاني للحركة الابروانية للجزيئلت والثالثة لطبيعة المكان والزمان والرابعة لديناميكا حركة الأجسام الفردية. كان البحثين الأخيرين الاساس للنظرية النسبية الخاصة والتي نتج عنها معادلة الطاقة E=mc2 وبتحويل كتلة متناهية في الصغر امكن الحصول على طاقة هائلة (الطاقة النووية)..
في العام 1921 حصل أينشتين على جائزة نوبل لأكشتافه قانون الظاهرة الكهروضوئية التي حيرت هذه الظاهرة علماء عصره.
** وضع اينشتين الاسس العلمية للعديد من المجالات الحديثة في الفيزياء هي:
النظرية النسيبة الخاصة
النظرية النسبية العامة
ميكانيكا الكم
نظرية المجال الموحد
وحتى يومنا هذا يقف العلماء عاجزين عن تخيل كيف توصل اينشتين لهذا النظريات ولا سيما وأن التجارب التي تجرى حتى الأن تؤكد صحة نظريات اينشتين وينشر ما يقارب 1000 بحث سنوياً حول النظرية النسبية..
قبل الحديث عن النظرية النسبية الخاصة وتطبيقاتها سوف نلقي بعض الضوء على حياة اينشتين...
قال عنه زميله في برلين العالم الفيزيائي لندتبورغ ((كان يوجد في برلين نوعان من الفيزيائيين: النوع الأول آينشتين، والنوع الآخر سائر الفيزيائيين)).
مع اندلاع الحرب العالمية ظل آينشتين يتابع اعماله العلمية في برلين وركز نشاطه على التوسع في نظرية الجاذبية التي نشرها في العام 1916 وهو في الثامنة والثلاثين من عمره. حاول الكثير من الاحزاب السياسية زجه في نشاطاتهم ولكنه كان دائما يقول انني لم اخلق للسياسة وفضل الانعزال والوحدة قائلاً ((ان الفرد المنعزل هو وحده الذي يستطيع أن يفكر وبالتالي أن يخلق قيما جديدة تتكامل بها الجماعة)) هذا ادى إلى دفع معارضيه للنيل منه. احيكت له المؤامرات والدسائس مما زاع صيته في مختلف انحاء العالم ووجهت له الدعوات من العديد من الجامعات للتعرف عليه وسافر إلى ليدن بهولندا وعين استاذاً في جامعتها. وأسف الكثيرون في ألمانيا رحيله لأن شهرته العظيمة في الخارج من شأنها ان تعيد إلى المانيا هيبتها التي فقدتها في الحرب. وتلقى كتب ودعوات من وزير التربية ليعود إلى بلده فعاد وحصل على الجنسية الألمانية لانه في ذلك الوقت كان لايزال محتفظاً بجنسيته السويسرية.
كثرت الدعوات التي تلقاها اينشتين بسبب شهرة نظريته النسبية وكان يقابل في كل مرة يلقي فيها محاضرة باحتفال هائل يحضره عامة الناس ليتعرفوا على هذا الرجل بالرغم من عدم المامهم بفحوى النظرية النسبية ولكن اهتمام الناس به لم يسبق لعالم ان حظي به من قبل فكان يستقبل استقبال المعجبين لفنان مشهور. لقد كان تقرير صادر عن البعثة الفلكية الانجليزية عام 1919 الذي تؤيد فيه صحة نبوءة آينشتين عن انحراف الضوء عند مروره بالجو الجاذبي من اهم دواعي شهرته العالمية. ولكن لكونه الماني الجنسية كان صيته في انجلترا قليل وبدعوة من اللورد هالدين توجه آينشتين إلى انجلترا وقدمه هالدين قائلا ((إن ما صنعه نيوتن بالنسبة إلى القرن الثامن عشر يصنعه آينشتين بالنسبة إلى القرن العشرين)).
يروى أنه تم الاعلان عن جائزة قدرها خمسة آلاف دولار لكاتب احسن ملخص للنظرية النسبية في حدود ثلاثة آلاف كلمة فتقدم ثلاثمائة شخص وحصل على الجائزة رجل من محبي الفيزياء ايرلاندي الجنسية عمره 61 عاماً في 1921.
ظل آينشتين يسافر بين بلدان العالم من فرنسا إلى اسبانيا إلى فلسطين وإلى الصين واليابان وحصل على جائزة نوبل في 1923 وسلمه اياها ملك السويد وبعدها استقر في برلين وكان الزوار من مختلف انحاء العالم يأتون له ويستمتعون بحديثه ولقاءه حتى عام 1929 والتي فيها بلغ من العمر الخمسين عاماً قرر الاختفاء عن الانظار ولم يكن احد يعلم اين يقيم.
كان آينشتين محبا للسلم ويكره الحرب وفي نداء تلفزيوني إلى تورمان رئيس الولايات المتحدة الاسبق قال ((لقد كان من المفروض أول الامر أن يكون سباق التسلح من قبيل التدابير الدفاعية. ولكنه اصبح اليوم ذا طابع جنوني. لأنه لو سارت الامور على هذا المنوال فسيأتي يوم يزول فيه كل أثر للحياة على وجه البسيطة)).
في 18 ابريل من العام 1955 وفي مدينة برنستون مات ذلك العبقري وأخذ الناس يتحدثون عن آينشتين من جديد وتنافست الجامعات للاستئثار بدماغ ذلك الرجل عساها تقف من فحصه على اسرار عبقريته.. كان آينشتين يعيش بخياله في عالم اخر له فيه الشطحات والسبحات وكانت الموسيقى سبيله الوحيد للتنفيس عن ثورته العارمة وكان الكون بالنسبة له مسرحا ينتزع منه الحكمة فغاص في ابعاده السحيقة وبهذا نكون قد لخصنا قصة حياة اسطورة القرن العشرين .
ستيفن هوكنغ العالم الذي تفوق على أينشتاين
ستيفن هوكنغ.. العالم والإنسان
أحد ألمع فيزيائيي القرن العشرين ومن أبرز علماء الكونيات الذين تصدوا لأصعب الأسئلة على مرّ التاريخ: خلق الكون ومصيره.
إنسان يصفه البعض بأنه "معاق" لأنه عاجز تماماً عن الحركة وعن الكلام وإن كان هذا الوصف فيه كثير من الإجحاف وقلة التفهم لواحد من "ذوي الاحتياجات الخاصة" كحالة ستيفن هوكنغ والذي يقول عن نفسه:
"لا أشعر بأنني شخص معاق، وإنما مجرد شخص مصاب بتعطل العصب الحركي، وذلك كما لو كنت مصاباً بعمى الألوان. أظن أن من الصعب وصف حياتي بأنها عادية، لكنني أشعر أنها عادية روحياً".
ولد هوكنج في 8/1/1942 أثناء الحرب العالمية الثانية في أكسفورد–إنكلترا وقد كانت هذه المدينة في منأى عن القصف الألماني. كان والده مختص في البحث في طب الأمراض الاستوائية ومنه أخذه اهتمامه فيما بعد بالبحث العلمي لكنه وجد الطب والبيولوجيا علمين وصفيين وغير دقيقين وهو كان يبحث عن شيء أكثر جوهرية وجده فيما بعد في الفيزياء. والدته أيضاً درست في أكسفورد ذات الجامعة التي درس فيها والده والتي سيدرس فيها فيما بعد. لديه شقيقتين: ماري وتصغره بسنة ونصف. وفيليبا وتصغره بخمس سنوات . وشقيق واحد إدوارد ويصغره أربعة عشر عاماً.
لم يكن هوكنغ في المدرسة أفضل من المتوسط أبداً، وعِلمه لم يكن مرتباً حتى أن خط يده كان مثار يأس أساتذته وهو الذي يقول عن نفسه: "كنتُ أكثر مهارة في أداء الامتحانات والاختبارات من الأداء أثناء الدرس". رغم ذلك فإن زملائه أطلقوا عليه اسم "آينشتاين" لذكائه وتميزه في حل وموهبته الاستثنائية في الفيزياء والرياضيات والتي ظهرت في سن مبكرة.
درس الرياضيات والفيزياء في جامعة أكسفورد ليحصل منها عام 1962 على درجة البكالوريوس في الفيزياء. ولم يعمل طوال دراسته أكثر من ساعة واحدة كل يوم حيث لم يكن يحضر المحاضرات بل يكتفي بحضور الدروس العملية مرة أو مرتين في الأسبوعين. لكنه كان يبدي موهبة فذة الرياضيات حيث كان قادراً على حل مسائل رياضية في بضع ساعات لم يكن زملاؤه الطلاب قادرين على حلها في أسابيع!!
أصيب عند تخرجه من الجامعة سنة 1963 بمرض العصب الحركي (لو-غريغ) الذي يؤدي إلى ضمور متسارع في الأعصاب والعضلات وأخبره الأطباء أنه لن يعيش أكثر من سنتين!! وكان تأثير هذا الحكم عليه في البداية الحزن وفقدان الأمل وبدا له أن حالته تتدهور سريعاً حيث لم يبد أن ثمة أي مغزى من فعل أي شيء حيال الدكتوراه التي كان يفكر فيها لأنه لم يكن يعلم أنه سيعيش من العمر ما يكفي لإكمالها. لكن تدهور حالته أخذ بالتباطؤ وبدأ بتحقيق تقدم في عمله وخاصة في البرهان على أنه يجب أن تكون هناك بداية للكون في انفجار أعظم.
وكان ملهمه الآخر -عندما كان يعاني من حمأة القنوط بعد إصابته بمرضه- فتاة تدعى جين وايلد. فحبه ومن ثم خطبته لها حثه على العمل بجد لإنهاء الدكتوراه كي يجد وظيفة ويغدو قادراً على الزواج. تزوجا سنة 1966 وأنجبا ثلاثة أطفال (روبرت 1967، لوسي 1970، تيموثي 1979) بعد أن تأكدا قبلاً أن مرض العصب الحركي ليس وراثياً.
حصل قبيل زواجه -أي في العام 1966- على شهادة الدكتوراه في الفلسفة من قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية في جامعة كمبريدج. وفي العام 1974 أصبح عضواً في الجمعية الملكية والتي هي إحدى أقدم المنظمات العلمية على وجه البسيطة. ثم تسلّم في العام 1979 كرسي الرياضيات اللوكاسي في جامعة كمبردج، وهو منصب كان يحتله العالم العظيم إسحق نيوتن وشغله أيضاً العالم بول ديراك، وهذه العالِـمين هما من أكابر العلماء الذين اهتموا باللامتناهي في الكبر واللامتناهي في الصغر وكان هوكنغ –كما يقول كارل سيغان-: "خليفتهما بكل جدارة".
أصيب هوكنغ صيف 1985 بمرض ذات الرئة فأجريت له عملية استئصال رغامى كانت نتيجتها أن فقد قدرته على الكلام نهائياً. اضطر بعدها (بسبب حاجته إلى الرعاية المتواصلة على مدى الأربع والعشرين ساعة يومياً) إلى الانفصال عن زوجته والعيش في منزل آخر. وساعده في استعادة "صوته" خبير أميركي يدعى والت وولتوس حيث صمم برنامج كومبيوتر يساعده على اختيار الكلمات التي يريدها ثم يرسلها إلى مركّب كلامي أو يحفظها. وركب هذا الجهاز على كرسيه الدرّاج.
خلال الفترة ما بين 1965-1970 قام هوكنغ بالتعاون مع روجر بنروز بتطوير تقنيات رياضياتية لإثبات أنه إن كان نظرية النسبية العامة صحيحة فيجب أن تكون هناك حالة في الماضي كان فيها الكون في حالة كثافة لامتناهية ودعت هذه الحالة: "متفرد الانفجار الأعظم". وعمل بين عامي 1970-1974 في دراسة الثقوب السوداء بشكل رئيسي ليحقق في نهايتها اكتشافه الأكثر إدهاشاً ألا وهو أن الثقب الأسود ليس أسوداً تماماً حيث أثبت أن الثقب الأسود يصدر إشعاعاً كما لو كان جسماً حاراً، ويدعى هذا الإشعاع اليوم: "إشعاع هوكنغ".
ومنذ ذلك الوقت وحتى اليوم يعمل هوكنغ على دمج النسبية العامة مع الميكانيك الكمومي. لكن شغله الشاغل في الفترة الماضية كانت تقديم آخر ما توصل له العلم بخصوص خلق الكون وتطور إلى الجمهور العريض، فقرر بعد سلسلة المحاضرات التي ألقاها في هارفارد 1982 تأليف كتاب شعبي عن الزمان والمكان يستهدف الجمهور العريض. وكان كتاب "موجز تاريخ الزمن"(2) في العام 1988 من أكثر الكتب العلمية شعبية على الإطلاق ودخل في سجل غينيس للأرقام القياسية بسبب طول الفترة التي بقي فيها على لائحة الكتب الأكثر مبيعاً. ويقول كارس ساغان في تقديمه للكتاب:
"إنه أول كتاب مليء بالهدايا من كل نوع يقدمها هوكنغ للجمهور العادي من غير المختصين، إنه ينبئ عن العمل الفكري الذي بذله مؤلفه، وفيه من التشويق بمقدار ما فيه من التنويع. إن هذا الكتاب حافل بالرؤى النفاذة فيما يخص حدود الفيزياء وعلم الفلك وعلم الكون و.. الشجاعة".
يعرض هوكنغ في هذا الكتاب بلغة علمية بسيطة مسيرة تطور فهم الإنسان للكون وأحدث ما اكتشفته علوم الكونيات كما يعرض للنظريتين الرئيسيتين في القرن العشرين: النسبية العامة والميكانيك الكمومي والمحاولات الرامية لتوحيد الفيزياء عبر دمجهمها بنظرية واحدة.
كما قدم كتاباً ثانياً في العام 1993 هو "الثقوب السوداء والأكوان الطفلة ومواضيع أخرى" (2) وهو كتاب يتضمن مجموعة من المواضيع المتفرقة كتبها هوكنغ على مدى ستة عشر عاماً تعكس حالته المعرفية في أوقاتها. وقدم في العام 2001 كتاب "الكون في قشرة جوز".
كتاب آخر مهم في تبيان أهمية ما فعله هوكنغ في الكون وأكثر تبسيطاً هو "كون ستيفن هوكنغ"(3) والذي ألفه العالم ديفيد فيلكن الذي كان زميل هوكنغ في قسم الفيزياء في كامبريدج، حيث قرر فيلكن تأليف هذا الكتاب بعد أن أنجز ست حلقات مع هوكنغ في محطة البي بي سي عن الكون ونظرية كل شيء، ولاقت هذه الحلقات رواجاً كبيراً لكن استطلاعات الرأي بيّنت أن هناك أشياءً لم يفهمها الناس في كتاب هوكنغ وفي الحلقات. ويذكر فيلكن في مقدمة كتابه حادثة تدل على تواضع هوكنغ، حيث يقول:
".. أرسلت له بعض الملاحظات ليبدي أفكاره وتصويباته حولها، وكان منها ما كتبت:
(ستيفن هوكينج، المعترف به كأحد رواد المرجعيّين في الثقوب السوداء). إلا أن الأوراق المنسوخة قد أعيدت إلي مدوناً بهامشها ملحوظات واضحة بخط سو مازي، ممثلة لأمانة ستيفن العلمية، حيث وضعت علامة بحذف السطر الذي كتبته وأضيف بدلاً منه: (ستيفن هوكينج، الذي شارك في دراسة الثقوب السوداء)".
هذا هو ستيفن هوكنغ، والذي بعد أن عاش أكثر من أربعين سنة مما تم التنبؤ له، وأصبح له أحفاد من أبناء أخبر أنه لن تتح له فرصة إنجابهم، وبعد أن أصبح من أبرز علماء الكونيات والعالِم الأشهر في القرن العشرين بعد آينشتاين، وبعد أن ألف كتاباً من أكثر الكتب العلمية شعبية في العالم، وبعد أن قلبَ بإسهامه في نظرية الانفجار الأعظم الاعتقاد السائد حول الزمان والمكان والخلق رأساً على عقب، بعد كل هذا وإذ يبدي سروره بما أنجزه لكنه يبدي رغبة في فعل الكثير قبل حياته الباقية ولا يتحدث عن حياته الخاصة ولكن يحصر رغبته في الناحية العلمية حيث يتمنى أن يتوصل لمعرفة كيفية توحيد الثقالة مع الميكانيك الكمومي وقوى الطبيعة الأخرى وعلى وجه الخصوص يريد أن يعرف ما يحصل للثقب الأسود عندما يتبخر.
نختتم حديثنا عن ستيفن هوكنغ بكلماته عن نفسه والتي لعلها تعبر خير تعبير عن مسيرته وكيفية تعاطيه مع حالته الخاصة مختصرة رؤيته في الحياة والعمل. حيث يقول هوكنغ:
"لا أعتبر نفسي منقطعاً عن الحياة العادية، ولا أظن أن الناس من حولي سيقولون أنني كنت منقطعاً عنها. إنني لا أشعر بأنني شخص معاق، وإنما مجرد شخص مصاب بتعطل العصب الحركي، وذلك كما لو كنت مصاباً بعمى الألوان. أظن أن من الصعب وصف حياتي بأنها عادية، لكنني أشعر أنها عادية روحياً. بالتأكيد أنا أسعد الآن. فقد كنت قبل إصابتي بمرض العصب الحركي ضجراً من الحياة، لكن فكرة الموت المبكر جعلتني أعي أن الحياة تستحق أن تعاش فعلاً. فثمة الكثير الكثير مما يمكن للمرء أن يفعله فيها. إن لدي شعوراً بأنني أنجزتُ شيئاً متواضعاً لكنه إسهام ذو مغزى في المعرفة الإنسانية. أنا محظوظ جداً، طبعاً، لكن كل شخص يستطيع تحقيق شيء إذا حاول ذلك بجدية كافية".
البرت اينشتين عالم فيزيائي قضى حياته في محاولة لفهم قوانين الكون. كان اينشتين يسأل الكثير من الأسئلة المتعلقة بالكون ويقوم بعمل التجارب داخل عقله. فقد عاش اينشتين عبقريا باجماع كافة علماء عصره وبلغ اسمى درجات المجد العلمية بخلاف العديد من العلماء الذين ماتوا دون ان يحظوا بمتعة النجاح والتألق فمثلاً العالم ماندل الذي وضع قوانين الوراثة لم يعرف احد أنه هو الذي وضع هذه القوانين إلا بعد وفاته بخمسين عام، كذلك العالم والطبيب العربي ابن النفيس الذي اكتشف الدورة الدموية في جسم الانسان لايزال مجهولا حتى الآن وغيره من الأمثلة.. كانت عبقرية اينشتين من نوع مختلف فلم يكن احد يفهم شيء عن نظريته النسبية أو تطبيقاتها ولكن الجميع اقر بمنطقها. فقد جاءت النظرية النسبية الخاصة لتحير العلماء وتغير مفاهيم الفيزياء المعروفة.
ويروي أن آينشتين كان يقف في أحد شوارع هوليود مع شارلي تشابلن فتجمع حولهما المارة، فقال آينشتين لتشابلن ((لقد تجمع الناس لينظروا إلى عبقري يفهمونه تمام الفهم وهو أنت، وعبقري لا يفهمون من أمره شيئاً وهو أنا)).. العديد من العلماء بلغوا مراتب علمية عالية نتيجة لمجهودهم الفكري أو الفني فمثلاً اديسون وبيكاسو وأبن سينا والمتنبي اجمع الناس على تفوقهم وعبقريتهم لأنهم لمسوا ورأوا قيمة ما يقدمون من اكتشافات واختراعات. وهذا لم يحدث مع آينشتين حيث كانت عبقريته من نوع مختلف فما هو الذي قدمه آينشتين؟ وعن ماذا كانت عبقريته؟ وما قيمة ما قدمه؟ وعن أي شيء تتحدث. كل ما هو معروف أنه وضع النظرية النسبية. فإذا ماحاول المرء قراءة النظرية النسبية إلا وجد نفسه غارقاً في بحر من الألغاز لدرجة انه شاع القول بأن هناك عشرة في العالم يفهمون النظرية النسبية وهنا يجب أن اؤوكد أن هذا غير صحيح وسوف نقوم من خلال هذه المقالة تقديم شرح مبسط للنظرية النسبية الخاصة ونتائجها لتكون في مستوى القارئ العادي..
- حياة آينشتين :
ولد آلبرت أينشتين في 14 مارس 1879 في ألمانيا في مدينة صغيرة تسمى أولم وبعد عام انتقلت اسرته إلى ميونخ. كان والده هرمان صاحب مصنع كهروكيميائي. وكانت والدته بولين كوخ من عشاق الموسيقى وكان له اخت تصغره بعام. تأخر آينشتين عن النطق وكان يحب الصمت والتفكير والتأمل ولم يهوى اللعب كأقرانه. لم يكن يعجبه نظام المدرسة وطريقة التعليم فيها التي تحصر الطالب في نطاق ضيق ولا تدع له مجالاً للأبداع واظهار امكانياته.
اهدى له والده بوصلة صغيرة في عيد ميلاده العاشر وكان لها الاثر البالغ في نفسه وبابرتها المغناطيسية التي تشير دائما إلى الشمال والجنوب واستخلص هذا الطفل بعد تأمل عميق أن الفضاء ليس خالياً ولا بد وأن فيه ما يحرك الاجسام ويجعلها تدور في نسق معين. تعلق آينشتين في شبابه بعلم الطبيعة والرياضيات وبرع فيهما في البيت وليس في المدرسة ووجد متعة في علم الهندسة وحل مسائلها. تعلم الموسيقى وهو في السادسة من عمره وكان يعزف على الة الكمان.
كانت اكبر مشكلة له اضطراره لدراسة اللغات والعلوم الانسانية التي لا تطلق للفكر العنان وانما حفظها للحصول على الشهادة وكان كثيرا ما يحرج اساتذة الرياضيات لتفوقه عليهم وطرده احد الاساتذة من المدرسة قائلاً له ((أن وجودك في المدرسة يهدم احترام التلاميذ لي)) سافر بعدها ليلتحق بوالديه في ميلانو بعد ان تركوه لمشاكل مادية في ميونخ والتحق هناك في معهد بولوتيكنيك ولكنه رسب في جميع امتحانات الالتحاق فيما عدا الرياضيات فارشده مدير المعهد ليدرس دبلوم في احدى مدن سويسرا ليتمكن بعد عام من الالتحاق في البوليتكنيك.
في عام 1901 بلغ اينشتين من العمر 21 عاماً وبعد عناء طويل للحصول على عمل يعيش منه حصل على وظيفة في مكتب تسجيل براءات الاختراع في برن. قرأ الكثير عن اعمال العلماء والفلاسفة ولم تعجبه كتاباتهم حيث وصفها بالسطحية والبعد عن العمق الفكري الذي يبحث عنه.
في العام 1905 وضع آينشتين خلال عمله في مكتب تسجيل الأختراعات العديد من النظريات التي جعلت من العام 1905 عاماً ثورياً في تاريخ العالم. واسترعت نتائج نظرياته اهتمام علماء الفيزياء في كافة جامعات سويسرا مما طالبوا بتغير وظيفته من كاتب إلى استاذ في الجامعة وفي عام 1909 عين رئيسا للفيزياء النظرية في جامعة زوريخ ثم انتقل إلى جامعة براغ الألمانية في 1910 ليشغل نفس المنصب ولكنه اضطر لمغادرتها في العام 1912 بسبب رفض زوجته مغادرة زوريخ.....
من أعمال أينشتين نذكر.....
في عام 1905 نشر اينشتين اربعة ابحاث علمية الأولى في تفسير الظاهرة الكهروضوئية والبحث الثاني للحركة الابروانية للجزيئلت والثالثة لطبيعة المكان والزمان والرابعة لديناميكا حركة الأجسام الفردية. كان البحثين الأخيرين الاساس للنظرية النسبية الخاصة والتي نتج عنها معادلة الطاقة E=mc2 وبتحويل كتلة متناهية في الصغر امكن الحصول على طاقة هائلة (الطاقة النووية)..
في العام 1921 حصل أينشتين على جائزة نوبل لأكشتافه قانون الظاهرة الكهروضوئية التي حيرت هذه الظاهرة علماء عصره.
** وضع اينشتين الاسس العلمية للعديد من المجالات الحديثة في الفيزياء هي:
النظرية النسيبة الخاصة
النظرية النسبية العامة
ميكانيكا الكم
نظرية المجال الموحد
وحتى يومنا هذا يقف العلماء عاجزين عن تخيل كيف توصل اينشتين لهذا النظريات ولا سيما وأن التجارب التي تجرى حتى الأن تؤكد صحة نظريات اينشتين وينشر ما يقارب 1000 بحث سنوياً حول النظرية النسبية..
قبل الحديث عن النظرية النسبية الخاصة وتطبيقاتها سوف نلقي بعض الضوء على حياة اينشتين...
قال عنه زميله في برلين العالم الفيزيائي لندتبورغ ((كان يوجد في برلين نوعان من الفيزيائيين: النوع الأول آينشتين، والنوع الآخر سائر الفيزيائيين)).
مع اندلاع الحرب العالمية ظل آينشتين يتابع اعماله العلمية في برلين وركز نشاطه على التوسع في نظرية الجاذبية التي نشرها في العام 1916 وهو في الثامنة والثلاثين من عمره. حاول الكثير من الاحزاب السياسية زجه في نشاطاتهم ولكنه كان دائما يقول انني لم اخلق للسياسة وفضل الانعزال والوحدة قائلاً ((ان الفرد المنعزل هو وحده الذي يستطيع أن يفكر وبالتالي أن يخلق قيما جديدة تتكامل بها الجماعة)) هذا ادى إلى دفع معارضيه للنيل منه. احيكت له المؤامرات والدسائس مما زاع صيته في مختلف انحاء العالم ووجهت له الدعوات من العديد من الجامعات للتعرف عليه وسافر إلى ليدن بهولندا وعين استاذاً في جامعتها. وأسف الكثيرون في ألمانيا رحيله لأن شهرته العظيمة في الخارج من شأنها ان تعيد إلى المانيا هيبتها التي فقدتها في الحرب. وتلقى كتب ودعوات من وزير التربية ليعود إلى بلده فعاد وحصل على الجنسية الألمانية لانه في ذلك الوقت كان لايزال محتفظاً بجنسيته السويسرية.
كثرت الدعوات التي تلقاها اينشتين بسبب شهرة نظريته النسبية وكان يقابل في كل مرة يلقي فيها محاضرة باحتفال هائل يحضره عامة الناس ليتعرفوا على هذا الرجل بالرغم من عدم المامهم بفحوى النظرية النسبية ولكن اهتمام الناس به لم يسبق لعالم ان حظي به من قبل فكان يستقبل استقبال المعجبين لفنان مشهور. لقد كان تقرير صادر عن البعثة الفلكية الانجليزية عام 1919 الذي تؤيد فيه صحة نبوءة آينشتين عن انحراف الضوء عند مروره بالجو الجاذبي من اهم دواعي شهرته العالمية. ولكن لكونه الماني الجنسية كان صيته في انجلترا قليل وبدعوة من اللورد هالدين توجه آينشتين إلى انجلترا وقدمه هالدين قائلا ((إن ما صنعه نيوتن بالنسبة إلى القرن الثامن عشر يصنعه آينشتين بالنسبة إلى القرن العشرين)).
يروى أنه تم الاعلان عن جائزة قدرها خمسة آلاف دولار لكاتب احسن ملخص للنظرية النسبية في حدود ثلاثة آلاف كلمة فتقدم ثلاثمائة شخص وحصل على الجائزة رجل من محبي الفيزياء ايرلاندي الجنسية عمره 61 عاماً في 1921.
ظل آينشتين يسافر بين بلدان العالم من فرنسا إلى اسبانيا إلى فلسطين وإلى الصين واليابان وحصل على جائزة نوبل في 1923 وسلمه اياها ملك السويد وبعدها استقر في برلين وكان الزوار من مختلف انحاء العالم يأتون له ويستمتعون بحديثه ولقاءه حتى عام 1929 والتي فيها بلغ من العمر الخمسين عاماً قرر الاختفاء عن الانظار ولم يكن احد يعلم اين يقيم.
كان آينشتين محبا للسلم ويكره الحرب وفي نداء تلفزيوني إلى تورمان رئيس الولايات المتحدة الاسبق قال ((لقد كان من المفروض أول الامر أن يكون سباق التسلح من قبيل التدابير الدفاعية. ولكنه اصبح اليوم ذا طابع جنوني. لأنه لو سارت الامور على هذا المنوال فسيأتي يوم يزول فيه كل أثر للحياة على وجه البسيطة)).
في 18 ابريل من العام 1955 وفي مدينة برنستون مات ذلك العبقري وأخذ الناس يتحدثون عن آينشتين من جديد وتنافست الجامعات للاستئثار بدماغ ذلك الرجل عساها تقف من فحصه على اسرار عبقريته.. كان آينشتين يعيش بخياله في عالم اخر له فيه الشطحات والسبحات وكانت الموسيقى سبيله الوحيد للتنفيس عن ثورته العارمة وكان الكون بالنسبة له مسرحا ينتزع منه الحكمة فغاص في ابعاده السحيقة وبهذا نكون قد لخصنا قصة حياة اسطورة القرن العشرين .
ستيفن هوكنغ العالم الذي تفوق على أينشتاين
ستيفن هوكنغ.. العالم والإنسان
أحد ألمع فيزيائيي القرن العشرين ومن أبرز علماء الكونيات الذين تصدوا لأصعب الأسئلة على مرّ التاريخ: خلق الكون ومصيره.
إنسان يصفه البعض بأنه "معاق" لأنه عاجز تماماً عن الحركة وعن الكلام وإن كان هذا الوصف فيه كثير من الإجحاف وقلة التفهم لواحد من "ذوي الاحتياجات الخاصة" كحالة ستيفن هوكنغ والذي يقول عن نفسه:
"لا أشعر بأنني شخص معاق، وإنما مجرد شخص مصاب بتعطل العصب الحركي، وذلك كما لو كنت مصاباً بعمى الألوان. أظن أن من الصعب وصف حياتي بأنها عادية، لكنني أشعر أنها عادية روحياً".
ولد هوكنج في 8/1/1942 أثناء الحرب العالمية الثانية في أكسفورد–إنكلترا وقد كانت هذه المدينة في منأى عن القصف الألماني. كان والده مختص في البحث في طب الأمراض الاستوائية ومنه أخذه اهتمامه فيما بعد بالبحث العلمي لكنه وجد الطب والبيولوجيا علمين وصفيين وغير دقيقين وهو كان يبحث عن شيء أكثر جوهرية وجده فيما بعد في الفيزياء. والدته أيضاً درست في أكسفورد ذات الجامعة التي درس فيها والده والتي سيدرس فيها فيما بعد. لديه شقيقتين: ماري وتصغره بسنة ونصف. وفيليبا وتصغره بخمس سنوات . وشقيق واحد إدوارد ويصغره أربعة عشر عاماً.
لم يكن هوكنغ في المدرسة أفضل من المتوسط أبداً، وعِلمه لم يكن مرتباً حتى أن خط يده كان مثار يأس أساتذته وهو الذي يقول عن نفسه: "كنتُ أكثر مهارة في أداء الامتحانات والاختبارات من الأداء أثناء الدرس". رغم ذلك فإن زملائه أطلقوا عليه اسم "آينشتاين" لذكائه وتميزه في حل وموهبته الاستثنائية في الفيزياء والرياضيات والتي ظهرت في سن مبكرة.
درس الرياضيات والفيزياء في جامعة أكسفورد ليحصل منها عام 1962 على درجة البكالوريوس في الفيزياء. ولم يعمل طوال دراسته أكثر من ساعة واحدة كل يوم حيث لم يكن يحضر المحاضرات بل يكتفي بحضور الدروس العملية مرة أو مرتين في الأسبوعين. لكنه كان يبدي موهبة فذة الرياضيات حيث كان قادراً على حل مسائل رياضية في بضع ساعات لم يكن زملاؤه الطلاب قادرين على حلها في أسابيع!!
أصيب عند تخرجه من الجامعة سنة 1963 بمرض العصب الحركي (لو-غريغ) الذي يؤدي إلى ضمور متسارع في الأعصاب والعضلات وأخبره الأطباء أنه لن يعيش أكثر من سنتين!! وكان تأثير هذا الحكم عليه في البداية الحزن وفقدان الأمل وبدا له أن حالته تتدهور سريعاً حيث لم يبد أن ثمة أي مغزى من فعل أي شيء حيال الدكتوراه التي كان يفكر فيها لأنه لم يكن يعلم أنه سيعيش من العمر ما يكفي لإكمالها. لكن تدهور حالته أخذ بالتباطؤ وبدأ بتحقيق تقدم في عمله وخاصة في البرهان على أنه يجب أن تكون هناك بداية للكون في انفجار أعظم.
وكان ملهمه الآخر -عندما كان يعاني من حمأة القنوط بعد إصابته بمرضه- فتاة تدعى جين وايلد. فحبه ومن ثم خطبته لها حثه على العمل بجد لإنهاء الدكتوراه كي يجد وظيفة ويغدو قادراً على الزواج. تزوجا سنة 1966 وأنجبا ثلاثة أطفال (روبرت 1967، لوسي 1970، تيموثي 1979) بعد أن تأكدا قبلاً أن مرض العصب الحركي ليس وراثياً.
حصل قبيل زواجه -أي في العام 1966- على شهادة الدكتوراه في الفلسفة من قسم الرياضيات التطبيقية والفيزياء النظرية في جامعة كمبريدج. وفي العام 1974 أصبح عضواً في الجمعية الملكية والتي هي إحدى أقدم المنظمات العلمية على وجه البسيطة. ثم تسلّم في العام 1979 كرسي الرياضيات اللوكاسي في جامعة كمبردج، وهو منصب كان يحتله العالم العظيم إسحق نيوتن وشغله أيضاً العالم بول ديراك، وهذه العالِـمين هما من أكابر العلماء الذين اهتموا باللامتناهي في الكبر واللامتناهي في الصغر وكان هوكنغ –كما يقول كارل سيغان-: "خليفتهما بكل جدارة".
أصيب هوكنغ صيف 1985 بمرض ذات الرئة فأجريت له عملية استئصال رغامى كانت نتيجتها أن فقد قدرته على الكلام نهائياً. اضطر بعدها (بسبب حاجته إلى الرعاية المتواصلة على مدى الأربع والعشرين ساعة يومياً) إلى الانفصال عن زوجته والعيش في منزل آخر. وساعده في استعادة "صوته" خبير أميركي يدعى والت وولتوس حيث صمم برنامج كومبيوتر يساعده على اختيار الكلمات التي يريدها ثم يرسلها إلى مركّب كلامي أو يحفظها. وركب هذا الجهاز على كرسيه الدرّاج.
خلال الفترة ما بين 1965-1970 قام هوكنغ بالتعاون مع روجر بنروز بتطوير تقنيات رياضياتية لإثبات أنه إن كان نظرية النسبية العامة صحيحة فيجب أن تكون هناك حالة في الماضي كان فيها الكون في حالة كثافة لامتناهية ودعت هذه الحالة: "متفرد الانفجار الأعظم". وعمل بين عامي 1970-1974 في دراسة الثقوب السوداء بشكل رئيسي ليحقق في نهايتها اكتشافه الأكثر إدهاشاً ألا وهو أن الثقب الأسود ليس أسوداً تماماً حيث أثبت أن الثقب الأسود يصدر إشعاعاً كما لو كان جسماً حاراً، ويدعى هذا الإشعاع اليوم: "إشعاع هوكنغ".
ومنذ ذلك الوقت وحتى اليوم يعمل هوكنغ على دمج النسبية العامة مع الميكانيك الكمومي. لكن شغله الشاغل في الفترة الماضية كانت تقديم آخر ما توصل له العلم بخصوص خلق الكون وتطور إلى الجمهور العريض، فقرر بعد سلسلة المحاضرات التي ألقاها في هارفارد 1982 تأليف كتاب شعبي عن الزمان والمكان يستهدف الجمهور العريض. وكان كتاب "موجز تاريخ الزمن"(2) في العام 1988 من أكثر الكتب العلمية شعبية على الإطلاق ودخل في سجل غينيس للأرقام القياسية بسبب طول الفترة التي بقي فيها على لائحة الكتب الأكثر مبيعاً. ويقول كارس ساغان في تقديمه للكتاب:
"إنه أول كتاب مليء بالهدايا من كل نوع يقدمها هوكنغ للجمهور العادي من غير المختصين، إنه ينبئ عن العمل الفكري الذي بذله مؤلفه، وفيه من التشويق بمقدار ما فيه من التنويع. إن هذا الكتاب حافل بالرؤى النفاذة فيما يخص حدود الفيزياء وعلم الفلك وعلم الكون و.. الشجاعة".
يعرض هوكنغ في هذا الكتاب بلغة علمية بسيطة مسيرة تطور فهم الإنسان للكون وأحدث ما اكتشفته علوم الكونيات كما يعرض للنظريتين الرئيسيتين في القرن العشرين: النسبية العامة والميكانيك الكمومي والمحاولات الرامية لتوحيد الفيزياء عبر دمجهمها بنظرية واحدة.
كما قدم كتاباً ثانياً في العام 1993 هو "الثقوب السوداء والأكوان الطفلة ومواضيع أخرى" (2) وهو كتاب يتضمن مجموعة من المواضيع المتفرقة كتبها هوكنغ على مدى ستة عشر عاماً تعكس حالته المعرفية في أوقاتها. وقدم في العام 2001 كتاب "الكون في قشرة جوز".
كتاب آخر مهم في تبيان أهمية ما فعله هوكنغ في الكون وأكثر تبسيطاً هو "كون ستيفن هوكنغ"(3) والذي ألفه العالم ديفيد فيلكن الذي كان زميل هوكنغ في قسم الفيزياء في كامبريدج، حيث قرر فيلكن تأليف هذا الكتاب بعد أن أنجز ست حلقات مع هوكنغ في محطة البي بي سي عن الكون ونظرية كل شيء، ولاقت هذه الحلقات رواجاً كبيراً لكن استطلاعات الرأي بيّنت أن هناك أشياءً لم يفهمها الناس في كتاب هوكنغ وفي الحلقات. ويذكر فيلكن في مقدمة كتابه حادثة تدل على تواضع هوكنغ، حيث يقول:
".. أرسلت له بعض الملاحظات ليبدي أفكاره وتصويباته حولها، وكان منها ما كتبت:
(ستيفن هوكينج، المعترف به كأحد رواد المرجعيّين في الثقوب السوداء). إلا أن الأوراق المنسوخة قد أعيدت إلي مدوناً بهامشها ملحوظات واضحة بخط سو مازي، ممثلة لأمانة ستيفن العلمية، حيث وضعت علامة بحذف السطر الذي كتبته وأضيف بدلاً منه: (ستيفن هوكينج، الذي شارك في دراسة الثقوب السوداء)".
هذا هو ستيفن هوكنغ، والذي بعد أن عاش أكثر من أربعين سنة مما تم التنبؤ له، وأصبح له أحفاد من أبناء أخبر أنه لن تتح له فرصة إنجابهم، وبعد أن أصبح من أبرز علماء الكونيات والعالِم الأشهر في القرن العشرين بعد آينشتاين، وبعد أن ألف كتاباً من أكثر الكتب العلمية شعبية في العالم، وبعد أن قلبَ بإسهامه في نظرية الانفجار الأعظم الاعتقاد السائد حول الزمان والمكان والخلق رأساً على عقب، بعد كل هذا وإذ يبدي سروره بما أنجزه لكنه يبدي رغبة في فعل الكثير قبل حياته الباقية ولا يتحدث عن حياته الخاصة ولكن يحصر رغبته في الناحية العلمية حيث يتمنى أن يتوصل لمعرفة كيفية توحيد الثقالة مع الميكانيك الكمومي وقوى الطبيعة الأخرى وعلى وجه الخصوص يريد أن يعرف ما يحصل للثقب الأسود عندما يتبخر.
نختتم حديثنا عن ستيفن هوكنغ بكلماته عن نفسه والتي لعلها تعبر خير تعبير عن مسيرته وكيفية تعاطيه مع حالته الخاصة مختصرة رؤيته في الحياة والعمل. حيث يقول هوكنغ:
"لا أعتبر نفسي منقطعاً عن الحياة العادية، ولا أظن أن الناس من حولي سيقولون أنني كنت منقطعاً عنها. إنني لا أشعر بأنني شخص معاق، وإنما مجرد شخص مصاب بتعطل العصب الحركي، وذلك كما لو كنت مصاباً بعمى الألوان. أظن أن من الصعب وصف حياتي بأنها عادية، لكنني أشعر أنها عادية روحياً. بالتأكيد أنا أسعد الآن. فقد كنت قبل إصابتي بمرض العصب الحركي ضجراً من الحياة، لكن فكرة الموت المبكر جعلتني أعي أن الحياة تستحق أن تعاش فعلاً. فثمة الكثير الكثير مما يمكن للمرء أن يفعله فيها. إن لدي شعوراً بأنني أنجزتُ شيئاً متواضعاً لكنه إسهام ذو مغزى في المعرفة الإنسانية. أنا محظوظ جداً، طبعاً، لكن كل شخص يستطيع تحقيق شيء إذا حاول ذلك بجدية كافية".
