تسجيل الدخول

تسجيل

مقدمة في بنية المكان والزمان: كيف غيّرت الفيزياء فهمنا للكون

المؤلف:  ب . ك. و. ديفيس

المصدر:  المكان و الزمان في العالم الكوني الحديث

الجزء والصفحة:  ص9

2025-06-26

822

إن بنية المكان والزمان كامنة في أعمق أعماق علم الفيزياء وفي أساس خبرتنا المستمدة من الإدراك الحسي للعالم المحيط بنا. وهما مفهومان راسخان في تفكيرنا لدرجة أننا لا نطرح ، في حياتنا اليومية ، أي سؤال حول خصائصهما . لكن العلم الحديث قد اكتشف أموراً يبدو فيها المكان والزمان قادرين على تغيير خصائصهما بدرجة من العنف تؤدي إلى ظهور حوادث غريبة غير متوقعة. إن العديد من هذه الأمور يدين بظهوره إلى التقدم الحديث في علم الفلك . فالمؤشرات على وجود الثقوب السوداء أو على الانفجار الأعظم الذي انبثق منه العالم الكوني قد حملت العلماء على أن يتحروا بالتفصيل سلوك المكان والزمان والمادة عندما تغدو الثقالة شديدة لدرجة أكثر من ساحقة . إذ يدل هذا التحري على أن المكان - الزمان يتلاشى لدرجة أن يفقد وجوده في بعض الظروف . إن انعكاسات هذه المكتشفات الحديثة على الطبيعة وعلى تطور الكون قد توغلت إلى أعماق الوجود . يهدف هذا الكتاب إلى التمحيص في المكتشفات المثيرة ، والملغزة أحياناً ، بخصوص المكان والزمان والمادة كما يصورها رجال العلم في السنين الأخيرة . على أن الفهم الجيد لهذه الخطوات الجديدة يتوقف على استيعاب القارىء للنموذج الذي يقدمه الفيزيائيون المعاصرون عن بنية المكان - الزمان .

إن الفصول القادمة في هذا الكتاب تعرض بعناية سمات التغيرات التي طرأت على هذا النموذج خلال المئة وخمسين سنة الماضية وما رافق هذه التغيرات من تطور في نظرتنا إلى العالم الكوني . وإن القارىء سيكتشف كيف حدثت هذه التعديلات والتحويرات العديدة التي تناولت الصورة التي رسمها نيوتن للمكان - الزمان مستمداً إياها من الخبرة اليومية ، وذلك كي تنسجم الصورة الجديدة مع النظريات الفيزيائية الجديدة . فقوانين الكهرطيسية بأثيرها المزعوم الجهيض ، والمكان - الزمان الرباعي الأبعاد الغريب الذي جلبته نظرية النسبية الخاصة ، والمفهوم المحيّر للفضاء المنحني في نظرية النسبية العامة ، ناهيك عن عجائب نظرية الكم التي تتنبأ بأن الثقوب السوداء التي يمكن أن تتبخر إلى لا شيء وبأن المكان - الزمان يمكن أن ينقسم إلى مكان وزمان في المجالات الأصغر من المجالات المجهرية ، كل هذه الأمور تتطلب رؤية إدراكية جديدة لبنية كل ما ابتدعته الفيزياء من مفاهيم استمدت مدلولاتها من أكثر التجارب بدائية .

إن التماس الطريق في هذه الصورة المتغيرة لبنية المكان - الزمان له قصة مليئة بالمربكات والمفارقات تخص عدم التناظر بين ماضي العالم ومستقبله . إن طبيعة هذا اللاتناظر الزمني وأصله يكمنان في قوانين الترموديناميك الأساسية وفي الظروف التي فرضت على العالم في بداياته الأولى . إن دراسة اللاتناظر الزمني تتيح لنا أن نختار بين نموذجين مختلفين للعالم : يتمثل أحدهما بالانزلاق نحو البرودة والعقم المستديم ويتمثل الآخر باستعادة شبابه ، باعتكاس الزمن أو بانمحاقه وخروجه من دائرة الوجود بكل بساطة .

إن كثيراً من جوانب هذا الموضوع تتشابك مع مجالات نشاط الفكر البشري الذي يتاثر عادة بالعقائد الدينية والميتافيزياء أكثر مما يلجأ إلى العلم الصارم . هذا رغم أن العلم یكاد يقدم اليوم أجوبة عن العديد الأسئلة التي . طالما ا حيرت كهان الدين والفلاسفة معاً . وعلى هذا الأساس ، ولمعالجة هذه التطورات بشكل كامل ، لابد من فحص موقع الجنس البشري والمجتمع الإنساني في العالم الحديث. فتأثير الأفكار المتغيرة ، عن المكان والزمان وطبيعة الكون ، كان ومايزال تأثيراً عميقاً في المجتمع البشري . وعلى هذا فالثورة العلمية القائمة اليوم يمكن أن تؤثر تأثيراً مستديماً على نظرة العقل البشري ، لا إلى العالم الكوني فحسب بل وإلى موقعنا في هذا العالم أيضاً .

لقد قصدت من هذا الكتاب أن يكون كتاب ثقافة ومتعة معاً ، لأنه يعرض خبرة الباحثين والأساتذة فيما يعالج من مواضيع . وحل الألغاز العلمية لعالمنا مهمة من أنبل المهام التي يستمتع بها الفكر البشري. وقد حاولت أن أنقل للقارىء شعور الحماس والروعة الذي ينتاب من يمارسون العلم الحديث في هذه الأزمنة المفعمة بالتحديات. كما أنني لم أفترض لدى القارىء سوية عالية من الخبرة . فالقارىء العادي ذو الميول العلمية والذي يملك ، دون الرياضيات ، معلومات أولية في الفيزياء لن يجد صعوبة كبيرة في فهم كثير من المناقشات . وعلى كل حال ، وبسبب أن بعض المواضيع متقدمة جداً ، فإن طلاب الفيزياء والفلك والرياضيات التطبيقية والفلسفة سيجدون ثروة من المعلومات وثيقة الصلة بدروسهم أو بأبحاثهم .