ليس من الضروري أن تكون عاِلًما حتى تملأك الإثارة في كل مرة تسمع عن إنجازات ضخمة في الفيزياء النظرية.
من الممكن لاكتشافات مثل موجات الجاذبية وبوزون هيغز أن تثير بداخلك نو ًعا من الدهشة أمام الجمال المعقد الذي يتميز به كوننا، على الرغم من فهمك المتواضع لهذه الاكتشافات.
ولكن لا بد لبعض الناس دوًما أن يتساءلوا عن الأسباب التي من الممكن أن تدفعهم إلى الاهتمام بمثل هذه التقدمات العلمية التي لا تمتلك وقًعا مباشًرا على حياتهم اليومية، إضافةً إلى السبب وراء تمويلها بملايين الدولارات.
من المؤكد بأنه لمن المذهل قدرتنا على دراسة ثقوب سوداء على بعد آلاف السنين الضوئية عنا، وأن آينشتاين كان عبقرًيا بالكم الذي دائما ما اعتقدناه، ولكن كل هذا لن يغير من طريقة عيش أو عمل معظم الناس!
ومع ذلك فإن الواقع يؤكد لنا قدرة الدراسات النظرية في الفيزياء أحيانا من أن تقودنا نحو تغيرات مدهشة في مجتمعاتنا.
في الحقيقة، من أهم الركائز التي يقوم عليها مجتمعنا المتطور اليوم، من الاتصالات عبر الأقمار الصناعية إلى الحواسيب، لم تكن لتصبح متاحة لولا بحوث لم يكن لها تطبيقات واضحة في وقت إجرائها.
من حوالي مئة عام مضى، كانت الميكانيكا الكمية عبارة عن موضوع نظري بالكامل، تم تطويرها لفهم بعض خصائص الذرة فقط، لم يمتلك مؤسسوها مثل “ويرنر هايزنبرغ” و”أيرون شرودنغر” في عقلهم تطبيقات عملية لها أبًدا.
ببساطة، فقد كان السعي وراء فهم ما يكَون عالمنا الدافع الوحيد لهؤلاء العلماء.
تنص ميكانيكا الكم على أنه من غير الممكن مراقبة نظام ما من دون تغييره بشكل أساسي جّراء هذه المراقبة، ومبدئيا بأن تأثيراتها ذي طبيعة فلسفية لا طبيعة عملية.
ولكن اليوم، تشكل ميكانيكا الكم قواعد استخدامنا لجميع أنصاف النواقل في الحواسيب والأجهزة الخلوية؛ حتى تبني نصف ناقل حديث لاستخدامه في حاسوب ما، يتوجب عليك أن تفهم أفكاًرا متعددة كالطريقة التي تتصرف بها الإلكترونات عندما تجمع الذرات في مادة صلبة، والتي لم يتم شرحها بدقة وافية إلا بفضل ميكانيكا الكم.
من دونها، سنكون ما زلنا عالقين نستخدم حواسيب تعتمد على أنابيب مفرغة.
في وقت مشابه عندما كان يشهد العالم تطورات أساسية في ميكانيكا الكم، كان “ألبرت آينشتاين” يحاول أن يطور من فهمه للجاذبية التي توصف عادة بقوة الكون المسيطرة.
بدًلا من النظر إلى الجاذبية على أنها قوة متبادلة بين جسمين، وصفها بانحناء للزمكان حول كل جسم، بشكل مشابه لكيفية تمدد صفيحة مطاطية إذا ما تم وضع كرة ثقيلة على قمتها.
إن هذا الشرح هو ما ندعوه اليوم نظرية النسبية العامة لأينشتاين.
يعد اليوم جهاز الـGPS) نظام تحديد المواقع) التطبيق الأكثر شيوعا لهذه النظرية.
من أجل استخدام إشارات مرسلة من الأقمار الصناعية لتحديد موقعك، يتوجب عليك أن تعلم الوقت الدقيق الذي تغادر فيه الإشارة من القمر الصناعي والوقت الذي تصل فيه إلى الأرض.
إن نظرية النسبية العامة لآينشتاين تعني بأن المسافة الفاصلة بين ساعة ما ومركز الأرض ذي تأثير على سرعة عملها، فيما أن في سرعة عملها.
نظريته في النسبية الخاصة تعني بأن السرعة التي تتحرك بها الساعة تؤثر أيضا ولا العلم بكيفية تعديل الساعات حتى تتدارك هذه التأثيرات، لن نستطيع استخدام إشارات الأقمار الصناعية بدقة لتحديد موقعنا على الأرض.
على الرغم من دماغه المدهش، فإن آينشتاين لم يكن ليتخيل على الأغلب هذا التطبيق قبل قرن مضى.
ثقافة علمية:
إلى جانب التطبيقات المحتملة والنهائية لإجراء أبحاث معمقة، توجد أيضاً فوائد مالية مباشرة.
معظم الطلاب والباحثين ما بعد الدكتوراه الذين يعملون على أبحاث ضخمة كالمصادم الهايدروجيني الكبير لن يبقوا في المجال الأكاديمي بل سينتقلوا إلى الصناعة.
خلال وقتهم مع الفيزياء المعمقة، يتم تثقيفهم على أعلى مستوى تقني متواجد ومن ثم يأخذون بخبرتهم إلى شركات العمل.
إن هذا يشابه تعليم ميكانيكّي السيارات بين فرق سباقات الفورملا ون.
على الرغم من هذه النتائج المباشرة وغير المباشرة، يمتلك معظم الفيزيائيين النظريين دوافع أخرى من أجل عملهم. هم ببساطة يريدون تطوير فهم البشرية للكون.
في حين لن يؤثر هذا بحياة الجميع مباشرة، أعتقد بأنه سبب مهم للسعي وراء الأبحاث المعمقة.
إن الدافع لمن الممكن أنه بدأ مع البشر عندما نظروا لأول مرة إلى السماء الليلية في قديم الزمان، أرادوا أن يفهموا العالم الذي عاشوا به لذلك أمضوا وقتا ينظرون إلى الطبيعة ويشكلون نظريات عنها، والتي تضمنت معظم الأحيان آلهة أو كائنات روحية.
اليوم نحن صنعنا تقدًما ضخًما في فهمنا للنجوم والمجرات مًعا، وعلى مقياس آخر، للجسيمات الأساسية الدقيقة التي تتشكَّل بواسطتها المادة.
يبدو لنا بشكل ما بأن كل مرحلة جديدة من الفهم نقوم بإنجازها تأتي بشكل مترادف مع أسئلة جديدة أكثر تعمق ليس من الكافي أبدا معرفة ما نعرفه الآن، دائما ما نريد الاستمرار في أن نتطلع خلف سواتر حديثة النشوء.
من هذه الناحية، أنا أعتبر الفيزياء المعمقة جانبا أساسيا للثقافة البشرية.
الآن إنه لبإمكاننا أن ننتظر بشغف لنكتشف النتائج غير المتوقعة التي من الممكن لاكتشافات مثل “بوزون هيغز” أو موجات الجاذبية أن تقودنا إليها في المستقبل بعيد الامد.
ولكن أيضا من الممكن أن نتطلع إلى الرؤى الجديدة حول حجارة بناء الطبيعة التي سيقدمونها لنا، إضافة إلى الأسئلة الجديدة التي ستنشأ معها.
اعداد: معن قريطم
تدقيق: يسر شيشكلي
المصدر
