ماذا تعلم عن علم الفيزياء
ماذا تعلم عن علم الفيزياء
ماذا تعلم عن علم الفيزياء
الفيزياء
في الحقيقة إنّ هنالك صعوبة في تحديد المعنى الدّقيق للفيزياء؛ إذ يتغير مفهوم الفيزياء بتطوُّر الاكتشافات والاختراعات في حياتنا، فالفيزياء من العلوم الأساسية التي يمكننا استخدامها في كل يوم وكل وقت، فهي لا تنحصر فقط على محطات الفضاء، بل تُستخدَم في دراسة المادة والطاقة أيضاً، وهي حقلٌ كبيرٌ من العلوم، وكلمة الفيزياء هي بالأصل يونانية وتعني معرفة الطبيعة، وتهدف إلى فهم وتفسير ظواهر الكون الطبيعية والكثير من القوانين العلمية التي تأتي إلى أذهاننا عند السماع بك��مة الفيزياء، فالقوانين العلمية ما هي إلا بيانات تُعبّر عن ظواهر مؤكّدة اختُبِرَت على مدى طويل، والفيزياء هي أداء التجارب والتأكُّد منها لإيجاد قوانين ومعرفة الطريقة التي تجري بها حياة البشر، ولتصبح القوانين كقوانين نيوتن للحركة والجاذبية الأرضية حقائق لدينا، علينا إجراء اختبار لها بشكل دقيق والنجاح في ذلك الاختبار، ويمكن استخدامها في التنبؤ مستقبلاً بأمور كثيرة، فالفيزياء هي أساس العلوم ومن دونها لا يوجد أي علوم أخرى؛ كالأحياء والبيئة والفلك والكيمياء.[١]
تاريخ الفيزياء
وُجِدَت الفيزياء منذ زمن طويل، ويُعتبر الإغريق مؤسسي الفيزياء القديمة؛ حيثُ عملوا جاهدين من أجل فهم ما يجري حولهم من ظواهر طبيعية، فقد لعب كبار الفلاسفة -كأرسطو وأفلاطون وسقراط- دوراً رئيسياً في ذلك، أمّا الفيزياء الحديثة فقد ظهرت بعد عدة قرون من الفيزياء القديمة، وقد كان السبب في ظهورها علماء وفلكيون، مثل: إسحاق نيوتن، وجاليليو، وكوبرنيكوس، وخلال عام 1600م تقريباً، كان هنالك الكثير من الاكتشافات العلمية والتي عرف الناس بها أشياء مهمّة عن الكون، وهناك الكثير الكثير من المعرفة التي نحتاجها حالياً اكتُشِفَت خلال هذه الثورة العلمية، ومثال ذلك: التأكُّد من أنّ الشمس لا تدور حول الأرض بل العكس، فقد أثبت ذلك الفلكي كوبرنيكوس. عرّف الفلكي جاليليو الكثير من المفاهيم الفيزيائية الأساسية، ولا ننسى الاكتشافات الفلكية التي قدّمها للبشرية من خلال معرفته بالتلسكوب كالأقمار الصناعية، أما العالم إسحاق نيوتن فقد قدّم قوانين الحركة والجاذبية التي ساهمت في تطوُّر الفيزياء بشكل كبير؛ فالكثير من الدراسات التي نحتاجها في الفيزياء تعتمد على تلك القوانين الهامة.[١]
تعريف علم الفيزياء
هو العلم الذي يهتمّ بدراسة بنيّة المادة والتفاعلات بين عناصرها الأساسية، وهو علم الطاقة والمادة والحركة، وكلمة الفيزياء بالأصل هي كلمة يونانية، وكانت تُسمّى فيسيكوس، وتتضمّن جوانب الطبيعة كافة على المستويين سواء الذي نراه بالعين المجردة أو بالمجهر، ودراسة الفيزياء لا تشمل فقط الأجسام أو الكائنات التي تتعرّض لقوة معينة، بل أيضاً تهتمّ بدراسة الطبيعة وقوى الجاذبية والكهرومغناطيسية والقوى النووية، والهدف من ذلك هو وضع مبادئ وقوانين لكل هذه الظواهر التي تحدث من حولنا، والفيزياء هي أساس العلوم، ومع تطور العلوم واختصاصها بشكل دقيق، جاء علم الفيزياء ليختص بالعلم المادي المختلف عن تلك العلوم من البيئة والفلك والكيمياء والهندسة، وقد جاءت الفيزياء الفلكية والحيوية والنفسية أيضاً نتيجة التأثير الهام للفيزياء في العلوم الطبيعية، فقوانين الفيزياء تكون دقيقة بوضعها لأنّها تُعبّر عن الرياضيات بشكل خاص.[٢]
إنّ التجارب الفيزيائية التي نُجريها تُنتِج نظام قياس؛ إذ يتم مقارنة هذا النظام مع نتيجة ما تنبّأت به النظريات، والجدير بالذكر أنّ القوانين تخضع للتعديل أو الاستبدال نتيجة التجارب التي نجريها والتي قد تُؤثّر نتائجها على هذه القوانين، والهدف الرئيسي من دراسة علم الفيزياء هو وضع قوانين تَحكُم المادة والطاقة والحركة، وقد تحقّق هذا الهدف بشكل ملحوظ.[٢]
أهمية علم الفيزياء
بتطبيق قوانين الفيزياء نعرف كيف تجري ظواهر الطبيعة في الكون؛ إذ تُعدّ الفيزياء ثاني أهم علم بعد الرياضيات، فالفيزياء لها ارتباط كبير بقوى الكون الأساسية، وكل علوم الطبيعة تتبع لها، وعلم الكيمياء أساساً يأتي من تطبيق الفيزياء، وكذلك علم الأحياء يأتي من تطبيق الكيمياء، والتقدُّم في علم الفيزياء ساعد على التطور في مجال الإلكترونيات، وبالتالي ظهور أجهزة حاسوب حديثة ووسائل إعلام الكترونية؛ فالصواريخ مثلاً تعتمد اعتماداً كبيراً على علم الفيزياء، فمعادلات الاحتراق تُشتَقّ من الفيزياء، وهي قابلة للقياس، ويمكن حساب القوة التي تلزم لإقلاع صاروخ ما من خلال تلك المعادلات، فهذه الرحلات الفضائية تُعتبَر من الإنجازات الكبيرة التي خدمت البشرية جمعاء، ومما يرتبط بعلم الفيزياء أيضاً القنبلة النووية، فهي إحدى أقوى الأسلحة والتي يمكن استخدامها لأغراض غير حربية؛ إذ تستخدم هذه القنبلة عملية تُدعى بالانشطار، والتي تُقسَم فيها الذرات الثقيلة على حدة، ويمكن من خلال ذلك إنتاج كميات هائلة من الطاقة التي تلزم للاحتياجات المستقبلية.[٣]
قوانين الفيزياء
بالرغم من أنّ كثير من قوانين لا يمكن تطبيقها في الواقع الحقيقي، إلّا أنّها تُعتبَر أساسية ولا يمكن الاستغناء عنها، فقوانين الفيزياء الحديثة تعتمد على البحوث والنظريات (مثلها مثل غيرها في كافة العلوم الأخرى)، فقد وضع العالم آينشتاين نظريته النسبية في بداية القرن العشرين، وهي تستند على النظريات التي وضعها قبله العالم إسحق نيوتن قبل حوالي 200 سنة، ففي عام 1687م نشر العالم إسحق نيوتن قانون الجاذبية في كتابه المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية، وكان في ذلك الكتاب أكثر النظريات وضوحاً في الجاذبية والحركة، وينص قانونه على أنّه توجد قوة جذب بين أي جسمين في الكون، وهذه القوة تتناسب طردياً مع حاصل ضرب كتلتيهما وعكسياً مع مربع المسافة بين مركز الجسمين، ومن قوانين الفيزياء المهمة قانون جاوس للعالم الألماني كارل فريدريش غاوس، والذي ينص على أنّ عدد خطوط المجال الكهربائي عبر سطح مغلق تتناسب مع عدد الشحنات الكهربائية داخل هذا السطح.[٤]
