قبيل أن تحدث هذه الوقائع، كان الشاعر الفرنسي أرتر رامبو قد رأى (زمان القتلة السفاحين) آتيا إنهم أولئك الشبان وقد باتوا على مقربة بعضهم مازال في شرخ الشباب، ولا يتورعون عن سحق تركة أسلافهم. ربما كان هذا قبيحا جدا بالنسبة إلى نيوتن وماكسويل وقبيحا جدا بالنسبة إلى الحس المشترك الذي تجمع لدى الجنس البشري بأسره عبر القرون، إذا ما كان الحس المشترك سيتدخل في الأمر. لقد حان الوقت الذي لابد أن ترتفع فيه الفيزياء إلى مستوى الحدث أن تلحق بالنظرية، سواء أكانت النظرية واضحة أم لا، بسيطة أم غير بسيطة لا يهم هذا؛ ولكن لا مندوحة عن أن نأخذ الوقائع في اعتبارنا الوقائع جميعها.

بالقطع لم يضمر هؤلاء الشبان ذوو الخلق الحميد توجهات فوضوية نميل فيما يبدو إلى إلصاقها بهم. لقد كانوا يبحثون عن حل نزيه بأشرف الطرق المتاحة، وبالقطع ليست جريرة تدينهم أن ينقلب وضع هذا الحل ليغدو حاملا ثورة من هذا القبيل. لكن دعنا نبدأ من المقدمات: ها هو ذا لوي دي بروي Louis de Bogle الذي ينتسب لعائلة عريقة، تتربع في التاريخ وكان أضعف من أن يقوم بالدور الذي سوف يلعبه، وقد سرى إليه حب الفيزياء من خلال أخيه موريس المتخصص في الفيزياء. حينما بدأ يعمل في الفيزياء كان في الحادية والثلاثين من عمره. في هذا الأوان نفسه كان فيرنر هيزنبرغ قد عشق الفيزياء تعلم في المدارس الألمانية وكان شغوفا بالكلاسيكيات الإغريقية على وجه الخصوص. وحين تقدم بأول إسهاماته العظمى لم يكن قد تجاوز الثانية والعشرين. ويتلوه صديقه النمساوي فولفغانغ باولي Wolfgang Pali ، عبقرية تفجرت مبكرا، فقبل أن يبلغ عامه العشرين كتب مقالا متميزا يعالج النظرية النسبية. وثمة أيضا الإنجليزي بول ديراك Paul Dirac شاب في مثل أعمارهم. وجاء من جامعة كمبريدج المهيبة. يعلو هذا الجيل من الشباب الفض أئمة يكبرونهم بحوالي عشر سنوات: ماكس بورن وهو فيزيائي ألماني عالمي في مرحلة أسبق كان مساعدا لهيلبرت في غوتنبرغ حينما كان رائده منشغلا بالفيزياء ونمساوي آخر هو إيرفين شرود نفر Erwen، Schrodinger، وهو تلميذ السمرفيلد الذي ظل دائما على غير يقين من ماهية الرسالة الحقة له ولكن التأسيس الرياضي الذي ظفر به كان دائما رهن الاستعمال. فلترقبهم وهم يدلفون إلى الساحة منبهرين بالمظهر الأخاذ لأينشتين وبور، وهما على استعداد اتشجيعهم أو تصويب أخطائهم، حسبما يقضي الحال.

يفتتح هيزنبرغ النقاش، وسوف ننصت إليه لبرهة. إنه لا يتردد في أن يضع أسس الفيزياء الكلاسيكية موضع التساؤل، وأن يتحدى معظم تصوراتها. يتعجب مما إذا كنا على يقين من أن مفاهيم الموضع والسرعة تنطبق أيضا على أشياء من قبيل الإلكترون من المستحيل أن نعرف بدقة ما إذا كان الإلكترون داخل الذرة، لأنه سوف يكون لزاما علينا أن نستخدم نوعا من الوسائل والأدوات المعملية لا ينتج عنها إلا تدمير الموضوع الذي نلاحظه. وبجانب الاستحالة العملية في تحديد الموضع هل يمكن أن يكون الأمر هو أن قوانين الفيزياء تستبعد صميم فكرتها، ولا نستطيع أن نستخدم إلا التصورات التي يمكن التحقق منها تجريبيا ؟ ويعتقد هيزنبرغ أن آينشتين هو الذي ألهمه بطرح هذا السؤال الأخير، فقد وضع آينشتين المفاهيم التقليدية للزمان والمكان موضع التساؤل تلك المفاهيم التي لم تكن تعترف إلا بما يمكن قياسه في المعمل بالمساطر أو بالساعات.

ويتساءل هيزنبرغ إذا كان علينا أن نعمل من دون الأفكار الكلاسيكية عن الموضع والسرعة، فما الذي يمكننا أن نحله محلها؟ ومادام علينا أن نقلع عن التأييد الآتي من الحدس المرئي، فلا بد أن نلتجئ إلى أحضان المفاهيم الصورية. ولكن لابد أن يجد أولا الموضوعات الرياضية التي ستحل محل التصورات العادية. ثم أضطلع هيزنبرغ بتأملات يستحيل متابعتها من دون خلفية من المسائل الفنية الدقيقة. وهاك تخطيط موجز: تسارع الإلكترون في منشأ الإشعاع لا يفصح عن نفسه إلا في زمان قفزة كوانتية بين حالتي كوانتم من حالات الذرة. وهكذا، فإن موضوع «التسارع» ليس بالقطع رقما، كما اعتدنا أن نراه بل يعتمد على الحالتين الأولية والنهائية للذرة في صميم اللحظة التي تحدث فيها قفزة الإلكترون. وبالتالي إذا قمنا بإحصاء الحالات المحتملة للذرة، مثلما فعل بور بالأعداد الكوانتية التي تميز مستويات الطاقة، فسوف يصبح التسارع كما يعتمد على أعداد الكوانتم الخاصة بالحالتين الأولية والابتدائية. وبالتالي يمكن أن يحل محل التسارع جدول لأعداد الكوانتم . ثم ينجح هيزنبرغ في إعادة صياغة أساسيات قوانين الميكانيكا مستخدما مثل هذه الجداول. لقد استأمن هيزنبرغ ماكس بورن على اكتشافاته وبالمثل تماما على مواطن حيرته، وفي العام 1924 عمل ماكس بورن على تشجيعه لنشر النتائج التي وصل إليها بعد أن أخبره بأن الرياضيين قد أسموا جداوله المصفوفات.. وبمساعدة باسكوال جوردان - وهذه المساعدة مدد ذو قيمة عالية من المعرفة بهذه الكيانات التي لم تستخدم بعد إلا قليلا - سرعان ما استحدث مقاربة كاملة تقريبا لميكانيكا جديدة، مصحوبة بعدد هائل من التوقعات والنتائج الثمينة والمقنعة عُرفت هذه النظرية الجديدة بعد ذلك باسم ميكانيكا المصفوفات.

قبل هذا في العام 1923 نشر لوي دي بروي فكرة مختلفة تماما، لكنها لم تؤت ثمارها الأولى إلا بعد أن نشر هيزنبرغ نتائجه. وهذا هو سبب مناقشة الإسهامين بترتيب زمني معكوس، ذلك أن فكرة دي بروي كانت مبنية على عمل سابق لأينشتين الذي قام بتفسير كوانتات الطاقة الضوئية، بالإضافة إلى خصائص التأثير الكهروضوئي ( حيث تتبعث إلكترونات من سطح فلز معرض لضوء كنتيجة لوجود مقادير ضئيلة grains جدا من الضوء هي الفوتونات، ومن ثم فإن أينشتين يكون قد أحيا الفكرة القديمة عن الطبيعة الجسيمية للضوء وشرع في إثبات أن وجود الفوتونات لا يناقض ظواهر التداخل، وإن كان إثباته غير تام. فالضوء الذي يبرهن على نفسه عادة بأنه موجة، يتكون من جسيمات. وتساءل دي بروي: لماذا لا تقلب هذه الفكرة رأسا على عقب، وتعمم بافتراض أن كل جسيم أولي، وليكن إلكترونا على سبيل المثال، يظهر عادة كجسيم، إنما يكون مصحوبا بموجة لم نتصورها بعد لها دالة موجية wave function لا نتخيلها؟

لا بد من مرور عدة سنوات حتى يمكن إثبات هذه الفكرة تجريبيا باستخدام تأثيرات الحيود وهي تأثيرات موجية خالصة تناظر تأثيرات التداخل وتنتج عن إلكترونات تمر خلال بلورة سبق أن عنت فكرة دي بروي لأينشتين الذي ناقشها مع سمر فلد . ثم طرح الأخير على تلميذه شرودنغر بعد ذلك السؤال التالي: كيف يتسنى حساب موجة لوي دي بروي لإلكترون في داخل ذرة ما، وكيف يمكن صياغة ديناميكيات هذه الموجة أي الطريقة التي تنتشر بها كدالة في الزمن؟ سرعان ما اكتشف شرودنغر في تلك السنة نفسها، أي العام 1926، حلا للمشكلة، واقترح معادلة تصف ديناميكيات الموجة، عُرفت بعد ذلك باسمه، وأخضعها للاختبار عن طريق حساب طيف ذرة الهيدروجين؛ فوجد أن النتائج التي توصل إليها مطابقة لنتائج بور، وفسر كذلك عددا من الظواهر الدقيقة التي لم يمكن تعليلها بطريقة بور أو بطريقة سمر فلد، كما شرع بصورة خاصة في إعادة استنتاج النتائج التي حصل عليها هيزنبرغ هل يمكن صياغة معنى معادلة شرود نفر Schrödinger's equation * السحرية في كلمات؟ لا يبدو الأمر كذلك، وها نحن مجددا غائصون في فيزياء صورية. ويستحيل القول، كما اعتاد فولتير أن يفعل بشأن ميكانيكا نیوتن العجلة هي العلاقة بين القوة والكتلة، كما ترى، والباقي مجرد حسابات فقط». ونحن من جانبنا لا يمكننا إلا القول إن معادلة شرودنفر تتضمن الطاقة الكهربية للتأثر بين النواة والإلكترونات، وأيضا بين الإلكترونات بعضها ببعض، ويدخل فيها أيضا كتلة كل من الإلكترون والنواة ودور النواة أقل. وهي معادلة لا تثير الإعجاب الشديد في بادئ الأمر، على الرغم من أنها تزخر بخصائص ومميزات دقيقة فهي معادلة تفاضلية جزئية، بمعنى أنها تحتوي على مشتقات جزئية يماثل غموضها غموض معادلات ماكسويل. ما الذي يمكننا إضافته؟ في الواقع لا شيء غير تدوينها، ولكن هذا بالطبع ليس مكانه هنا.

 لقد برهنت الميكانيكا الجديدة مباشرة على خصوبة نتائجها التي كانت في الأعم الأغلب متسقة تماما مع التجربة، ولم تتعارض أبدا معها لفترة طويلة من الزمن وتم التخلص أخيرا من البلاء الذي أصاب المرحلة الأولى من عمر الفيزياء الجديدة، وطوى النسيان فترة شهدت تولد صعوبات جديدة مع كل خطوة للأمام فكانت أشبه بكابوس مزعج. والآن كل عقبة تصبح على الفور مصدرا لتقدم يحمل معه تعليلا لظواهر أخرى عديدة. لقد نجحت الميكانيكا الموجية لشرود نفر ودي بروي، وميكانيكا المصفوفات لهيزنبرغ، بنتائج متطابقة، حيث عملت معا بتناغم واتساق على الرغم من واقعة مفادها أنها بدت مختلفة بدرجة كبيرة. وفي حقيقة الأمر، لم يستخدم شرود نغر أي مصفوفات، ولم يكن للموجات أي مكان في منظومة هيزنبرغ، فأي النظريتين سوف تكون لها الكلمة الأخيرة؟ الغريب تماما أنه لا هذه ولا تلك، لأن كلا من ديراك وشرود نفر قد أوضحا حتى الآن - العام 1926 - أن النظريتين المختلفتين ظاهريا هما في حقيقة الأمر نظرية واحدة، ويمكن تحويل إحداهما إلى الأخرى بمعالجة رياضية خالصة واستقر الرأي حينئذ على عدم تفضيل أي منهما على الأخرى، على أن تسمى النظرية المؤلفة على هذا النحو باسم ميكانيكا الكوانتم في الوقت الحاضر، يقع الاختيار عموما على تصور تجريدي للنظرية يُعزى أساسا إلى ديراك وفون نيومان. لكن ليس من الضروري هنا أن نأخذ هذا في الاعتبار، حيث إن أهميته فنية تكنيكية إلى حد بعيد، فضلا عن عدم اشتماله على أي مبادئ مختلفة أساسا . ولا يزال هناك تصور آخر، مكافئ هو الآخر للتصورات الأخرى ويلقي ضوءا جديدا على بعض جوانب النظرية، سوف يطرحه مع بداية خمسينيات القرن العشرين الفيزيائي الأمريكي فينمان. بيد أن الفروق الدقيقة واللطائف الحاذقة لا تهم إلا لاهوتيي الفيزياء.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مستشفى الكفيل يدخل قائمة الاعتماد الدولية بجودة الخدمة وسلامة المرضى

جامعة العميد تقيم ورشة عمل تدريبية في مجال التعليم الطبي الحديث

سماحة السيد الصافي يدعو إلى الاستمرار في تحقيق تراث العلماء الأعلام وتسليط الضوء على فكرهم

شعبة الخطابة الحسينية تختتم الموسم الثامن من مشروع الدورات الصيفية في كربلاء

المزيد

الآخبار الصحية

الأطعمة الحارة.. "سر صغير" يغير صحة قلبك وعقلك

وباء صامت.. الملايين حول العالم مصابون بالسكري دون أن يعلموا !

لماذا ينصح بتناول تفاحة يوميا؟

8 فواكه طبيعية تمنحك نوما هنيئا.. وتخلصك من الأرق

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ثلاث علامات على وجود مشاكل خطيرة في محرك السيارة ؟

ماذا نعرف عن اللقاح الروسي ضد السرطان؟

مركبة فضاء تعثر على دليل عن وجود حياة قديمة على المريخ

لتدريب الذكاء الاصطناعي.. الصين تخطط لإنشاء شبكة حوسبة موحدة

المزيد

مواضيع ذات صلة

تبادل العلك الصاعق

الانهيار الجليدي

المشي على الجليد

تشغيل سيارة على طريق زَلِق

دفع الجلة والإطاحة بالمطرقة

الكأس المعلقة، على وشك التحطم

الخدعة وراء المتفجرات المأساوية

السقوط الصخري وإسقاط الأشجار

الغوص الأرضي والقفز بالحبال

الاحتجاز داخل حجيرة مصعد ساقط

المباني الآيلة للسقوط والصخور المتزعزعة

إلقاء الكرة من مسافة عالية