Seeker of knowledge

هذا كتاب علمي جِدًّا مهم يتحدث بشكل أساسي حول مبدأ عدم اليقين او الريبة لهايزنبرغ، ويناقشها على مستوى متوسع جِدًّا.

لفهم الموضوع بشكل اكبر من ناحية النجوم.

لسنوات كانت فقط فرضية رياضية، تم إثباتها تجريبيًا من خلال تجربة الانشطار النووي التي أجراها العالم جون كوككروفت وأرنست والتون عام 1932 أيّ تقريبًا بعد 27 سنة من افتراض اينشتاين. فإبتكروا بدايةً دائرة مضاعفة للجهد الكهربائي بإستخدام المكثفات والمقومات من خلال تخزين التيار المتردد ذو الجهد المنخفض في المكثفات على مراحل وفي كل مرحلة يتم جمع الجهد وتحويله إلى تيار مستمر فتتم مضاعفة الجهد الكهربائي إلى حد الوصول إلى 700000 volt وثم تصطدم البروتونات المسرّعة بشريحة دقيقة جِدًّا من شريحة معدن الليثيوم، فيسقط البروتون بطاقة عالية نحو نواة الليثيوم الحاوية على 3 بروتونات و4 نيوترونات فيتمّ العبور الكوانتي ويعبر البروتون حاجز التنافر الكهربائي بظاهرة النفق الكوانتي فيلتحم البروتون مع نواة الليثيوم لفترة قصيرة لكنها كافية لتشكيل نواة بريليوم مؤقتة وغير مستقرة وبسبب عدم الاستقرار هذا مع وجود طاقة هائلة تتفكك نواة البريليوم وتنقسم لجزأين (نواتي هيليوم) وهما يتبعان جسيمات ألفا فينعكس جسيما ألفا بإتجاهين متعاكسين بقياس كتل البروتون والنواة قبل الاصطدام وبعده أيضًا لاحظوا اختفاء كتلة ضئيلة ثم بقياس الطاقة الحركية لجسيمات الهيليوم التي انطلقت باتجاه متعاكس وكانت ضمن جسيمات ألفا وجدوا انها تساوي بالضبط مقدار الطاقة التي اختفت مضروبة في مربع سرعة الضوء حسب معادلة اينشتاين : E = deltamc² بالتالي إثباتها تجريبيًا والاستفادة منها على نحو متوسع بجوانب عدة.

لوقت طويل العلماء يحاولون أيجاد تفسير للطاقة الهائلة لشمسنا، كيف تشتعل الشمس لوقت طويل جِدًّا لكن دون نفاد لطاقتها. بعام 1920 إقترح العالم آرثر ادنجتون ان الشمس تدمج 4 ذرات هيدروجين لتكوين ذرة هيليوم واحدة كتلة 4 ذرات هيدروجين = 4.0313 وكتلة ذرة هيليوم واحدة = 4.0026 والكتلة الضائعة بينهم = 0.0287 وهذه تتحول إلى طاقة تجعل الشمس مضيئة وتشتعل. وعلى الرغم من ان كلامه تعرّض لمعارضات كبيرة من قبل علماء كثيرين إلا انه صحيح علميًا، لأنه ووفق حسابات الفيزياء الكلاسيكية ان درجة حرارة الشمس غير كافية لدمج البروتونات الموجبة بسبب التنافر بينهم وهذا الكلام سليم بالفعل إلا انه يتضمن أبعاد اكبر أصبحت اكثر وضوحًا بظهور ميكانيكا الكمّ، أيّ ان الطرفين كانوا على حق لكن بحدود علمية، ميكانيكا الكمّ افترضت ظاهرة (النفق الكوانتي) وهي ما اثبتت ان الجسيمات دون الذرية تتصرف كأمواج أيضًا مما يسمح بإحتمالية اندماج النوى الذرية عبر تقليل حاجز التنافر.

Does the inertia of a body depend upon its energy - content? ورقة علمية من قِبل آينشتاين (هل تعتمد قصور كتلة جسمٍ ما على ما يحتويه من طاقة؟) ومن خلال المعادلات النسبية توّصل للمعادلة الشهيرة E = mc² بالمعادلة توصل آينشتاين إلى ان سرعة الضوء هي السرعة القصوى كونيًا وهي ثابتة، ومن اجل بقاء السرعة ثابتة لجميع المراقبين لابد ان نعاود النظر لقوانين الحركة الخاصة بنيوتن، لاحظ أينشتاين ان عملية دفع الجسم لزيادة حركته، ذلك يجعلك تعطيه طاقة حركية، لكن وطبقًا للنسبية كلما كانت السرعة اكبر وتقترب من سرعة الضوء كلما كان الجسم اثقل وأصعب بالنسبة للتعجيل فيتساءل اينشتاين عن دور الطاقة الحركية التي تم إضافتها للجسم، لماذا تذهب تلك الطاقة؟ والى أين تذهب؟ رياضيًا توصل أينشتاين إلى ان الطاقة الحركية تحوّلت إلى كتلة مضافة على كتلة الجسم نفسه. بالتالي كان يتساءل وبورقة علمية اخرى on the electrodynamics of moving bodies - علمًا ان هذه الورقة العلمية تسبق الورقة العلمية التي ذكرتها بدايةً، وهي التي جعلته يتوصل للاستنتاج بالورقة الاخرى. إذا كانت الطاقة الحركية قد تحوّلت إلى كتلة مضافة على كتلة الجسم فهل من الممكن ان تكون الكتلة نفسها هي عبارة عن طاقة؟ ثم لاحقًا تمّ التوصل إلى ان ذلك يسير في الإتجاهين أيّ من الممكن أيضًا ان تتحول الكتلة إلى طاقة. وهذا ما يحدث أساسًا بالمفاعلات النووية بعملية الانشطار والاندماج النووي. لسنوات عديدة كان ذلك الاكتشاف رياضيًا فقط أيّ لم يتمّ تطبيقه عمليًا، لصعوبة التعامل مع الذرات.

على ذكر ذلك الأمر اذكر ما توّصل اليه آينشتاين من خلال الرياضيات، من النظرية النسبية الخاصة.

كيف تعرف أن شيئًا ما صحيح أم خاطئ؟ لا بد أنك تعلمت، على سبيل المثال، أن مجموع زوايا المثلث يساوي 180 ولكن كيف تعرف ذلك على وجه اليقين؟ ماذا لو التقيتَ كائنًا فضائيًا لم يسبق له أن درس مبادئ الهندسة الأساسية؟ كيف يمكنك أن تقنعه بأن هذه العبارة صحيحة فعلًا؟ من هذا المنظور، يمكن القول إن هذا هو جوهر الرياضيات: صياغة عبارات جديدة، وتحديد ما إذا كانت صحيحة أم خاطئة، ثم تقديم تفسيرات صارمة ومقنعة لهذه النتائج للآخرين—أو للكائنات الفضائية، بحسب الحالة. ولسوء الحظ، يبدو أن كثيرًا من الناس يعتقدون أن علماء الرياضيات يقضون أيامهم في إجراء عمليات حسابية تزداد تعقيدًا، كضرب الأعداد الكبيرة ببعضها. لكن الرياضيات، في واقع الأمر، مجال أكثر إبداعًا واعتمادًا على الكتابة والاستدلال بكثير مما توحي به صورتها الشائعة باعتبارها مجرد عمليات حسابية متقدمة. أحد أهداف هذا الكتاب هو أن يقنعك بهذه الحقيقة، وإن كان ذلك مجرد فائدة إضافية. أما أهدافه الأساسية فتتمثل في تعريفك بما يعنيه التفكير الرياضي، وحل المسائل، وكتابة البراهين حقًا؛ وإطلاعك على كيفية تطوير هذه المهارات وتوظيفها؛ وفي نهاية المطاف، إظهار مدى المتعة والقيمة الفكرية التي يمكن أن تجدها في الرياضيات.

الكتاب (كوننا الرياضي) لماكس تيغمارك، يطرح ماكس الفرضية الأساسية للكتاب، فرضية الكون الرياضيّ يطرح بيها ان الرياضيات مو اداة للواقع الفيزيائي الموجود إنما على العكس، الواقع الفيزيائي هو بنية رياضية مجردة، والفرضية متوسعة عن ذلك The Mathematical Universe ويقدّم فكرة الأكوان المتعددة نفسها، بتصنيفها لأربعة مستويات، وبتوضيحها على مستوى متوسع. أيضًا الكتاب جِدًّا ممتع لأن أسلوب ماكس تيغمارك بالطرح غالبًا ما يكون اقرب لأسلوب براين غرين وحتى فاينمان.

لفهم الأكوان المتعددة بشكل اكبر انصح بقراءه هذه الكتب.

ومهما يبدو تفسّير هيو ايفرت خيالي وغير منطقي، إلا انه يعتمد على معادلات متسقة بميكانيكا الكمّ ولعله اكثر منطقية من تفسير كوبنهاجن الّلي يبدو ظاهريًا بسيط لكن رياضيًا غير متسق، بإضافة غير متسقة لمعادلة شرودنغر وهي انهيار الدالة الموجية.

- هل يمكن إعتبار الوصف الميكانيكي الكمومي للواقع الفيزيائي كاملًا؟ الورقة العلمية هذه تم كتابتها من قِبل ألبرت آينشتاين، بوريس بودولسكي وناثان روزين، EPR وتتضمن اعتراض على ميكانيكا الكمّ وتفسّير كوبنهاجن على وجه الخصوص، وبهذه الورقة وضع الحجر الأساس لمفهوم الترابط الكمومي واينشتاين منذ بداية ميكانيكا الكمّ أظهر غالبًا رفض لمعظم نظرياتها على انها مجرد خيال فيزيائي بمثل وصفه الترابط الكمومي على انه : (Spooky action at a distance).

الترابط الكمومي يحدث بنشأة جسيمان في نفس الظروف بطريقة تجعل حالتهما الكمومية مرتبطة، فبالتالي الجسيمان يدخلان ضمن نظام كمومي واحد، توصفه دالة موجية واحدة، حتى لو تمّ فصلهم بمساحات شاسعة، وقبل عملية الرصد او القياس الجسيمات يكونون ضمن تراكب كمومي أيّ (ضمن سلسلة لكل الحالات او الاحتمالات الممكنة) لكن بعد عملية الرصد يكونون بحالات معاكسة تمامًا لبعضهم البعض، وبمعرفة حالة واحد منهم حتعرف مباشرةً حالة الجسيم الآخر، وهذا يفسر عملية التفرع بالاحتمالات الّلي تحدث حسب تفسير هيو ايفرت، بالنسبة لتفسير هيو ايفرت فأن الراصد ما ينفصل عن ترابط الكمومي بالنسبة للجسيم الّلي يتمّ رصده انما هو جزء منه اضافةً لكل ما يحيط بيه، وبهذا يحص التفكك الكمي وهو الّلي يكون بيه الترابط الكمومي متفاعل مع عدد كبير من الذرات المحيطة او الجسيمات وهنا تحدث عملية الانفصال وكل راصد يدخل ضمن عالم موازي مستقل وما ممكن اي يحصل بينهم تداخل او يؤثر بعضهم في بعض.