انا اسمي البروفيسور ميشيو كاكو. انا بروفيسور في الفيزياء الفرضيه في
جامعة نيويورك و مختص في شيء يقال له نظرية الخيوط
انا فيزيائي
بعض الشخاص يسألوني سؤال, ماذا
فعلت الفيزياء لي؟ اقصد, هل احصل على الوان تليفزيون أفضل؟ هل احصل على افضل
انترنت بالفيزياء؟ و الجواب نعم. هل ترى؟ الفيزياء هي مع
بداية التأسيس للأشياء و الطاقه, نحن الفيزائيين اخترعنا الليزر, و اخترعنا
الترانزستور, ساعدنا في اختراع اول كمبيوتر, ساعدنا في هيكلة
الإنترنت. نحن كتبنا الشبكة العنكبوتية العالمية, بالإضافة الى اننا ساعدنا في إختراع التلفزيون
الراديو, الرادار, الميكروويف, و اذكر ايضا فاحص ال أم آر آي, و فاحص ال بي اي تي, و أشعة إكس, بكلمات أخرى
بطريقة أخرى
تقريبا كل ما تراه في غرفة المعيشه, تقريبا كل شيء تراه في المستشفى الحديث
عند نقطة ما و أخرى, عندما تتعقبها فإنها تقود الى الفيزياء
الآن, بدأت أهتم بالفيزياء عندما كنت ولدا صغيرا
عندما كنت في سن الثامنه, أعظم فيزيائي مات, و أنا لا زلت
أتذكر استاذي في المدرسة الإبتدائية جاء الى الصف و أعلن أن اعظم
عالم في حقبتنا قد مات, و في ذلك اليوم, كل الصحف نشرت
صورة لمكتبه, مكتب ألبرت آينشتاين. و كتب تحت الصورة, لن أنسى
المخطوطه الغير منتهية لأعظم عمل لأعظم عالم في وقتنا الحالي
قلت لنفسي, لماذا لم ينتهي من كتابته؟ ما الشي الصعب؟ أقصد
انها مسألة واجب منزلي, صحيح؟ لماذا لا يتسطيع حل المشكلة؟
و لأنني في سن الثامنه, قررت أن أعرف ماذا كانت المشكلة
بعد عدة سنوات, بدأت أدرك أنها نظرية لكل شيء, نظرية المجال الموحد
نظرية المجال الموحد
المعادلة التي تلخص القوى الفزيائية في الكون
معادلة مثل E=MC². هذه المعادلة طولها انش واحد و هذه المعادلة تكشف
سر النجوم. لماذا تشع النجوم؟ لماذا تضيء المجرة؟ لماذا نحن
لدينا طاقة على الأرض؟
ولكن هناك ايضا حدث لي و أنا في سن الثامنه
تعلقت ببرنامج تلفزيوني يبث يوم السبت صباحا. بالتحديد: فلاش جوردن. و انا كنت
متعلق. اقصد, كل يوم سبت صباحا اشاهد برنامج عن المخلوقات الفضائية من الفضاء الخارجي, مركبات
فضاء, اسلحة شعاعية, تروس لا تُرى, مدن فضائيه, هذا ما كنت اعتقد, ولكن بعد
عدة سنوات, بدأت الحظز شيئا, بادئ الأمر, بدأت ألحظ جيدا, ما كان لدي
شعراُ اشقر و عينين زرقاء, ليس لدي عضلات مثل فلاش جوردن, لكنه كان عالما
من فعل هذا الأمر الجدّي, بالتحديد فيزيائي, كان من إكتشف
الأسلحة الإشعاعية, و المركبات الفضائية, كان
هو الذي اخترع التروس الغير مرئية, و بعدها أدركت شيئا آخر
اذا أردت أن تفهم المستقبل, فعليك فهم الفيزياء, الفيزياء
التي اسست كل الأدوات, كل القدرات الساحره, كل الأعاجيب في عصر التكنولوجيا
الفيزياء من أسست التكنولوجيا
كلها كانت تقود الى عمل فيزيائي
الفيزياء و الفيزياء المستحيله و المستحيل
معظم الخيال العلمي في الوقع يكون من خلال القوانين الفيزيائية, لكنه ممكن من خلال قد يكون
مئة عام. وبعدها المستحيل الذي قد يأخذ من الوقت ألف عام
او أكثر, وهذا يحتوي وقت السفر, و محركات مختلفه, و أبعاد عليا, و بوابات خلال
الفضاء و الوقت, بوابات نجوم, فتحات دوديه
أتعلم؟ لو أنك قابلت جدك في عام الف و تسعمائه, كانو فلاحين متوشحين بالتراب آنذاك
لم يكونو يعيشون بمعدل أثر من أربعين عام, كان الإتصال بالناس بعيدا
في العام الف و تسعمائه, كنت تنادي على جارك. و فيما بعد, لو رأوك الآن
ومعك الآيباد و الآيبود و الأقمار الصناعيه و ال جي بي اس, و الأعمده الليزريه, كيف ستكون نظرتهم اليك؟
سوف يرونك مشعوذ او ساحر
على كل, ماذا لو التقينا بأحفادنا في عام ألفين و مئه؟ كيف ستكون نظرتنا لهم؟
قد نراهم كآلهه, كما في الحضاره الونانيه, الإله زوس يمكنه السيطره على الأشياء من حوله
من خلال ذهنه, تحويل المواضيع الى ماده من خلال التفكير. يكرس الأشياء
كونه إله يوناني, فينوس لديها جسد مثالي, جسد خالد, و نحن بدأنا الآن
بكشف الجينات على المستوى الجزئي من عملية الشيخوخه, ومن ثم أبولو, لقد كان
لديه عربة يستطيع بها التنقل بين الجنان. و بالنهاية كان لديه السيارة الطائرة
التي نريد جميعا ان نمتلك مثلها في مرآبنا
في العلم الفين و مئه, سيكون لدينا قوة الآلهه
حتى من المحتمل ان آرثور سي كلارك, لا يمكن تمييز التكنولوجيا المتقدمة جدا
من قدرات الآلهه
لهذا دعونا نبدأ قصتنا
تاريخ الفيزياء
ان تاريخ الفيزياء هو تاريخ الحضارة الحديثه. قبل اسحاق نيوتن
قبل غاليليو, كنتا مأخوذين بأسرار الخرافات, الناس كانت تؤمن بكل شيء
نوع مختلف من الأرواح و الشياطين, ما الذي جعل الكواكب تتحرك؟ لماذا الأشياء
متداخله مع أشياء أخرى؟ لقد كانت غامضه
عودة للعصور الوسطى, على سبيل المثال, كانت الناس تقرأ لأعمال أرسطو
و أرسطو سأل السؤال: "لماذا تتحرك الأجسام نحو الأرض؟ وهدذا بسبب
قال ارسطو: "ان الأجسام تتوق لأن تكون وحدة واحدة مع الأرض, و لماذا الأجسام تتباطئ
عندما تتحرك؟ الأجسام تتباطئ عندما تتحرك لأنها تتعب
هذه هي أعمال أرسطور التي بقيت لمدة الفين عام
حتى بداية الفيزياء الحديثه مع غاليليو و اسحق نيوتن
عندما نظر القدماء الى السماء, السماء كانت مليئه بالغموض و العجائب
و في عام ألف و سته وستون, أهم تاريخ في التقويم البريطاني, كان هناك مذنّب
المذنّب الذي كان يسبح في السماء فوق ساحة معركة هاستنغز, أرعب قوات الملك هارولد
حتى أن رجل صغير من النورمندي, اجتاح انجلترا و هزم الملك هارولد
معركة هاستنغز, خلقت الملكية البريطانيه الحديثه
و بقي السؤال, من أين أتى المذنّب؟ ماذا كان هذا المذنب
العجيب الغامض الذي مهد الطريق للملكيه البريطانيه الحديثه؟
حسناً, صدق او لا تصدق, ان نفس المذنّب الذي أنشأ الملكيه البريطانيه الحديثه
ظهر فوق لندن مرة أخرى في العام 1682 و هذه المرة الكل سأل سؤالا
من أين ظهر هذا المذنّب, هل هذه علامة على موت الملك؟
لماذا لدجينا رسولا من الجنة في السماء, حسنا, رجل واحد تجرأ على اختراق
سر المذنّب, و كان هذا الرجل هو اسحق نيوتن, و كانفي سن الثالثه و العشرين آنذاك
هو الذي عثر على قوة الجاذبية الكونية
حسب رواية واحده, كان يتمشى في ولاية وولسثورب, و رأى تفاحه تسقط
و بعدها رأى اسحق نيوتن القمر, و بعدها سأل السؤال الذي ساعد
في فتح باب الجنان, اذا التفاحة سقطت, هل يسقط القمر؟ و كان الجواب
نعم, و أجاب ايضا على الآف السنين من الغموض و التكهنات
حول حركة الجنان, القمر قد يسقط تماما مثل التفاحه
القمر يسقط بشكل متواصل نحو الأرض, لأنه يدور حولها
الأرض, و الأرض كرويه, لكنها تدور تحت تأثير قوة, قوة الجاذبيه
لذا, حاول نيوتن على الفور بعمليه حسابيه و أدرك ان تلك العمليات الحسابيه
لمدة الف و ستمائة عام كانت غير كافيه لحساب حركة سقوط القمر
إذن ماذا فعل اسحق نيوتن؟ عندما كان في سن الثالثه و العشرين, ليس فقط اخترق قوة الجاذبية
بل ايضا العمليات الحسابيه على المستوى الذي تتعلمه أنت الآن
عندما كنت طالبا حديثا في الكلية. اذن لماذا قام بالعمليات الحسابيه؟
و لماذا قام بحساب حركة سقوط القمر؟ ان العمليات الحسابيه في سِنّه غير قادرة على حساب
مسارات الأجسام التي تتحرك تحت مجال قوة التربيع العكسي, و هذا ما قام به
اسحق نيوتن, لقد فنّد حركة القمر, و أدرك أيضا انه اذا
فهم حركة القمر, سوف يفهم حركة الكواكب الأأحرى في المجموعة الشمسيه
و قام إسحق نيوتن باختراع المنظار الفلكي, كان التيليسكوب الإنعكاسي
وكان يراقب حركة المذنّب
حسناً, تبين ان كل من كان يتكلم عن المذنب, بمن فيهم
رجل ثري يدعى إدموند هالي, و إدموند هالي
كونه تاجرا ثريا, قرر الذهاب الى كامبريدج ليتكلم الى العلماء الإنجليز اللامعين
السير اسحاق نيوتن, حسنا, إدموند هالي سأل نيوتن, بماذا ستخرج من هذا المذنّب؟
لا أحد يفهم المذنّب, هنالك اشياء غامضه, كانت تذهل الناس
ولعقود, لآلاف السنين, ما هي افكارك؟ بعدها, قد أكون
لكن اسحق نيوتن قال شيئاً كهذا, قال: "حسناً, هذا سهل, المذنب يتحرك
في مجال دقيق للغاية, انه يتحرك في مجال قوى تربيعيه عكسيه, و أنا اتابعه
كل يوم بالتيليسكوب العكسي, و المسار لهذا المذنّب يثبت حساباتي بالظبط
و بالتأكيد, لانعرف ماذا كان رد فعل إدموند هالي, لكن من المحتمل
انه قال شيئاً كهذا: "بربك, ايها الرجل, لما لا تقوم
بنشر هذا العمل العظيم في كل تاريخ العلوم؟ اذا كان صحيحا, انت قمت بفك
شيفرة النجوم, أسرار الجنان, لا احد يفهم من أين أتى المذنب
و عندها أجاب نيوتن قائلا: حسنا, انها مكلفة للغاية, أقصد, أنا لست
رجلا ثريا, قد تكلفني الكثير عملية تلخيص الحسابات اذا انا علمت على
حركة النجوم, و عندها فإن هالي لا بد أنه قال:
سيد نيوتن, أنا رجل ثري, لقد صنعت ثروتي من التجاره
انا سأدفع النقود لنشر هذا العمل العلمي العظيم بأية لغة, و قد كانت اللغه المبدأ الرياضي.
المبادئ, مبادئ الراياضيات, التي تقود الى الجنه
صدق او لا تصدق, هذا قد يكون أهم عمل علمي يكتب و ينشر
بواسطة إنسان في ال 100,000 عام, عندما تطورنا من أفريقيا, إدرك ان هذا الكتاب
عرّف الحركه الفيزيائية للكون, القوة التي تتحكم بحركة الكواكب
قوة من الممكن حسابها, القوة التي تتحكم بحركة قنابل المدافع و الصواريخ
الحصى, أي شيء يتحرك, يتحرك حسب قوانين الحركة و حسابات
السيد اسحق نيوتن
في الحقيقه, حتى في هذه الأيام, عندما نطلق التحقيقات الفضائيه, لا نستخدم معادلات آينشتاين
بل تطبق عند الاقتراب من سرعة الضوء او الثقب الأسود نستخدم قوانين
نيوتن للجاذبية, انها دقيقه لدرجة أننا عندمنا نطلق مسبار فضائي
بمحاذاة الحلقه حول زحل, نستخدم بالظبط المعادلات التي كتبها اسحق نيوتن في القرن السابع عشر
لهذا السبب لنا صور مذهله للحلقات حول كوكب زحل
لهذا السبب نستطيع التحليق بالقرب من نبتون, لهذا السبب تمكنا من فك شيفرة
سر المجموعه الشمسيه, و الفضل لمجموعة قوانين الحركة لإسحاق نيوتن
ما فعله نيوتن ليس فقط كيفية و حساب الحركة للكواكب
هو أيضا كيفية و حساب الحركة الميكانيكيه, الآلات تتحرك الآن على حسب تعريف
قوانين نيوتن الثلاث للحركة, القانون الأول يقول: الأجسام التي تتحرك تبقى في حركة الى الأبد.
الا اذا اعترضتها قوى خارجيه, ترى ذلك في حلبة التزلج على الجليد
تقوم بالدفع بواسطة العصا و تتحرك منزلقة الى الأبد, الا اذا اعترضتها قوة خارجيه
هذا مختاف عن قانون ارسطو, ارسطو قال الأجسام المتحركة
تتوقف في النهاية, لأن الأجسام تتعب
القانون الثاني للحركه يقول: القوة تجعل الكتلة تتسارع, وهذه المعادله
صنعت الثورة الصناعيه ممكنه, المحركات البخارية, القاطرات, المصانع, الآلات
كل هذا جعل الماكينات تتحرك بواسطة قانون نيوتن الثاني للحركة
القوة تساوي ناتج ضرب الكتله بالتسارع
و من ثم نيوتن له لقانون الثالت للحركة. لكل فعل رد فعل معاكس
هذا قانون الصواريخ, بفضل هذا القانون لدينا صواريخ تنتقل للفضاء الخارجي
و الذي قام بعمل حساباته اسحق نيوتن بنفسه, ذلك الرقم, 25,000 ميل بالساعه, هذه السرعه للخروج من نطاق الأرض
و الدرس هنا, أن العلماء عرفو القوة الأولى للكون, الجاذبيه, اذن الدرس هنا هو, عندما يعرفو العلماء القوة الأولى للكون, الجاذبيه
فإنها تضع بذلك بداية الثورة الصناعيه, الثورة التي اسقطت ملوك
و ملكات أوروبا, التي جلت الإقطاع, إيذانا بالعصرالحديث, كل هذا بسبب
لأن رجل عمره 23 عاما نظر الى السماء سائلاً:هل يسقط القمر؟
اعلم, عندما كنت صغيرا أترعرع في كاليفورنيا, كنت اشاهد صورة مبنى الإمباير ستيت
و قلت حينها لنفسي, كيف بالإمكان بناء مبنى كبير مع العلم
انه لن يسقط, أقصد, لماذا لا يسقط؟ لم يقومو ببناء نموذج
لهذا المبنى, لا تستطيع بناء الإمباير ستيت بهذا الحجم لتختبر اذا كان
سيسقط أم لا, كيف استطاعو قبل البناء أنه لن يسقط
و الجواب هو: قانون نيوتن للحركه
بالواقع, انا ادرس قوانين نيوتن للحركه, و انك تستطيع بالفعل حساب القوة
مع كل لبنه من مبنى الإمباير ستيت, استخدمو
قانون نيوتن الثاني للحركه, القوة تساوي الكتله ضرب التسارع
عندما اكتشف نيوتن قوة الجاذبية, كانت هذه القوة الأولى
الآن دعونا نلقي نظرة على القوة الثانيه, و هي حتى قوة أعظم
و قد لمست حياتنا جميعا, و هي قوة الكهرومغناطيسيه
منذ ان رأى الإنسان البرق يضيء السماء, آنذاك كانو مرعوبين
من صوت الرعد, ومنذ ذلك الوقت يتسائلون, "هل تصنع الآلهة البرق و الرعد؟
هل هم غاضبون علينا؟
الرعد يمكن أن يتكرر على الأرض, و بإمكاننا صنع برق صغير
مستخدمين الكهرباء
لكن لم يكن ذلك متاحا حتى القرن التاسع عشر, اخيرا تمكنا من اطلاق القوة العظى الثانيه
و هي تحكم الكون, الطاقة الكهرومغناطيسية
مايكل فارادي سيعطي محاضره عن عيد الميلاد
في لندن, يبهر الجميع من الكبار الى الصغار, و سيعرض عليهم
مجسما لا يصدق من الكهرباء
بعض الأشخاص, على سبيل المثال, يسألون سؤالاً بسيطاً, لو كنت في السيارة أو الطائرة و تعرضت
لصاعقة كهربائية, لماذا لا نموت كلنا
حسناً, فارادي أجاب على هذا السؤال, لقد قام بصنع قفص
و سيقوم بالمشي داخل القفص الحديدي, يكهرب القفص, ولا تسمه الكهرباء نهائيا
و سمي هذا القفص بقفص فاراداي, و كل تقوم بالمشي خلال مجسم او مبنى حديدي, فإنك سوف محميا
بهذا الجسم الحديدي, حسنا, ما فعله ميشيل فاراداي هو
ساعد في اطلاق الثورة العظمى الثانيه بشيء يسمى قانون فاراداي
ان دوران ساك داخل حقل مغناطيسي, تدفع الألكترونات للخارج
تشكل تيار كهربائي
هذه الفكرة البسيطه اطلقت الثورة الهربائية
و لهذا لدينا محركات هيدرولكترونية
سدود مائية تنتج كم هائل من الطاقة
لهذا السبب بنى الإنسان محطات طاقة نوويه, لهذا السبب لدينا إضاءه
في هذه الغرفة الآن
و على مقياس اصغر, فإنك تولد الكهرباء في دراجتك, عندما تضع مصباح دراجات
على دراجتك, فإن دوران العجلات يولد مجال مغناطيسي, هذا المجال المغناطيسي يدفع الألكترونات
خلال سلك للمصباح و لهذا السبب تضيء الكهرباء في المصباح
بمعنى
ان الكهرباء و المغناطيس اتحدتا بقوة موحدة, في حين كنا نعتقد أن الكهرباء
و المغناطيس منفصلين, الآن علمنا أنهم نفس القوة
اذا المغنطه المتحركه تستطيع خلق مجال كهربائي, فإن مجال الكهربه المتحركه
تستطيع أن تخلق مجال مغناطيسي, لكن إذا كان المجالين يستطيعون صنع بعضهم بعضا, لماذا لا يتأرجحون
و يخلقون موجات؟ على أن يكون المجال الكهربائي المتحرك يخلق مجال مغناطيسي, يخلق مجال كهربائي
يخلق مجال مغناطيسي, الى ما لا نهاية من الموجات
حسنا, في زمن الحرب الاهليه الأميركيه تقريبا, الرياضي الفيزيائي, جيمس كليرك مكسويل
و باستخدام ما قام به فاراداي, قام بحساب سرعة هذه الموجه
و في واحدة من أهم الإختراقات على مر العصور, جيمس كلارك ماكسويل, قام بحساب
سرعة هذه الموجه و اكتشف أنها نفس سرعة الضوء, و فيما بعد
جاء بأعظم إكتشاف. هذا هو الضوء, هكذا يكون الضوء. وحدث هذا بالصدفه
ان يكون الضوء بسرعة الكهرباء, انه الضوء بحد ذاته
موجه, وهذه الموجه تسمى الضوء
و تم كتابة المعادلات بواسطة جيمس كليرك ماكسويل. لسوء الحظ, معادلات مايكل فاراداي و كل المعادلات كتبت تحت اسم جيمس كليرك ماكسويل, لسوء الحظ, مايكل فاراداي
بنفسه لم يكن لديه معادلات بشكل رسمي, لم يستطع وضعها بطريقة حسابيه لنفسه
جيمس كليرك ماكسويل كان فيزيائي فرضي, مثلي تماما, ووثق
الحساب الفيزيائي لتسارع المجال الكهربائي و المجال المغناطيسي وسُميت
معادلات ماكسويل.هذه المعادلات تبقى في ذاكرة كل فيزيائي يتخرج من الجامعه
لا تستطيع ان تحصل على شهادة الدكتوراة بدون حفظ هذه المعادلات. كل مهندس
يتعامل مع الرادار او الراديو عليه حفظ
هذه المعادلات. و هكذا, اذا ذهبت الى جامعة باركلي, حيث حصلت على شهادة الدكتوراة, بإمكانك شارء قميص
مكتوب عليه, "في البداية قال الإله, "الأبعاد الأربعه تتشعب بطريقه غير متطابقه
موتر الدرجة الثانيه يساوي صفر, و كان هناك ضوء
سيداتي سادتي, هذه هي معادله الضوء
ان ثورة الكهرومغناطيسية و العصر النووي
حسنا, مايكل فاراداي في مسيرته كان يثمن كعالم عظيم, و كم عالم ترا صورته على العملات النقدية؟
حسنا, هذا هو موجود على فئة العشرين باوند النقدية. انه من النادر جدا ان يظهر العلماء على العملات النقديه
لكنه كانت مساهمه علميه عظيمه من فاراداي, لهذا السبب كُرّم بوضع صورته على فئة العشرين باوند
نحن الفيزيائيين اليوم نريد معادلة طولها إنش واحد لتلخيص واقع الفيزياء
عواقب ثورة الطاقة الكهرومغناطيسيه لمست حياتنا, هذه صورة لذلك, هذه صورة الأرض
من الفضاء الخارجي, اكوروبا مضاءه, انت ترا ثمار مجهوداتنا
باكتشاف و خلق الكهرباء, مد حياتنا بالطاقة, في صورة واحدة
مشاهدة الأرض من الفضاء الخارجي, لنتكلم الآن عن كيف أن أعمال كل من فاراداي
و ماكسويل تلمس حياتنا أيضا
هذا هو الإنترنت, الإنترنت هو منتج بسيط للقوة الكهرومغناطيسيه
و بإمكانك روئية اين يتواجد الإنترنت بالعالم
هناك ازدهار, هناك علوم, هناك ترفيه, هناك نشاط اقتصادي
عندما لا يتواجد الإنترنت, يوجد فقر, و في المستقبل, الإنترنت سوف يكون
مصغر, و سوف يوضع في نظاراتك, نظاراتك سوف تتعرف على الناس
على وجوههم, سوف توضع بيناتهم بجانب الصورة, تستطيع التحدث اليهم, و فيما بعد
سيتحدثون اليك باللغة الصينية, ستقوم النظارات بالترجمة للإنجليزية, و تقوم بعرض
الترجمة تحت الصورة, في المستقبل, سوف تعلم بالظبط
انت تتكلم مع من, هذا يعني انه في حفلة كوكتيل
ان كنت تبحث عن عمل, ولا تعلم من هم اصحاب النفوذ, ففي المستقبل
سوف تعرف من هم بالظبط
في المستقبل سوف يكون تكلفة الشريحه فلس واحد, لأننا سنستطيع صناعة ترانزستورات أصغر و أصغر
سوف تكون قوة فاراداي الكهرومغناطيسيه داخل جسدك
ستكون حبة دواء بداخلها شريحه, الشريحه أصغر من حبة البنسلين
و تحتوي على كاميرا فيديو و مغناطيس
عندما تبتلعها, المغناطيس يقود الكاميرا, لأخذ صور لمعدتك
لأمعائك, لأننا نعلم جميعا مما يخفه متوسطو الأعمار
تنظير القولون,و هذا يعطي مفهوما جديدا للتعبير, "إنتل داخلي"
الآن, لنتكلم عن القوة العظمى الآخرى التي تحكم الكون, لقد تحدثنا عن
الجاذبيه, التي تمكنا من حساب حركة الكواكب, الآلات المُخْترعه
بمساعدة إطلاق نيوتن للثورة الصناعيه, و إيجاد فاراداي
للقوة الكهرومغناطيسية. التي اعطت عجائب عصر الكهرباء.و الآن لنتحدث
عن عصر الطاقة النوويه, النجوم و الشمس, الناس كانو منبهرين بالشمس
أبولو كان الإله الذي سار عبر الجنان بعربة نارية, لكنه عندما
عندما تحسب المدة التي يحتاجها حرق الفحم أو النفط ليصبح كلهب الشمس, فإننا ندرك ان الهب يستمر لسنوات قليلة
و الشمس ستصبح هشه, اذا ما الذي يجعل الشمس تستمر بالإحتراق لمليارات السنين؟
لا بد من وجود قوة جديده, الطاقة النوويه
آينشتاين و غيره ساعدو على كشف سر النجوم, الطاقة النوويه تأتي
على نوعين, ضعيفة و قوية, الضعيف منها يعتمد علو التحلل الإشعاعي
الطاقة النوويه القوية هي أقوى قوة في الكون
انها قوية جدا انها تبقي البروتونات متماسة مع بعضها, منذ التكوين , منذ بداية الزمن
المعادلة التي تسمح بتحرير الطاقة هي معادلة آينشتاين الشهيرة E=mc²
ما عرضه آينشتاين كان بأنه كلما زادت سرعتك كلما زاد وزنك
اذا فإن وزنك غير ثابت, عندما تتحرك بسرعه تصبح أثقل
شي نقوم بقياسه كل يوم في مختبراتنا
هذا يعني أن طاقة الحركة تتحول الى كتله
لأنه تصبح أثقل. الآن استمع بحذر, كلما أسرعت زاد وزنك
هذا يعني ان الطاقة "E" تتحول إلى "m", كتلتك
العلاقة بين E و m بسيطه للغاية, تستطيع كتابتها في ثانيه واحدة
على ورقة, انها بالظبط E=mc²
اذا الطاقة النووية تساعد على فهم سر الشمس, لكن أيضا تخلق
صندوق باندورا, لأنه داخل نواة الذرة, عبارة عن جسيمات, و عندما
تحطم هذه الجسيمات, علاما تحصل, جسيمات اضافية, و عندما تحطمها, تحصل على جسيمات اخرى
في الحقيقه, نحن نسبح في جسيمات دون الذرية, مئات
الاف من الجسيمات دون الذرية كل مرة نحطم نواة الذرة
الآن. نحن نحطم النواة باستخدام اداة تسمى محطم النواة, او متسارع الجسيمات
انا كنت أصنع متسارع الجسيمات في المدرسة الثانوية, عندما كنت في المدرسة الثانوية
ذهبت يوما ما إلى أمي وقلت: "هل تسمحي لي ببناء متسارع جسيمات لمليونين و ثلاثمائة الف فولط
بيتاترون ألكترونيفي الكراج؟", و اجابتني أمي " بالطبع لما لا؟"
ولا تنسى أن تخرج كيس القمامه من الكراج
و كطالب في الثانوية طلبت أربعمائة باوند الفولاذ المحول
طلبت بشراء إثنان و عشرين ميلا من أسلاك النحاس
لأنني أردت بناء ستة كيلو واط, عشرة الآف غاوس مجال مغناطيسي
لتزويد ساحق النواة بالقوة
مع إثنان و عشرين ميلا من اسلاك النحاس, كيف تستطيع لفها؟
فعلناها في ملعب كرة قدم المدرسة. إثنان و عشرين ميلا من
اسلاك النحاس من موقع المرمى, أعطيتها لأمي
ركضت بها لخط خمسين يارد, حاملة بكرة السلاك, أعطتها لأبي
وهو بدوره ركض نحو المرمى وهكذا قمنا بتشكيل 22 ميلا من أسلاك النحاس على أرضية ملعب المدرسة
حسنا, اخيرا اصبح محطم النواة جاهزا
يُستهلك ستة كيلو واط من القوة في كل أوقيه من الطاقة يستطيع بيتي توصيلها
وضعت اصابعي في أذني, أغلقت عيني, وأدرت الطاقة, ثم سمعت صوت طقطقه كبير
مع تدفق ستة كيلو واط خلال المكثف
سمعت صوت "بوب بوب بوب" ينفجر في كل قاطع كهرباء بالمنزل
و غرف المنزل في الظلام
أمي المسكينه, في كل مرة تأتي للمنزل ترى الأضواء تومض ثم تطفيء
ولا بد انها كانت تتساءل لما ليس لدي إبن يلعب كرة القاعدة؟
لماذا لا يتعلم كرة السلة؟
اقصد, لماذا عليه بناء هذه الآله في الكراج؟
حسناً, هذه الآله التي بنيت في الكراج جلبت إنتباهي للفيزياء
إدوارد تيلر, ابو القنبلة الهيدروجينيه
و قد أمّن لي بعثة دراسية الى هارفارد
و وهنا بدأت مسيرتي المهنية, كان يعلم ما الذي كنت أفعله تماما
لم يكن علي شرح ما أقوم بتجربته مع المادة المضادة
كنت انتج مضاد الكترون في كراج منزل أمي
حزم من المادة المضادة
و المادة المضادة هي عكس المادة فلها شحنه عكسيه
إن الألكترون له شحنه سالبه فإن البوزيترون او مضاد المادة له شحنه موجبه
هذا يعني أنه يمكن إيجاد مضاد الجزيئات و مضاد الذرات
مضاد الهيدروجين صنع في سيرن, خارج جنيفا, سويسرا
وأيضا خارج فريملاب, شيكاغو
حيث تجد مضاد الألكترون يحيط بمضاد البروتون
و في مختبرات بروكهافن الوطنيه على جزيرة لونج مؤخرا
اكتشفو مضاد الهيليوم
نحتاج الى إثنين مضاد بروتون مع إثنين مضاد نيوترون لإنتاج مضاد هيليوم
لكل جزء من المادة هناك نظير مصنوع في مضاد المادة
وعندما ينزلقان. بالمناسبه, انها تطلق أعظم مصدر قوة في الكون
إنها مئه بالمئه تحويل المادة لطاقة بواسطة معادلة آينشتاين E=mc²
في عام 1950 كنا نغرق في الجسيمات دون الذريه
في الحقيقه, إن جي روبرت اوبنهايمر, أبو القنبله الذرية, قال مقولة ذات مرة
صرح أن "جائزة نوبل للفيزياء يجب ان تُعطى لفيزيائي لم يقم بإكتشاف
جسيمات جديده هذا العام"
و العدد الذي تم إكتشافه من الجسيمات
إذن لنتحدث عن حديقة المجسمات
حاليا,نحن الفيزيائيين قمنا بفك شيفرة المئات, الآلاف من الجسيمات ال دون ذريه
و استطعنا وضعهم كقطع كما في الأحجية بزل
إنها تسمى "النموذج المثالي". تحتوي على ستة و ثلاثون كوارك, تسعة عشر هرم حر, ثلاثة أجيال من الكوارك
لا قافية, لا سبب, لكن هذه هي القاعدة الأساسية لحقيقة اننا كفيزيائيين
قمنا بهيكلة القاعدة الاساسية للجسيمات
مليارات الدولارات. عشرون جائزة نوبل
ذهبت للإيجاد القاعدة الأساسية
و هي أبشع نظرية للعلم, لكنها تعمل
هناك قطعه مفقودة, و تلك القعه تسمى إكزبوزون
نتوقع ان نجدها, و نحن نريد إيجاد نسخة أعلى من هذه النظريه
وهذه النظريه, حسب اعتقادنا, هي نظرية الخطوط
تعتمد نظرية الخطوط على فكرة بسيطه هي ان القوى الأربعه للكون
الجاذبية, القوة الكهرومغناطيسيه, و القوتين النوويتين, ممكن عرضها
كموسيقى
موسيقى من الأربطة المطاطية الصغيرة جدا
لو كان لدي مجهر فائق القوة, يمكنني من النظر لقلب الإلكترون
ماذا سأرى؟
سوف اشاهد مجموعة المطاط الصغيره تهتز
و إذا قمت بمطها, فإنها تتحول الى نيوترينو
و إذا قمت بمطها ثانية, تتحول الى كوارك
و اذا قمت بمطها ثانية, تتحول الى جسيمات مطحنة يانغ
في الحقيقه, اذا قمت بمطها مرات كافيه, ساحصل على الآف الجسيمات دون الذرية, تم فهرستها
بصبر بواسطة فيزيائيين
نظرية الخطوط, باعتقادنا, هي نظرية كل شيء
الآن, نظرية الخطوط, بالإعادة, مكن تلخيصها بحجم طول إنش واحد
هذه هي معادلتي
تسمى نظرية الخطوط. و كيف سنختبرها؟
نحن نبني الة. اكبر الة علمية بنيت
في تارفي تاريخ البشرية
خارج جينيفا, سويسرا
انها اكبر مصادم هايدروني
إذن فإن هيغز- بوسون كما نعتقد, سوف توجد بواسطة أطول مصادم هايدروني
أنبوب بطول 17 ميل محاط بحزامين من البروتون يدوران بإتجاه معاكس
ثم يرتطمان ببعضهم بعضا مكونون أعداد فائقة من الحبيبات, من خلال هذه الحبيبات
نأمل ان نجد هيغز- بوسون, و ليس هذا فقط
نأمل أن نجد حبيبات ما بعد هيغز- بوسون
مجموعة الحبيبات ما بعد هيغز- بوسون هي جسيمات
الطبقة التالية ل أحجية جيغساو تسمى مجسمات-حبيبات فائقه
لا شي سوى اهتزازات أعلى, نوتات موسيقية أعلى من خيوط تهتز
وماذا بإمكاننا ان نفعل أيضا؟ بإمكاننا أيضا فك شيفرة الإنفجار العظيم
هل ترى؟ معادلات آينشتاين, فكت شيفرة الإنفجار العظيم و الفتحة السوداء
أكثر شيئين مثيرين للإهتمام في الكون
فوق قدرتنا على الوصول اليهما باستخدام معادلات آينشتاين
نحتاج الى نظرية أعلى, و هنا جاءت نظرية الخطوط
مظرية الخطوط تأخذك الى ما قبل الإنفجار العظيم
وماذا تقول هذه النظريه؟ تقول انه يوجد أكوان متعددة من الأكوان
من اين أتى الإنفجار العظيم؟
حسناً, معادلات آينشتاين تعطينا صورة كامله كما و أننا حشرة صغيرة جدا على فقاعة صابون
فقاعة صابون عملاقة تتمدد
ونحن ملتصقزن بها كما تلتصق الحشرات بورقه لاصقة, لا نستطيع الهرب منها
وهذا ما يسمى بنظرية الإنفجار العظيم
نظرية الخطوط تقول لا بد أنه يوجد فقاعات أخرى في الفضاء
في أكوان من الفقاعات
عند يصطدم كونان لتكوين كون آخر
و عندما ينشطر كون الى نصفين فإنه يكوّن كونين إثنين
الإنفجار العظيم ناتج عن تصادم الأكوان أو إنشطار الأكوان
إذا كان هناك أبعاد اخرى. إذا كان هناك أكوان أخرى, هل نستطيع التنقل بينها؟
حسناً, بالطبع هذا صعب للغاية, لكن أليس في بلاد العجائب تعطينا إحتمالية
انه من الممكن إيجاد ممرات دودية بين الأكوان
هذه هي الفتحة الدودية
فكر في استعمال مرقة ووضع نقطتين عليها
أقصر طريق بين هاتين النقطتين ستكون الخط المستقيم
و لكن إذا قمت بطي الورقة
إذن من الممكن صنع طريق مختصر
طريق مختصر في الفضاء و الزمن تسمى الفتحة الدودية
هذا حل حقيقي لمعادلات آينشتاين
نستطيع أن نرا هذا جليا في نظرية الخطوط
السؤال هو: كم من المجسمات لتذهب خلال هذه الأشياء
لا نعلم. في الحقيقه هناك نقاش بينالفيويائيين اليوم, ستيفن هاوكنغ, كثير من الفيزيائيين
يقفزون الى لعبة محاولات لفهم ما اذا كان ذلك ممكنا جسديا
ان نسافر من خلال الفتحات الدودية
لأنه أذا استطعنا. إذن من الممكن أن نستخدم هذا كآلة زمن
بما ان نظرية الخطوط هي نظرية كل شي, هي ايضا نظرية زمنيه
و آلة الزمن مسموحه حسب معادلات آينشتاين, لكن بناء آلة زمن
هو شي صعب للغاية
لمزيد من الطاقة نحتاج إلى ما هو أكثر من ديلورين مع بلوتونيوم
هل تعلم, أنه بعد مليارات السنين سيكون الكون بارد بشكل فظيع
نحن نعتقد أن الكون ذاهب الى حالة إنجماد
النجوم ستتوقف عن الوميض, و الكون سيصبح كبيرا جدا
سوف يكون بارد جدا
وفي ذلك الوقت ستموت كل انواع الحياة الذكيه
قوانين الفيزياء هي ضمان حياة كل اشكال الحياة الذكية
هناك طريقة واحدة فقط لضمان عدم موت الكون, و تلك هي
مغادرة الكون
نحن الآن ندخل لمرحلة الخيال العلمي, ولكن على الأقل نحن لدينا معادلات
معادلات نظرية الخطوط
من الممكن ان نسافر عبر الفتحات الدودية
للذهاب الى كون آخر يكون أدفى, و من الممكن البدء من جديد
اذا قمت بتلخيص مسيرة الفيزياء خلال العشر سنوات الماضيه
ستكون تأطير قوانين الطبيعة ألى أربع قوى رئيسية
الجاذبية, الكهرباء و المغناطيس, و القوتين النوويتين
و هنا يبرز سؤال, "هل هناك قوة خامسة؟"
قوى أبعد من أن نقوم بقياسها في مختبراتنا؟
و صدق او لا تصدق, هناك فيزيائيين ينظرون بعناية إلى القوة الخامسة
بعض الناس يعتقدون أنها ظواهر كونيه, ربما تخاطر
ممكن أن تكون قوة بي أس آي, ربماقوة الدماغ, ربما اللآوعي
حسناً, أنا فيزيائي
نحن نؤمن بتجربة النظريات للتأكد خطئها, او من امكانية استنساخها و تكرارها
نريد التأكد أن متطلبات النظريه تعمل في كل مرة بدون إستثناء
و إذا أخطأت لمرة واحدة
فإنها خاطئه
بكلمات أخرى, نظريات آينشتاين يجب أن تعمل في كل مرة بدون إستثناء
إذا ثبت لمرة واحدة أن نظرية آينشتاين خاطئة فهذا يعني أن النظرية خاطئة
حسناً, نحن نستطيع الآن إثبات النظريات الفيزيائية الأربعه, لكن الخامسه لا يمكن إثباتها
نظرنا إليها, بعض الناس يعتقدون أن النظرية الخامسة قد تكون قصيرة المدى
مثل, لا تتعدى فوق نواة الذرة, لكنت في مجال عدة اقدام
ولا نستطيع ان نجدها
نحن الفيزيائيين في آخر عشر سنوات, اكتشفنا مصدر قوة أكبر من المجرة نفسها
طاقة معتمه
معرفة في كوننا اليوم
ثلاثه و سبعون بالمئة من كوننا هو مادة و طاقة, ثلاثة و سبعين بالمئة في إطار الطاقة المعتمه
قوة اللآشيئ
هذا ما يقوم بعثرة اجزاء المجرات ابعد و ابعد, هذه طاقة الإنفجار العظيم نفسها
الأطفال يسألون, "إذا الكون إنفجر, ما الذي جعله ينفجر؟"
و الجواب هو الطاقة المعتمه, ثلاثه و سبعون بالمئه من الكون هي طاقة معتمه
ثلاثة و عشرون بالمئة مادة معتمه
المادة المعتمه مادة غير مرئية. اذا جملتها بيدي, ستمر من خلال يدي و تسقط
هي تثبت المجرات ببعضها, ثلاثه و عشرين بالمئة من الكون مادة معتمه
النجوم مكونه من هايدروجين و هيليوم و نسبتها أربعه بالمئة من الكون
و ماذا عنا نحن؟ نحن, العنصر الأعلى
نحن نتكون من أوكسجين, كربون, نيتروجين, و تنغستن, و حديد
نحن نشكل ما نسبته %03. من الكون
بكلمات أخرى, نحن إستثناء, الكون مكون من طاقة معتمه
الكون مكون من مادة معتمه
نتعدى النجوم, نتعدى المجرات حقيقة
الآن ما هي المادة المعتمه, و التي تشكل ثلاثه و عشرين بالمئه؟
لا احد يعلم
نظرية الخيوط تعطينا تلميحا, لكن لا يوجد جواب فطعي
اذا بكلمات أخرى, أنتم إيها الشباب الطموح ممن يستمع إلينا
يقول في نفسه الآن
لماذا اريد ان أكون فيزيائياً
لحقل الفرضيات الغير معرفه, صحيح؟
فقد إدرك أن كل فيزياء هي كتاب مدرسي
هذا خطأ
كلكتب الفيزياء تقول أن الكون مكون من ذرات
صحيح, اليك الأمر
ان الكون مكون من ذرات هو معتقد خاطئ
في السنوات العشر الأخيره أصبح لدينا معتقد أن معظم الكون معتم
و ان هناك رف مليء بجائزة نوبل للشباب
الذين يكتشفون سر المادة المعتمه
و الطاقة المعتمه
دعني أقدم لك نصيحه إن كنت فيزيائيا صغيرا, قد تكون قد تخرجت من المدرسة
و عندك احلام بأن تصبح آينشتاين
عندك خلم للعمل على نظريات الخطوط و شيء من هذا القبيل
و من ثم أصطدمت بفيزياء حديثه
اسمح لي أن أكون فظاً
نحن الفيزيائيين نخذل معظم طلبة الفيزياء الأولية
و نحن أيضا نوعا ما نشجع الهندسة
لا نردي تعليم المهندسين بناء جسور قد تنهار
لا نريد غيجاد مهندسين يصممون ناطحات سحاب لتقع
هناك حد ادنى: يجب أن تتعلم قوانين الحركة
قبل أن تبدأ العمل بقوانين آينشتاين
عليك العمل بقوانين الإحتكاك و الروافع و البكرات و التروس
و كنتائج نحن نخيب آمال الفيزيائيين الأوليين
لذا غذا كنت فيزيائيا خريجا حديثا من المدرسىة مع عينان تتوقان للفيزياء
و تعرفت على فيزيائيا للمرة الأولى, إحذر
إذا قوبلت بوقت عصيب,هذه هي الطريقه
أنا بدات حياتي كفيزيائي تجارب, بعدها إنتقلت لهارفارد
و بعدها نكلمت مع ناصحي,واحد من أعظم فيزيائيي التجارب, بروفيسور بوند
حينها قال لي لربما إنه الوقت لتستريح, هذا ما قاله لي
"مهاراتك تناسب كثيرا ما أحببته أكثر, وهو الفرضية"
الراياضيات. عالم الأبعاد العليا
و عندها أدركت أنه على الأغلب هذا هو الصحيح
الشي بخصوص الفيزياء, أو أي علم أكثر مايثير إهتمامي حقا
هو ان تجد القواعد الأساسية لكل شي
اكثر من أن تداعب نظريه, أو انتجعل النظرية أجمل
لماذا لا أكتشف ان كانت تعمل؟ ما الذي يجعلها علامه؟
و هذا ما أعمل لكسب عيشي, أنا فيزيائي نظريات
شكرا جزيلا الترجمة العلمية مهندس إياد أبو حجلة, عمان-الأردن