تأليف: اسحق عظيموف
اورد في هذه الصفحة تلخيص لما ورد في هذا الكتاب:
* أطلق اسم دلتا النيل لأنها تتخذ شكل المثلث الذي يشبه حرف الدلتا أحد الحروف الاغريقية.
* طاليس:
- توصل طاليس الاغريقي سنة 600 ق.م. الى فرضية هي: "ان الكون يسير وفقا لقوانين طبيعية محددة، لا تتبدل أو تتغير".
- وقد توصل الى فرضية أخرى هي: " ان بامكان العقل البشري أن يستنبط القوانين التي تحكم الكون".
هاتان الفرضيتان كونا معا "فكرة العلم".
* فيثاغورث:
- كان فيثاغورث الرجل الأول الذي عرف بأنه فكر ليس فقط في الموسيقى وحدها، لكنه فكر أيضا" في نسب الأطوال التي تعطي النغمات الموسيقية، لماذا تعطي هذه النسب البسيطة من الأعداد 2:1 ، 3:2 ، 4:3 ...الخ أصواتا مقبولة؟ لقد وجد فيثاغورث أنه اذا أخذ وترين ذوي نسب معقدة، على سبيل المثال 23:13 ، لكانت تركيبة الصوت نشازا" غير مقبول. عند هذه النقطة ذهل فيثاغورث، فقد وجد أن الأعداد لم تكن مجرد وسيلة للعد والقياس، بل كانت تتحكم أيضا" في الموسيقى وربما في الكون بأسره.
- وجد فيثاغورث أن:
1. مجموع عددين زوجيين أو مجموع عددين فرديين يعطي دائما" عددا" زوجيا".
2. مجموع عدد زوجي وعدد فردي يعطيان دائما" عددا" فرديا".
- وضع فيثاغورث جدول الضرب.
* أرشميدس:
- ابتكر شكل من أشكال التفاضل.
- رحل في صباه الى الاسكندرية حيث كان يغد اليها كل الطلاب الاغريق من أجل الدراسة والتعلم.
- معظم الرياضيات الاغريقية كانت نظرية فلم تكن تستخدم في التطبيقات العملية.
- تأمل العتلة! انها أداة ميكانيكية رائعة! فبدون العتلة، لا يمكن لقطعة صخر ضخمة أن ترفع إلا بسواعد رجال أقوياء. ولكن ضع عتلة أسفل قطعة من الصخر، وأجعلها ترتكز على محور (مثل قطعة حجر صغيرة)، في هذا الوضع يستطيع رجل واحد أن يرفعها بسهولة.
وتعتبر العتلات من أنواع الروافع. وكلمة رافعة "lever" مشتقة من كلمة لاتينية بمعنى يرفع "to raise". وتعتبر الرافعة من الادوات البسيطة التي استخدمها الناس في عصور قبل التاريخ. لكنهم لم يكونوا على دراية بطريقة عملها، ولم يعرفها أمهر الفلاسفة الإغريق.
قام أرشميدس بإختبار الروافع. وأبحاثه مع الروافع حركت العالم بالفعل. وكان أول رجل طبق الرياضيات الإغريقية على الهندسة العملية. ووضع الأساس لعلم الميكانيكا.
* جاليلليو:
- اكتشف قاعدة البندول: حيث علق أثقالا في أطراف خيوط وجد أن كل ثقل يأخذ نفس الزمن ليقطع اهتزازه واحدة سواء أكانت الأرجحة ضيقة أم واسعة.
- أصبح مشهورا" بسبب أبحاثه في الميكانيكا. وقام بتطبيق الرياضيات على الأشياء عديمة الحركة.
- ذكر أرسطو أن سرعة الأجسام المتساقطة تعتمد على أوزانها. وأثبت جاليلليو أن هذه القاعدة لا تنطبق الا على حالات استثنائية، أي على الأجسام الصغيرة جدا"، وذلك بسبب مقاومة الهواء لها. وقد كان على صواب، وكان أرسطو بعيدا" عن الصواب.
- توفي عام 1640م.
- بعد وفاته بستة عشر عام فكر العالم الهولندي كريستيان هايجنز في موضوع البندول واخترع أول ساعة مزودة ببندول عام 1656م.
* ديمقريطس:
- أعلن ديمقريطس أن كل المواد لا يمكنها أن تنقسم بأقل من حد معين. جزء من الصغر بحيث يكون غير قابل للانقسام. وأطلق على ذلك الجزيء الأصغر اسم الذرة atomos، وهي كلمة يونانية تعني الشيء غير القابل للانقسام.
- ووفقا" له توجد أنواع مختلفة من الجسيمات. وتتشكل هذه الجسيمات في ترتيبات عديدة، وتكون كل مادة معينة. فإذا حدث وأن صدئت مادة الحديد أعادت ترتيب نفسها.
- سخر معظم الفلاسفة الاغريق من أفطار ديمقريطس. وقد ألف ما يزيد على سبعين كتابا"، لم يبق منهم واحد يشرح أفكاره.
- كانت الكتب في العصور القديمة تنسخ باليد، ولذا كانت غالية المن. ولم يكن من الممكن نسخ غير أعداد قليلة من الأعمال العظيمة، ولم يستطع اقتناءها إلا علية القوم. وفي عام 1540م حدث تطور عظيم وهو إختراع ماكينة الطباعة والتي استطاعت طبع الكتب بأسعار رخيصة وبأعداد كبيرة.
* روبرت بويل:
- شرح رجل إنجليزي يدعى روبرت بويل عام 1660 في دراسة الهواء. إفترض بويل أن الهواء يتكون من جسيمات دقيقة، يتخللها فراغ كبير. ويعني انضغاط الهواء أن تصبح جسيماته أكثر تقاربا" من بعضها البعض، ويصير الفراغ بينهما أقل. ولذا أصبح بويل من أتباع ديمقراطيس.
- وبالرغم من ذلك لم تكن أفكارهم مقبولة من غالبية الناس."ما هذا الهراء؟ أيوجد جسيم لا يمكنه أن ينقسم إلى جسيمات أصغر؟".
- بدأ الكيميائيون في القرن الثامن عشر إعادة التفكير في الطريقة التي تتكون بها المركبات الكيميائية. لقد عرفوا أن هنالك مواد أخرى تتحد مع بعضها البعض لتكون هذه المركبات. فمثلا"، تتحد عناصر النحاس والأكسجين والكربون لتكوين مركب كربونات النحاس.
- قام بإجراء هذه التجارب كيميائي فرنسي يدعى جوزيف لويس بروست وعام 1799 أعلن نتائج تجاربه. ومن هذه النتائج ظهر ما يعرف "بقانون بروست" أو "قانون النسب المحددة".
- وفي عام 1803 أعلن دالتون نظريته عن الجسيمات غير القابلة للإنقسام وأسس دالتون النظرية الذرية.
- سخر معظم الفلاسفة الاغريق من أفطار ديمقريطس. وقد ألف ما يزيد على سبعين كتابا"، لم يبق منهم واحد يشرح أفكاره.
- كانت الكتب في العصور القديمة تنسخ باليد، ولذا كانت غالية المن. ولم يكن من الممكن نسخ غير أعداد قليلة من الأعمال العظيمة، ولم يستطع اقتناءها إلا علية القوم. وفي عام 1540م حدث تطور عظيم وهو إختراع ماكينة الطباعة والتي استطاعت طبع الكتب بأسعار رخيصة وبأعداد كبيرة.
* روبرت بويل:
- شرح رجل إنجليزي يدعى روبرت بويل عام 1660 في دراسة الهواء. إفترض بويل أن الهواء يتكون من جسيمات دقيقة، يتخللها فراغ كبير. ويعني انضغاط الهواء أن تصبح جسيماته أكثر تقاربا" من بعضها البعض، ويصير الفراغ بينهما أقل. ولذا أصبح بويل من أتباع ديمقراطيس.
- وبالرغم من ذلك لم تكن أفكارهم مقبولة من غالبية الناس."ما هذا الهراء؟ أيوجد جسيم لا يمكنه أن ينقسم إلى جسيمات أصغر؟".
- بدأ الكيميائيون في القرن الثامن عشر إعادة التفكير في الطريقة التي تتكون بها المركبات الكيميائية. لقد عرفوا أن هنالك مواد أخرى تتحد مع بعضها البعض لتكون هذه المركبات. فمثلا"، تتحد عناصر النحاس والأكسجين والكربون لتكوين مركب كربونات النحاس.
- قام بإجراء هذه التجارب كيميائي فرنسي يدعى جوزيف لويس بروست وعام 1799 أعلن نتائج تجاربه. ومن هذه النتائج ظهر ما يعرف "بقانون بروست" أو "قانون النسب المحددة".
- وفي عام 1803 أعلن دالتون نظريته عن الجسيمات غير القابلة للإنقسام وأسس دالتون النظرية الذرية.
- وأحدث ذلك ثورة في كافة فروع العلم. وفي عام 1900 إستخدم الفيزيائيون طرقا" لإكتشاف أن الذرة بدورها تتكون من جسيمات أصغر. وكان إنتزاع الطاقة من داخل الذرة لإنتاج القنبلة الذرية تحولا" خطيرا" في مجرى التاريخ البشري.
* فان هيلمونت:
- أول من أدرك أن الهواء لم يكن غير واحد من أنواع الغازات.
- أوضح أن الخشب المحترق ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
* لافوازييه:
- أول من إستخدم فكرة القياسات في الكيمياء.
- أوضح أن الماس المحترق ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
- وضع الأساس لتفسير ظاهرة الإحتراق.
- وأدت التجارب إلى نتيجة مفادها أن المادة لا تفنى ولا تستحدث، فيمكنها فقط أن تتغير من حالة إلى حالة إلى أخرى (على سبيل المثال، من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية). وهذا هو القانون الشهير "قانون بقاء المادة". وهذه الفكرة بعدم فناء المادة جعلت من السهل تقبل فكرة أنها تتكون من ذرات غير قابلة للإنقسام بعد ثلاثين عام.
- يطلق على لافوازييه "أبو الكيمياء الحديثة".
* أرسطو:
- توصل أرسطو أن جزأي الكون (الأرض والسماء) يعملان وفقا" لمجموعتين مختلفتين من القواعد أو "القوانين الطبيعية". فمثلا" الحجر يسقط على الأرض بينما القمر والنجوم لا تسقط على الأرض.
- ظلت أفكار أرسطو عن الطريقة التي تتحرك بها الأجسام هي أفضل ما قدمه العقل البشري قرابة ألفي سنة. وأعتقد ارسطو ان الأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة. فقد برهن جاليليو على أن جميع الأجسام تسقط بسرعة واحدة. ومع ذلك، كان أرسطو على صواب بالنسبة للأجسام الصغيرة جدا".
* نيوتن:
- درس فكرة تأثر جسم متحرك بمقاومة الهواء.
- أعلن قانون الحركة الأول: "يظل الجسم الساكن اذا ترك على حالته ساكنا" للأبد. ويظل الجسم المتحرك إذا ما ترك على حاله متحركا" بنفس السرعة في خط مستقيم،وللأبد".
ووفقا" لقانون نيوتن فالأجسام اما أن يمثل للسكون أو الحركة إلا أنه يبدو أنها كسولة جدا" أو خاملة في تغيير حالتها من حيث السكون أو الحركة. ولهذا السبب يسمى قانون نيوتن الاول احيانا" بقانون القصور أو "العطالة" (تعني كلمة قصور inertia باللغة اليونانية القديمة "الكسل").
فقذيفة المدفع اكبر مقاومة للتغيير في حالة حركتها عن كرة الماء. أي أن قذيفة المدفع لديها أكبر من القصور الذاتي. وقد افترض نيوتن أن كتلة جسم ما، هي الا مقدار القصور الذاتي لهذا الجسم. وعلى ذلك، فقذيفة المدفع كتلتها أكبر من كتلة كرة الماء. وقذيفة المدفع لها وزن أكبر من وزن كرة الماء. ومع ذلك الوزن غير مكافىء للكتلة. وعلى سبيل المثال، فإن الجسم على سطح القمر يساوي 6/1 ثقله على الأرض، في حين أن الكتلة لم تتغير.
- لكي تجعل جسم يتحرك فعليك أن تدفعه أو تجذبه. الدفع والجذب يسميان "قوة".
- أصدر نيوتن قانون ثاني للحركة: "يتناسب التغير في كمية الحركة مع القوة المسببة لها وتأخذ نفس إتجاهها".
- إستنبط نيوتن قانون ثالث للحركة: "لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار وضاد له في الإتجاه".
وبمعنى آخر، إذا ضغط كتاب على سطح مائدة، فإن المائدة يجب أن تضغط الكتاب لأعلى بقوة مساوية. وهذا هو التعليل لبقاء الكتاب في مكانه دون أن يخترق سطح المائدة، أو يطير في الهواء.
- تولد الأرض قوة على الأجسام الأرضية فهي التي تجعل التفاحة تسقط وهذه هي قوة الجاذبية.
- وضع نيوتن قانونا كونيا للجاذبية وهو ان مقدار قوة التجاذب بين جرمين في الكون تعتمد على كتلتيهما فكلما أزاحت الكتل، كان التجاذب أقوى. وكلما زادت المسافة بين الجسمين، كان التجاذب أقل.
- هنالك شيئان عظيمان تم انجازهما بواسطة هذا القانون:
اولا: فسر حركات الأجرام السماوية تفصيلا" بالغ الدقة.
ثانيا: في وقت لاحق استخدمت القوانين في تفسير كيف تدور أزواج النجوم حول بعضها البعض، وهي التي تبعد عنا بتريليونات الأميال.
- أظهر نويتن أن ارسطو لم يكن على صواب عندما استنتج أن هنالك مجموعتين من القوانين الطبيعية. إحداهما تطبق على السماوات والأخرى على الأرض. فقد فسرت القوانين الثلاثة للحركة سقوط التفاحة وارتداد الكرة، بالاضافة الى القمر الذ يدور حول الأرض. وبذلك برهن نيوتن على أن السماوات والأرض هما جزأين من نفس الكون.
* فاراداي:
- أجرى تجارب على المغناطيس ومن خلال ذلك أثبت أن هنالك قوى جاذبية على سبيل المثال حول الأرض والقمر. فقد كانت خطوط القوى المتلامسة هذه التي مكنت من جذب جسمين لبعضهما البعض. وأيضا" فالأجسام المشحونة كهربيا تتجاذب وتتباعد عن الأشياء، ومن ثم فهنالك خطوط من القوى الكهربية.
- وأثبت انه عندما تقطع الأجسام خطوط القوى المغناطيسية، يتولد تيار كهربي في الجسم المتحرك. وحتى ذلك الحين، كان يتم الحصول على التيارات الكهربية من البطاريات فقط، والتي تعتبر أوعية تحتوي على مواد كيميائية متفاعلة مع بعضها. وكانت البطارية الكهربية غالية الثمن. ومن خلال اكتشاف فاراداي الجديد، أمكن أن تتولد الكهرباء بواسطة آلية بخارية، تستطيع أن تجعل الأجسام تقطع خطوط القوى المغنيطيسة. وصارت الكهرباء التي تم الحصول عليها من هذه المولدات البخارية رخيصة، حيث يمكن توليدها بكميات ضخمة. وما تزال خطوط القوى المغناطيسية هي التي تمد العالم بالكهرباء في القرن العشرين.
- كان فاراداي عبقري ولم يذهب لمدرسة بعد أن أنهى السنوات الدراسية الاولية، ولم يكن يعرف الرياضيات. ولم يكن يستطيع ان يستنبط وصفا" رياضيا" عن كيفية توزيع خطوط القوى على المغنطيس. فلم يكن يستطيع أن يرسمها إلا من خلال برادات الحديد.
* جيمس كلاريك ماكسويل:
- عام 1860، إستطاع إسكتلندي يدعى جيمس كلاريك ماكسويل أن يعالج المشكلة. واستنبط مجموعة من المعادلات الرياضية تصف كيفية تغير شدة القوة مع المسافة عن المغنطيس وتسمى القوى التي تحيط بالمغناطيس "بالمجال". ويملأ مجال أي مغناطيس، نظريا"، الكون كله.
وأوضح ماكسويل أن المجالات المغناطيسية والمجالات الكهربية تتواجد دائما" معا". وعلى ذلك، يمكن أن يتحدث المرء فقط عن "مجال كهرومغنطيسي". وتنتشر مجموعة من الموجات في جميع الإتجاهات من مركز هذا المجال وهذا هو "الإشعاع الكهرومغناطيسي".
- وبعد سنوات من وفاة ماكسويل اكتشفت أنواع جديدة من الإشعاع الكهرومغنطيسي مل موجات الراديو وأشعة أكس.
* ألبرت أينشتين:
- في عام 1905، بدأ العالم الألماني-السويسري ألبرت أينشتين يفتح فكرة الإنسان عن الكون. فقد تخلى عن وجهة النظر الميكانيكية التي بدأت بقوانين نيوتن عن الحركة، وفسر الكون على أساس المجالات. وكان المجالان المعروفان في ذلك الوقت هما المجال الجذبي والمجال الكهرومغنطيسي. وحاول اينشتين إيجاد مجموعة واحدة من المعادلات الرياضية التي تصف كلا المجالين، لكنه فشل. وإلا أنه منذ ذلك الوقت، تم إكتشاف مجالين جديدين، يطبقان على الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها النواة، أو قلب الذرة، عرفت هذه المجالات "بالمجالات النووية".
* رمفورد:
- أوجد رمفورد أن الحرارة هي صورة من صور الحركة. حيث تنشأ الحرارة عن الحركة سريعة للجزيئات الدقيقة للمادة.
* جول:
- أوجد أن أية كمية من الطاقة من أي نوع تعطي دائما" قدرا" معينا" من الحرارة. وأثبت أنه كان ينتج كالوري واحد من الحرارة عندما يستهلك حوالي 4,8 مليون إرج من الطاقة من أي نوع. وسميت هذه العلاقة بين الطاقة والحرارة "بالمكافىء الميكانيكي للحرارة". وفيما بعد سميت وحدة الطاقة جول تكريما له. ويساوي جول واحد 10 مليون إرج. الكالوري الواحد = 4,18 جول.
- أثبت جول أن أي صورة من صور الطاقة لا يمكن أن تتحول إلا الى كمية ثابتة من الحرارة، ولكن الحرارة نفسها صورة من صور الطاقة. وهذا دليل على أن الطاقة لا يمكن أن تفنى أو تستحدث بل فقط تتحول إلى صورة أخرى.
* هيلمو هولتز:
- يوجد عالم ألماني آخر يدعى هيلمو هولتز الذي ينسب إليه قانون بقاء الطاقة. وينص القانون على: "أن الطاقة الكلية للكون ثابتة". وهو القانون الأول للديناميكا الحرارية. وقد وجد طلاب الديناميكا الحرارية أن الطاقة لا تتحول دائما" الى شغل فالبعض منها يتحول الى حرارة مهما حاول منعها.
* بلانك:
- إذا سخن أحد العناصر الى أن يتوهج، فإنه يشع ضوءا" مكونا" من موجات ذات أطوال مختلفة. ويعطي كل طول موجي خاص تاثيرا" مختلفا" على العين، وعلى ذلك تراه العين كلون معين.
إذا إمتص جسم كل ما يسقط عليه من ضوء، فلن يكون هنالك ضوء ينعكس منه، وبالتالي يحدد لونه. مثل هذا الجسم يطلق عليه "جسم أسود". وعندما يسخن الجسم الاسود لدرجة التوهج فإنه يطلق ضوءا" يحتوي على كل الاطوال الموجية الممكنة بما انه إمتصها كلها.
- إقترح أن الضوء لا يشع إلا في وحدات محددة القيمة أطلق عليه إصطلاح "كمات" quanta (ومفردها كم، من كلمة لاتينية quantum).
- وجد أنه كلما كان الطول الموجي أقصر، كلما كان كم الطاقة أكبر.
* أبقراط:
- في أوائل القرن الخامس قبل الميلاد، وكان أبقراط هو الطبيب العظيم في جزيرة كاوس الواقعة على بحر إيجه.
- كان يؤمن بعلاج المريض بدلا" من الخوف عليه من الروح الحارسة التي بداخله. فمن غير المجدي لوم الأرواح الحارسة على حدوث المرض.
- أصبح أتباع أبقراط يعتقدون أن الأطباء يجب أن يجعلوا المرضى وأنفسهم في حالة نظيفة. واستنبطوا قواعد معقولة لإيقاف النزيف، ولنظافة وعلاج الجروح ولتجبير العظام المكسورة وهلم جرا.
* فوهلر:
- قام فوهلر بتسخين مادة غير عضوية تسمى سيانات الأمونيوم تحولت إلى مادة عضوية تسمى يوريا. فقد عمل شيء مستحيل وهو أن يكون عضوية من مادة غير عضوية لمجرد أن سخنها!
- يستطيع الكيميائيون في الوقت الحاضر أن يصنعوا مركبات لا تخلقها الطبيعة إلا في النسيج الحي.
- مع حلول القرن العشرين، قرر معظم الكيميائيين بأنه لا توجد قوى غامضة داخل الخلايا الحية. فمهما كانت العمليات التي تحدث في الانسجة، فهي يمكن أن تؤدى بواسطة المواد الكيميائية العادية. ويمكن أن تعمل هذه المواد الكيميائية في أنانيب الاختبار، إذا ما استخدمت طرق عملية دقيقة بصورة كافية.
* أرسطو:
- كان ارسطو يدرس في أثينا وكان من أفضل التلاميذ في أكاديمية أفلاطون فبعد سنوات قلائل من وفاة أفلاطون في عام 347 ق.م.، رحل أرسطو الى مملكة مقدونيا التي تقع شمال اليونان، حيث كان أبوه فيزيائي البلاط. وهنالك قضى عدة سنوات معلما" للأمير المقدوني الشاب الاسكندر، الذي أصبح فيما بعد يلقب بالاسكندر العظيم.
* فان هيلمونت:
- أول من أدرك أن الهواء لم يكن غير واحد من أنواع الغازات.
- أوضح أن الخشب المحترق ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
* لافوازييه:
- أول من إستخدم فكرة القياسات في الكيمياء.
- أوضح أن الماس المحترق ينتج غاز ثاني أكسيد الكربون.
- وضع الأساس لتفسير ظاهرة الإحتراق.
- وأدت التجارب إلى نتيجة مفادها أن المادة لا تفنى ولا تستحدث، فيمكنها فقط أن تتغير من حالة إلى حالة إلى أخرى (على سبيل المثال، من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازية). وهذا هو القانون الشهير "قانون بقاء المادة". وهذه الفكرة بعدم فناء المادة جعلت من السهل تقبل فكرة أنها تتكون من ذرات غير قابلة للإنقسام بعد ثلاثين عام.
- يطلق على لافوازييه "أبو الكيمياء الحديثة".
* أرسطو:
- توصل أرسطو أن جزأي الكون (الأرض والسماء) يعملان وفقا" لمجموعتين مختلفتين من القواعد أو "القوانين الطبيعية". فمثلا" الحجر يسقط على الأرض بينما القمر والنجوم لا تسقط على الأرض.
- ظلت أفكار أرسطو عن الطريقة التي تتحرك بها الأجسام هي أفضل ما قدمه العقل البشري قرابة ألفي سنة. وأعتقد ارسطو ان الأجسام الثقيلة تسقط أسرع من الأجسام الخفيفة. فقد برهن جاليليو على أن جميع الأجسام تسقط بسرعة واحدة. ومع ذلك، كان أرسطو على صواب بالنسبة للأجسام الصغيرة جدا".
* نيوتن:
- درس فكرة تأثر جسم متحرك بمقاومة الهواء.
- أعلن قانون الحركة الأول: "يظل الجسم الساكن اذا ترك على حالته ساكنا" للأبد. ويظل الجسم المتحرك إذا ما ترك على حاله متحركا" بنفس السرعة في خط مستقيم،وللأبد".
ووفقا" لقانون نيوتن فالأجسام اما أن يمثل للسكون أو الحركة إلا أنه يبدو أنها كسولة جدا" أو خاملة في تغيير حالتها من حيث السكون أو الحركة. ولهذا السبب يسمى قانون نيوتن الاول احيانا" بقانون القصور أو "العطالة" (تعني كلمة قصور inertia باللغة اليونانية القديمة "الكسل").
فقذيفة المدفع اكبر مقاومة للتغيير في حالة حركتها عن كرة الماء. أي أن قذيفة المدفع لديها أكبر من القصور الذاتي. وقد افترض نيوتن أن كتلة جسم ما، هي الا مقدار القصور الذاتي لهذا الجسم. وعلى ذلك، فقذيفة المدفع كتلتها أكبر من كتلة كرة الماء. وقذيفة المدفع لها وزن أكبر من وزن كرة الماء. ومع ذلك الوزن غير مكافىء للكتلة. وعلى سبيل المثال، فإن الجسم على سطح القمر يساوي 6/1 ثقله على الأرض، في حين أن الكتلة لم تتغير.
- لكي تجعل جسم يتحرك فعليك أن تدفعه أو تجذبه. الدفع والجذب يسميان "قوة".
- أصدر نيوتن قانون ثاني للحركة: "يتناسب التغير في كمية الحركة مع القوة المسببة لها وتأخذ نفس إتجاهها".
- إستنبط نيوتن قانون ثالث للحركة: "لكل فعل رد فعل مساو له في المقدار وضاد له في الإتجاه".
وبمعنى آخر، إذا ضغط كتاب على سطح مائدة، فإن المائدة يجب أن تضغط الكتاب لأعلى بقوة مساوية. وهذا هو التعليل لبقاء الكتاب في مكانه دون أن يخترق سطح المائدة، أو يطير في الهواء.
- تولد الأرض قوة على الأجسام الأرضية فهي التي تجعل التفاحة تسقط وهذه هي قوة الجاذبية.
- وضع نيوتن قانونا كونيا للجاذبية وهو ان مقدار قوة التجاذب بين جرمين في الكون تعتمد على كتلتيهما فكلما أزاحت الكتل، كان التجاذب أقوى. وكلما زادت المسافة بين الجسمين، كان التجاذب أقل.
- هنالك شيئان عظيمان تم انجازهما بواسطة هذا القانون:
اولا: فسر حركات الأجرام السماوية تفصيلا" بالغ الدقة.
ثانيا: في وقت لاحق استخدمت القوانين في تفسير كيف تدور أزواج النجوم حول بعضها البعض، وهي التي تبعد عنا بتريليونات الأميال.
- أظهر نويتن أن ارسطو لم يكن على صواب عندما استنتج أن هنالك مجموعتين من القوانين الطبيعية. إحداهما تطبق على السماوات والأخرى على الأرض. فقد فسرت القوانين الثلاثة للحركة سقوط التفاحة وارتداد الكرة، بالاضافة الى القمر الذ يدور حول الأرض. وبذلك برهن نيوتن على أن السماوات والأرض هما جزأين من نفس الكون.
* فاراداي:
- أجرى تجارب على المغناطيس ومن خلال ذلك أثبت أن هنالك قوى جاذبية على سبيل المثال حول الأرض والقمر. فقد كانت خطوط القوى المتلامسة هذه التي مكنت من جذب جسمين لبعضهما البعض. وأيضا" فالأجسام المشحونة كهربيا تتجاذب وتتباعد عن الأشياء، ومن ثم فهنالك خطوط من القوى الكهربية.
- وأثبت انه عندما تقطع الأجسام خطوط القوى المغناطيسية، يتولد تيار كهربي في الجسم المتحرك. وحتى ذلك الحين، كان يتم الحصول على التيارات الكهربية من البطاريات فقط، والتي تعتبر أوعية تحتوي على مواد كيميائية متفاعلة مع بعضها. وكانت البطارية الكهربية غالية الثمن. ومن خلال اكتشاف فاراداي الجديد، أمكن أن تتولد الكهرباء بواسطة آلية بخارية، تستطيع أن تجعل الأجسام تقطع خطوط القوى المغنيطيسة. وصارت الكهرباء التي تم الحصول عليها من هذه المولدات البخارية رخيصة، حيث يمكن توليدها بكميات ضخمة. وما تزال خطوط القوى المغناطيسية هي التي تمد العالم بالكهرباء في القرن العشرين.
- كان فاراداي عبقري ولم يذهب لمدرسة بعد أن أنهى السنوات الدراسية الاولية، ولم يكن يعرف الرياضيات. ولم يكن يستطيع ان يستنبط وصفا" رياضيا" عن كيفية توزيع خطوط القوى على المغنطيس. فلم يكن يستطيع أن يرسمها إلا من خلال برادات الحديد.
* جيمس كلاريك ماكسويل:
- عام 1860، إستطاع إسكتلندي يدعى جيمس كلاريك ماكسويل أن يعالج المشكلة. واستنبط مجموعة من المعادلات الرياضية تصف كيفية تغير شدة القوة مع المسافة عن المغنطيس وتسمى القوى التي تحيط بالمغناطيس "بالمجال". ويملأ مجال أي مغناطيس، نظريا"، الكون كله.
وأوضح ماكسويل أن المجالات المغناطيسية والمجالات الكهربية تتواجد دائما" معا". وعلى ذلك، يمكن أن يتحدث المرء فقط عن "مجال كهرومغنطيسي". وتنتشر مجموعة من الموجات في جميع الإتجاهات من مركز هذا المجال وهذا هو "الإشعاع الكهرومغناطيسي".
- وبعد سنوات من وفاة ماكسويل اكتشفت أنواع جديدة من الإشعاع الكهرومغنطيسي مل موجات الراديو وأشعة أكس.
* ألبرت أينشتين:
- في عام 1905، بدأ العالم الألماني-السويسري ألبرت أينشتين يفتح فكرة الإنسان عن الكون. فقد تخلى عن وجهة النظر الميكانيكية التي بدأت بقوانين نيوتن عن الحركة، وفسر الكون على أساس المجالات. وكان المجالان المعروفان في ذلك الوقت هما المجال الجذبي والمجال الكهرومغنطيسي. وحاول اينشتين إيجاد مجموعة واحدة من المعادلات الرياضية التي تصف كلا المجالين، لكنه فشل. وإلا أنه منذ ذلك الوقت، تم إكتشاف مجالين جديدين، يطبقان على الجسيمات الدقيقة التي تتكون منها النواة، أو قلب الذرة، عرفت هذه المجالات "بالمجالات النووية".
* رمفورد:
- أوجد رمفورد أن الحرارة هي صورة من صور الحركة. حيث تنشأ الحرارة عن الحركة سريعة للجزيئات الدقيقة للمادة.
* جول:
- أوجد أن أية كمية من الطاقة من أي نوع تعطي دائما" قدرا" معينا" من الحرارة. وأثبت أنه كان ينتج كالوري واحد من الحرارة عندما يستهلك حوالي 4,8 مليون إرج من الطاقة من أي نوع. وسميت هذه العلاقة بين الطاقة والحرارة "بالمكافىء الميكانيكي للحرارة". وفيما بعد سميت وحدة الطاقة جول تكريما له. ويساوي جول واحد 10 مليون إرج. الكالوري الواحد = 4,18 جول.
- أثبت جول أن أي صورة من صور الطاقة لا يمكن أن تتحول إلا الى كمية ثابتة من الحرارة، ولكن الحرارة نفسها صورة من صور الطاقة. وهذا دليل على أن الطاقة لا يمكن أن تفنى أو تستحدث بل فقط تتحول إلى صورة أخرى.
* هيلمو هولتز:
- يوجد عالم ألماني آخر يدعى هيلمو هولتز الذي ينسب إليه قانون بقاء الطاقة. وينص القانون على: "أن الطاقة الكلية للكون ثابتة". وهو القانون الأول للديناميكا الحرارية. وقد وجد طلاب الديناميكا الحرارية أن الطاقة لا تتحول دائما" الى شغل فالبعض منها يتحول الى حرارة مهما حاول منعها.
* بلانك:
- إذا سخن أحد العناصر الى أن يتوهج، فإنه يشع ضوءا" مكونا" من موجات ذات أطوال مختلفة. ويعطي كل طول موجي خاص تاثيرا" مختلفا" على العين، وعلى ذلك تراه العين كلون معين.
إذا إمتص جسم كل ما يسقط عليه من ضوء، فلن يكون هنالك ضوء ينعكس منه، وبالتالي يحدد لونه. مثل هذا الجسم يطلق عليه "جسم أسود". وعندما يسخن الجسم الاسود لدرجة التوهج فإنه يطلق ضوءا" يحتوي على كل الاطوال الموجية الممكنة بما انه إمتصها كلها.
- إقترح أن الضوء لا يشع إلا في وحدات محددة القيمة أطلق عليه إصطلاح "كمات" quanta (ومفردها كم، من كلمة لاتينية quantum).
- وجد أنه كلما كان الطول الموجي أقصر، كلما كان كم الطاقة أكبر.
* أبقراط:
- في أوائل القرن الخامس قبل الميلاد، وكان أبقراط هو الطبيب العظيم في جزيرة كاوس الواقعة على بحر إيجه.
- كان يؤمن بعلاج المريض بدلا" من الخوف عليه من الروح الحارسة التي بداخله. فمن غير المجدي لوم الأرواح الحارسة على حدوث المرض.
- أصبح أتباع أبقراط يعتقدون أن الأطباء يجب أن يجعلوا المرضى وأنفسهم في حالة نظيفة. واستنبطوا قواعد معقولة لإيقاف النزيف، ولنظافة وعلاج الجروح ولتجبير العظام المكسورة وهلم جرا.
* فوهلر:
- قام فوهلر بتسخين مادة غير عضوية تسمى سيانات الأمونيوم تحولت إلى مادة عضوية تسمى يوريا. فقد عمل شيء مستحيل وهو أن يكون عضوية من مادة غير عضوية لمجرد أن سخنها!
- يستطيع الكيميائيون في الوقت الحاضر أن يصنعوا مركبات لا تخلقها الطبيعة إلا في النسيج الحي.
- مع حلول القرن العشرين، قرر معظم الكيميائيين بأنه لا توجد قوى غامضة داخل الخلايا الحية. فمهما كانت العمليات التي تحدث في الانسجة، فهي يمكن أن تؤدى بواسطة المواد الكيميائية العادية. ويمكن أن تعمل هذه المواد الكيميائية في أنانيب الاختبار، إذا ما استخدمت طرق عملية دقيقة بصورة كافية.
* أرسطو:
- كان ارسطو يدرس في أثينا وكان من أفضل التلاميذ في أكاديمية أفلاطون فبعد سنوات قلائل من وفاة أفلاطون في عام 347 ق.م.، رحل أرسطو الى مملكة مقدونيا التي تقع شمال اليونان، حيث كان أبوه فيزيائي البلاط. وهنالك قضى عدة سنوات معلما" للأمير المقدوني الشاب الاسكندر، الذي أصبح فيما بعد يلقب بالاسكندر العظيم.
- قام أرسطو بتصنيف الحيوانات في مجموعات. ويطلق على هذا النشاط في الوقت الحاضر "علم التصنيف taxonomy" وهو اسم مشتق من كلمة يونانية بمعنى "نظام الترتيب".
* لينيس:
- عام 1735 نشر لينيس الشاب السويدي كتابا صغيرا يوصف به بوضوح كل نوع species من أنواع النبات أو الحيوان. وقام بتجميع كل مجموعة من الأنواع المتشابهة وصنفها تحت جنس genus بعد ذلك أعطى كل نوع من النبات أو الحيوان اسمين لاتينيين، أحدهما لجنسه والآخر لنوعه.
مثال: القط والأسد يعتبران نوعين متشابهين وكلاهما ينتمي الى نفس الجنس، جنس سنور felis (وهو الاسم اللاتيني للقط) ولكن القط المستأنس يسمى felis domestica بينما الأسد felis leo.
- سجل أرسطو ما يقرب من خمسمائة نوع من الحيوانات، بينما عرف في زمن لينيس عشرة آلاف نوع منها.
- تعرف لينيس على ستة طوائف مختلفة من الحيوانات وهي:
الثدييات mammals الاسماك fish
الطيور birds الحشرات insects
الزواحف reptils الديدان worms
- قام باستعمال تصنيفه البيولوجي فرنسي يدعى جورج كوفييه gerge cuvier
(1769-1832). وقد رأى أن الثدييات والطيور والزواحف والأسماك كانت جميعها من الفقاريات vertebrates أي لها هيكل داخلي من العظام.
- بعد عام 1800 بدأ العلماء الطبيعيون في دراسة الصخور ذات الآثار التي كان باديا" أنها لمخلوقات حية. وقد سميت هذه الآثار "الحفريات fossils".
- وهكذا قاد تصنيف الحياة الى فكرة أن كل الكائنات الحية كانت مشمولة في ظاهرة موحدة. وقد قادت هذه الفكرة بالتالي الى واحدة من الافكار العظيمة المثيرة للعلم، ألا وهي فكرة التطور.
* داروين:
- تشارلز روبرت داروين (1809-1882): عالم طبيعة بريطاني. صاحب النظرية الداروينية. أشهر أعماله "في أصل الأنواع" عام 1895.
- عام 1831 اشترك تشارلز داروين مع طاقم بحارة في مركب، تقوم برحلة لاستكشاف العالم، وقبل أن يبدأ داروين رحلته، قرأ كتابا" عن الجيولوجيا كتبه رجل انجليزي يدعى تشارلز ليل Charles Lyell. وكان يناقش الكتاب ويفسر عمر الأرض.
واستكشف المركب جزرا" لم تكن يعرف عنها إلا القليل، سنحت لداروين الفرصة لدراسة أنواع المخلوقات التي لا تزال غير معروفة للأوروبيين. وكان مهتما" بدراسة الحيوان الموجود في جزر جالاباجوس، التي تقع في المحيط الهادي، وعلى بعد (650) ميلا" من السواحل الغربية لإكوادور.
- وجد أن الطبيعة تولد قوة هائلة. فالعديد من المخلوقات تتكاثر بأعداد كبيرة، في حين أن نسبة قليلة فقط يمكن أن تقاوم عوامل الفناء. حيث المخلوقات التي كانت قوية كانت هي المخلوقات التي استطاعت مقاومة عوامل الفناء. وعلى سبيل المثال، فهذه العصافير التي ولدت بمناقير أقوى قليلا"، كانت ستعيش لفترة أطول، لأنها استطاعت أن تأكل بصورة أفضل البذور العسرة المضغ.
وجيلا" بعد جيل، أصبحت للعصافير التي تحظى بفاعلية أكبر قليلا" بأي شكل، فرصة أكبر في البقاء على حساب أنواع العصافير الأخرى الأقل فاعلية ونتيجة لذلك، أصبح هنالك في النهاية عدد كبير من الأنواع المتباينة، ويتميز كل منها بأسلوب مختلف.
وبدا لداروين أن هذه العملية من الإنتقاء الطبيعي (natural selection) لا تطبق فقط على العصافير، بل يمكن أن تنطبق على جميع المخلوقات. فالإنتقاء الطبيعي سيحدد أي المخلوقات التي ستقاوم الفناء، عن طريق إجبار الأنواع الأخرى على مغادرة المكان الذي تعيش فيه ومنعها من الحصول على غذائها.
وقضى داروين سنوات طويلة يمحص نظرته عن الانتقاء الطبيعي. وفي عام 1859 قام بنشر أفكاره في كتاب بعنوان "عن أصل الأنواع" عن طريق الانتقاء الطبيعي أو بقاء الأجناس الصالحة في مواجهة الحياة.
----------------------------------------------------------------------------------
* لينيس:
- عام 1735 نشر لينيس الشاب السويدي كتابا صغيرا يوصف به بوضوح كل نوع species من أنواع النبات أو الحيوان. وقام بتجميع كل مجموعة من الأنواع المتشابهة وصنفها تحت جنس genus بعد ذلك أعطى كل نوع من النبات أو الحيوان اسمين لاتينيين، أحدهما لجنسه والآخر لنوعه.
مثال: القط والأسد يعتبران نوعين متشابهين وكلاهما ينتمي الى نفس الجنس، جنس سنور felis (وهو الاسم اللاتيني للقط) ولكن القط المستأنس يسمى felis domestica بينما الأسد felis leo.
- سجل أرسطو ما يقرب من خمسمائة نوع من الحيوانات، بينما عرف في زمن لينيس عشرة آلاف نوع منها.
- تعرف لينيس على ستة طوائف مختلفة من الحيوانات وهي:
الثدييات mammals الاسماك fish
الطيور birds الحشرات insects
الزواحف reptils الديدان worms
- قام باستعمال تصنيفه البيولوجي فرنسي يدعى جورج كوفييه gerge cuvier
(1769-1832). وقد رأى أن الثدييات والطيور والزواحف والأسماك كانت جميعها من الفقاريات vertebrates أي لها هيكل داخلي من العظام.
- بعد عام 1800 بدأ العلماء الطبيعيون في دراسة الصخور ذات الآثار التي كان باديا" أنها لمخلوقات حية. وقد سميت هذه الآثار "الحفريات fossils".
- وهكذا قاد تصنيف الحياة الى فكرة أن كل الكائنات الحية كانت مشمولة في ظاهرة موحدة. وقد قادت هذه الفكرة بالتالي الى واحدة من الافكار العظيمة المثيرة للعلم، ألا وهي فكرة التطور.
* داروين:
- تشارلز روبرت داروين (1809-1882): عالم طبيعة بريطاني. صاحب النظرية الداروينية. أشهر أعماله "في أصل الأنواع" عام 1895.
- عام 1831 اشترك تشارلز داروين مع طاقم بحارة في مركب، تقوم برحلة لاستكشاف العالم، وقبل أن يبدأ داروين رحلته، قرأ كتابا" عن الجيولوجيا كتبه رجل انجليزي يدعى تشارلز ليل Charles Lyell. وكان يناقش الكتاب ويفسر عمر الأرض.
واستكشف المركب جزرا" لم تكن يعرف عنها إلا القليل، سنحت لداروين الفرصة لدراسة أنواع المخلوقات التي لا تزال غير معروفة للأوروبيين. وكان مهتما" بدراسة الحيوان الموجود في جزر جالاباجوس، التي تقع في المحيط الهادي، وعلى بعد (650) ميلا" من السواحل الغربية لإكوادور.
- وجد أن الطبيعة تولد قوة هائلة. فالعديد من المخلوقات تتكاثر بأعداد كبيرة، في حين أن نسبة قليلة فقط يمكن أن تقاوم عوامل الفناء. حيث المخلوقات التي كانت قوية كانت هي المخلوقات التي استطاعت مقاومة عوامل الفناء. وعلى سبيل المثال، فهذه العصافير التي ولدت بمناقير أقوى قليلا"، كانت ستعيش لفترة أطول، لأنها استطاعت أن تأكل بصورة أفضل البذور العسرة المضغ.
وجيلا" بعد جيل، أصبحت للعصافير التي تحظى بفاعلية أكبر قليلا" بأي شكل، فرصة أكبر في البقاء على حساب أنواع العصافير الأخرى الأقل فاعلية ونتيجة لذلك، أصبح هنالك في النهاية عدد كبير من الأنواع المتباينة، ويتميز كل منها بأسلوب مختلف.
وبدا لداروين أن هذه العملية من الإنتقاء الطبيعي (natural selection) لا تطبق فقط على العصافير، بل يمكن أن تنطبق على جميع المخلوقات. فالإنتقاء الطبيعي سيحدد أي المخلوقات التي ستقاوم الفناء، عن طريق إجبار الأنواع الأخرى على مغادرة المكان الذي تعيش فيه ومنعها من الحصول على غذائها.
وقضى داروين سنوات طويلة يمحص نظرته عن الانتقاء الطبيعي. وفي عام 1859 قام بنشر أفكاره في كتاب بعنوان "عن أصل الأنواع" عن طريق الانتقاء الطبيعي أو بقاء الأجناس الصالحة في مواجهة الحياة.
----------------------------------------------------------------------------------
No comments:
Post a Comment