علماء الفيزياء : تعرف على رواد علم الفيزياء في القرن العشرين

منذ ظهور العلم التجريبي بدأ عدد كبير من علماء الفيزياء الرائدين في الظهور وأخرجوا لنا أهم النظريات التي نستعين بها في فهم الكون الذي نعيش فيه، وتحديدًا مع بداية القرن العشرين فقد ظهرت فروع جديدة من علم الفيزياء واحتاجت إلى علماء متخصصين مع أفكار ثورية لفهم أشياء بالغة الدقة والصغر مثل الذرات، وظهرت مفاهيم جديدة للزمن، وفي هذا الموضوع سنقدم لك بعض المعلومات الهامة عن أهم علماء الفيزياء مع نبذات وتفاصيل مختصرة عن حياتهم وأعمالهم.

أهم علماء الفيزياء في القرن العشرين

ريتشارد فاينمان

ولد ريتشارد فاينمان في الحادي عشر من مايو 1918 وتوفى في الخامس عشر من فبراير 1998، وقد ولد باسم ريتشارد فيليبس فاينمان في كوينز في نيو يورك وتوفى في لوس أنجيليس في كاليفورنيا، ودفن في مقبرة في ألتادينا في كاليفورنيا. وهو يعتبر من أهم علماء الفيزياء النظرية في التاريخ، وله العديد من الإسهامات في نواحي مختلفة تجعله من أبرز العلماء في المجال، فهو أول من فتح الطريق إلى تقنية النانو لينطلق العلماء في تطويرها، كما أن له محاضرات بالغة الأهمية لتدريس أهم القواعد الفيزيائية، وقد تم تجميعها في ثلاثة مجلدات أصبحت الآن واحدة من أهم المؤلفات العلمية التي يعتمد عليها الطلبة حول العالم، وله إسهامات في الحواسيب الكمومية والتي ظهرت في بداية الأربعينيات. تزوج بأرلين جرينباوم في الفترة ما بين 1941-1945 وماري لويز بيل في فترة 1952-1956 وآخر زيجاته كانت مع جوينيث هوارث في 1960 والتي ظلت معه حتى يوم وفاته، ومن الزيجات الثلاث لم يرزق سوى بطفلين هما كارل فاينمان وميشيل فاينمان.

طفولة ريتشارد فاينمان

ولد لأب كان يعمل في إدارة الأعمال يدعى ميلفيل آرثر فاينمان وزوجته لوسيل، وهو من منطقة كانت تعتبر سابقًا قطعة من الإمبراطورية الروسية، ومع أنهما كانا من اليهود إلا أنهما لم يكونا متدينان بالمرة، بل أن المراهق ريتشارد فاينمان عندما وصل إلى فترة النضج وبداية الالتحاق بالجامعة اعتبر نفسه ملحدًا تامًا، ومن الجدير بالذكر عن طفولته أنه وصل إلى النطق متأخرًا، حيث احتاج إلى ثلاثة سنين حتى ينطق كلمة واحدة، واضطر أهله إلى الانتظار لوقت طويل حتى ينطق الكلمات المعقدة. وعندما كان ريتشارد في الخامسة، أنجبت والدته أخيه الأصغر هنري فيليبس الذي مات بعد شهر واحد، وبعد أربعة سنين ولدت جوان أخته الصغرى وفي ذلك الوقت تحركت العائلة لتنتقل إلى فار روكاواي في كوينز وهناك التحق ريتشارد بالمدرسة، وبالرغم من وجود فرق تسع سنين بين الأخوين إلا أنهما تعلقا ببعضهما بشدة بسبب الظروف الصعبة التي مرت بها العائلة، كما أن كليهما كانا يحملان شغفًا غير عادي تجاه الطبيعة والحياة والأمور الكونية، وكانا يتناقشان دومًا في مختلف الأمور. وأثناء فترة الدراسة أظهر ريتشارد تفوقًا ملحوظًا، مع العلم بأن المدرسة التي درس فيها كانت نفس مدرسة عالمين حصلوا على جائزة نوبل وهم بورتون ريختر (رائد في اكتشاف الجسيمات الأولية) وباروخ بلومبرج، وفي المرحلة الثانوية نجح في اختبارات متقدمة وانتقل إلى صف متقدم للرياضيات، وبسبب هذا التقدم المذهل في الرياضيات أراد المدرسون اختبار ذكاءه، وحصل على نتيجة 125 والتي تعتبر عالية لكنها ليست درجة العباقرة، بل أن شقيقته حصلت على نتيجة أعلى.

الإنجازات العلمية

أطروحته للدكتوراه كانت بعنوان “مبدأ الفعل الأخير في ميكانيكا الكم” وأشرف على الرسالة جون أركيبالد ويلر، وبعد أن أصبح واحدًا من أهم علماء الفيزياء قام بالإشراف على عدد كبير من الرسائل العلمية لطلبة مختلفين أصبحوا علماء بارزين فيما بعد مثل جيمس إم. باردين ولوري مارك براون وتوماس كورترايت وألبرت هيبز وجورج زويج. وحصل فاينمان على جائزة ألبرت آينشتين التي تعتبر من أرفع الجوائز العلمية في العالم وذلك في سنة 1954، وحصل على جائزة إي. أو. لورانس في 1962، وبعدها بثلاث سنين حصل على جائزة نوبل في الوقت الذي كان الكثيرون يتوقعون حصوله عليها، وحصل أيضًا على ميدالية أوريستيد في 1972 والميدالية القومية للعلوم بعدها بسبع سنين.

بين الحقيقة والخيال

هناك العديد من الحكايات التي قد تسمعها عن ريتشارد فاينمان، فقد كان عقله متقدًا وغريبًا بالنسبة للبعض وكانت هناك العديد من الأشياء التي تحيط بشخصيته والتي دفعت الكثيرين إلى إطلاق شائعات مختلفة عنه، لكن هناك بعض الأشياء التي أكدها هو بنفسه مثل شربه للماريجوانا، بل اعتقد فاينمان أن الماريجوانا واحدة من أسباب قليلة يمكن أن تعطي الإنسان كل الصفاء الذهني الذي يحتاجه كي يستطيع تحقيق ما يريده، كما أنه كان يحب القرع على الطبول البدائية وكذلك آلة البانجو التي تستخدم في الموسيقى الأفريقية الأمريكية الشعبية والتي تتكون من 4-6 أوتار، وكان فاينمان رافضًا للأفكار الدينية بشكل واضح، لكن إذا نظرنا إلى كلامه بدقة سنجد أن حديثه منصب على فكرة التأكد والشك، حيث أنه كان يفضل دومًا الشك في كل الأشياء من حوله حتى لو أنها بديهية، وهنا يذكرنا بالأفكار الفلسفية القديمة مثل أفكار رينيه ديكارت، لكن تفكير فاينمان كان أكثر تجريبية، وكان يسعى طوال الوقت إلى امتلاك المعلومات في يديه، لذا فإنه كان يهاجم الأفكار التي تعتمد على الثقة بدون وجود دلائل مادية أو منطقية، ولكن هذا لا يجعلنا نخفي معلومة أنه كان ملحدًا ورافضًا لكل الأديان، مع العلم بأنه من اليهود الأشيكناز في الأصل.

علماء الفيزياء ومشروع مانهاتن

شارك فاينمان في مشروع القنبلة الذرية الأمريكية خلال الحرب العالمية الأولى والذي شارك فيه عدد كبير من علماء الفيزياء وعلوم أخرى، إلا أنه أصبح أكثر شهرة لدى العامة عندما تم اختياره كعضو في لجنة روجرز التي تم تكليفها عبر البيت الأبيض للتحقيق في كارثة مكوك الفضاء تشالنجر والذي أطلقته وكالة ناسا وتعرض إلى الانفجار بعد حوالي دقيقة، وضمت اللجنة عدد مختلف من العلماء مثل سالي كيه. رايد وآرثر بي. سي. والكر جونيور وألبرت دي. ويلون، ومشكلة الانفجار هذه هي من أبرز الحوادث العلمية التي حدثت في العقود الأخيرة وقد دفعت وكالة ناسا إلى إيقاف رحلاتها لحوالي ثلاث سنين، ومن بين تلك الأسامي فقد كان هو أبرز علماء الفيزياء ، لذا تزايدت شهرته بعد الحادثة.

طفولة آينشتين

ولد آينشتين في ألمانيا في 14 مارس 1879 في قرية أولم فورتيمبرج، ومات في 18 أبريل 1955 وهو في السادسة والسبعين من عمره وذلك في برينستون في نيو جيرسي، وفور ميلاده لاحظ والداه الشكل الغريب لجمجمته، وقيل أن شكلها أصبح عاديًا بعد عدة سنوات وبالتحديد فور دخوله المدرسة، وكانت عائلته يهودية ومن الطبقة المتوسطة، ولم يملك سوى أخت وحيدة تدعى ماجا وكانت أصغر منه، وتشير بعض المصادر إلى أنه كان يعاني من صعوبة في النطق، ولم يستطع النطق إلا بعد أربعة سنين، وبسبب هذه الملاحظة ومع بعض الحالات الأخرى فإن العلماء استنتجوا وجود علاقة بين التأخر في النطق والعبقرية التي جعلته واحدًا من أهم علماء الفيزياء في القرن العشرين، وفي سنة 1894 تعرضت العائلة إلى أزمة حقيقية عندما لم تستطع شركة الكهرباء الخاصة بوالده الحصول على عقد هام، ولذلك اضطروا إلى الرحيل إلى ميلانو في إيطاليا، لكنهم تركوا ألبرت ليدرس في مدرسة في ميونيخ، لكنه لم يكن سعيدًا بتلك الفكرة وبالتحديد فكرة الالتحاق بالجيش خاصةً مع تنامي نجم الحزب النازي الذي كرهه هتلر بشدة وهاجمه في العلن بعد ذلك، فقرر الذهاب مع عائلته في ميلان وترك المدرسة.

الاتجاه نحو التفكير العلمي

تخرج في سن السابعة عشر من مدرسته وتخلى بعدها عن الجنسية الألمانية ليتجنب التجنيد الإجباري، وفي تلك الفترة وقع في الحب للمرة الأولى مع فتاة تدعى ماريك وتزوجها، وحظى منها بطفلة تدعى ليزريل، ونحن لا نملك أية معلومات عن ابنتهما، فالبعض يقولون أنها ماتت من مرض ما والبعض يدعون أن آينشتين وماريك تخليا عنها وأودعاها ملجأ للأيتام، مع العلم بأنها ولدت في سنة 1902 وفي وقت ميلادها لم يتزوجا بشكل رسمي، وفي تلك السنة تعرض آينشتين إلى ظروف مادية صعبة جدًا، فلم يكن يملك أي مصدر للمال في الوقت الذي تعرضت فيه شركة والده إلى الإفلاس، لذا فقد اضطر إلى العمل كمدرس خصوصي للأطفال، وبعدها حصل على وظيفة مكتبية في مكتب لبراءة الاختراعات، وبعد فترة قصيرة مات والده بسبب المرض، إلا أنه استطاع أن يقف على قدميه بثبات نوعًا ما وحاول التمسك بوظيفته قدر الإمكان، وبالفعل تمكن منها بشكل كامل، وبالتحديد كان المطلوب منه هو فحص أجهزة متعلقة بالمجال الكهرومغناطيسي، وقد أتاح له هذا التعلم والتجربة والتفكير في التزامن الكهربي الميكانيكي وإشارات النقل الكهربية، ويجب أن نعلم أن في تلك المرحلة طور آينشتين العديد من الأفكار التي كانت نواة النظرية النسبية فيما بعد، فمثلاً اكتشافه للسرعة الثابتة للضوء كان من الاكتشافات الجديدة تمامًا وكان خرقًا لقوانين نيوتن الخاصة بالحركة، وكذلك نظريات جيمس ماكسويل التي اعتمد عليها بصورة كبيرة في تطوير نظرياته.

تقدم مذهل في وقت قصير

بعد فترة جاءت الاكتشافات الحقيقية، وهذا في سنة 1905 التي تعتبر “سنة المعجزات”، حيث قدم رسالة الدكتوراه الخاصة به وتم نشرها في مجلة علمية رائدة بالإضافة إلى أربع أوراق علمية أخرى، وباختصار فإن تلك الأوراق غيرت اتجاه العلم في العصر الحديث، وتضمنت معادلته الشهيرة الخاصة بالطاقة والكتلة والسرعة، وقد تسببت تلك الأوراق في حالة إرباك كبيرة في الأوساط العلمية الأكاديمية، وظهرت اتجاهات مختلفة ما بين مؤيدين ومعارضين، إلا أن العالم ماكس بلانك استطاع أن يثبت لزملاءه من علماء الفيزياء أهمية وصحة أوراق آينشتين، وفي ذلك الوقت كان بلانك يملك شعبية كبيرة بين علماء الفيزياء الرائدين ، وبعد ذلك أصبح آينشتين مديرًا لمعهد كايزر فيلهيلم للفيزياء وذلك في الفترة ما بين 1913-1933. وبعد موجة الشهرة التي حصل عليها فقد تدفقت العروض من كل أنحاء العالم ليقدم خدماته العلمية، وبهذا تخلص من تقييد الفقر الذي لازمه لسنين طويلة خلال حياته.

لعبة الزمن

انتهى آينشتين من العمل على النظرية النسبية العامة بشكل كامل في سنة 1915. وفي أوائل العشرينيات من القرن الماضي أحدث آينشتين ثورة وبلبلة في الأوساط العلمية عندما تحدث عن أكثر الأمور التي تحيّر علماء الفيزياء وهي أصل الكون والكونيات، وبالتحديد لعب آينشتين على عنصر الزمن، وقال أن الكون يتوسع وليس ساكنًا كما هو سائد بين العلماء، وبالفعل تم التأكد من نظرية توسع الكون في سنة 1929 عبر عالم الفضاء إدوارد هابل، وعلينا أن ندرك أن هناك اتصال قوي بين توسع الكون والنظرية النسبية العامة.

مالا تعرفه عن آينشتين

– ألف آينشتين أولى أوراقه العلمية وهو في السادسة عشر وكان عنوانها “تحقيق الحالة الأثيرية في الحقول المغناطيسية”، وعلى عكس ما يعرف عنه فإن ألبرت آينشتين لم يكن عازفًا ولم يكن بمقدوره العزف على أية آلة وبالتحديد الكمان كما يُشاع، لكنه كان عاشقًا للموسيقى الكلاسيكية وبالتحديد العازف الألماني فاجنر.
– اتفق آينشتين على طلاق زوجته ميلفيا ماريك في سنة 1919 واتفقا على أن يعطي آينشتين زوجته نصيبه كاملاً من جائزة نوبل إذا ما تلقاها، وبالفعل كان الرهان ناجحًا وفاز آينشتين بالجائزة بعدها بسنوات ووصلت الأموال إلى زوجته. ومن الجدير بالذكر أنه عندما فاز بالجائزة لم يكن هذا بسبب نظرية النسبية كما هو شائع، بل بسبب تفسيره الاستثنائي للظاهرة الكهروضوئية.
– عند وصول هتلر إلى حكم مقاليد ألمانيا هرب آينشتين على الفور لأنه يهودي وشخصية مشهورة، كما أن آراءه المعادية للآراء الفاشية كانت واضحة، لذا لجأ إلى الولايات المتحدة وهناك تم الترحيب به واعتبروه ابنًا لهم، وهذا ما دعى السلطات في ألمانيا إلى اعتباره من مرتكبي الخيانة العظمى.
– في أوائل الخمسينيات طلب رئيس الوزراء الإسرائيلي من آينشتين أن يصبح رئيسًا لإسرائيل، ومن المعروف أن الرئيس في إسرائيل لا يحمل صلاحيات كبيرة، فالأمر كان قريبًا من الدرجة الشرفية ووجود عالم كبير في منصب الرئيس، لكن الأمر كان غريبًا بالنسبة للعالم الذي وجد السياسة أرضًا غير مناسبة لتفكيره بأي شكل.
– هناك الكثير من الحكايات التي قد تسمعها عن دماغ آينشتين، ومن المؤكد أن الدكتور توماس هارفي احتفظ بها لأكثر من أربعة عقود ليجري عليها تجاربه، لكن الأمر كان أشبه بالهوس بالنسبة له، ونتائج التشريحات تعطينا معلومات مختلفة وغريبة حيث قيل أن ترتيب الخلايا العصبية في دماغه مختلف عن البشر الآخرين وكذلك حجمها، والآن يوجد الجزء الأكبر من الدماغ في متحف في نيو جيرسي.

ستيفن هوكينج

هذا العالم الذي يعيش مع مرض مستحيل العلاج يعتبر واحدًا من أبرز علماء الفيزياء في عصرنا، فقصة حياته وحدها كفيلة بأن تعطي الإنسان دفعات قوية إلى الأمام وتحقيق المستحيل، وهي القصة التي ألهمت فيلم “نظرية كل شيء” الذي قام ببطولته إيدي ريدماين الذي جسد شخصية هوكينج وفيليستي كوكس في شخصية زوجته جين. أولاً عليك أن تعلم أن نسبة النجاة من المرض المصاب به هي حوالي 5%، وهو يعيش حتى يومنا هذا وعمره ناهز السبعين عامًا، ولايزال يقدم لنا المزيد من الإنجازات ويتابع كافة الأحداث العلمية مثل اكتشاف الحياة الذكية على كواكب أخرى أو نظريات تفسير أصل الكون أو النظرية الواحدة التي تحاول تجميع كافة القوانين الأساسية والفهم التام للفروقات بين الميكانيكا الكلاسيكية والكمية، وثانيًا عليك أن تعلم أن زوجته هي التي

كان هوكينج يدرس في جامعة أوكسفورد المرموقة، وفي سنينه الأولى كانت الأمور تسير بشكل عادي، مع ملاحظة أنه أظهر تفوق مميز وجنوح إلى الانطواء الاجتماعي نوعًا ما، لكن مع مرور الوقت بدأت المشاكل بالظهور في جهازه العصبي، وتم هذا بصورة تدريجية، ففي البداية كان يسقط على الدرج أو يجد نفسه غير قادر على الكلام بصورة طبيعية، وبعد تكرار الحوادث وملاحظة والديه لوجود مشكلة ما عرضوه على الأطباء ليكتشفوا أنه مصاب بمرض نادر يدعى مرض العصبون الحركي، وأتى هذا عندما أتم الحادية والعشرين، وقالوا أن المتبقي من حياته هي سنتين فقط، لكن من خلال معجزة وإصرار واهتمام من قبل أقرب الناس إليه فقد استطاع هوكينج إكمال دراسته بل والعمل كمدرس في الجامعة بل وأكثر من ذلك بكثير.

ولد باسم ماكس كارل إرنست لودفيج بلانك في الثالث والعشرين من أبريل من سنة 1958 وتوفى في 4 أكتوبر 1947 في لاور ساكسوني في ألمانيا، وهو من أهم علماء الفيزياء في القرن العشرين، ويعتبره البعض المؤسس الأول لميكانيكا الكم، وقد درس في معاهد وجامعات عريقة مثل جامعة كييل وجمعية كايزر فيلهيلم، ومن أهم طلابه نذكر ليزي مايتنير، وأهم ما يعرف به هو ثابت بلانك وقانون بلانك لإشعاع الجسم الأسود، وقد حصل على جائزة نوبل في 1918 وجوائز عديدة أخرى مثل جائزة جوته، وقد تزوج من ماري ميرك فيما بين 1887-1909 ومارجا فون هوسلين من 1911 حتى وفاته.

ولد بلانك في كيل لعائلة كانت ذات اتجاهات علمية إلى حد كبير، وأحد أجداده كان من القضاة الكبار، لذا فقد حصل على تعليم ممتاز في بداية حياته وفترة شبابه، وبعد انتهاءه من الدراسة أراد دراسة الموسيقى الكلاسيكية ونظرية الموسيقى لكنه عدل عن هذا القرار ودرس الفيزياء في ميونخ، لكنه انتقل إلى برلين وعاد إلى ميونخ مرة أخرى، وأكمل رسالة الدكتوراه وعمل في الجامعة كأستاذ مساعد ثم أستاذ، وبعد سنين من التدريس في الجامعة بدأت القصة الأهم في حياته، حيث عمل بلانك على إجراء اختبارات وحاول دراسة إشعاع الجسم الأسود بكل الطرق الممكنة ليخرج بنظرية صحيحة ليقدر على إنتاج مصابيح موفرة للكهرباء، وفي النهاية خلص إلى القانون الذي ينص على أن أي جسم أسود يقوم بامتصاص الطاقة وإطلاقها على هيئة أجزاء صغيرة جدًا، وهذه الأجزاء هي الكمومات، ومن هنا نستطيع أن ندرس الطاقة باعتبار التردد وكذلك طول الموجة، وقد فتح هذا أبوابًا واسعة لميكانيكا الكم.