النسبية الخاصة لألبرت أينشتاين.

[محمد محمود بدر]

الــحــركــة.

في هذا المقال سوف نقوم بالتركيز لفترة على السؤال عن الحركة.
وذلك لأننا نريد أن نفهم كيف تطورت وظهرت المفاهيم والأفكار من الفيزياء قبل زمن إسحاق نيوتن إلى الفيزياء الكلاسيكية ، ثم نجهز المسرح للمعضلات التي أدت إلى تقديم الفيزياء الحديثة.

بعضكم سيقول "يا إلهي الحركة !! حقيقةً ! لماذا سأهتم بذلك ؟"
في الواقع لو فكرت لمدة دقائق في الحركة ، سوف تدرك أنها المفتاح لكل شئ يحدث.

لو لم تكن هناك حركة ، سيتوقف كل شئٍ. لن يكون هناك أي تغيير. لن يكون هناك أي مرور للزمن. لن تستطيع الإنتقال من مكانٍ إلى مكانٍ أخر. الإلكترونات لن تستطيع القفز عبر الوصلات بين الخلايا العصبية في مخك ، وبالتالي لن تستطيع التفكير. لن يكون هناك أي شئٍ يحدث.

لماذا سنقوم بالتركيز على موضوع الحركة ؟

أحد الأسباب التي تجعل الفيزيائيين يركزون على الحركة ، لأنهم يريدون التنبؤ كيف ستتحرك الأشياء. على سبيل المثال :

لو أطلقنا هذا الصاروخ بهذه السرعة المُحدَّدة ، هل سنستطيع الوصول به لكوكب الزهرة أو المريخ وجعله يدخل في مدار حولهما ؟

لو ضَغَطَّتَ على الفرامل بهذه القوة المُحددَّة ، هل ستتوقف حركتي في الوقت المناسب لتجنب الإصطدام بالسيارة التي أمامي ؟

كيف ستتحرك الإلكترونات في هذا الجزيء المعقد للدواء الذي صَنَّعتُه في المعمل والذي من المرجح أن يكون علاجاً للسرطان ؟




نحن نحتاج إلى فهم الحركة لكي نفهم كيف يعمل العالم الذي نعيش فيه.

ولكن هذا ليس السبب الذي يجعلنا مهتمين بالحركة في هذا المقال. السبب الذي يجعلنا مهتمين بالحركة هنا هو السؤال ، ماذا تعني الحركة ؟

إنها تعني أن تتحرك من مكانٍ إلى مكانٍ أخر.

ويحدث هذا من خلال الفضاء. وحدوثه يأخذ مدة من الزمن. ولذلك الحركة مرتبطة بطريقة لا يمكن فصلها عن فكرة الفضاء والزمن أو (الزمكان).

ولذلك إن فهمنا للحركة هو المفتاح لفهمنا للفضاء والزمن ، لأننا لكي نتحرك فإننا نتحرك خلال الفضاء والزمن. والفضاء والزمن هو نسيج الحقيقة الفيزيائية الطبيعية لكوننا ، هو المسرح الذي تجري عليه كل الأحداث الفيزيائية.

ولذلك إذا فهمنا الحركة ، فإننا سنفهم طبيعة الفضاء والزمن. وكما نعلم جميعاً ، إن النسبية تفعل أشياءً غريبة لإدراكنا الحسي البديهي الدارج عن الفضاء وعن الزمن. ولذلك فإن علينا أن نفهم تماماً كيف بدأ وتطور إدراكنا الحسي البديهي الدارج. وبعد ذلك سيكون علينا أن نفهم تماماً ماذا سيخبرنا الفهم الحقيقي للحركة عن الطبيعة الحقيقية للفضاء والزمن (الزمكان).

الــوضــع الــطــبــيــعــي لـلـــحــركــة


يتبع

[محمد محمود بدر]

الــوضــع الــطــبــيــعــي لـلـــحــركــة






يجب علينا سؤال أنفسنا سؤالين هامين.

السؤال الأول هو : هل هناك وضع طبيعي للحركة ؟ هل هناك طريقة معينة تُفَضِّل بها الأشياء الحركة ، أو عدم الحركة ، إذا ما تُركت من تلقاء نفسها ؟

السؤال الثاني هو : لوكان هناك وضع طبيعي للحركة ؟ فما هو ؟

للإجابة على السؤال الذي يقول : هل هناك وضع طبيعي للحركة ؟ فيجب علينا أن نذهب بالزمن للوراء ونرى ماذا كانت الإجابة في الزمن القديم ، ثم ماذا كانت الإجابة في زمن الفيزياء الكلاسيكية ، ثم في زمن الفيزياء الحديثة.

في الزمن القديم ، كان الكون مقسوماً إلى عالمين مختلفين. كان هناك العالم الأرضي المادي غير الكامل وهو الأرض وما تحتويه . وكان هناك العالم السماوي الأثيري الروحاني وهو السماء وما تحتويه. كان هناك مكانان ، الأرض والسماء ، وكان هناك نوعان مختلفان من القوانين الفيزيائية. والإجابة على السؤال : هل هناك وضع طبيعي للحركة ؟ له إجابة مختلفة على الأرض ، وإجابة مختلفة في السماء.
إذاً الإجابة على السؤال : ما هو الوضع الطبيعي لحركة الأجسام على الأرض في الزمن القديم ؟ هو : أنها تحب أن تكون في وضع السكون في أقرب نقطة ، ما إمكن ، من مركز الأرض.





أما الإجابة على السؤال : ما هو الوضع الطبيعي لحركة الأجسام في السماء في الزمن القديم ؟ هو : أنها تحب أن تكون في حركة دائرية ، وذلك لأن الدائرة ، بالنسبة للأقدمين ، تعتبر أروع وأكمل شكل هندسي يستطيع الشخص التفكير فيه. أنها لا تحتوي على أركان ، أنها ليس لها بداية ولا نهاية ، أنها متشابهة في كل مكان ، هي متماثلة بشكلٍ رائع ، وهي جميلة الشكل.



جــالــيــلــيــو جــالــيــلــي وســبــب الــحــركــة.


يتبع

[محمد محمود بدر]

جــالــيــلــيــو جــالــيــلــي وســبــب الــحــركــة.


يتبع


هل سألت نفسك أبداً لماذا تتحرك الأشياء ؟

في الحقيقة ، شخصٌ ما فعل. هذا الشخص والذي يعتبر ، من المحتمل ، أهم شخصية في تاريخ العلوم كافه ، كان عالماً تجريبياً حقيقياً. هذا الشخص هو جاليليو جاليلي.

لقد عاش من عام ١٥٦٤م إلى عام ١٦٤٢م في أيطاليا. وقد حاول الإجابة على السؤال : ما هو الوضع الطبيعي لحركة الأجسام على الأرض وفي السماء ، وقد نجح في الإجابة على السؤال.

لقد قام جاليليو بعدة أشياء. لقد قام ببعض المراقبة الفلكية ، وقد فعل ذلك بواسطة تطوير وتصنيع أول تلسكوب فلكي. وعندما وجه تلسكوبه إلى السماء ، شاهد شيئاً لم يشاهده أحد من قبل. ما شاهده ، هزَّ قواعد هذه الفكرة الفلسفية بأن السماء روحانية كاملةً ورائعةً ومختلفةً تماماً من الأرض المادية الخام غير الكاملة وغير رائعة.

أول شئ شاهده جاليليو هو كوكب المشتري ، وقد شاهد أيضاً أربعة نقاط صغيرة من النور مصطفة في خط مستقيم على جانبي المشتري. وعندما راقبهم لعدة أيام متتالية ، وجدهم يغيرون أماكنهم باستمرار ، وأحياناً لا يستطيع أن يرى واحداً أو إثنين منهم لإنهما يكونا أمام أو خلف المشتري. كانوا يمثلون بمنتهى الوضوح ، بالنسبة لجاليليو ، مجموعة شمسية مُصَغَّرة. تلك النقاط المضيئة الأربعة تمثل أقماراً للمشتري تدور حول المشتري بنفس الطريقة التي يدور بها قمر الأرض حول الأرض. ولذلك بهذا الإكتشاف ، أثبت جاليليو بأن هناك حركات أخرى لأجرام سماوية أخرى - (أقمار المشتري) - تدور حول أجرام سماوية أخرى - (كوكب المشتري) - غير الأرض.

الشئ الثاني الذي شاهده جاليليو هو أطوار كوكب الزُهرة. فقد لاحظ أن الزُهرة لها أطوار مثل أطوار القمر ، فتكون أحياناً كاملةً كالبدر ، وتكون أحياناً محدبةً كالقمر الأحدب ، وأحياناً أخرى تكون هلالاً. ولكنه لاحظ أن هناك شيئاً مختلفاً يحدث مع أطوار الزهرة. فعندما يكون طور الزهرة كاملاً كالبدر ، تكون الزُهرة كالدائرة الصغيرة ، وعندما يكون طور الزُهرة كالهلال ، تكون الزُهرة هلالاً أكبر في الحجم بكثير من حجمها في طور البدر. كيف يكون هذا ؟ ولماذا ؟

فكر جاليليو ووجد أن الشرح المنطقي البسيط الوحيد هو أن الزُهرة تدور حول الشمس وليست تدور حول الأرض. وكونها كوكباً داخلياً بالنسبة للأرض (أي أنها أقرب إلى الشمس) ، فتكون الزُهرة بدراً عندما تكون في الجهة الأخرى المقابلة للشمس من جهة الأرض. ولذلك تكون أبعد ، وبالتالي تبدو أصغر. وفي المقابل تكون الزُهرة هلالاً عندما تكون قريبة من نفس الجهة من الشمس التي بها الأرض. ولذلك يرى سكان الأرض الهلال الفضي اللون من الجزء المضيئ من الزُهرة ، ولذلك نشاهد هلالاً ، ويكون أكبر بكثير من طور البدر ، لأن الزُهرة - في هذه الحالة - أقرب بكثير للأرض.

آخر شئ شاهده جاليليو كان مراقبة الشمس بالتلسكوب ومشاهدته لأول مرة البقع الشمسية السوداء والتي لم يفهم ما هي على الإطلاق. ولكن النقطة الفلسفية المهمة هي أن هذه البقع الشمسية كانت علامات تفسد شكل سطح الشمس. بالنسبة لجاليليو ، هذا الجرم السماوي الرائع غير المعيب ، أصبح الآن معيباً بهذه البقع السوداء.

كذلك قام جاليليو بمراقبة القمر بالتلسكوب ، وقد شاهد جبالاً وفوهات تصادمية كثيرة ، هنا أيضاً ، أصبح هذا الجرم السماوي الرائع بالنسبة لجاليليو ، معيباً.

بعد ذلك تحول جاليليو لدراسة الحركة على الأرض ، وقد قام بتجارب على الحركة الأرضية ، وقد قام بعدة تجارب هامة. وقد إستنتج جاليليو شيئاً مختلفاً جداً عن الحركة الأرضية ، لقد استنتج جاليليو وفكر بالطريقة الآتية ، جاليليو قال : لو تحرك جسمٌ بسرعة ثابتة منتظمة في خط مستقيم ماذا سيحدث له ؟ إنه سيستمر في فعل ذلك ، سيستمر في الحركة إلى الأبد في خط مستقيم وسرعة منتظمة ثابتة ، ولن يتوقف أبداً.




قــانــون الــعــطــالــة أو قــانــون الــقــصــور الذاتـــي.

تعتبر فكرة جاليليو هذه حساسة وهامة وحاسمة للفيزياء الكلاسيكية والفيزياء الحديثة على حدٍ سواء. وتعتبر هذه الفكرة أحد مفاتيح الأفكار الأساسية لفهم علم الحركة. ما قاله جاليليو هو : الحالة الطبيعية للحركة ليست أن يكون الجسم في حالة ثبات على سطح الأرض. هذه حالة الحركة التي نتوقعها بسبب أشياء مثل الاحتكاك ومقاومة الهواء والأشياء التي تصطدم بها الأجسام مثل الأرض عندما تسقط عليها كرة التنس. الحالة الطبيعية للحركة هي الحركة في خط مستقيم بسرعة منتظمة ثابتة. هذه الحركة الطبيعية لا تحتاج إلى قوة (دفع أو سحب) لكي تجعل أي جسم يتحرك. هذا ما قاله جاليليو ، وهذا ، على ما يبدو ، هو الوصف الصحيح للطريقة التي تعمل بها الحركة.


"الحركة الطبيعية للأجسام هي أن تتحرك بسرعة منتظمة ثابتة في خط مستقيم". هناك إسم لهذه الجملة. إنه إسمٌ يُعزى لجاليليو ونيوتن. إنه يسمى قانون العطالة أو القصور الذاتي. إنه ينص على أن الجسم له قصور ذاتي ، له رغبة وميل طبيعي للبقاء متحركاً.

هذا هو الوضع الطبيعي للحركة. هذا هو قانون القصور الذاتي. بكونه ثقيلاً ، ويمتلك كتلة ، أي جسماً متى بدأ في الحركة ، سيستمر في الحركة. سيحتج إلى دفعة أو سحبة ليبدأ الحركة. سيحتاج إلى دفعة أو سحبة ليتوقف عن الحركة. وأيضاً سيحتاج الجسم إلى دفعة أو سحبة ليغير إتجاه حركته.

ولذلك ، على رأي جاليليو ، الحركة الطبيعية هي الحركة المنتظمة الثابتة في خط مستقيم. إذا رأيت أي إنحراف أو تغيير عن هذا ، مثل أن يزيد الجسم سرعته أو يُبطئ من سرعته أو حتى يغير إتجاهه ، في كل تلك الحالات تستطيع أن تفترض أن هناك قوة ، سواءٌ كانت دفعاً أو سحباً ، أثرت على الجسم.

فــهــم حــقــيــقــة الــحــركــة خــارج نــطــاق الــحــس الــعــام الــدارج.


يتبع