الموضوعات المهيمنة في علم الفيزياء
الموضوعات المهيمنة في علم الفيزياء
هناك موضوعان رئيسيان يغلبان على تطور الفيزياء:
- المادة والحركة. (يمثل محاولة فهم).
- البحث عن الترتيب والنسق. (يمثل محاولة تصنيف).
ويبحث علم الفيزياء في المادة والحركة. وينصب التركيز على واحدة منهما دون الأخرى والعكس، إلا أنه من المهم دراسة التفاعل بين الاثنين، وفي الحقيقية، لا يتضح التمييز بين المادة والحركة في النظريات الحديثة للنسبية وميكانيكا الكم.
وتعتبر المادة في بنيتها الدقيقة النهائية في حالة حركة دائماً. حتى في ظل الظروف التي تتوقف فيها مسببات الحركة عن العمل، فإن المادة تظل في حالة حركة تسمى حركة نقطة الصفر.
لا تهتم الفيزياء بفكرة "العقل فوق المادة" – أي استخدام العقل للتحكم في المادة والحركة – وإنما تهتم بدلا من ذلك بفهم المادة والحركة. وأحيانا يشغل الفيزيائيون أنفسهم بـ "الطبيعة الحقيقية للواقع"، إلا أن مثل هذه الاعتبارات تُترك للفلاسفة. وهناك حدود للفهم العلمي.
وكفرع من المعرفة البشرية، يهتم العلم بتصنيف وتقسيم الأشيياء والظواهر، وهو يبحث عن العلاقات بين الأشياء والظواهر، ويسعى إلى وصف هذه العلاقات باستخدام التمثيل الهندسي؛ سواء في صورة رسوم بيانية أو مخططات شجرية أو خرائط تدفق أو غير ذلك. وغالبا ما تلاحظ أوجه التناظر والتكرار في هذه العلاقات، حتى يتركز الاهتمام على العلاقات بقدر تركيزه على الأشياء أو الظواهر موضوع هذه العلاقات.
ويتوق العلم إلى إيجاد أبسط العلاقات العامة وأكثرها عالمية. ويؤدي إلى التوصل إلى نماذج ونظريات تبسط وتمثل وتوسع نطاق العلاقات المختلفة.
وتقوم المعرفة العلمية على التجارب، ولا تتحقق في لحظة مثيرة للدهشة. وهناك المزيد من التجارب التي تجري لزيادة كمية المعرفة العلمية. وتكون النتيجة التراكمية لهذه التجارب فهم أنساق جديدة في مخزون المعرفة العلمية. وقد نستغني عن الأفكار التي كانت مؤكدة مسبقاً، أو نعدلها بقدر كبير نتيجة اكتشاف أنساق جديدة أو مختلفة للظواهر.
بعض الأفكار الرئيسة في الفيزياء:
1-إن كوكب الأرض ليس مركزا للكون:
منذ حوالي 2000 عام، كان يعتقد أن الأرض تقع في مركز الكون، وأن الأرض ليست سوى كوكب صغير تدور حول الشمس والتي هي الأخرى ليست سوى نجم واحد بعيد عن مركز مجرة محددة في كون لا حد له.
وهذه الثورة العلمية الأولى هي الأشد وطأة، ليس فقط بسبب ما لاقته من رد فعل، داخل وخارج نطاق العالم الفكري، بل لأنها تضمنت دافعا وراء ظهور أفكار ثورية أخرى.
2-الكون آلية تعمل وفقا للقواعد الفيزيائية النيوتونية:
إن العالم الفيزيائي نيوتن نجح في عرضه لقوانين الحركة وقانون الجاذبية الكونية في توضيح الأساس الفيزيائي الراسخ والمضمن في أفكار علم الفلك للعالم كوبرنيكو ، وبين نيوتن أن هذه القوانين تشكل أساس عمل الكون المادي ، وتتسم هذه القوانين بأنها شاملة، وهذه الفكرة تربط السبب بالنتيجة (السببية)، بعيدا عن تحكمها في الظواهر الطبيعية والاصطناعية .
3-مفهوم الطاقة:
أن فيزياء إسحاق نيوتن (علم الميكانيكا) لا تقدم وصفا مقبولا للكون؛ فنحن في حاجة إلى معرفة السبب وراء الحفاظ على سير هذه الآلية . هذه الفكرة الثالثة تشير إلى أن الطاقة هي التي تحافظ على سير الكون وتظهر الطاقة في صور مختلفة يمكن تحويل أي منها إلى الأخرى. ويمكن استيعاب ماهية الطاقة من خلال مقارنتها بالنقود، فالنقود وسيلة للتباادل والتفاعل بين البشر. بالمثل كثيرا ما يتم تبادل الطاقة في التفاعلات التي تحدث بين الأجسام المختلفة . وهناك حد لكمية الطاقة المتاحة، ويعبر عن هذا الحد بمبدأ حفظ الطاقة، الذي يحكم توزيع الطاقة في صورها المختلفة .
4-الإنتروبيا والاحتمالية:
هناك إمكانية تحويل الطاقة من صورة إلى أخرى بدون أي فقد فيها، وهناك قيودا على درجة القابلية للتحول. ويتم التحكم في القيود المفروضة على قابلية التحويل من خلال القواعد نفسها التي تحكم عملية إلقاء النرد في لعبة مقامرة نزيهة، وهو ما يعرف باسم قوانين الصدفة (علم الإحصاء)، ويشير إلى إمكانية تعديل الثورة المتأصلة في فكرة الحتمية .
