كثيراً ما يتكلم العلماء عما للطبيعة من بساطة أساسية. والغالبية العظمى من العلماء يعتقدون أن الكون الذي نعيش فيه قد بني بحسب مبادئ بسيطة. ورغم أن الظواهر الفيزيائية التي يرصدها العلماء كثيراً ما تكون بالغـة التعـقـيـد، إلا أنهم يفترضون على نحو ثابت أن القوانين الأساسية للطبيعة ليست كذلك.
وليس من الأمور الواضحة وضوحاً مباشراً أن الطبيعة هي حقاً بسيطة مثلما يحب العلماء أن يعتقدوا، بل أن من الممكن حقاً أن نجادل بأن هذه الفكرة هي نوع من الأحكام الفلسفية المسبقة. ومع ذلك، فإن فكرة البساطة ليست شيئاً يمكن إثباته أو دحضه، إنها مسلمة ميتافيزيقية. ورغم أنه يمكن إجراء تجارب تختبر التنبؤات التي يتنبأ أي نوع بها تقريباً من النظريات العلمية، إلا أن أحداً لم يبتكر قط تجربة تنبئنا بأن الطبيعة هي أساساً بسيطة أو معقدة بل أن هذه الأفكار ليست في الحقيقة مما يسهل تحديده. ويبدو أن مسلمة والبساطة هي مما يجب قبوله على وجه الإيمان.
والحقيقة أنه يمكن لمن يكون متشككاً أن يجادل بأن الطبيعة ليست هي البسيطة، وإنما البسيط هو العقل البشري. ومثل هذا المتشكك يمكنه أيضاً أن يزعم أن السبب الوحيد في أن العلماء يحاولون اكتشاف قوانين (بسيطة) هو أنهم لن يمكنهم أن يستوعبوا المبادئ المعقدة حقاً. وحسب هذا الرأي، فإن النظريات العلمية لا توصف الطبيعة كما تكون حقاً، وإنما هذه النظريات هي بدلاً من ذلك توصيفات تجريدية مبسطة لواقع بالغ التعقيد. ورغم أن محاجة كهذه لا يمكن دحضها بسهولة، إلا أن المرء لا يسمع كثيراً أي تعبير من أفكار كهذه. والسبب واضح وهو أن العلم ناجح جداً. وافتراض البساطة قد يكون أو لا يكون فكرة تثير الشك فلسفياً، ولكنه فيما يبدو فكرة مفيدة عند إعمالها. فيطرح الفرض بأن الطبيعة تعمل حسب مبادئ بسيطة، أمكن للعلماء اكتساب بصيرة لها نفاذ ذو دلاله في أمور من مثل أصل الكون وتطوره، ومن مثل طبيعة القوى التي تعمل مفعولها على أشياء صغيرة كالإلكترون وكالمجرة، وفي أمور من مثل طبيعة المادة.
وبكلمات أخرى فإن من الممكن تبرير مسلمة البساطة على اسس براجماتيه. ففكرة أن الطبيعة هي أساساً بسيطة قد أدت إلى النجاحات العلمية الواحد تلو الآخر. وهي أيضاً قد حفزت العلماء على أن يصبحوا متشككين إزاء نظريات تبين فيما بعد أنها غير صحيحة. فالشك في أن أفكاراً معينة ، هي وحسب بالغة التعقيده كثيراً ما أدت إلى تقدم الفهم العلمي.
وليس من الصعب العثور علي أمثله لذلك. لقد كان من الواضح لجاليليو أن النظام الفلكي عند بطليموس، والذي بناء عليه تتبع الشمس والكواكب مدارات معقدة حول الأرض، هو نظام أكثر تعقيداً من أن يكون حقيقياً. وبالتالي فإنه ناصر النظام الكوبرنيكي الاكثر بساطه، والذي يضع الشمس لا الأرض في مركز المنظومة الشمسية.
ونحن عندما ننظر إلى محاولات العلماء لفهم طبيعة المادة نلاقي أمثلة أخرى عديدة لنبذ الأفكار المعقدة تأييداً لأفكار تبدو أبسط. وقد ثابر العلماء المرة بعد الأخرى على محاولة فهم المادة بلغة من عدد صغير من المكونات. ومع حدوث اكتشافات أخرى، فإن هذه المكونات تصبح بعدها أكثر عدداً. ثم تصل الأمور في النهاية إلى نقطة ينتشر عندها الإحساس بأن(الأمور لا يمكن أن تكون معقدة هكذا»، فيتم إنشاء نظرية جديدة أكثر بساطة.
وفي زمن الإغريق الكلاسيكيين، كان يبدو أن المادة ليست شيئاً جد معقد، وكمثل، فإنه حسب أرسطو، تكون كل الأشياء الأرضية مصنوعة من أربعة عناصر لا غير: التراب، والهواء والنار والماء. وهناك عنصر خامس، أي الأثير، وهو العنصر المكون للأجرام السماوية التي لا تقبل الفساد (أو أن هذا هو ما كان يعتقده أرسطو). على أنه بحلول القرن السابع عشر، أصبح واضحاً أن هذا المخطط البسيط لم يعد صالحاً. فعدد المواد الأساسية التي أمكن العثور عليها على سطح الأرض كان أكثر إلى حد هائل من أربعة مواد. ولو ظللنا نعرف (العنصر) بأنه مادة لا يمكن تحليلها إلى مكونات أبسط، فإن العناصر لهي حقاً كثيرة.
وبحلول نهاية القرن التاسع عشر، كان العلماء قد اكتشفوا كل العناصر الاثنين والتسعين التي توجد طبيعياً. وقد وجد أن معظم هذه العناصر جوامد مثل الحديد والفضة والنيكل والبورون والكربون والكبريت وبعضها هي غازات مثل الهيدروجين والأوكسجين والنيتروجين والكلور والنيون. وأخيراً فإن هناك عنصرين هما الزئبق والبروم يكونان سائلين في الظروف العادية من الحرارة والضغط.
ورغم ما في اكتشاف العناصر الكيميائية المختلفة من تقدم علمي، إلا أن الموقف الناتج عن ذلك لم يكن مما يرضي بأي حال. ففكرة أن هناك اثنين وتسعين نوعاً أساسياً من المادة، وليس أربعة لا غير تجعل العالم يبدو معقداً تعقيداً غير ضروري. ولحسن الحظ فإن الأمور أصبحت بسيطة مرة أخرى عندما تمت اكتشافات جديدة هامة بواسطة الفيزيائيين البريطانيين ج. ج. تومسون، وأرنست روذرفورد وجيمس شادويك. وقد اكتشف تومسون الإلكترون في 1897 وتبع ذلك أن اكتشف روذرفورد البروتون في 1919 . وعندما اكتشف شادويك النيوترون في 1932 ، بدا أن فهم العلماء لطبيعة المادة قد اكتمل. فالذرات تتكون من نوى دقيقة تحيط بها إلكترونات تدور من حولها. والنوى بدورها تتألف من بروتونات ونيوترونات. وعلى كل، فإن العناصر الاثنين والتسعين ليست هي المكونات الأساسية للمادة. وبدلاً من ذلك فليس هناك إلا ثلاثة جسيمات ـ أو أن هذا ما كان العلماء يظنونه.
والهيدروجين، مثلاً مصنوع من بروتون واحد وإلكترون واحد، وهو أبسط العناصر. والأوكسجين من الناحية الأخرى، هو أكثر تعقيداً: فالنواة لها ثمانية بروتونات، وثمانية نيوترونات وتدور من حولها ثمانية إلكترونات. وذرة اليورانيوم أكثر من ذلك تعقيداً؛ فنواتها تحوي 92 بروتوناً و146 نيوترونا. وحيث إن البروتونات ذات الشحنة الموجبة ينبغي أن يتساوى عددها وعدد الإلكترونات ذات الشحنة السالبة حتى تصبح الذرة متعادلة كهربائياً، فإنه يترتب على ذلك أن ذرة اليورانيوم تحوي أيضاً 92 إلكتروناً. وهكذا فإن هناك جسيمات يبلغ عددها كلها 330 جسيماً على أن كلاً منها هو واحد من ثلاثة أنواع أساسية.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

ضمن خدماته لشهر رمضان.. قسم الشؤون الطبية يواصل تقديم الاستشارات الصحية للزائرين

ضمن أنشطتها الرمضانية.. الهيأة العليا لإحياء التراث تقيم دورة علمية لطلبة العلوم الدينية في النجف الأشرف

قسم الشؤون الفكرية يصدر العدد 61 من مجلّة عطاء الشباب

المجمع العلمي يقيم ختمة رمضانية مركزية في مزار الصحابي سلمان المحمّدي (رضوان الله عليه) ببغداد

المزيد

الآخبار الصحية

مفاجأة.. تحسين القدرة على التحمل لا يعتمد العضلات فقط

المرتفعات والأكسجين.. دراسة "مبشرة" لمرضى السكري

علماء يبتكرون "آلية" تتوقع موعد ظهور أعراض الزهايمر

ماذا يحدث لجسمك عند التوقف عن تناول الخضراوات والفواكه؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

رصد "القرش النائم" في أحد أقسى الأماكن على وجه الأرض

أسماك أعماق البحر تكشف نظاما بصريا يتجاوز "المألوف"

زوكربيرغ أمام القضاء في قضية إدمان المراهقين

"علي بابا" تكشف عن نموذج جديد للذكاء الاصطناعي

المزيد

مواضيع ذات صلة

سر طبيعة الكون

سر طبيعة المادة

النظرية والتجربة

قوانين الحفظ

النظرية الموجية للضوء

ما هي الموجة ؟ (ولادة مفهوم الموجة)

لغز اللون (ولادة التفسير الفيزيائي للون)

القوانين الكونية تترنح وثوابت الفيزياء تتغير مع «شيخوخة» الكون

المنطق الكلاسيكي (البذرة التي أنبتت العقل الصوري)

وقع مفاهيم المكان - الزمان على المجتمع

رحلة طيران كندا رقم ١٤٣ (كارثة الوقود بسبب خطأ في تحويل الوحدات)

آلية التعقب لدى عقرب الرمال (بالموجات)