هناك العديد من الأسئلة الكبيرة التي فتنتنا
وشغلنا بها منذ فجر الإنسانية
ماذا يوجد خارج الأرض؟
كيف جئنا إلي هنا؟
مما يتكون العالم؟
إن قصة بحثنا عن أجوبة تلك الأسئلة هي قصة العلم
في جميع مساعي الإنسان كان للعلم الأثر الأعظم
علي حياتنا وعلي رؤيتنا للكون ولأنفسنا
إن أفكاره وإنجازاته ونتائجه منتشرة حولنا
كيف إذن وصلنا للعالم الحديث هذا؟
إنه شيء مدهش وعلي مستوي خاص بالإنسان بأكثر مما تعتقد
يقولون إن قصة العلم
هي سلسلة من لحظات الإلهام :متبوعة بصيحة «وجدتها»
مايكل موزلي
وهي الانتصار العظيم للفكر العقلاني
ولكن الحقيقة هي أن العاطفة والسلطة
والتنافس والصدفة البحتة قد لعبت دوراً بارزاً علي حد سواء
في هذه السلسلة سأعرض من منظور مختلف كيف وُجد العلم
لقد تشكل متأثراً بما داخل المعمل وخارجه
هذه هي قصة كيف صنع التاريخ العلم
وكيف صنع العلم التاريخ وكيف غيرت العالم أفكاره الناشئة
إنها قصة النفوذ
البرهان
والعاطفة
:ترجمـة كريم إبراهيم عمارة
قصة العلم
هذه المرة سننقب في العمق بحثاً عن النظام والجمال
مما يتكون العالم؟
إن المظاهر تخدع
ما تحت السطح أعجب بكثير مما تتخيل
بوقوفي هنا تشعر وكأنني أقف علي سطح صلب
ولكن هذا وهم وهم مقنع
لا يوجد شيء صلب
حتي أنا وأنت نتكون كلية تقريباً من فراغ
لو أنك أخذت سكان الأرض الستة مليارات كلهم
وضغطهم مزيلاً هذا الفراغ فإننا سنتقلص إلي حجم أصغر من هذا المكعب (مع ثبات الكتلة )
وهناك ما هو أغرب
التليفونات المحمولة والأجهزة الإلكترونية الأخري التي نعتمد عليها
جميعها تعتمد علي جسيمات لا وجود لها تحت أي مفهوم عادي
هذه البصيرة نشأت بعد سعينا في معرفة مما يتكون العالم
لقد تعمق فهمنا عبر آلاف السنين
كاشفاً مكونات العالم المادي
ربما يبدو الأمر وكأنه شأن خاص بصفوة الأكاديميين
ولعله شيء آخر ولكن
في كل مرة نحقق مستوي أعلي في فهمنا للمادة
فإن هذه المعرفة تنتج تقنيات حديثة وتمد بالمزيد من الثراء والنفوذ
أول من حاولوا بأسلوب منهجي كشف أسرار المادة
الخيميائيين وتغييرها كانوا
والذين ازدهروا في أواخر العصور الوسطي
عملوا سراً وحموا ما عرفوه بالشفرات والأكواد
من السهل نبذ الخيميائيين بكونهم حالمين مخدوعين
حاولوا مراراً تحويل الرصاص إلي ذهب
أو ربما كانوا مخادعين
بحيث استخدموا الكيمياء البسيطة لإدهاش السذج
ولكن بدايات الكشف العلمي
عما يكوّن العالم موجود في مختبراتهم السرية
معتقدات الخيميائيين عن المادة اعتمدت بصورة كبيرة
علي ما وصلهم من الإغريق والذين اعتقدوا بدورهم
بأن كل ما هو موجود حولك يتكون من الأرض والنار والهواء والماء
وهذه كانت البساطة المضللة
كل ما بالعالم ينشأ من اتحاد أربعة عناصر مثالية
الماء و الأرض
النار و الهواء
طبعاً هم مخطئون تماماً ولكن الفكرة الأساسية هنا هي تبسيط العالم المعقد
إلي وحدات بناء بسيطة أو عناصر هذا هو المهم
ولكن ما يشغلني بخصوص الخيميائيين هو قدراتهم العملية
أريد أن أجري تجربة غريبة
أجراها أحد آخر الخيميائيين هينيج براند وهو ألماني يدعي
اعتقد براند أنه اوشك علي اكتشاف حجر الفلاسفة
وهي مادة أُعتقد إنها يمكنها تحويل المعادن الرخيصة إلي ذهب
اعتقد إنه يمكنه إيجاده في بول الإنسان
ما عمر هذا الشيء؟ لم تحتفظ به
!ياللهول !لقد استنشقت بعضاً منه
لكن الأمر يسوء حقاً
اعتقد أن هينيج براد لم يكن محبوباً من الفتيات
سنسخن أولاً مادتنا الأولي
دكتور/أندريا سيلا-كلية لندن الجامعية
حتي يتبقي منها جزء صلب
ثم نقطرها وننتظر ما سيحدث
دعني أذكرك بأفكار الخيميائيين
هم آمنوا بأن كل ما علي الأرض حي بشكل ما بما في ذلك المعادن
المعادن تنمو في الأرض كما لو كانت بذوراً
وكما يتحلل جسد الإنسان تتحلل المعادن وتصدأ
ولكن للمعادن أيضاً أن تتحسن
حيث يمكن تنقيتها وجعلها أجود
وبذلك يمكنها أن تصبح ذهباً والذي هو أنقي المعادن
كان حجر الفلاسفة الأسطوري هذا
هو ما اعتقد الخيميائيون إنه قادر علي هذا التحويل
ها هو ذا....ها هو ذا
يبدو أنه قد فسد تماماً
سأقول لك إنه حتي بالنسبة لي ككيميائي وقد شممت كثيراً وقليلاً
هذا بالفعل كريه جداً
لقد غلينا نصف لتر من البول
حتي وصلت حالته إلي هذا لقد بدأ يصبح ثخيناً
يوجد جميع أنماط المواد الصلبة البيضاء
يا إلهي ! هذا سيء !
هذا سيء فعلاً
ما كان عليه فعله بعدها هو نقله إلي هذه المعوجة
ثم تصبه من خلال القمة
مستعيناً بهذا القضيب الزجاجي
هل ما يلي هذا هو التسخين الشديد؟
ثم المعاملة بالنار.إن صح التعبير
هذا يتطلب مهارة فنية عالية
في التحكم بالحرارة التي تؤثر في الزجاج
ولكن مسلماته القوية وإصراره أنتجا نتائج غريبة
ما الذي استخلصه إذن من البول؟
كما تري فنحن حفظناه تحت الماء
وبراند قد فعل هذا أيضاً في الغالب
ربما علينا أن نعرف ماذا سيحدث عندما نحرقه
ياللهول!
أنظر إلي هذا الدخان الأبيض هل يمكنني لمس الزجاج؟
بالفعل احمله..إذا رغبت
يا إلهي..هذا جميل ومرعب أيضاً
كما لو أنه خيال
كأنه ليس من هذه الأرض
إنه سحر علي مستوي عال
براند طبعاً لم يعثر علي حجر الفلاسفة
ولكنه اكتشف ما يسمي بمانح الضوء الفوسفور
لقد اكتسب أهمية فيما بعد
حيث صنع منه فيما بعد أعواد الثقاب
يمكنك أن تظن أن الخيميائيين مشعوذون حققوا اكتشافات بالصدفة
لكن إذا تأملت هذه المعدات بالخلف إن الأمر مختلف
هناك موازين وفرن ومعوجة
وغيرها مما تراه في معمل حديث
ليس لدي شك في أن الطريق لاكتشاف العالم
قد مهده الخيميائيين بعملهم لعدة سنوات
في أثناء فترة براند كان الخيميائيون يتناقصون
والفكرة العتيقة لتكون العالم من أربعة عناصر كانت في طريقها للنهاية
وبانتقال أوروبا من العصور الوسطي بدأت قوي أخري في تشكيل العلم
عندما حكمت الأنظمة الملكية بلاد القارة
كانوا في حاجة بالغة للأسلحة لمد سلطانهم بالاعتراك
فبدئوا يوجهون أنظارهم لإيجاد معادن أكثر و أفضل
فظهر ذلك النهم للمعادن وظهرت معه تجارة قذرة
وهي التنقيب عن المعادن والتي أصبحت فائقة الأهمية
المناجم والتي شكلت تحديات للمعتقدات البالية قد بدأت في الانتشار
لقد ظل الهواء طويلاً مادة مثالية غير قابلة للانقسام
فهو أحد المكونات الأربعة للعالم
ولكن بتوسع أوروبا في الصناعة أصبحت تلك المسلمة العتيقة غير واقعية
فقد أدرك الناس من خبراتهم الشخصية
أن هناك أجواء مختلفة تختلف عن بعضها في الخصائص
فهناك هواء سيء تسبب في خنق الناس بالمناجم ويتسبب في انطفاء الشموع
هناك غازات مشتعلة كانت تشتعل تحت الأرض بدون إنذار
كما كان يسمونه الفوليجستوني والهواء والذي ينتج من الاحتراق
كل هذا أثار أسئلة
ماذا كانت هذه الأجواء؟
وما هو عددهم؟
بحث التجريبيون في أنحاء أوروبا عن الأجوبة
و بمدينة يوركشاير،قبل فيلسوف الطبيعة هذا التحدي چوزيف بريستلي
وهو رجل سعي وراء ألغاز الطبيعة الخفية
ظهر النضوج المبكر علي چوزيف بريستلي
في سن أربعة أعوام أستطاع أن يتلو
الأسئلة المائة وسبعة وأجوبتها الخاصة بالمختصر التعليمي المذهبي لوستمنستر
انضم للكنيسة ولكنه أيضاً أصبح تجريبياً بارعاً
كان يبحث عن الرب.ليس في الكتاب المقدس وحده,بل في الطبيعة ايضاً
بريستلي من ضمن أول من أجروا تجارب علي الهواء
وساعدت هذه الأجواء أو الغازات في خلق رؤية جديدة لمكونات العالم
بدأ بريستلي في دراسة الغازات بتسخين عدة مواد
بما في ذلك ما شغف به الخيميائيون الرماد الأحمر وهو
أحب أن أري اللون وهو يتغير من البرتقالي إلي الأحمر القاني
قام بريستلي بتسخينه بشدة فتحول المسحوق البرتقالي إلي معدن فضي
الزئبق
ثم بواسطة هذه المعدة الجديدة،قابلة الغازات قام جمع الغاز الناتج
ها هو
حاوية ثمينة بها غاز غامض فلنختبره
سأقلبه
ثم سأبعد الغطاء سريعاً
مستعد؟ هيا
إنه يساعد علي الاشتعال رائع...جيد جداً
يخرج ويحرق
أطلق بريستلي علي هذا الغاز الهواء الجيد
وكان مفتوناً بخصائصه النارية
و قد اصبح أهم غاز اُكتشف حديثاً آنذاك
في عام 1774,ذهب بريستلي في سفر مصيري إلي باريس
لم يكن حينها يملك ما يتحمل تبعات هذا السفر ولكنه حل ضيفاً
علي أحد الأتراف البريطانيين وقد جاء معه باكتشافه الجديد
بوصوله إلي باريس دُعي بريستلي علي العشاء
مع الثنائي الذهبي للعلم الفرنسي التجريبي
ماري آن وزوجته أنطوان لاڤوازييه
لقد أسسا أفضل المختبرات إعداداً في أوروبا
خصيصاً من أجل القياس والدقة
كانت لدي لاڤوازييه قفزة طامحة الجديد الكيمياء للتعريف بعلم
واسهاماته وتأثيره في حياتنا لا يقل عظمة عما أسهم به نيوتن ودارون
:عندما كان لاڤوازييه صغيراً كان يقول «أنا أعشق المجد»
وقد حققه بالفعل ولكنه أيضاً دفع ثمناً غالياً له
وكان الفارق كبيراً بين البذخ الفرنسي والرجل البسيط من يوركشاير
أتخيل أن بريستلي كان مبهوراً بهذه الفرصة
هذه الجلسة العظيمة مع الزوجين العبقريين والنبيذ الفاخر
:وكما جاء في رسالته لزوجته «كان اغلب فلاسفة المدينة حاضرين»
وبحلول المساء بدأ الحديث عن الغازات
وعرض بريستلي اكتشافه الأخير للغاز ذو الخصائص النارية
وأخبرهم أيضاً كيفية صنعه بالضبط
وقد أنصت لاڤوازييه باهتمام لما سمعه
وكما جاء ايضاً في رسالة :بريستلي السابقة ذاتها «الكل علي المائدة كانوا منبهرين»
مستفيداً من خبرة بريستلي كرر لاڤوازييه التجربة
وصار يتفاخر بالنتيجة
لقد وصل إلي نفس الغاز ولكنه غير اسمه
أطلق لاڤوازييه علي الغاز الأكسچين
إنه غاز الحياة
لكن ما فعله لاڤوازييه بعدها كانت لحظة مهمة في قصة العلم
لقد حاول عكس تجربة بريستلي
لقد اتحد الغاز بالمعدن الفضي السائل ليتكون مرة أخري الرماد الأحمر
المهم هنا
أنه وجد كتلة المواد ثابتة قبل وبعد التجربة
وقد أصبح هذا مبدأ رئيسياً في علم الكيمياء الحديث
كان هذا بالغ الأهمية
اكتشف لاڤوازييه أن كل شيء في اتزان
يمكنك أخذ مادة وتجزئها إلي عناصر بسيطة
فإذا ركبت تلك العناصر معاً مرة أخري فإنك تعود مثلما بدأت
بالنسبة لي,من هنا كانت البداية الحقيقية لفهم المادة و مكونات العالم
لقد بزغ الآن علم الكيمياء
مستنداً
علي المهارات العملية للخيميائيين
و اكتشاف غازات جديدة
و التفاني من أجل قياس دقيق
الكيمياء الجديدة ستساعد في إيجاد رؤية جديدة لمكونات العالم
في تلك الأثناء,وخارج معامل الأثرياء كان العلم ينشيء
ذوقاً للمبدعين معززاً بالاهتمامات الجديدة بالغازات
سنقوم الآن بإعادة تمثيل لحظة مهمة بتاريخ العلم
سيكون هناك لهب وصياح وصراخ
وكما هو واضح,لهذا نرتدي ثياباً غريبة
في مينة أنوناي الفرنسية الصغيرة،يقوم سليلو الأخوين مونجولفييه عائلة الشهيرة صانعي الورق
بإعادة اللحظات التي أصبح حلم الطيران فيها حقيقة
إنه ساخن بشدة وخانق في الأسفل هناك
عندما قام الأخوان مونجولفييه بهذه التجربة لم يكن لديهم فكرة عن النظرية
فقد كانا رجلين عمليين يريدان المال كانا يظنان ما يحدث في القش
أن غاز سمياه غاز مونجوليفييه يتولد وهو غاز خفيف يتسبب في رفع البالون
وكأننا نطبخ إن هذا ساخن بالفعل
كانت هذه لمحة
كان أمراً مسلياً..الآن نحن نعرف الطيران ولكن تخيل أنك لم تر شيئاً يطير هكذا من قبل
كان ليخلب لبك
أول بالون كان مصنوعاً من الورق وارتفع إلي ارتفاع ميل في السماء
لقد بدأ السباق الآن لطيران الإنسان نفسه
في نوفمبر عام 1783 حُمل متطوعان شجعان في الجو
وكانا أول من رأي سطح الأرض من الجو
ولكن سرعان ما ظهر منافس لبالون الهواء الساخن
مدعوماً من مؤسسة فرنسا العلمية
حيث ظهر بالون آخر بعد عشر سنوات
وكان يرتفع هذه المرة بغاز جديد سموه هواء قابل للاشتعال
أخف 13 مرة من الهواء العادي وأقل خطورة من استخدام كومة قش مشتعلة
و يمتلك قوة رفع هائلة
كان العلم هذه المرة حدثاً شعبياً
حضر فيه نصف شعب باريس ليشاهدوا
أربعمائة ألف فرد كانوا ينظرون للأعلي في اندهاش
ولكن هذا النجاح أفرز تحدياً للكيميائي
كيف سيصنع غازاً كافياً كي يغزو الطيارون السماء
وقد استفز هذا التحدي بطل الكيمياء الجديد
أنطوان لاڤوازييه
وكان حله جريئاً في أن تكسر مادة أساسية أخري
الماء
أهلاً بك
سعيد برؤيتك ثانية- سعيد برؤيتك يا مايكل-
أنا متحمس جداً
لأن لدي رسم هنا يوضح شكل جهاز لاڤوازييه الأصيل
واعتقد أنه قريباً له
لقد اخترع هذا الجهاز ليختبر فكرة لاڤوازييه
أن الماء يمكن له أن ينقسم إلي غازين مختلفين
الأكسچين والغاز الآخر القابل للاشتعال
لدينا هنا نظام فكرته الأساسية هي إحداث صدأ بسرعة
لذلك لدينا حديد في المنتصف وهنا يوجد ماء
سوف ينحدر للأسفل و بواسطة رفع درجة الحرارة
سنعجل حدوث تفاعل الصدأ
وبذلك يرتبط الأكسچين الموجود بالماء بالحديد.صحيح؟
بالطبع.سيقوم الحديد بسحب الأكسچين
عندماأسمح للماء أن يذهب لهذا الطرف
سوف يسخن جداً كما تري
سيصبح بخاراً مُصيراً ولذلك لدينا قليل من الضغط بالخلف
الآن سوف نتركه يذهب إلي المنتصف حيث سيتفاعل مع الحديد
يمكننا أن نري فقاعات غازية تظهر في الأنبوب في النهاية
بالفعل ظهرت الفقاعات تهانئي
أنا متحمس جداً
هذه الفقاعات ليست بخار ماء
بالفعل وإلا كان تكثف بالأنبوب النحاسي الملتف
لابد أن هذا الغاز كما يمكنني أن أسميه (غاز صعب تكثيفه)
ولكن هل هو قابل للاشتعال؟
لقد أصبحنا متلهفين الآن
نحن مستعدان
سنضع الشظية المتوهجة بالداخل
إنه الهيدروچين بالفعل لقد نجحنا
هذا صوت الفرقعة المميز له
هذا ما تحصل عليه عند إشعال الهيدروچين لا مجال للشك
هذا هو الغاز القابل للاشتعال كما سموه في القرن الثامن عشر
نجاح لاڤوازييه شجّع نابليون
ليعد سلاحاً بالجيش من البالونات مدعوماً بغاز الهيدروچين
هذان الغازان واللذان يكونان مركب الماء الهيدروچين والأكسچين
كانا جزءاً من رؤية لاڤوازييه الجريئة
لمما يتكون العالم
و قد وصل عددها إلي 33 .العناصر إنها هذا كله
وقد ضم الغازات الجديدة المكتشفة
ولكن لم يكن كل ما دونه هنا صحيحاً
لقد شمل الحرارة والضوء في تحديده للعناصر
إنها كانت قائمة جديدة تجريبية لوحدات بناء المادة
انتهي عمل لاڤوازييه بصورة مأسوية مع نهوض الثورة الفرنسية
لقد جمع المال من المضاربات كان محصل ضرائب مكروهاً
أدرك لا فوازيه أنه لم يعد حصيناً
أحد أفراد الحكومة الثورية اتهمه
.بأنه يستنزف المزارعين .ولكنه لم يهرب
هنا في ميدان الكونكورد
حكم علي لاڤوازييه بالموت
كانت أكثر من مجرد مأساة فردية
:وكما قال أحد زملاء لاڤوازييه
أن تطيح برأس لاڤوازييه يستغرق دقائق» ولكن يستغرق الأمر أكثر من 100 سنة «كي تأتي رأس مثلها
لقد تعمقنا لطبقة أخري في فهمنا لمما يتكون العالم
الزئبق
الذهب
الكلور
الفضة
الكربون
إنه عالم من العناصر
ويعتبر كل عنصر وحدة بناء لا تنقسم إلي ما هو أبسط
وهذا الفهم الجديد سيحرر قدرة عظيمة
تنتقل رحلتنا الآن إلي المنظر الرائع لمنطقة البحيرات بإنجلترا
في نهاية القرن الثامن عشر ويليام ووردسوورث كان هذا موطن أحد أكبر شعراء زمنه
ووردسوورث كان أحد أعمدة الحركة الرومانسية
و هي حركة أعلت من المشاعر والحدس علي حساب المنطق الصلب البارد
العلم الرومانسي مصطلح متناقض الشقين
ولكن كما سنعرف,كان للشعراء الرومانسيين أثر عميق علي قصة العلم
قد يبدو هذا غريباً
ولكن الرابطة تتضح في كوخ حمام ووردسوورث
هذا طبعاً ويليام ووردسوورث وهناك واحد آخر من الشعراء الرومانسيين
هذا هو صامويل تايلر كولريدج صاحب قصيدة البحار القديم وقصيدة قبلاي خان
......لكن من جئت لأراه هو
همفري ديڤي...... واحد من أعظم الكيميائيين الإنجليز
لماذا هو هنا؟
حسناً,لأنه اشترك مع الشعراء الرومانسيين في نفس الاهتمام
في قوة الطبيعة والمزاج المتقلب للمادة
أطلقوا عليه غاز الضحك وقد شارك ديڤي أصدقائه فيه بكرم
ولكن العلاقة صارت أعمق
أليس جميلاً؟
يمكنك أن تري لماذا أحب ديڤي المكان
لقد اشترك مع الرومانسيين في معتقد
وهو أنه إذا استطعت فهم قوانين الطبيعة وانسجمت معها فإن العالم سيصبح مكاناً أفضل
الشعراء ورجال العلم عاشوا في رهبة
من القدرات الخفية للطبيعة
ولكنهما اختلفا فقط في أسلوب التعبير عن ذلك
في عام 1801,أعطت صلات ديڤي الاجتماعية منصباً له في المعهد الملكي بلندن
استطاع هنا أن يواصل أبحاثه ويلقي محاضراته علي العامة
تألقه الصاعد و ذوق الصفوة منحاه نجاحاً فورياً
أهلاً.ربما تحتاج هذا
جاهذ للتنفيذ؟ نعم
«!وقت العرض» أنا متأكد أن ديڤي قال هذا حينها
سيساعدنا دكتور بيتر ووذرز في إعادة صنع الروعة التي صنعها ديڤي هنا منذ مائتي عام
ضع قطرة بحرص انتبه
أنظر ماذا سيحل بخروفك
لابد أنه كان هناك صياح متحمس أثناء هذا العرض الرائع
في مكان ما هناك,لابد أن هناك امرأة شابة انبهرت به
صاموئيل كلوريدچ كان هناك أيضاً الذي قال أنه مثار بجمع إمكانيات بلاغية جديدة
كان وسط الحشد رجال أعمال وأصحاب مصانع
جائوا ليحصدوا المعلومات الكيميائية الثمينة
كان لدي همفري ديڤي فهم فطري
كيف أن للمظهر وبهارة العرض يمكن أن يستخدما لإرساء فكرة قوة العلم في المجتمع
وذلك بواسطة الخبراء أمثاله
لقد أمتع جمهوره باتقانه لواحدة من عجائب العصر
الكهرباء
هل هذا خطير؟
د.بيتر ووذرز-جامعة كامبريدج
نوعاً ما إنها مادة مزعجة حقاً
سأحتاج إلي تزرير ردائي
سخن ديڤي كمية صغيرة من مسحوق اسمه البوتاسا
حتي الانصهار ثم مرر كهرباء به
هل كان لديڤي أي فكرة عن نتائج التجربة المحتملة؟
لا اعتقد هذا لعله فعلها طلباً للتسلية
لقد جزئت الكهرباء مادة البوتاسا
وظهرت وحدة بناء جديدة
(عنصر جديد ذو بريق ليلكي (بنفسجي فاتح
سماه بوتاسيوم
الدخان الذي تراه هو بوتاسيوم متكون
ولكنه يتحد سريعاً بالهواء
هذا العنصر نشط جداً
إنه يختفي بمجرد عزله
سأنتشل قطعة
هذا هو البوتاسيوم إذن
لم أره من قبل يبدو لونه معدني.اليس كذلك؟ يبدو كالمعدن
لكن عندما نقطعه هكذا نجد أنه معدن طري
هذا هو منظر البوتاسيوم
هذا هو البوتاسيوم النقي
يمكنك أن تري أنه بالفعل
يتفاعل مع أكسچين الهواء
إذن إن الأمر يصبح مدهشاً عندما تتخيل أن ديڤي قد فعل هذا منذ مائتي عام
إنه لإنجاز رائع أن تعزل هذا المعدن النشط
كان ديڤي موهوباً لاكتشافه عناصر جديدة
8عناصر في اقل من عامين
ياللهول
لم أتوقع هذا
لكن أهمية عمل ديڤي لا تنحصر في اكتشافه لعناصر جديدة
فقد نشر العلم ليصل إلي الثقافة الشعبية
كانت هناك مؤلفة شابة تدعي ماري شيلي قد تأثرت بديڤي
ويظهر ذلك في روايتها فرانكنشتاين التي حملت الصورة الأبدية
للعالم المجنون الذي يعبث بما ليس عليه سلطان
هنا ظهر دور صديقي ديڤي الشاعر صاموئيل تايلور كلوريدچ
عالم الذي اصطك لفظة
لوصف أمثال ديڤي
(والألفاظ البديلة مثل(رجل علم
ولكن لفظة (عالم) كانت هي الأبرز
ولكن بعض الجمهور كانت له اهتمامات عملية أكثر
هل هناك فائدة من الكيمياء؟ هل هناك عائد مالي منها؟
لقد ظهرت قوة الكيمياء في العالم
لكن رحلتها للوصول إلي هناك كانت غير متوقعة علي الإطلاق
بدأ الأمر في المنطقة الاستوائية حيث ظهرت مشكلة مميتة هددت الإمبراطوريات في القرن التاسع عشر
في جامايكا التي كانت مستعمرة بريطانية آمل أن أعرف كيف حاولوا حلها
أنه الصباح والحرارة غير معقولة
أمامنا المزيد لنقطعه.صحيح؟
هل تعرف علي أي ارتفاع نحن؟
عندما نصل سينكونا سنكون علي ارتفاع 5002 قدم عن سطح البحر (حوالي 1524 متراً)
جلين بارك-حدائق سينكونا النباتية
وهل لديكم بعوض هنا؟
هل هناك الكثير؟- القليل فحسب-
علي المنحدرات العليا للجبال الزرقاء تنمو شجرة مميزة جداً
أحب المكان.إنه لطيف
شيء جميل أن ننزل
هناك الكثير من المخلوقات المزعجة في المنطقة الاستوائية ولكن أكثرهم خطورة هو البعوض
كان السبب في قتل البشر أكثر من أي شيء آخر
إنه ينقل الحمي الصفراء وحمي الضنك والملاريا
في القرن التاسع عشر شكلت الملاريا مشكلة كبيرة لبناة الإمبراطورية البريطانية
من هذا الطريق؟
ما حجمها؟- بهذا الارتفاع-
و مامدي قدمها؟
أفضل دفاع ضد هذا المرض سينكونا هو لحاء شجرة
هل تعرفها؟هل رأيتها من قبل؟ هذه هي هناك
بالفعل هذه هي لقد بدأت تتفتح
ربما تكون هذه أعجب شجرة في التاريخ
إنها عالجت الإنسان من عدة معانات أكثر من أي شيء آخر
ما نريده هو اللحاء.أليس كذلك؟
يقولون إن طعمها فظيع.هل ذقتها؟- نعم.طعمها مر بالفعل-
عندما كنت أعمل بالطب رأيت رجلاً مات بالملاريا
لذلك أقدر هذه كثيراً
هل سأستمتع بها؟
ياربي...ياربي
كنت محقاً تماماً
هذا مرٌ..مرُ يجفف حلقك
علي الأرض تجد شيئاً فظيعاً ولكنه مفيد
فلابد أنه شيء غير عادي
أنشأت مزارع سينكونا في أنحاء المنطقة الاستوائية
لكن كل عام كانت تحتاج إمبراطوريات أوروبا مئات الأطنان من لحاء سينكونا لمحاربة الملاريا
وكلت الحكومة الكيميائيين لإيجاد بديل اصطناعي
في عام 1820 قام ثنائي فرنسي كيميائي
بعزل المادة الفعالة في اللحاء الكوينين وأطلقا عليها اسم
ما احتاجه الناس بشدة في الخطوة التالية هو إيجاد مستحضر اصطناعي من الكوينين
كانت المشكلة هو أنه لم يصنع أحد شيئاً بهذا التعقيد من قبل
و فتحت تلك المحاولات آفاق الكيمياء علي مستوي الصناعة
بدأ سباق التحدي لصنع الكوينين في معمل مؤقت في حي إست إند بلندن
في الغرفة العلوية الشاب ويليام بركن حيث كان
أحب أن أفكر أن إلهامه قد وجده, في زاوية بالقاعة الموسيقية المحلية
أليس هذا رائعاً؟
كان المسرح وبالطبع كامل لندن مضاء بمصابيح غازية
وهذا الغاز ينتج من الفحم
ولكن كانت تتخلف من إنتاج هذا الغاز (القار(القطرانمادة لزجة تسمي بـ
وقد استخدم تشارلز ماكينوتش هذه المادة في إنتاج مشمعات مضادة للماء
ولكن بركن كان علي وشك اكتشاف ما هو مربح أكثر من ذلك
المواد الكيماوية التي استخدمها لإنتاج الكوينين عالية السمية
لذلك سأستخدم بدائل لشرح ما قام به حينها
كان العلماء قد أنتجوا من القار مادة تسمي الأنيلين
وهي مادة تحوي نفس الكمية من الهيدروچين والأكسچين والنيتروچين بمركب الكوينين
ومن هنا كانت البداية
لقد خلط الأنيلين مع حمض الكبريتيك
وأضاف مادة تسمي ثاني كرومات البوتاسيوم
وهي خالط كيميائي
ثم تركها (تختمر) لفترة
و الناتج كان مزيجاً أسود مقززاً للغاية
أنا أتعجب أنه لم يتخلص منه
في معمله فوق منزل والديه قام بالتقطير والخلط
وفي النهاية حصل علي مسحوق مثير
لم يكن الكوينين الاصطناعي
ولكنه عثر علي ما لم يره أحد من قبل وهو ذاته لم يكن يتوقعه
لقد اكتشف لون الموڤ
لقد صنع أول صبغة اصطناعية وجعل العالم أكثر تلوناً
لم يصطنع بركن الكوينين وإنما أضاف رهافة إلي الموضة
أحب المشاهير والأثرياء لونه الصناعي
حقاً هذا جميل
إنه ثوب ڤيكتوري أثري
لم يكن لون بركن الموڤ مجرد صيحة في الموضة
صبغة الأنيلين التي صبغ بها هذا الثوب
هي أول ما أنتج علي مستوي صناعي حقيقي
الغريب هنا أن هذا الثوب يرمز للحظة فارقة في تاريخ الإنسان
عندما حل الاصطناعي محل الطبيعي علي نحو ضخم
بحلول سبعينات القرن التاسع عشر كان مصنع بركن ينتج مئات الأطنان من الصبغة سنوياً
مضيفاً الأخضر البركيني والبنفسجي البريطاني لقائمة ألوانه الحيوية
يعتبر بركن أبو الكيمياء الصناعية
ولكن سرعان ما انتقلت الريادة إلي ألمانيا عندما انشغل الكيميائيون الصناعيون بكيفية تصنيع النشادر
والذي يمكن عمل مخصبات اصطناعية منه
والتي يعتمد عليها سكان العالم اليوم
ولكن رحلة البحث عن الكوينين التي بدأت في المنطقة الاستوائية
بريطانيا إلي الحرب ضد ألمانيا-أوامر للأسطول
وصلت هنا..إلي ميادين الحرب الكبيرة القاتلة
خاكي الأزياء الموحدة كانت بلون من صبغات صناعية
والمتفجرات صنعت بنفس العملية التي تصنع بها مخصبات التربة
وأحضرت لنا رعب الغاز السام...الكلور
وهو غاز استخدم في مصنع بركن للصبغات
وصفت الحرب العالمية الأولي بأنها حرب الكيميائيين
الكيمياء الصناعية أصبحت قوة في تاريخ العالم
إنها نتاج الارتباط بين اكتشاف العناصر
و نمو الإمبراطوريات الأوروبية
و لون الموڤ
لكن البحث عن مكونات العالم لم ينته بعد
حاول الباحثون بالجامعات حول العالم
معرفة مما تتكون العناصر ذاتها
النظرية الأساسية هي أن كل عنصر يتكون من الذرات أجزاء بالغة الصغر لا تنقسم اسمها
ذرات العناصر المختلفة ترتبط معاً لتكون كل ما تراه و تلمسه
كانت هناك مشكلة ماكرة بخصوص هذه النظرية
الدليل
الإيمان من الإبصار ولم يوجد من أبصر هذه الذرة
إنها شيء بالغ الصغر شك الكثير من الفيزيائيين في وجودها من الأساس
إرنست ماخ,والذي ارتبط اسمه بسرعة الصوت علق عليها
«إنها مجرد أفكار في العقل»
أول دليل فيزيائي علي وجود الذرات أتي من مصدر غير متوقع علي الإطلاق
من عالم الخوارق
بالنسبة للعقل الحديث ويليام كروكس يعتبر نوع محير من العلماء
تراوحت اهتماماته من اكتشاف عناصر جديدة إلي استكشاف عالم الأرواح والأشباح
اهتمام كروكس بالروحانيات ربما انبثق من وفاة أخيه الأصغر
في سن صغير
في نفس الوقت ظهرت صور يُقال إنها لأرواح و تجسدات وإكتوبلازم
حضر كروكس نهجاً علمياً للبحث في صحة هذه الإدعاءات
دعا كروكس كبار الوسطاء الروحانيين لأن يحضروا لمنزله ويُختبروا
و قد نجحوا في الاختبار و بامتياز
قال أنه رأي حالات ارتفاع عن الأرض
و أكورديون يعزف وحده
وبعض الأجساد الشبحية والتي قام بتصوير بعضها
هل كان كروكس ساذجاً؟
حسناً,كان هذا في فترة (ما بعد اختراع البرق (التلغراف
إذا كنت تستطيع أن تتصل بالناس حول العالم فلما لا تستطيع الاتصال بالموتي؟
المهم هنا أن كروكس,سيتعرض إلي أشياء في معمله
.يصعب شرحها أشياء كانت ليست من هذا العالم كما يمكن أن تسميها
أنبوب كروكسيدعي هذا بـ
إنه ببساطة أنبوبة زجاجية مفرغة الهواء
قطبان كهربيان و شاشة فلورية
و مرر جهداً عالياً في القطبين
و كانت النتيجة مدهشة
أليس هذا رائعاً؟
يبدو كأشعة خضراء
هل كان هذا انبثاقاً روحانياً؟
كان كروكس تجريبياً حذراً
وجد أن هذا البريق ينحني عند تعريضه لمغناطيس
موحياً بأن هذا البريق ذو طبيعة كهربية
ما فعله كروكس بعد ذلك كان إبداعاً
أجل
.صنع كروكس أنبوباً آخر وأضاف تعديلاً له .عجلة دوارة صغيرة معدنية
لنر ما يحدث عند تشغيله
!مدهش
هذا يفترض بأن الوهج يتكون من جسيمات دقيقة
جسيمات ذات كتلة تستطيع دفع العجلة
تحمس كروكس للنتيجة
كان هذا في رأيه دليلاً يقف أمام كل الشكوك
بأن ما كان يحدث هو تدفق للجسيمات جعل العجلة تدور
و أطلق علي هذا التدفق أو هذه القوة المادة الإشعاعية
و اعتقدها و كأنها حالة رابعة للمادة
مع كل مهارات كروكس التجريبية
لم يضع كروكس نظرية مقنعة عما يحدث
و لكن فضوله هذا أطلق الإشارة لسلسلة التجارب التي ستحول علم الفيزياء و الكيمياء
و ستخلق نظرة جديدة لهذا العالم شديد الغرابة و الذي نعيش فيه
برزت النظرية الذرية في بؤرة الأحداث هنا في جامعة كامبريدج
في معمل كاڤنديش المتواضع نوعاً ما
چوزيف چون طومسون وبمجهود الفيزيائي و الذي شهرته چ.چ
استنتج أن المسبب لتوهج الأنبوب و تدوير العجلة
.هي جسيمات دقيقة مشحونة .جسيمات أصغر بكثير من الذرة
صنع نماذج من أنبوب كروكس أكثر دقة وحساسية
أوضحت حسابات تومسون أن هذه الجسيمات أصغر ألف مرة من الذرات
سبب هذا ضجة
و هي إلكترونات و أطلق عليها أول ما أكتشف من الجسيمات دون الذرية
و كان هذا السبق وراء فوز چ.چ.طومسون في الفيزياء لعام 1906 جائزة نوبلبـ
طبقة جديدة من فهمنا لمكونات العالم كشفت مع بدايات القرن العشرين
العالم يتكون من ذرات
و الذرة تتكون من 3 جسيمات اساسية
البروتونات والنيوترونات معاً يشكلون النواة
و تحاط النواة بإلكترونات تدور حولها في مدارات
شارع بول بلندن هو مكان كبير يعطيك فكرة عن عالم الذرة
إنه مكان يعطيك صورة عن المقاييس والنسب في الذرة
إذا تخيلت أن كاتدرائية شارع بول هي الذرة
تكون النواة التي في قلب الذرة
و التي تتركز بها كتلة الذرة أصغر من حبة الرمل
بينما باقي المكان هو فراغ
شيء عجيب
كل ما كنت تتخيله صلباً المبني،أنا وأنت،الأرضية التي أقف عليها
كلها تتكون من فراغ تقريباً
هذا هو تفسير ما قلناه أنك لو ضغطت سكان العالم مقلصاً هذا الفراغ
فإنه يمكن وضعنا بداخل مكعب من السكر
أدرك العلماء أيضاً أن الفيزياء التقليدية يتوقف عملها ولا يمكن تطبيقها في عالم ما داخل الذرة
في العهد الأول من النظرية الذرية اعتقدوا أن الذرة نموذج مصغر من النظام الشمسي
النواة هي مثل الشمس بالمركز بينما تدور حولها الإلكترونات مثل الكواكب
ولكن عاجلاً ما اكتشفوا أن الإلكترونات لا تشبه الكواكب البتة
الإلكترونات جسيمات شديدة الغرابة
ولا يمكنك أن تمسك بها
لا يوجد الألكترون في مكان واحد
إنه يدور حول النواة وكأنه في عدة مواضع في نفس الوقت
بالمذبح,وهناك عند القبة
خلفي
في كل هذه الأماكن في الوقت ذاته
نشأت الحاجة إلي نظرية جديدة لتفسير العالم دون الذري
سلوك الإلكترونات لا يمكن وصفه بالتحديد وإنما بالاحتمالات
ليس وصف مكان الإلكترون ولكن وصف احتمالية مكانه
نظرية الكم هذه النظرية الجديدة هي
أبو فيزياء الكم،نيلز بور
لقد قال ذات مرة بإنك إذا لم تصدم عندما تعرفها
فإنك لم تفهمها
حتي ألبرت أينشتاين رفض نظرية الكم في البداية قائلاً
«إن الرب لا يلعب بالكون وكأنه نردا»
مع ذلك فإن نظرية الكم هي المؤسسة لمجتمعنا التكنولوچي الحديث
في عام 1945 احتقل جيل الحرب بالانتصار وإمكانية تحقيق السلام والازدهار
حلموا بمدي ما يمكن أن تقدم التكنولوچيا لهم في تحسين حياتهم
وكان علم الإلكترونات وراء هذه الأحلام
لقد جاء عالم جديد و الذي جاء به كانت هذه
الصمامات المفرغة
شيء جميل
إنها قريب بعيد لأنبوب كروكس و وظيفتها الأساسية
هي التحكم في تدفق الإلكترونات كي تضخم أو تحول الأشياء
هذا الصمام كان أساس الصناعات الألكترونية
كان يضخم الإشارات الكهربية (في المذياع (الراديو
و بدالات الهاتف و تبديل الإشارات الثنائية في الحاسوبات البدائية
صنعت الملايين منها
المشكلة فيها أنها كبيرة الحجم تستهلك الكثير من الطاقة,تسخن سريعاً
وقابلة جداً للكسر
الغريب في عالم نظرية الكم أنها قدمت استبدالاً
في شركة الهاتف نضجت نظرية الكم
أرادت مختبرات بيل طريقة أفضل و أرخص من أجل تواصل الأمريكيين
ولهذا كانوا في حاجة لاستبدال الصمامات
وقام فريق البحث خاصتهم ويليام شوكلي بقيادة
شخص بارع و ذو ذكاء
وهذا ما أتي به شوكلي و فريقه
شكله غريب في العالم ترانزستور ولكن هذا نموذج لأول
يمكنك صنع واحداً إذا فهمت سلوك الإلكترونات
أنت في حاجة إلي نظرية الكم
ولكنه يفعل تماماً ما يفعله الصمام
ولكن بواسطة قوانين ميكانيكا الكم
الآن سأضع الترانزستور بجوار
أعظم عشر اختراعات علي الإطلاق لأنها غيرت العالم تماماً
ولي عهد مذياع الصمامات الضخم
وجاء عهد مذياع الترانزستور المحمول والذي استبدل بدوره وحل محله المعالج الدقيق
أنه لأمر مدهش أننا في خلال ستين عاماً قد تحولنا من هذا
الترانزسستور الوحيد إلي هذا المعالج الدقيق الذي يحوي أكثر من 2 مليار ترانزسستور
بالنسبة لي,المعالج الدقيق هو النتيجة النهائية
للقدرة التي تحررت بمحاولتنا فهم مكونات العالم
التنقيب العميق وراء المادة قد غير مجتمعنا بلا شك
المباني التي نسكنها,ووسائل انتقالنا وكيفية تواصلنا
باختصار,حياتنا الحديثة هي نتاج محاولاتنا لمعرفة مكونات العالم
ولكن محاولاتنا لم تنتهي بعد
سيظهر لنا طبقات جديدة أغرب لننقب فيها
ربما لم يتبقي لنا كي نفهمه سوي ما هو غير معقول لنا
في المرة القادمة موعدنا مع أكثر الأسئلة خصوصية
كيف جئنا إلي هنا؟
:ترجمـة كريم إبراهيم عمارة