علم الفيزياء
من المناسب أن نبدأ بالنظر إلى أنفسنا: فحتى تنشأ الحياة لا بد من وجود الماء، وحتى تستطيع الحياة إنتاج كائن حي قادر على دراسة بيئته لابد من وجود اليابسة. ولكن، لتكون الحياة ممكنة على اليابسة، يبدو الجو ضروريًا. علاوة على ذلك ، يجب أن تسود هذه المظاهر على مساحة كبيرة بدرجة كافية وفي تقلبات حرارية منخفضة السعة. علاوة على ذلك ، يجب أن تظل هذه الظروف مستقرة لفترة طويلة من الزمن.
ومن الواضح أن هذه الشروط تتطلب وجود جسم على شكل كوكب.
ويجب أن يكون هذا الكوكب أكبر من حجم القمر من أجل الحفاظ على جو مناسب حوله. ومن المفترض أيضًا أن هذا الكوكب أصغر من زحل ، على سبيل المثال، كما لو كان حجم زحل أو أكثر ، فسيحتوي على نسبة أعلى من العناصر الضوئية ، مما سيسمح بتكوين "الأرض" المطلوبة. هذا يعني ، من بين أمور أخرى ، أن الإنسان يمكن أن يظهر فقط في نطاق صغير من قيم الجاذبية. كما يُفترض - في نطاق قيمة جاذبية معينة - أن الحيوان لديه الحجم والكتلة الأمثل. هناك سبب قوي للاعتقاد بأن الحيوان البشري هو الأمثل (من حيث الحجم والكتلة) بالنسبة لجاذبية الأرض.
وكل ما نريد استنتاجه هنا هو أنه ليس من قبيل المصادفة أن يكون طولنا وكتلتنا متماثلين. وامتدادًا لهذه الأفكار ، يمكننا أيضًا الوصول إلى استنتاج آخر يتوافق مع الأول المتعلق بالعمر الذي يعيش فيه الإنسان على الأرض.
وهذا يعني أننا نبني مبانينا وغيرها من ملحقات الحياة المادية لتكون ذات حجم خاص ونعيش لفترة زمنية محددة. بالإضافة إلى الأدوات الميكانيكية البشرية ، نجد أيضًا أننا مجبرون على استخدام قطع من الصخور أو الخشب بأحجام معينة حتى نتمكن من التلاعب بها بأنفسنا. وهكذا ، بدأ الإنسان أولاً في تعلم خصائص المادة عن طريق تحديد قطع منها ذات أحجام مناسبة - قريبة أيضًا من أحجام الأشياء التي يمكنه بها إلقاء أعدائه أو فريسته. ومع تقدم الإنسان في الحضارة ، بقيت هذه الأحجام نفسها مقياسًا لأحجام أجزاء المادة التي عممها وفحصها في مختبراته أو صنعها في أجهزة لمساعدته في دراساته وأبحاثه .
مفهوم الفيزياء لعلماء المسلمين:
أطلق المسلمون على الفيزياء اسم "العلوم الطبيعية" ، في إشارة إلى الطبيعة ، وربما من الأفضل الإسهاب قليلاً في مفهوم هذا العلم بين علماء المسلمين قبل الحديث عن إنجازاتهم العظيمة في هذا المجال.
التعريف عند الفارابي:
وعرّفها الفارابي بأنها العلم الذي ينظر إلى "الأجسام الطبيعية ، والأعراض التي يكون أساسها في هذه الأجسام ، ويعرف ما يهمها وما لها منها ، وفيها توجد هذه الأجسام والأعراض التي تتكون منها. ". وفيها تعريف يمتد ليشمل كل شيء في الطبيعة وفي الكون من الأجسام والأجسام والمعادن والنباتات والحيوانات ، وقد ورد التعريف السابق للفارابي في كتابه: (إحصاء العلم).
مداخلة ابن خلدون:
أما (ابن خلدون) فيعرفه في مقدمته الشهيرة على النحو التالي: "علم يبحث في الجسد من حيث الحركة والجمود الذي يصيبه. الغيوم والبخار والرعد والبرق والصواعق وغيرها. في مبدأ حركة الجثث.
وتعريف ابن خلدون هو جامع المانع كما وصفه القدماء.
التعريف عند ابن سينا:
هناك تعريف دقيق ومختصر قاله عبقرية الحضارة الإسلامية: (ابن سينا) حيث عرّف العلم الطبيعي بأنه ذلك العلم الذي يدرس الأجساد الموجودة ، لأنها تخضع للتغييرات ، وتوصف من حيث الحركات والجمود.
التعريف الحديث:
ولا تختلف هذه التعريفات كثيرًا عن التعريف الحديث للفيزياء ، والذي ينص على أنها (العلم المعني بدراسة الخصائص والتغيرات التي تحدث في كل من المادة والطاقة ، وجوانب التحول إلى بعضها البعض). للفيزياء عدة فروع ، منها: دراسة حالات المادة ، البصريات ، الضوء ، الحرارة ، الصوت ، الكهرباء ، المغناطيسية وبنية الذرة.
المسلمون والتراث العلمي اليوناني في مجال الفيزياء:
وأصبح علماء المسلمين على دراية بكتب الإغريق في العلوم الطبيعية ، وخاصة أعمال أرسطو وأرشميدس وبطل الإسكندرية ، ولم يكتفوا بترجمة هذه الكتب وفهم محتواها. بل على العكس فقد كشفوا عن أخطائه وصححوها وزادوا عليها الكثير حتى نعتبر هذا العلم من أصول علماء المسلمين وعلى رأسهم أبو علي الحسن بن الهيثم والبيروني وهم. مبتكرو العديد من نظريات هذا العلم.
وإذا كان الفضل - كما يقولون - في ما شهده الأعداء ، فإن هذا المستشرق الألماني ألبرت ديتريش يقول في بحث بعنوان: (دور العرب في تطوير العلوم الطبيعية): إن فضل المسلمين عبر تاريخ الفكر الإنساني أنهم حافظوا على هذا التراث الثقافي ونشروه في البلاد. "هذا فقط نصف الحقيقة ، والنصف الآخر ... ابتكاراتهم في العلوم الطبيعية." ويقول المستشرق نفسه في موضع آخر من البحث: "مخطئ من يقول إن المسلمين كانوا راضين عن اقتباس من اليونان تراث حضارتهم ، والحملة كما هي للغرب ، مخطئون. لم يمنعهم التراث اليوناني من تشريبه بمعرفتهم الجديدة ، ومن تجاوزها ، ولا سيما بكمية ما خلقوه).
تاريخ الفيزياء:
في عصر الفيزياء الميكانيكية ، تخيل الفيزيائيون أن الذرات الفيزيائية هي اللبنات النهائية لبناء الكون. إن التصور النيوتوني للذرة في ممارسة الفيزياء الميكانيكية هو مفهوم مجرد يخفي غلافًا ميتافيزيقيًا لاهوتيًا ، لكنه يظل منطقيًا ضمن حدود هذه المرحلة. مجزأة ... هذه الأجزاء الأولية ، كونها صلبة وغير متشابهة وأقوى من الأجسام السامة المكونة منها ، صلبة لدرجة أنها لا تستخدم على الإطلاق أو تتكسر إلى جزيئات بسبب عدم وجود قوة طبيعية قادرة على تقسيم ما فعله الله في لحظة الخلق الأولى (ص 400) ، إذًا ، وفقًا لنيوتن ، المادة "ميتة بطبيعتها" (لكن وفقًا لديموقريطس ، يتم تحريكها بواسطة حركة داخلية وأبدية).
وفي الفيزياء الميكانيكية ، الطاقة هي ما يجعل المادة المتحركة للذرات مهمة ، في حين أن الطاقة ليست مهمة.
ويمكن تلخيص جميع أشكال الطاقة على أنها طاقة ميكانيكية. في هذا الكون ، لا يوجد تطور بالمعنى الديالكتيكي للمصطلح ، ولكن هناك مستويات مختلفة نوعيًا لترتيب المادة.
وظهرت فكرتان ثوريتان في مجال الفيزياء غيرتا مسار الفيزياء الميكانيكية وتصوراتها المثالية: كانت الفكرة الأولى هي التي طورت المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن تطور النظرية الكهرومغناطيسية ، وفقًا لمعادلات ماكسويل. حتى الفكرة الثانية هي ظهور فيزياء الكم ، والتي كانت نتاجًا لتطور المعرفة حول الذرة.
وفي نهاية القرن الثامن عشر الميلادي ، أي في عام 1895 م ، تم اكتشاف الإلكترون ، وهو جزء سلبي من المادة. في عام 1886 اكتشف غولدشتاين أشعة القناة بعد إشعاع القناة وفي عام 1896 اكتشف BECQUEREL النشاط الإشعاعي المشع وفي عام 1989 اكتشف بيير كوري الراديوم والبلونيوم.
ولم تعد الذرة قطعة واحدة بسيطة ، بل اكتُشف أنها شيء معقد وأنها مصدر الإشعاع والطاقات (آلية لم تُكتشف بعد في ذلك الوقت) .
ومقدمة تعتبر فرضية لوحة الكم لعام 1990 م نقطة تحول للانتقال من الفيزياء المستمرة ، وهي الفيزياء الكلاسيكية ، إلى الفيزياء المنفصلة ، وهي فيزياء الكم.
ووفقًا لفرضية ماكس بلانك ، لا ينتقل الضوء والإشعاع الكهرومغناطيسي بشكل عام بطريقة مستمرة ومنسقة ، كما يعتقد المغناطيس الكهربائي الكلاسيكي ، بل يتم إرسالهما في شكل مجموعات صغيرة مخفية ، وهو العد الإشعاعي.
ووفقًا لهذه الفرضية ، وُلد مفهوم الانقطاع أو الافتقار إلى التواصل ، مما يعكس التصور القديم للتبادل المستمر والمحدود للطاقة.
وفي عام 1905 م ، أظهر أينشتاين أن الإشعاع الكهرومغناطيسي لا ينتقل فقط ، بل يتحول إلى مجموعات خفية ، وهي:
الفوتونات: الملاحظة الأولى هي أن فكرة عدم الاتصال والاستمرارية في عملية تبادل الطاقات موجودة اليوم كأساس للفيزياء الدقيقة الحديثة ، وفي عام 1913 م قدم نيلز بور آراء حول نظرية الكم لدراسة بنية الذرة .
الملاحظة الثانية هي الترابط بين المفهوم الميكانيكي في فيزياء العالم والمادية المبتذلة في الفلسفة والفكر اللاهوتي في الأسطورة.
ولم يكن هذا المفهوم المثالي للعالم خاصًا بالفيزياء فحسب ، بل كان أيضًا سمة مميزة لجميع العلوم الطبيعية.
ويقول Envels: "... كانت المادية في القرن الماضي ميكانيكا فقط ، وكانت ميكانيكا الأجسام الصلبة الأرضية أو الكونية وآليات الوزن قد انتهت. ولا تزال الكيمياء موجودة فقط في شكلها الطفولي ، وظلت البيولوجيا أيضًا في اللغات تمت دراستها بشكل فج فقط ولم يتم تفسيرها إلا لأسباب ميكانيكية لتنقيتها. بالنسبة لمادي القرن الثامن عشر ، كان الإنسان مثل حيوان مثل ديكارت.
ورأى العديد من الفيزيائيين والفلاسفة الثورة الفيزيائية على أنها أزمة حادة في الفيزياء بشكل عام وليست انتهاكًا للفيزياء الميكانيكية أو أزمة في الإدراك الميكانيكي للعالم.
واهتم الفلاسفة الماديون بهذه الظاهرة من خلال إثراء المادية الديالكتيكية بآخر التطورات للثورة الفيزيائية والتغلب على المفاهيم القديمة التي تنهار تدريجياً في مواجهة البيانات الحديثة (على سبيل المثال: وجود الأثير: كنظام مطلق للثورة المادية). مرجع وكضمان للمساحة المطلقة).
وإذا تمكنا من تلخيص كل الخطوات التي اتخذتها الفيزياء الجديدة على حساب الفيزياء الميكانيكية ، فسنقول:
1- الإشعاع: حل محل مبدأ الحفاظ على الطاقة: بالكشف عن وجود نظام كوني صغير داخل المادة.
2- استنتج لورينتز وبواكيري أن كتلة الجسم مرتبطة بحركته.
3- تم تقديم هذه الفكرة بعد سنوات من خلال نظرية النسبية في إطار فيزيائي مختلف نوعيًا ، وتم تمثيلها في نظرية أينشتاين: المادة تساوي الطاقة المركزة. الطاقة هي شكل من أشكال المادة.
4- تم استبدال الكتلة الميكانيكية بالكتلة الكهرومغناطيسية للإلكترون.
5- في وقت مبكر من عام 1895 ، صاغ لوسستر فرضية أن الأبعاد والامتدادات الزمنية ليست مقادير مطلقة ، ولكنها مرتبطة وفقًا للنظام المرجعي. بعد عشر سنوات ، أعطى أينشتاين مفهومًا جديدًا للمكان والزمان والكتلة والطاقة ، مؤكداً نظرية لورنتز وتجاوزها في نفس الوقت.
ويدرك بعض الفيزيائيين هذه الأزمة ، وقال هنري بوانكاريه إن علامة الأزمة لا تنتمي فقط إلى ذرة الراديوم ، هذا الاكتشاف العظيم في عصرنا ، ولكن جميع المبادئ الأخرى أيضًا "في خطر" .
ظهور الموقف المنطقي:
أن هذه الأزمة الجسدية أثارت أسئلة جديدة ظهرت على السطح وهي مسألة المعرفة: أو نظرية المعرفة: المعرفة العلمية ، الحقيقة الموضوعية أو الحقيقة الذاتية. انتهى الأمر بالعديد من الفيزيائيين إلى تفسير الأزمة المادية على أنها خيبة أمل علمية أو فشل علمي ، وواجه بعض فلاسفة المادية الجدلية (لينين) هذه التصورات ، مبررين مسألة العلاقة الموضوعية المتبادلة بين الحقيقة المطلقة والحقيقة النسبية. نفي ما هو سابق ، وبناء شيء جديد على أنقاض القديم.
ويمكننا أن نربط بين ظهور الوضعية المنطقية وإدخال الرياضيات في العلوم: اعتبر البعض اللغة الرياضية أحد أسباب تطور العلم ، واعتبر البعض الآخر دخول الرياضيات إلى عالم العلم ، وهو في التجريد والمثالية.
وتذكر أيضًا أن الوضعية الحديثة تندرج تحت أسماء عديدة منها: التجريبية المنطقية والذرة المنطقية .. إلخ. وتستمر الوضعية في زمن لينين ولها نفس السمات والخصائص. وقد تم تطويرها في أيدي العديد من الفيزيائيين والرياضيين وهي أيضًا نتاج فترة تطور العلوم وإدخال الرياضيات والأشكال في مجال العلوم الفيزيائية واللغة المنهجية عامل آخر ساهم في تطوير الوضعية المنطقية هو تطوير وسائل الإعلام.
وكانت نقطة البداية مدرسة كوبنهاغن ، ولم تكن هذه المدرسة متجانسة ، حيث انضم بعض علماءها ، مثل نيلسبير ، إلى البرنامج المادي وتولوا مواقف مادية مثيرة للجدل. لذلك استغلت مدرسة كوبنهاغن هذا الإطار لظهور تغيير منطقي وتجريبي وذاتي وموقف. كان موضوع هذه المدرسة أيضًا تفسير ميكانيكا الكم. كانت نقطة البداية هي فرض قانون الشك على هاينز بانيرك. يقول الأخير: "ساعدت ميكانيكا الكم في عزل العديد من الفلاسفة عن المادية . من الناحية الفلسفية ، تجاوزت الوضعية المنطقية المادية والمثالية واعتبرت المشكلة الأساسية للفلسفة مشكلة خاطئة .
أهمية الفيزياء:
تكمن أهمية وقوة الفيزياء في حقيقة أن العلم هو الذي أخذ على عاتقه مهمة الإجابة عن مجموعة من الأسئلة الفلسفية الكبرى بامتياز والذي ، من خلال إجاباته ، كان قادرًا على التحكم بقوة في مسار العلم. الفكر والعلم ، ولتغيير نظرتنا إلى العالم. منذ الثورة النيوتونية ، أصبح العالم نظامًا ميكانيكيًا بالكامل يتضمن روابط يمكن قياسها واكتشافها بدقة. وهكذا ، استطاعت الفيزياء ، بنهجها العظيم ورؤيتها الجديدة للكون ، أن تعطي أقوى زخم للعلم للمضي قدمًا بحزم وإيمان بقدرة العلم على تفسير الواقع وحتى السيطرة عليه. واستمرت القضية حتى القرن العشرين من عصرنا ، لاعتبار هذه التصورات بمثابة تضييق لمفهوم العلم والعلم ، وفقًا لميكانيكا الكم ، السبب = النتيجة ، مبدأ مبسط للغاية ولا يعكس أبدًا الواقع المعقد للطبيعة ، والذي يمكن أن تصل إلى حد كانت قدرتنا على الملاحظة قبله.
تاريخ موجز لتاريخ الفيزياء والحتمية:
منذ أن ظهر الإنسان في العالم وهو يفكر دائمًا ويحاول الإجابة عن الأسئلة التي حيرته في هذا الكون ، كيف بدأ وكيف هو وأين هو القدر؟ استمرت إجابات الأجيال على هذه الأسئلة في التطور من الأساطير إلى المذاهب الفلسفية إلى القوانين العلمية ، وبينما يبدو هذا التسلسل صلبًا إلى حد ما ، فإنه لم يعد كذلك اليوم ، حيث يُظهر التاريخ أن العديد من الإجابات التي تظهر قد تثير أسئلة أخرى. . علاوة على ذلك ، تخضع القوانين العلمية في جميع الأوقات لغزو المذاهب الفلسفية ، والتي بدورها يمكن أن تستند غالبًا إلى الأفكار الأسطورية ، والآن نتساءل بدورنا ، إلى أي مدى غيرت الإجابات على الأسئلة حول الكون عقولنا؟ ما مدى قدرته على فرز كل التفاصيل الواردة في هذا الكون؟ إلى أي مدى يمكن أن تحتفظ هذه الإجابات بقدرتها على إقناعنا؟
أ- المشاهدة كمنظمة:
التفاصيل حول موضوع العلم (مهما كان) لا حصر لها ، ومع رغبتنا في استيعابهم جميعًا ، يتم إنشاء رؤية شاملة تسعى إلى تنظيم خيط يجمع الأشياء المتناثرة التي نتأملها حتى يصبح خطابًا معقولًا ومفهومًا . في هذا الصدد ، يمكننا أن نتذكر المراحل التي مرت بها رؤية الكون ، معتبرين أنها مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالعلم وتطوراته ، وأنها ليست مجرد مسألة إدراك لشكل وطبيعة العالم. ، ولكن أيضًا لإدراك من نحن وطبيعة مكانتنا في هذا العالم. بالعودة إلى اليونان ، نجد أن وجهة النظر أو الصورة النموذجية التي سادت بالنسبة لهم ، سواء كانوا أرسطو أو أفلاطونيين أو رواقيين ، هي الصورة العضوية ، أي أنهم تصوروا الكون ككائن عضوي ، ومنذ التاريخ الفكري لـ كانت أوروبا عبر العصور الوسطى مجرد مقتطف وتمثيل لتراث الإغريق ، واستمر هذا النمط من الإدراك حتى القرن السادس عشر تقريبًا ، عندما كتب أفلاطوني فلورنسي في عصر النهضة: "جسد العالم كله ، منذ ذلك الحين كل أجساد الحيوانات هي جزء منه ... جسد العالم كله على قيد الحياة. "بشكل عام ، كان الفلاسفة القدماء يميلون إلى تخيل العالم عن طريق القياس مع الأنظمة العضوية الحية.
وبناءً على هذا التصور ، تمت معالجة حركة الأجسام التي لا تحتوي على حياة (مثل الصخور) عن طريق القياس مع حركة الحيوانات الطبيعية.
ومن نتائج هذا التصور فكرة التشابه بين الإنسان والكون ، وتظهر هذه الفكرة بوضوح في أحد النصوص الشهيرة للفيلسوف موسى بن ميمون (1194 م) ، حيث يقول: "أعلم ذلك" الكون كله ليس إلا كائنًا واحدًا ... تمامًا كما يتكون الفرد بدوره من العديد من المواد الصلبة ، مثل اللحم والعظام والأعصاب والسوائل المختلفة والعناصر الغازية المختلفة ... يتكون الكون كله بنفس طريقة الأجرام السماوية والعناصر الأربعة ومركباتها ... ". جسم الإنسان ، وهو القلب ، في حركة مستمرة ، وهو مصدر كل حركة في الجسم ... وبنفس الطريقة ، يتحكم المجال الخارجي في كل جزء من الكون بحركته. يوضح هذا الفيلسوف جوهر النظرية العضوية عندما يقول: "عندما يتوقف نبض القلب ، ويموت الإنسان وتنتهي كل حركته وقوته. وبالمثل ، سيهلك الكون كله وسيزول كل شيء إذا توقفت الكرات عن الحركة. ".
ب- الكون كآلة:
مع نهاية العصور الوسطى ، ظهر علماء ليسوا فلاسفة ، لكن وجهات نظرهم ونظرياتهم كانت لها نتائج فلسفية مهمة ، مثل (كوبرنيكوس وجاليليو وكبلر) الذين كسروا قواعد علم الكونيات في العصور الوسطى والعديد من نظريات أرسطو. مبادئ الفيزياء ، بالإضافة إلى تصوره لوحدة الكينونة. إن دافع جاليليو لإخضاع الطبيعة الفيزيائية للمعالجة الرياضية والكمية يعني بشكل أساسي تقسيم الأشياء إلى خصائص أولية (بمعنى بالشكل والكتلة والعدد والحركة والحجم) وخصائص ثانوية ، ولا ينبغي اعتبار الأولى فقط واقعية أو ذات مغزى ومفهومة . خواص العلم ، بينما كل شيء آخر يمكن اختزاله إلى خصائص ثانوية ، لأنه يجب تنقية الطبيعة الفيزيائية من جميع جوانب الحياة.
ويقول ألفريد نورث وايتهيد في هذا الصدد: "لقد أصبحت الطبيعة أمرًا مملًا ومملًا ... إنها مجرد اندفاع لا نهاية له ولا معنى له للمادة ... إنها مادة صلبة باردة وعديمة اللون وصامتة وخالية من جميع جوانب الحياة. . "
ولذلك لم يعد الإنسان يحاول فهم النجوم والأحجار وأقواس قزح من حيث التعبير عن الهدف. العالم ، كما قال ديكارت ، "آلة لا مجال فيها على الإطلاق للتأمل ، باستثناء أشكال وحركات أجزائها." تُشبه الطبيعة بمجموعة منتظمة من القوانين غير الشخصية، والتي لا علاقة لها بالأخلاق. القيم ، لأن العالم لم يعد عالمًا من القيم ، بل عالمًا من الحقائق خاضعًا للفهم العقلاني ، ومتطلبات الممكن ، وليس سرًا أن العقل لا يمكن أن يصل إلى نهايته.
وهذه الثورة الفكرية التي بدأت بالعلماء الثلاثة (كوبرنيكوس وجاليليو وكبلر) والتي حمل معيارها أيضًا فلاسفة وعلماء مثل ديكارت وبيكون ، خلقت اهتمامًا كبيرًا بالأسئلة العلمية والرياضيات ، وكل اكتشاف زاد من الإثارة. من طموح أوروبا لمزيد من التقدم في مجالات العلوم ، وكانت الفيزياء والرياضيات على رأس المسيرة العلمية ، وظلت الشكوك حول نتائج الثورة العلمية في الأجواء العلمية حتى وصل نيوتن عام 1687 م بالرقم وكشفت الطبيعة أسرارها ، حيث وصف البعض ما حققه نيوتن بأنه أعظم إنجاز للعقل البشري.
ج- أزمة الفيزياء في القرن العشرين وانهيار مجمع نيوتن العظيم:
وصلت الفيزياء الكلاسيكية إلى ذروة إنجازاتها في القرن التاسع عشر ، عندما كانت قوانين نيوتن للحركة وقانون الجاذبية الخاص به دقيقين بشكل ملحوظ ، وبدا وصف حركات الكواكب وحركة الأجسام على سطح الأرض كاملاً. ، وحتى هذه القوانين فسرت حركة المد والجزر المنخفضة. وطوال القرن التاسع عشر وحتى العقد الأخير منه ، كانت الفيزياء فرعًا من المعرفة التي بدت مكتملة، حتى القرن العشرين ، وهو حقًا أهم قرن في تاريخ الفيزياء ، لأنه انتهى بحصاد علمي فقد على مر القرون ، وبمجرد انتهاء النصف الأول منه ، قيل إن أكثر من ثلاثة أرباع العلوم الفيزيائية كما نعرفها اليوم قد تم إنتاجها خلال هذا القرن ، وفي النصف الثاني منه تضاعف هذا الإنتاج. منذ البداية كان فرض الكم في طليعة المد الثوري ، وقد تم تقديم هذه الفرضية في محاولة لحل مشكلة علمية تسمى "كارثة الأشعة فوق البنفسجية". هذه الكارثة ناتجة عن فشل قوانين الديناميات السائدة. نظرًا لأن هذه القوانين كانت قابلة للتطبيق فقط في نطاق الطول الموجي الطويل للطيف المرئي ، وهو اللون الأخضر والأصفر والأحمر ، ولم تنطبق على الموجة القصيرة عند الاقتراب من الأشعة الزرقاء والبنفسجية والأشعة فوق البنفسجية ، فقد سميت هذه المعضلة بالأشعة فوق البنفسجية كارثة لأنها لم تكن أزمة قانون واحد ، بل أزمة الإدراك الجسدي الكلاسيكي ().
وفي الواقع ، بكل بساطة ، يمكن استخدام الفيزياء التقليدية لنيوتن وماكسويل لوصف إشعاع الموجة الطويلة بدقة وبشكل مناسب ، ولكن في حالة الإشعاع ذي الموجة القصيرة أو الجهد العالي ، لا جدوى من وصفها.
وكان على علماء الفيزياء النظرية البحث عن قانون كامل لإشعاع الجسم الأسود يتضمن إجابات على جميع الأسئلة المطروحة ، لكن في ذلك الوقت لم يكن لديهم ما يوجههم في أبحاثهم باستثناء قوانين الحركة التقليدية (ميكانيكا نيوتن) ، القانون الديناميكي الحراري وقانون ماكسويل. النظرية الكهرومغناطيسية في الإشعاع ، لذلك تحتاج الفيزياء إلى مبدأ أساسي ومفهوم جديد مع كل حداثة.
وساهم بلانك في ذلك ، حيث أجرى بحثًا وجد فيه معادلة تمنع وقوع كارثة ، لكن هذه المعادلة كانت متورطة في العديد من الصعوبات ، والتي تتلخص في أنها ترفض الخضوع للأطر الحتمية التي تستند إليها الفيزياء الكلاسيكية. قال ماكس بلانك ، أثناء استجابته الرائعة للبيانات التجريبية ، إن الأجسام تكتسب أو تعطي الطاقة ليس بشكل مستمر من الكسل ، بل على الكميات أو الكميات.
وفي عام 1925 ، اعتبر عالم فيزياء يُدعى هايزنبرغ أنه من الحماقة اعتبار حركة الإلكترون داخل الذرة حركة كرة صغيرة تدور حول مدار ، لأن الإلكترون صغير جدًا ومعقد جدًا لدرجة أنه من المستحيل لتطبيق قوانين الإلكترون الكلاسيكي. آلية حركتها القابلة للقياس تجريبياً ، أي أن طبيعتها النقية تجبرنا على اعتبارها ليس كجسم ينتقل من مكان إلى آخر ، ولكن كشيء يمكن أن يوجد في نفس الوقت في أماكن مختلفة .
وميكانيكا الكم هي أهم شيء في القرن العشرين. في الوقت الذي بدا فيه أن الفيزياء كانت على وشك أن تصبح العلم الكامل ، العلم الذي لا يخطئ أبدًا ، العلم الذي يتحكم في كل ما يتحرك ، ظهرت اكتشافات جديدة لم تخطر ببالها إلا. ظهر العالم مختلفًا تمامًا عن العالم الذي فسرته الميكانيكا الكلاسيكية ، عالم تحدث فيه الحوادث بشكل عشوائي ، لأنه لا يوجد سبب لتفكك الذرة المثارة في وقت معين ، وعلى الرغم من وجود قوانين تحكم العملية برمتها ، إلا أنها تعبر فقط عن إمكانية حدوث الحدث وقع في وقت محدد وليس في وقت آخر. الاحتمالات الكمية ليست بديلاً عن المعرفة الدقيقة بالتفاصيل المخفية ذات الصلة ، ولا توجد تفاصيل ذات صلة ، بل مجرد فرصة خالصة.
وفي الختام:
تعتبر الفيزياء بحق العلم الأم للطبيعة ، وقد حافظت على حركة انسيابية للتقدم يبدو أنها احتفظت طوال القرن العشرين بدم الثورة والمحور الذي تدور حوله فلسفة العلم. فيما يتعلق بمسألة الحتمية. لقد ساهمت الفيزياء بشكل كبير في تاريخ الفكر وسيطرت عليه بشدة ، لأنها غيرت إدراكنا للطبيعة وأعطت أقوى دافع وحافز للتشبث بالعلم والمضي قدمًا به ، عندما فكرت في الكون. كنظام ميكانيكي يتكون من علاقات وروابط قابلة للقياس والاكتشاف ، وهي أكبر مساهمة في تاريخ العلم ، فقد قدمت أيضًا مجموعة من الأفكار ، أهمها تلك التي تؤكد أن الطبيعة لها نظام موحد وقوانين موحدة التي تنطبق على جميع أجزائه. سواء كانت شظايا وليست مجرد تراكمات ، لم يعد من المناسب في القرن العشرين الحديث عن فكرة أن الطبيعة ذات جودة مماثلة ، لأنه اتضح أن للعالم الذري قوانينه الخاصة. والتي قد تختلف جذريًا لأن كل ما كتبناه يتحدى مفهومنا أو تعريفنا لما هو منطقي ، فقد اختبر أيضًا قدرة الباحث على الملاحظة الدقيقة ، وبالتالي فكرتنا حول موضوع العلوم الطبيعية ، والتي لم نعتبرها دائمًا ثابتة ، تغير. نظرًا لعدم قدرتها على التحكم في حركتها ، فإنها تتأثر أيضًا بفعل الملاحظة ، مما ينفي تمامًا إمكانية التنبؤ التي كانت لفترة طويلة أحد أعمدة العلم.
استنتاج:
1- لا مفر من أننا كائنات ذات حجم محدود. وفقط لأننا كبار جدًا ، تبدأ فيزياءنا بدراسة أجزاء من المادة يبلغ طولها قدمًا وبضعة أرطال في الكتلة.
2- الأسباب التي تؤدي إلى حقيقة أن حجمنا مُعرَّف بطريقة معروفة تجعل أجزاء المادة التي يمكننا التلاعب بها "خاملة" بقدر ما هي مادة خاملة. كان من المحتم أن تتعامل الفيزياء الأولية مع أكثر الموضوعات مملة.
3- يمكن أن تكون المادة ، إذا تم أخذها بواسطة مقاييس حجمية أخرى ، ممتعة ومثيرة للاهتمام إلى حد كبير.
4- إذا أدركنا أن مقياس الحجم في الفيزياء الأولية قد فرض علينا ، فعلينا أن نجتهد لمعرفة سلوك المادة عندما يكون حجمها في مقاييس أخرى غير المعتاد.
5. لا يمكننا الهروب من حقيقة أن أفكارنا تتشكل وأن أفعالنا تتخذ باستخدام أنظمة فيزيائية ذات حجم طبيعي.
6. في حين أن الفيزياء الأساسية يمكن أن تكون مملة ، فإن أي نوع آخر من الفيزياء لا بد أن يكون صعبًا. لا يستطيع المرء دراسة الفيزياء الذرية - على سبيل المثال - باستخدام المقياس الذري وحده () كما يصف المرء سلوك الأشياء (الذرات) - التي بلا شك لا تتصرف مثل كرات البلياردو - باستخدام مفاهيم المكان والزمان والكتلة والزخم ، إلخ. هذه المفاهيم ناتجة عن دراسة سلوك كرات البلياردو وغيرها. لكن لا يمكن تجنبه ، وكذلك الأمر في الطرف الآخر من المقياس: لأننا في علم الفلك لا نعني حقًا توقع أو فهم سلوك الأجرام السماوية الفعلية ، ولكن من خلال قراءات المؤشرات المثبتة على العادي. المقاييس الأرضية مثل المراقبات الفلكية المختلفة عندما نعرضها على هذه الأجرام السماوية.
يجب عليك تسجيل الدخول لتستطيع كتابة تعليق