ثالثا: مستحيلات من الصنف الثالث / المستقبل المستحيل.
في الباب الثالث والأخير، من كتاب فيزياء المستحيل، تحدث كاكو عن المستحيلات من الصنف الثالث، والتي حددها في موضوع آلات الحركة الدائمة، وموضوع الاستبصار.
14- آلات دائمة الحركة.
يشير كاكو إلى مجموعة من روايات الخيال العلمي التي تناولت مسألة الآلات الدائمة الحركة، ومن ذلك رواية اسحق آسيموف وبعض المسلسلات[1]. ويحاول الخيال العلمي التفكير في آلات لا تتوقف ولا تتطلب طاقة[2].
ويتساءل كاكو هل يمكن بالفعل صناعة آلات دائمة الحركة؟ وهل يستدعي ذلك تغيير قوانين الفيزياء؟
يستعرض كاكو، المراحل التاريخية التي عرفتها البشرية والمرتبطة باحتياجها للطاقة، ليصل إلى الألفية الثالثة، والولوج إلى الثورة الثالثة، ثورة المعلومات، وما تتطلبه من طاقة هائلة. ولهذا فالحديث عن آلة دائمة الحركة، هو رد فعل على الصراع العالمي حول الطاقة والبحث عن بدائل دائمة.
ويؤكد كاكو بأن التفكير في آلة دائمة حركة، ليس جديدا، بحيث كانت هناك محاولات عبر التاريخ[3]، ومن ذلك تصميم الفيلسوف الهندي بها سكار سنة 1150 وتصميم بوهان بيسلر في عصر النهضة وكذلك تصاميم ليوناردو دافنشي[4]. كما قدمت مجموعة من الاقتراحات إلى الأكاديمية الملكية للعلوم بباريس إلى حدود 1775. وبالمقابل كانت هناك خدع واحتيالات رامت إيهام الناس باكتشاف الآلات من هذا النوع الدائم. وعلى الرغم من كون كل المحاولات باءت بالفشل، فإن البحث عن آلة دائمة الحركة، أفاد العلم وطوره، بحيث طور جون كوكس في عام 1760 ساعة تعمل بشكل دائم. وساهمت في تطوير الديناميكا الحرارية، كما تمت صياغة قوانين الديناميكا الحرارية[5]. وقد ساهم لودفينغ بولتزمان بصياغة مجموعة من القوانين الفيزيائية والمتعلقة بالانتروبيا[6]. وكما يقول كاكو “ساعد عمل بولتزمان والفيزيائيين الآخرين على توضيح طبيعة الآلات دائمة الحركة وتصنيفها إلى نوعين: آلات دائمة الحركة من النوع الأول، وهي التي تخرق القانون الأول في الثروموديناميك أي أنها بالفعل تنتج طاقة أكثر مما تستهلك. في كل حالة وجد الفيزيائيون أن هذا النوع من الآلات دائمة الحركة يعتمد على مصادر خارجية مخيفة من الطاقة، إما من خلال الحتيال، أو لأن المخترع لم يدرك مصدر الطاقة الخارجية…”[7].
ويشير كاكو إلى اكتشاف العالمة الرياضية إيمي نوثر، والذي يفيد بأنه كلما امتلك النظام تناظرا تكون النتيجة قانونا لحفظ الطاقة[8].
وتساءل كاكو “إذا كانت الطاقة تحفظ سبب عدم تغير قوانين الفيزياء مع الزمن، فهل يمكن كسر هذا التناظر في ظروف نادرة وغير عادية؟”. كما تساءل عن إمكانية الحصول على الطاقة من لاشيء؟ وهو سؤال محل جدل بين العلماء اليوم؛ ذلك أن لاشيء اسمه الفراغ، فالفراغ نفسه يعج بالنشاط[9]. ومن الذين دافعوا عن هذه الفكرة، نيكولا تسيلا[10]. وقد صرح بأنه يمكن التحصيل على الطاقة من فراغ، ولكنه لم يبرهن على ذلك.
أثناء تحليل العلماء للبيانات الصادرة عن الأقمار الاصطناعية، اكتشفوا بأن حوالي 73% من الكون هو نتاج للطاقة السوداء[11]. ويرى كاكو بأن “إحدى أكثر الثغرات إحراجا في الفيزياء الحديثة هي أنه لا أحد يمكنه حساب كمية الطاقة السوداء التي يمكننا قياسها بواسطة اقمارنا الاصطناعية. ولو استخدمنا النظرية الأخيرة في الفيزياء الذرية لحساب كمية الطاقة السوداء في الكون، فسنصل إلى رقم خاطئ، بعامل 10 120 ! أي واحد متبوع 120 صفر! وهذا لا يقارن، أكبر فارق بين النظرية والتجربة في الفيزياء كلها. النقطة هي أنه لا أحد يعلم كيف يحسب طاقة لاشيء”[12]. إن التفكير في صناعة آلة دائمة، هو شي يتجاوز القوانين الفيزيائية المعروفة ولهذا يعتبرها كاكو من الصنف الثالث من المستحيلات.
15- الاستبصار.
الاستبصار هو القدرة على رؤية المستقبل، وهو أمر ليس بجديد، بحيث كل الحضارات البشرية، تحدثت عن أشخاص يمتلكون رؤية المستقبل أو يدعون ذلك. ومن أشهر النبؤات في التاريخ، دعوى نوستراداموس[13] في القرن السادس عشر، بمعرفة أسرار المستقبل الممتدة إلى اليوم وما بعده.
والتوقع المستقبلي، مارسه كذلك بعض الفلكيين، حيث تم توقع فيضان عظيم يدمر الأرض في 20 فبراير 1524[14]. كما ادعى اليهودي شايتاي تزفاي اليهودي، معرفة المستقبل وشكل نحلة دينية وتبعه العديد من اليهود. ولا يخلو زمن من ادعياء امتلاك المعرفة بالمستقبل، ومن ذلك ما قام به وليام ميللر[15] سنة 1843.
ويتساءل كاكو عن إمكانية البرهنة العلمية على قدرة الأشخاص على رؤية المستقبل. ويرى بأن ذلك غير ممكن، فالتوفيق بين التنبؤ بالمستقبل والفيزياء يخالف مبدأ السببية. وبالتالي فليس هناك مجال لرؤية المستقبل وفقا لقوانين نظرية نيوتن. لكن أثناء مناقشة نظرية ماكسويل حول الضوء، يتم اكتشاف “موجة متأخرة تمثل الحركة القياسية للضوء من نقطة لأخرى، وموجة متقدمة حيث يعود شعاع الضوء إلى الوراء من الزمان. يأتي هذا الحل المتقدم من المستقبل لكنه يصل في الماضي !”[16] وبالإضافة إلى هذه الموجات، تحدث كاكو عن فكرة التاكيونات[17] Tachyons التي تخترق مبدأ السببية، ولكنها غير قابلة للملاحظة وينتهي كاكو إلى القول بأن رؤية المستقبل غير ممكنة وفقا لفيزياء نيوتن وإذا كان ممكنا ذلك مستقبلا فسيشكل خلخلة لأسس الفيزياء الحديثة[18].
يختم كاكو كتابه بخاتمة، عنونها بمستقبل المستحيل ويتساءل هل هناك مجالات معرفية خارج إدراك حتى الحضارات المتقدمة؟ كما يتساءل عن وجود تقانات أخرى مستحيلة؟ وحاول في هذه الخاتمة كذلك مناقشة مفهوم المستحيل والاستدلال على كون قضايا عديدة، اعتبرت مستحيلة، وتبين فيما بعد أنها ممكنة[19]. ويستشهد بموقف البرت مايكلسون، ورأى اوغست كونت الذي نفى امكانية معرفة مادة النجوم، واعتبر ذلك مستحيلا، فتبين فيما بعد، ان العلماء أدركوا أن الشمس مصنوعة من الهيدروجين[20]. كما ادعى كونت استحالة معرفة الطبيعة الحقيقية للمادة، واستحالة استعمال الرياضيات لشرح عالم الأحياء والكيمياء، واعتقد بان من المستحيل أن يكون لدراسة الأجسام السماوية اي تأثير على قضايا الإنسانية.
وقد تبين خطا توقع كونت[21] وجزمه حول هذه الأمور. إذ استطاع العلماء صياغة نظريات حول طبيعة المادة، من خلال نظرية الذرة، كما استطاعوا معرفة جزيء الدنا وبرهنوا على تأثير الشهب في حياة وتطور الأرض. ولهذا يذهب كاكو إلى القول بأن الاستحالات المعاصرة ما هي إلا تحديات للجيل التالي للعلماء.
ويتساءل عن عدم اكتمال الفيزياء والرياضيات، ومدى إمكانية العلماء في التوصل إلى صياغة نظرية لكل شيء. ويصرح كاكو بأنه رغم معرفة العلماء لمبادئ الفيزياء وقوانينه فإن الطبيعة لا حدود لها[22].
وينتهي كاكو إلى القول “ستكون هناك دوما أشياء أبعد من متناولنا ويستحيل استكشافها (مثل الموقع الأكيد للإلكترون أو العالم الأبعد من الوصول إليه سرعة الضوء). لكنني أعتقد أن القوانين الرئيسية معروفة ومحدودة.
وستكون السنوات المقبلة في الفيزياء أكثرها إثارة ونحن ستكشف الكون بحيل جديدة من مسرعات الجسيمات وحساسات موجات الجاذبية الموضوعة في الفضاء وتقانات أخرى. لسنا عند نهاية الفيزياء الجديدة، بل في بداياتها. لكن مهما اكتشفنا، فستكون هناك دوما آفاق جديدة تنتظرنا باستمرار”[23].
خـــاتمـة:
إن تلخيص مضامين كتاب فيزياء المستحيل لكاكو، هو محاولة متواضعة للتعرف على هواجس العلماء وتحديد أصناف القضايا العلمية التي تشكل تحديا للعلم الحديث وعلوم المستقبل وخصوصا في مجال الفيزياء. وهذا يستدعي منا التفكير في الانخراط في التخطيط العلمي الذي يروم إعداد العلماء والباحثين لسبر أغوار الاشكاليات العلمية المعاصرة بروح نقدية وإبداعية وليس مجرد تقليد النقاش العلمي الغربي واجتراره. ومن المعلوم أن البحث العلمي يتطلب ليس فقط ترشيد الامكانات المادية وإنما صياغة تصور استراتيجي متكامل للبحث والابتكار، وإلا فسنكون عرضة للإزاحة من الوجود الحضاري العالمي.
والبحث النظري والتطبيقي في الفيزياء، سيساهم بشكل كبير في تحقيق قفزة نوعية وجبارة في مجال الانتاج والتصنيع والتكنولوجيا، والأمم التي لا تمتلك القدرة على ولوج حلبة السباق التكنولوجي، مآلها التلاشي والتعرض للانتهاك.
د. خالد ميار الإدريسي
رئيس تحرير مجلة مآلات، فصلية محكمة تعنى بالدراسات الاستشرافية
الهوامش:
[1] رواية “الآلهة أنفسهم” The Good Themselves .
[2] يقول كاكو: ومنذ البدء كانت “آلة الحركة الدائمة” الاسطورية التي تدور للابد من دون أي ضياع في الطاقة بمنزلة الكأس المقدة للمخترعين والعلماء والمحتالين والفنانين المخادعين أيضا. والنسخة الفضل منها عبارة.
[3] كاكو، ص: 294.
[4] نفسه، ص: 295.
[5] نفسه، ص: 246.
[6] نفسه، ص: 298.
[7] يقول كاكو: إن الآلات دائمة الحركة من النوع الثاني اكثر تعقيدا. فهي تطيع القانون الأول من الثرموديناميك. وهو الحفازظ على الطاقة – لكنها تناقض القانون الثاني. ونظريا لا تنتج آلة دائمة الحركة من النوع الثاني حرارة ضائعة، وبالتالي فكفاءتها 100%. ومع ذلك يقول القانون الثاني إن هذه الآلة مستحيلة – لابد من إنتاج حرارة ضائعة – وبالتالي فإن الفوضى واللانظام في الكون أو الانتروبيا تزداد دوما. ومهما كانت كفاءة الآلة فإنها دوما تنتج بعض الحرارة الضائعة، وبالتالي تزداد من الانتروبيا الكون، ص: 300.
[8] يقول كاكو: لماذا تبقى القوانين الحديدية للترموديناميك ثابتة في المقام الأول؟ إنه سر حير العلماء منذ أن اقترحت هذه القوانين لأول مرة. لو استطعنا افجابة عن هذا السؤال ربما وجدنا ثغرات في هذه القوانين، وستكون تاثيرات ذلك محطمة للأرض. دهشت يوما ما وأنا في الجامعة عندما علمت اخيرا الصل الحقيقي لمبدأ “نفط الطاقة”. إن أحد المبادئ الرئيسية في الفيزياء (اكتشف من قبل عالمة الرياضيات إيمي نوثر) يقول: إنه كلما امتلك النظام تناظرا تكون النتيجة قانونا لحفظ الطاقة. ولو بقيت قوانين الكون ثابتة مع الزمن ستكون النتيجة هي أن النظام يحفظ الطاقة (والأكثر من ذلك، لو بقيت قوانين الفيزياء ثابتة حين تتحرك في أي اتجاه، فإن العزم يحفظ في أي اتجاه أيضا. ولو بقيت قوانين الفيزياء ثابتة تحت الدوران فإن العزم الزاوي بحفظ أيضا). كان هذا مذهلا بالنسبة إلي. لقد أدركت أننا عندما نحلل ضوء النجوم من مجرات بعيدة بمليارات السنين الضوئية عند حافة الكون المرئي نجد أن طيف الضوء مطابق تماما للطيف الذي تستطيع رؤيته على الأرض. وفي الضوء القديم المتبقي الذي صدر منذ مليارات السنين، قبل أن تولد الشمس والأرض، نشاهد “البصمات” الواضحة نفسها لطيف الهيدروجين والهيليوم والكربون والنيون وما شابه التي نجدها في الأرض اليوم، وبعبارة أخرى لم تتغير قوانين الفيزياء لملايين السنين وهي ثابتة حتى حدود الحواف الخارجية للكون. أدركت على الأقل أن نظرية نوتر تعني أن حفظ الطاقة ستبقى لمليارات السنين إن لم يكن للأبد. وبحسب ما نعلم، لم تتغير أي من القوانين الأساسية في الفيزياء مع الزمن، وهذا هو السبب في ان الطاقة تحفظ. كانت تاثيرات نظرية نوثر على الفيزياء الحديثة عميقة جدا. فكلما خلق الفيزيائيون نظرية جديدة تعالج منشأ الكون أو التفاعلات بين الكواركات والجسيمات تحت الذرية الأخرى أو مضاد المادة، نبدأ أولا بالتناظر الذي يطيعه النظام. ومن المعروف الآن أن التناظر هو المبدأ الأساس الموجه لخلق أي نظرية جديدة”. كاكو، ص: 302 – 301.
[9] نفسه، ص: 304.
[10] يقول كاكو: ولد تيسلا في بلدة صغيرة فيما يسمى الان سبيريا، ووصل معدما إلى الولايات المتحدة الامريكية في العام 1884. وحالا أصبح مساعدا لتوماس أديسون، لكنه بسبب عبقريته ّأصبح منافسا له. وفي مناقشة شهيرة دعاها المؤرخون “حرب التيارات” نافس تيسلا أديسون. اعتقد اديسون أن بإمكانه كهربة العالم بمحركات التيار المستمر (DC)، بينما برهن تيسلا صاحب التيار المتردد (AC) على أن طرحه أفضل بكثير من أديسون، وأنها تفقد طاقة أقل مع المسافة. واليوم فإن الكوكب بأكمله مكهرب على أساس براءات اختراع تيسلا، وليس أديسون. يبلغ عدد اختراعات وبراءات اختراع تيسلا أكثر من سبعمائة، وتحتوي بعض أهم العلامات الفارقة في تاريخ الكهرباء الحديث. وقد قدم المؤرخون أدلة تتمتع بالمصداقية تبرهن على أن تيسلا اخترع الراديو قبل ماركوني (المعروف بأنه مخترع الراديو). وكان يعمل تيسلا على أشعة إكس قبل أن تكتشف رسميا من قبل ويلهيم روتنغين (نال كل من ماتركوني وروتنغين جائزة نوبل على اكتشافات ربما قام بها تيسلا قبلهما بسنوات عديدة). ص: 304.
[11] نفسه، ص: 304.
[12] نفسه، ص: 305.
[13] هو ميشيل دي نوستردامMichel de Nostredam دسمبر 1563 وكان صيدلانيا فرنسيا ومنجما. نشر لكتابه النبوءات (Propheties) سنة 1555.
من أحدث الكتب قوله:
-Denis Crousel: Nostradams. Une médcine des âmes à la naissance, Paris 2011.
– Ian Wilson : Nostradams.The Man betind the Prophecies. New york, 2007.
[14] كاكو، ص: 309.
[15] يقول كاكو: أعلن وليام ميللر أن القيامة ستأتي في 13 أبريل من عام 1843. ومع انتشار نبوءته عبر الولايات المتحدة، أنار شهاب عظيم بالمصادفة سماء الليل عام 1833، وهو أحد أكبر الشهب من نوعه، معززا أكثر تاثير نبوؤة ميللر، انتظر عشرات الآلاف من الأتباع المخلصين المدعوين بالميللر يبين مجيء هرمغدون. وعندما حل عام 1843 ومضى من دون مجيء نهاية التاريخ، انقسمت حركة الميللريين إلى مجموعات ضخمة عدة، وبسبب عدد الاتباع الضخم لكل مجموعة، فإن كلا منها أثر بشكل كبير في الدين حتى اليوم. أعاد جزء ضخم من حركة الميلريين التجمع عام 1863 وغيروا اسمهم إلى كنيسة مجيئيو اليوم السابع (The seventh-Day Adventist church) التي يبلغ تعداد رعاياها اليوم 14 مليونا. الأمر المحوري في اعتقادهم هو المجيء المتوقع الثاني للسيد المسيح. ص: 310.
[16] نفسه، ص: 312.
[17] يقول كاكو: تعيش التاكيونات في عالم غريب، كل شيء فيه ينتقل بأسرع من سرعة الضوء. ومع فقد التاكيونات للطاقة فإنها تسافر أسرع، وهذا يخالف المنطق السليم. وفي الحقيقة لو فقدت الطاقة كلها فإنها ستنتقل بسرعة لا نهاية. ولكن مع اكتسابها للطاقة، فإنها تبطئ حتى تصل على سرعة الضوء. (…) ومع غرابة التاكيونات، فقد درست من قبل الفيزيائيين، بمن فيهم الراحل جيرالد فاينبرغ من جامعة كولومبيا، وجورج سودارشان من جامعة تكساس في أوستن. المشكلة هي أنه لا أحد على اإطلاق رأى التاكيون في المختبر. إن البرهان التجريبي الرئيس على التاكيونات هو اختراق مبدأ النسبية. واقترح فاينبرغ أن يختبر الفيزيائيين شعاعا ليزريا قبل أن يشغل لو كانت التاكيون موجودة، فربما أمكن اكتشاف الضوء من شعاع الليزر حتى قبل أن يشغل الجهاز. ص: 318.
[18] ص: 360.
[19] يقول كاكو: وعلى الرغم من أن بعض الأمور في الرياضيات مستحيلة، فمن الخطر دوما الإعلان بان أمرا ما مستحيل تماما في العلوم الفيزيائية. دعني أذكرك بخطاب قدمه حامل جائزة نوبل البرت مايكلسون عام 1894 على شرع مختبر ريلاسون الفيزيائي في جامعة شيكاغو، وأعلن فيه ان من المستحيل اكتشاف أي فيزياء جديدة “اكتشفت أكثر القوانين أهمية في علم الفيزياء، وهي الآن مؤسسة بشكل أكيد، بحيث إن احتمال تبديلها لمصلحة اكتشافات جديدة مستبعد للغاية… يجب البحث عن اكتشافاتنا في المستقبل في الرقم السادس بعد الفاصلة” قبلت ملاحظاته عشية بعض أعظم الثورات في تاريخ العلم، وهي ثورة الكوانتم عام 1900، والثورة عام 1905. إن النقطة المهمة هنا هي أن الاشياء المستحيلة اليوم تحترق قوانين الفيزياء، لكن هذه القوانين كما نعرفها اليوم يمكن ان تتغير”. ص: 322.
[20] نفسه، ص: 323.
[21] يقول كاكو: ويلاحظ الفلكي جون بارو: سيحاول المؤرخون في أن آراء كونت قد تكون مسؤولة عن الانحدار الذي تلا لك في العلم الفرنسي” وكتب الرياضي ديفيد هيلبرت في رفضه لادعاءات كونت: إن السبب الحقيقي، برأيي لعدم عثور كونت على مسألة لا تحل يقع في حقيقته أنه لا يوجد شيء يدعى مسالة غير قابلة للحل”. ص: 323.
[22] يقول كاكو: والأكثر من ذلك، أن الطبيعة قد تكون غير قابلة للاستنفاذ وبلا حدود حتى لو أنها مؤسسة على حفنة من المبادئ. … لعبة شطرنج. أسال غريبا من كوكب آخر أن يكتشف قوانين لعبة الشطرنج بمراقبة اللعبة فقط. بعد فترة سيعرف الغريب كيف تحرك الجنود والملوك والأفيال. فقوانين اللعبة محدودة وبسيطة . لكن عدد اللعبات المحتملة كبير جدا. بالطريقة نفسها فإن قوانين الطبيعة هذه القوانين قد تكون لا محدودة. إن هدفنا هو ايجاد قوانين الفيزياء”. ص: 341.
[23] نفسه، ص: 342.