الشهر: يونيو 2021

في خمسينيات القرن الماضي، حاول “آلان تورينج”، عالم الرياضيات البريطاني، في مقالته “الحوسبة الآلية والذكاء الاصطناعي”، بالإجابة على تساؤل حول ذكاء الآلة وهل يمكن لها أن تفكر، وذلك من خلال صياغة تجربة فكرية عُرفت آنذاك باسم اختبار تورينج، واعتبرت فيما بعد أساس فلسفة الذكاء الاصطناعي.[1]

في الواقع، تحققت العديد من تنبؤات تورينج، وأصبحت الآلات والتقنيات تنافس الإنسان في جميع المجالات تقريبًا. ويعد الذكاء الاصطناعي واحدًا منها، إذ أنه أحد أقوى الأدوات التي تحكم عالم اليوم. وهي تقنية تتميز بمحاكاة الذكاء البشري لاستخدامه في الآلات وبرمجتها على ردود أفعال البشر.[2]

الذكاء الاصطناعي في الصحافة الآلية

تستخدم الصحافة الآلية التي تُعرف باسم “صحافة الروبوت”، خوارزميات توليد اللغة التي يتم تشغيلها بواسطة الذكاء الاصطناعي من أجل تحويل البيانات تلقائيًا إلى قصص إخبارية متنوعة وصور ومقاطع فيديو ثم توزيعها عبر منصات الصحافة الآلية.

فعلى سبيل المثال، قامت شبكة نشر Patch بدمج الذكاء الاصطناعي في نظام إدارة المحتوى الخاص بها لإنشاء وتوزيع مقالاتها المتكررة مثل تقارير الطقس والتقارير المالية.[3]

تجربة الذكاء الاصطناعي في المؤسسات الصحفية

في عام 2013 م، بدأت وكالة الأسوشيتد برس Associated Press باستخدام الذكاء الاصطناعي لأول مرة لإنشاء محتوى إخباري وإنتاج تقارير رياضية. وفي عام 2015 م، نفذت صحيفة نيويورك تايمز مشروعها التجريبي للذكاء الاصطناعي المعروف باسم المحرر، والذي كان الهدف منه هو تبسيط العملية الصحفية. كما عملت الواشنطن بوست على كتابة الأخبار الآلية لأول مرة في عام 2016م من خلال تغطية دورة الالعاب الأولمبية في ريو.[4]

تطبيقات الذكاء الاصطناعي في الإعلام

الذكاء الاصطناعي في السيطرة على التحيز

يعتبر التحيز المتزايد وصمة العار المؤلمة التي تواجهها وسائل الإعلام في عالم اليوم، فغالبًا ما تتحيز في نقلها للمعلومات إلي فكرة معينة، مما يؤدي في النهاية إلي نقل محتوى مضلل بدلاً من الأخبار الواقعية والمتوازنة.

في حالات مختلفة، يساعد الذكاء الاصطناعي في تقليل الذاتية التي تفرضها وسائل الإعلام على الاخبار والمعلومات حيث يتم تدريب خوارزميات التعلم الآلي على مراعاة المتغيرات التي تعمل على تحسين دقتها التنبؤية، بناءً على البيانات المستخدمة.

فعلى سبيل المثال تستخدم شركة Knowhere الإخبارية مزيجًا من تقنيات التعلم الآلي بالإضافة إلى الصحفيين البشريين لإنشاء قصصها الإخبارية.[5]

محاربة الأخبار الكاذبة

طور باحثون في جامعة واترلو، أداة جديدة تستخدم خوارزميات الذكاء الاصطناعي للكشف عن الأخبار الكاذبة والمزيفة، وتم تفعيل هذه الأداة بعد الانتشار الواسع للقصص الإخبارية الكاذبة والملفقة لخداع القراء وتضليلهم لتحقيق مكاسب سياسية أو اقتصادية.[6]

الذكاء الاصطناعي وإنشاء الوسائط المتعددة

 حيث توضع الصور في المنشورات من خلال خوارزميات الآلة، فعلى سبيل المثال أطلقت شركة Getty Images، نظام “اللوحات”، وهي أداة ذكاء اصطناعي جديدة للنشر الإعلامي والتي توصي بأفضل محتوى مرئي لمصاحبة مقال إخباري. وتعمل اللوحات على تزويد محرري الوسائط بمساعد بحث قابل للتخصيص لتلخيص المقالات وتقديم مجموعة مختارة من الصور لعناصر متنوعة من القصة.[7]

هل يمكن للذكاء الاصطناعي أن يحل محل الصحفيين؟

الذكاء الاصطناعي ليس موجودًا ليحل محل الصحفيين أو يلغي الوظائف. ويعتقد الخبراء أن الآلات ستتولى المهام الحالية للصحفيين بنسبة ما بين 8إلى 12 في المائة، والتي ستعيد توجيه المحررين والصحفيين إلى تناول الموضوعات بشكل أوسع وأعمق، يعتمد على التفسير والتحليل كالمقابلات الخاصة والمقالات التحليلية والتحقيقات الاستقصائية.

وفي الوقت الحالي، تقوم روبوتات الذكاء الاصطناعي بأداء مهام أساسية مثل كتابة فقرات عن النتائج الرياضية ونتائج الانتخابات ونتائج الألعاب الأولمبية، ويمكن للذكاء الاصطناعي أيضًا توفير الكثير من الوقت للصحفيين عن طريق نسخ المقابلات الصوتية والمرئية.[8]

المراجع

(1) journals.openedition.org
(2),(3)(5)(7)analyticssteps
(4)emerj
(6)sciencedaily
(8)the conversation

كارلسن، كاسباروف، فيشر: ثلاثي أضواء الشطرنج

إذا سألت أي شخص عن لاعبه المفضل في الشطرنج، فمن المرجح أن إجابته ستنحصر بين ثلاثة أشخاص، وهم ماجنس كارلسن، جاري كاسباروف، أو بوبي فيشر، فمن هم، ولماذا كارلسن وكاسباروف وفيشر؟

ماجنس كارلسن

علّمه والده الشطرنج في الخامسة من عمره، لعب أول بطولة عالم له في سن الثامنة، وأخذ فيها المركز الثاني تحت سن الثانية عشرة. ولد في عام 1990 م وبالتحديد يوم 30 نوفمبر. نحن في حضرة ماجنس كارلسن، بطل العالم للشطرنج وأفضل لاعب بالتاريخ، أو على الأقل أكثر لاعب موهوب في التاريخ.

في يناير 2004، فاز كارلسن بأول بطولة له. وعلى الرغم من صغر سنه إلّا أنه هيمن على البطولة وسحق منافسيه الأكبر منه سنًا. دفع هذا الأستاذ الدولي الكبير، الأمريكي لوبومير كافاليك، يطلق عليه “موزارت الشطرنج” لإبداعه في البطولة ولطريقة لعبه التي تجعله يطوع الرقعة كيفما يشاء. لاحقًا في نفس السنة، أقيمت بطولة أخرى، من أهم البطولات التي لعبها ماجنس. فاز فيها على أناتولي كاربوف، بطل العالم السابق وأقوى لاعب في فترة من الفترات. تعادل كارلسن مع الداهية جاري كاسباروف، وأنهى البطولة في المركز الثاني وحصل على لقب الأستاذ الدولي الكبير (أعلى لقب في الشطرنج). (1)

في عام 2010، أصبح ماجنس اللاعب الأول على العالم بعمر الـ 19، ليكون بذلك أصغر لاعب في التاريخ يحقق هذا الإنجاز، بعدها بعامين لعب بطولة المرشحين، وهي بطولة تقام لتحديد المنافس القادم على بطولة العالم، وفاز فيها كارلسن ليواجه بطل العالم وقتها، فيشواناثان أناند، ليهزمه 6.5 – 3.5 ويصبح بطل العالم، ومن وقتها وهو البطل والمصنف الأول عالميًا. (2)

جاري كاسباروف

في الثالث عشر من أبريل عام 1963، أذربيجيان، ولد العبقري جاري كاسباروف لأم أرمينية وأب يهودي، بدأ لعب الشطرنج في السادسة، وأصبح بطل الاتحاد السوفيتي في الثالثة عشرة من عمره. بعدها بثلاث سنوات فاز بأول بطولة دولية، وفي عام 1984، تحدى بطل العالم وقتها، أناتولي كاربوف، وفاز عليه ليصبح بطل العالم بعمر 22 فقط.

مع تقدم الآلات وقدراتها الحسابية، طورت شركة IBM حاسوبها الشطرنجي، ديب بلو، ودعت كاسباروف وقتها في مباراة ضد حاسوبها الخارق، وعلى الرغم من قدرات الحاسوب والتي وصلت إلى اختبار 100 مليون موقف شطرنجي في الثانية، إلا أن كاسباروف تمكن من هزيمة الآلة 6-4، ولكن مطورو الشركة دعوا كاسباروف مرة أخرى بعدما طوروا ديب بلو وضاعفوا حساباته ليصل إلى حساب 200 مليون موقف في الثانية! وهذه المرة يا للأسف فاز ديب بلو بفرق مباراة وحيدة 3.5-2.5، ولكن تظل نتيجة ممتازة بالنظر لقدرات الآلة الجبارة، ليظل جاري أفضل لاعب شطرنج برأي الكثيرين ومن أذكى الأشخاص في العالم بـ (IQ=190). (3)

بوبي فيشر

ولد أشهر لاعب في تاريخ الولايات المتحدة في التاسع من مارس 1943، في شيكاغو، تعلم الشطرنج في سن السادسة، وأصبح أصغر أستاذ دولي كبير وقتها، حاز على انتباه المجتمع الشطرنجي عام 1956 عندما فاز على “دونالد بيرن”، أفضل لاعبي الشطرنج الأمريكيين وقتها، ولكن فيشر فاجأه بطريقته الخلابة وأسلوبه الهجومي الكاسح، فقام بالتضحية بأقوى قطعة يملكها، وهي الملكة، ليفوز على بيرن بطريقة جعلت العالم يطلق على هذه المباراة “مباراة القرن”.

على الرغم من فوزه ببطولة العالم مرة واحدة، إلا أن فيشر من أعظم لاعبي الشطرنج، وبطولة العالم التي فاز بها كانت استثنائية، ففي عام 1972 كانت الحرب الباردة في أشدها، والولايات المتحدة وروسيا في حرب “تكسير عظام” في كل المجالات، من الشطرنج للفضاء، وعندما فاز فيشر ببطولة المرشحين في 1971، كان عليه أن يقابل بطل العالم وقتها، بوريس سباسكي، وما جعل هذه البطولة استثنائية هو أنها كانت بين أكبر قوتين في العالم، روسيا وأمريكا. (4)

فيشر والحرب الباردة

قبل بداية المباراة المكونة من 21 دور، لم يأمن فيشر السوفييت. كان دائم الريبة في كل من حوله. اشترط فيشر أن يحصل على حصة كبيرة من أرباح إذاعة المباراة وجائزة مالية كبيرة للفائز. عندما حان الموعد، لم يحضر بوبي فيشر دوره الأول بسبب اعتراضه على الجائزة المالية، فقام مليونير بريطاني بمضاعفة الجائزة. تحدث أيضًا هنري كيسنجر بنفسه مع فيشر في مكالمة هاتفية لمدة عشر دقائق قائلًا: “من أسوء لاعب في العالم إلى أفضل لاعب في العالم، أرجو منك الذهاب لآيسلندا للعب المباراة، والفوز على الروس في لعبتهم الخاصة”. لكن فيشر لم يصدق أن هذا هنري كيسنجر، ولم يذهب للدور الثاني أيضًا مما تسبب في تأجيل المباراة. لكن تحدث كيسنجر معه مرة أخرى فاقتنع فيشر وذهب للمباراة. (5)

ومع بداية الدور الثالث من المباراة، فاز فيشر في هذا الدور. وفاز في كل من الدور الخامس، والسادس، والثامن، والعاشر، والثالث عشر، والحادي والعشرين والذي كان آخر دور في المباراة. تعادل في 11 دور، لتصبح النتيجة النهائية 12.5 – 8.5 لصالح فيشر ويفوز على الروس. واعتبر هذا فوز على الروس بالفعل لأن سباسكي كان يحضر للمباريات مع زملائه الأفضل في العالم. من المعروف أن الروس هم أسياد اللعبة، إلى الآن بالمناسبة، ولا يوجد ند لهم إلى الآن. وقت المباراة لم تكن الولايات المتحدة ندًا لروسيا. لكل هذه الأسباب، يعد فيشر “قاهر الروسيين” والمعجزة الأمريكية الخالدة.

المصادر

1. Britannica
2. ChessBase
3. HISTORY
4. Britannica
5. BBC
6. chess24

ما هي تطبيقات الطوبولوجيا وأنواعها؟ وكيف بدأت؟

يرجع ظهور الطوبولوجيا، كمجال في الرياضيات، إلى تحليل المواقع للفرنسي «هنري بوانكاريه-Henri Poincaré». وبالرغم من أن العديد من الأفكار الطوبولوجية، ظهرت خلال القرن ونصف القرن الماضي ،إلا أن «Geometria sites»، التي تعني هندسة المواقع، قد استخدمها عالم الرياضيات السويسري «ليونارد أويلر-Leonhard Euler»، في عام 1735 لوصف حله لمشكلة جسور كونيجسبرج. إذ إن عمل أويلر في هذه المشكلة، هو بداية نظرية الرسم البياني. التي تشترك في العديد من الأفكار مع الطوبولوجيا. لكن ما هي تطبيقات الطوبولوجيا وما أنواعها؟ هذا ما سنعرفه في المقال التالي.

ما هي الطوبولوجيا ببساطة؟

‏الطوبولوجيا هي فرع من فروع الرياضيات. تُسمى أيضًا باسم «هندسة الألواح المطاطية». يتم اعتبار أي شكلين متكافئين طوبولوجيًا، إذا كان بإمكاننا تشويههما أو تغيير شكلهما كالمطاط . يتم ذلك من خلال حركات مثل الانحناء، والالتواء، والتمدد، والانكماش. دون السماح بتمزيقهما أو لصق أجزاء منهما ببعضهما.

ماذا يهم الطوبولوجيا؟

الموضوعات الرئيسة التي تهم الطوبولوجيا، هي الخصائص التي تظل ثابتة دون تغيير، بسبب أي تشوه يحدث لها. وتختلف الطوبولوجيا عن الهندسة بالرغم من تشابهما.

في الهندسة، تكون الأشكال كالدوائر، والأشكل متعددة السطوح، أجساما صلبة. إذ إن الأشكال المكافئة هندسيًا، غالبًا ما تشترك في الكميات المقاسة عدديًا مثل الأطوال والزوايا، بينما الأشكال الطوبولوجية تشبه بعضها البعض أكثر بالمعنى النوعي. حيث تعتبر الأشكال أشياء مرنة كما لو كانت مصنوعة من المطاط.

الطبولوجي حر في تمديد وتحريف الشكل. الكرة والمكعب أشكال هندسية مميزة، ولكن بالنسبة إلى الطوبولوجي لا يمكن تمييزهما.
‏
‏ إذا كنت تسعى إلى إثباتٍ رياضيٍّ بأن القميص والسروال مختلفان. فيجب عليك اللجوء إلى الطوبولوجيا.
‏
‏التفسير عندئذ سيكون: لديهم أعداد مختلفة من الثقوب.

أنواع الطوبولوجيا

أولًا: الطوبولوجيا العامة أو طبولوجيا النقاط

الطوبولوجيا العامة، هي فرع الطوبولوجيا الذي يتعامل مع التعريفات، والتركيبات الأساسية، لنظرية المجموعات المستخدمة في الطوبولوجيا. وهي الأساس في معظم الفروع الأخرى للطوبولوجيا، بما في ذلك الطوبولوجيا التفاضلية، والطوبولوجيا الهندسية، والطوبولوجيا الجبرية.

ثانيًا: الطوبولوجيا الاندماجية

تأخذ الطوبولوجيا الاندماجية في الاعتبار، الخصائص العامة للمساحات التي اُنشأت من شبكة من الرؤوس والحواف والوجوه. تُعد الطوبولوجيا الاندماجية أقدم فرع من فروع الطوبولوجيا. يعود تاريخها إلى أويلر، حينما أثبت أن الفراغات المتكافئة طوبولوجيًا، لها نفس الثابت العددي، والذي نسميه الآن صيغة أويلر.

ثالثًا: الطوبولوجيا الجبرية

نشأت فكرة ربط الأشياء أو الهياكل الجبرية بالفراغات الطوبولوجية، في وقت مبكر من تاريخ الطوبولوجيا. كان الحافز الأساسي في هذا الصدد، هو إيجاد ثوابت طوبولوجية مرتبطة بهياكل مختلفة. أبسط مثال على ذلك هو صيغة أويلر.

تأخذ الطوبولوجيا الجبرية الخصائص العامة للمساحات أيضا، وتستخدم أشكالًا جبرية مثل الحلقات للإجابة عن الأسئلة الطوبولوجية. إذ تقوم بتحويل المشكلة الطوبولوجية إلى مشكلة جبرية لحلها بشكل أسهل، فمثلًا من خلال الاختلاف في مجموعات التماثل يمكننا التمييز بين شكلين.

يوجد أفرع للطوبولوجيا الجبرية مثل:

-الطوبولوجيا التفاضلية.

-‏نظرية العقدة.

-‏الطوبولوجيا الهندسية.

تطبيقات الطوبولوجيا

‏تُستخدم الطوبولوجيا في العديد من فروع الرياضيات، مثل المعادلات القابلة للتفاضل، والأنظمة الديناميكية، ونظرية العقدة، وسطوح ريمان في التحليل المعقد. كما أنها تستخدم في نظرية الأوتار في الفيزياء، ولوصف بنية الكون والمكان.

• تساعدنا طوبولوجيا الشبكات على فهم:

– العناصر المختلفة لشبكاتنا ومكان اتصالهم.
– ‏توضح لنا كيف يتفاعلون، وما يمكن أن نتوقعه من أدائهم.

• الطوبولوجيا، شرطٌ رئيسيُّ لنظام المعلومات الجغرافية، لإدارة البيانات وسلامتها. بشكل عام، يدير نموذج البيانات الطوبولوجية العلاقات المكانية، عن طريق تمثيل الأشكال المكانية (معالم النقطة والخط والمساحة)، كرسم بياني أساسي للأولويات الطوبولوجية، العقد والوجوه والحواف. تدخل الطوبولوجيا أيضًا في علم الأحياء التطوري ، وذلك لتمثيل العلاقة بين النمط الظاهري والنمط الجيني. يمكن فصل الأشكال المظهرية التي تبدو مختلفة تمامًا عن طريق عدد قليل من الطفرات. اعتمادًا على كيفية تعيين التغييرات الجينية، لتغيرات النمط الظاهري أثناء التطور.
• في الكيمياء، توفر الطوبولوجيا طريقة لوصف البنية الجزيئية والتنبؤ بها.
• في فيزياء الكم، تُسخر التكنولوجيا فيزياء الكم لإجراء العمليات الحسابية بشكل أسرع، إذ ‏اقترح الفيزيائي «أليكسي كيتاييف-Alexei Kitaev» الكمبيوتر الكمومي الطوبولوجي في عام 1997، والذي سيُساعد على حل مشكلات، لا تستطيع حلها أجهزة الكمبيوتر العملاقة. ففي الحوسبة الكمومية، البت الكمي أو الكيوبت هو الوحدة الأساسية للمعلومات الكمومية. وتأتي الأنظمة الطوبولوجية لتوفر أحد الحلول لمشكلة الدقة وجعل الكيبوتات مستقرة. إذ إن أحد الألغاز في الحوسبة الكمومية، هو عدم استقرار الكيوبت.

المصادر

• uwaterloo
• britannica

هي ذلك الرفيق الذي يرافقك دائمًا. حين تكون حزينًا، تجد فيها ما يواسيك. تبدأ عملك برشفة منها وتنهي عملك بأخرى. حتى عطلتك الصيفية لا تحلو إلا بها مستمعًا لأنغام فيروز. القهوة؛ يراها البعض الدواء والشفاء، ويراها آخرون الداء.
كتبوا أشعارًا وقالوا عنها:
سلمني النادل فنجان القهوة
فنجان القهوة دوماً
يسلمني للصمت
والصمت يمل ضجيج المقهى،
يتركني للذكرى. .
الذكرى متعبة مني تتركني للحزن
الحزن يراود في شفتي القهوة كي ينسى!
وأنا الغارق في الأحزان
لم أشرب شيئاً أطلب فنجاناً آخر

كيف بدأت القهوة؟

ترجع العلاقة بين الإنسان والقهوة إلى أكثر من 1200 عام. ظهرت القهوة أولًا في شمال شرق أفريقيا وانتشرت منها إلى شبه الجزيرة العربية ومنها إلى أرجاء العالم. [1] [2]

يوجد حاليًا أكثر من 100 نوع من القهوة، ونستخدم نوعين فقط منها وهما «القهوة العربية-Coffea arabica» و«قهوة الكانيفورا-Coffea canephora». تعتبر القهوة ثاني أهم منتج حول العالم بعد البترول. كما أن اقتصاد بعض الدول قائم بشكل أساسي على القهوة. حيث أن متوسط الاستهلاك منها في أوروبا يصل لـ 5 كيلوجرام للفرد الواحد. [2] [1]

القهوة وعلاج الأمراض

تحتوي القهوة علي كميات كبيرة من «حمض الكلوروجينيك -chlorogenic acid» والكافيين. تحتوي القهوة غير المفلترة على «الكافيستول-cafestol» والـ«القهويول-kahweol». ـ[3]

ومن الخرافات الشائعة أن القهوة الداكنة تحتوي على  كميات أكبر من الكافيين من القهوة الفاتحة، بل في بعض الأحيان تحتوي القهوة الفاتحة على كافيين أكثر بنسبة بسيطة. [4]
يدخل الكافيين في صناعة العديد من الأدوية النفسية لما له من تأثيرات نفسية جيدة. على الرغم من أن القهوة تسبب ارتفاعًا في ضغط الدم وزيادة عملية الأيض ومدرة للبول، إلا أن الارتباط المباشر بين أمراض القلب والقهوة أصبح مشكوكًا فيه. على النقيض، انتشرت عدة دراسات تؤكد التأثير المذهل للقهوة على عدة أمراض مثل:

1- أمراض القلب

أثبتت التجارب المعملية على فئران تجارب أن الكميات المعتدلة من القهوة لها تأثير جيد على القلب حيث يعزّز خلايا القلب ويحميها من التلف. [5]

2- داء السكري

أظهرت الدراسات أن الذين يحتسون 4 فناجين أو أكثر من القهوة يوميًا تكون قابلية تعرضهم لداء السكري النوع الثاني أقل للنصف تقريبًا، لكن بالطبع لن نتعامل معها كدواء. يعتبر النوع الثاني من داء السكري هو أكثر الأنواع انتشارًا حيث يمثل تقريبا 90% – 95% من أمراض السكري حول العالم. [6]

3- السرطان

أوضحت الإحصائيات أن استهلاك القهوة قد يرتبط بتقليل خطر الإصابة بسرطان الكبد وسرطان الثدي وسرطان القولون في النساء. [6]

4- أمراض العقل والنفسية

وبالرغم من مرارتها إلا أن القهوة تقلل خطر الإصابة بالاكتئاب. [6]

5- التعمير

أظهرت دراسات أجريت على 10 مليون مشارك أن احتساء فنجان من القهوة يوميًا يقلل احتمالات الوفاة بـ 3% واحتساء ثلاثة فناجين يوميًا تقلل النسبة ل 13%. [6]

بالرغم من كل ذلك، ليست القهوة علاجًا سحريًا ولا طريقًا مختصرًا لصحة أفضل طالما لا تمارس رياضة بشكل مستمر وتتبع نظامًا غذائيًا صحيًا. وبالطبع لن تطيل القهوة من عمرك إذا ما احتسيتها وقت قيادتك لسيارتك على الطريق.

جيناتك تحميك من القهوة

قد تظن أن حبك للقهوة أو عدم شربك لها أو حتى الكميات المستهلكة منها يوميًا هي اختيار شخصي، إلا أن الدراسات مؤخرًا أظهرت أن الأفراد الذين ظهرت لهم أعراض أو لهم قابلية لتطوير أمراض قلب أو زيادة الضغط يميلون تِلْقَائِيًّا لتقليل استهلاكهم للقهوة أو حتى عدم احتسائها إطلاقًا. حيث إن جرعات زائدة من القهوة قد تسبب ارتفاعًا حادًا في ضغط الدم وبعض مشاكل بالقلب. [7]

أما إذا كنت من غير محبي القهوة فلا عيب في ذلك. يمكنك شرب كوب من العصير البارد على شاطئ البحر مستمعًا لأنغام فيروز.

المصادر

1. sciencedirect
2. americanscientist
3. ncbi
4. harvard
5. scientificamerican
6. ncausa
7. oxford academic

يسكن كوكب الأرض ملايين الأنواع من الكائنات الحية، ولا نعرف حتى الآن عدد هذه الأنواع بالضبط. ولكن الأكثر تقديرًا أن العدد يتراوح بين ٥ – ١٠ مليون، وتعرفنا إلى الآن فقط على ٢ مليون نوع منهم، وبالطبع ليسوا في مكان واحد بل في أماكن متفرقة من العالم.  بالإضافة إلى أن أغلب المشاريع العلمية التي تعمل على رصد الكائنات الحية من الممكن أن تتضمن في دراستها كحد أقصى ٢٠٠٠٠ نوع من حول العالم. وفي هذا المقال نتعرف على ما بعد ٥ انقراضات كبرى: هل نحن على أعتاب انقراض سادس؟

ما هي أهمية المشاريع البحثية لرصد وتصنيف الكائنات الحية؟

يعمل العلماء على العديد من المشاريع البحثية في رصد وتصنيف الكائنات الحية على كوكب الأرض لإلقاء الضوء على العناصر الأكثر تهديدًا والعناصر التي على وشك الانقراض. ويساعدنا ايضًا على التعرف على إمكانية تجنب فقدان الأنواع وإلقاء الضوء على العناصر التي تزداد ونفهم كيفية حدوث هذا. 

نظرة عامة على الإنسان وباقي الكائنات على كوكب الأرض

وإذا ألقينا نظرة عامة على الكائنات على كوكب الأرض نلاحظ أن أغلبها يزداد نصف أنواعها ويقل نصف أنواعها، على سبيل المثال تقل ٤٤٪ من الثدييات وتزداد ٤٩٪ منها بينما لا تتغير ٧٪ من هذه الأنواع. وأغلب الكائنات الأخرى تقترب من هذه النسب في الزيادة والنقصان والثبات. [1]

معظم الأنواع التي وُجدت على سطح الأرض انقرض منها ٩٩٪ تقريبًا، ولكن ليس لدينا أدلة قوية على هذه الأنواع. ومنذ عام ١٥٠٠م، انقرض حوالي ٩٠٠ نوع منهم ٨٥ نوع من  الثدييات و١٥٩ نوع من الطيور و٣٥ نوع من البرمائيات و٨٠ نوع من الأسماك. 

الانقراضات ال ٥ الكبرى

الانقراض هو جزء طبيعي من التطور، حيث نفقد ١٠٪ من الأنواع كل مليون سنة و٣٠٪ كل ١٠ مليون سنة و٦٥٪  كل ١٠٠ مليون سنة. وبانقراض أنواع، تتطور أنواع أخرى. وتعرف الانقراضات باختفاء الكائنات بمعدل أكبر من الطبيعي وقد حدثت ٥ انقراضات في تاريخ البشرية.

١. الانقراض الأوردوفيشي:

منذ ٤٣٣ مليون سنة، حيث عصر جليدي قاسي أدى إلى هبوط مستوى البحر ١٠٠ متر مما أدى إلى انقراض ٦٠ – ٧٠ ٪ من كل الأنواع ساكني المحيطات. وبعدها بوقت قريب تسبب تبخر الجليد في نقص الأكسجين وانقراض أنواع أخرى. 

٢. الانقراض الديفوني المتأخر:

منذ ٣٦٠ مليون سنة قبل الميلاد، تغير مناخي قوي ومستمر أضر بالحياة في قاع البحار مما أدى إلى قتل ٧٠٪ من الأنواع وتضمن تقريبًا كل أنواع المرجان. 

٣. انقراض العصر البرمي:

منذ ٢٥٠ مليون سنة قبل الميلاد حيث يعرف بالانقراض الأكبر، هلك ٩٥٪ من الكائنات وارتبط بقوة بالبراكين الضخمة في سيبيريا والانغماس في فترة قاسية من الاحتباس الحراري. 

٤. انقراض العصر الجوراسي:

منذ ٢٠٠ مليون سنة قبل الميلاد، فقدت الحياة ٧٥٪ من الأنواع الغريبة بسبب انفجار بركان آخر قوي، والذي بدوره ترك الأرض خالية للديناصورات لتمتد ومن هنا بدأ عصر الديناصورات. 

٥.انقراض العصر الطباشيري الثلاثي:

منذ ٦٥ مليون سنة قبل الميلاد، اصطدم كويكب عملاق بالمكسيك بعد انفجار بركاني قوي في المكان الذي يعرف الآن بالهند. شهد هذا نهاية عصر الديناصورات وفتح الطريق أمام الثدييات في الظهور وفي النهاية البشر. [3]

تأثير الإنسان على الانقراض

يُمثل الإنسان ١.,٪ من الحياة على كوكب الأرض و ٢,٥٪  من مملكة الحيوان. في حين تمثل النباتات وخصوصًا الأشجار ٨٢٪  من الكائنات. ونحن نحتاج إلى ٧٠ تريليون مننا لكي نماثل باقي الكائنات الحية. وتعيش ٨٦٪ من الكائنات على سطح الأرض و ١٣٪ من هذه الكائنات في باطن الأرض و١٪ فقط  في المحيطات. [2]

قلت الثدييات بنسبة ٨٥٪ منذ انطلاق حياة الإنسان على الكوكب. وأكثر من ١٧٨ نوع من الأنواع المشهورة انقرضت بسبب الصيد الجائر وسلوكيات الإنسان. 

بالعودة ١٠٠٠٠٠ سنة إلى الوراء، كانت الحياة زاخرة بالحيوانات البرية؛ كان الماموث يدور في أمريكا الشمالية والأسود في أوروبا وغيرها من الكائنات. 

وبظهور طريقة أخرى يحصل بها الإنسان على الطعام وهي الزراعة  بدأ باستصلاح أراضي كبيرة ونزع العشب منها. حيث من ١٠٠٠٠٠ سنة كان كل شخص يقطع ٠,١ هكتار،  وسنة ١٩٠٠م كان كل شخص يقطع ١,٥ هكتار. 

لم يعد التأثير على الحياة البرية الصيد فقط ولكن أيضًا استخدام الإنسان للموارد التي كانت تعتمد عليها الحيوانات. فيمكن تقسيم الحياة إلى مرحلتين: مرحلة ما قبل الزراعة (الصيد) ومرحلة الزراعة.

منذ عام ١٩٧٠م، قتل الإنسان ٦٠٪ من الحيوانات وهذا يشبه تقريبًا تفريغ أمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية وأفريقيا  وأوروبا والصين.

في عام ٢٠١٥، أصبح الإنسان يمثل ٣٥٪ من الثدييات بعدد ٧,٤ مليار. والحيوانات التي يستخدمها الإنسان في الطعام مثل البقر والخروف أصبحت تمثل ٦٣٪ من الثدييات وباقي الثدييات تمثل ٢٪. 

في عام ٢٠١٨م استهلك العالم ٢١٠ مليون طن من اللحوم من الثدييات باستثناء الفراخ والتركي والبط وهذا يساوي ٣١ مليون طن كربون، ولو استمرت البشرية على نفس النمط بصيد الحيوانات من الممكن أن تفنى الحياة البرية في شهر واحد فقط. 

هل نحن على أعتاب انقراض سادس كبير؟

أولًا نحن في حاجة لمعرفة معنى انقراض كبير وهو عدد الأنواع التي تنقرض والوقت اللازم لذلك الانقراض. بمعنى أننا عندما نفقد أكثر من ٧٥٪ من الأنواع في وقت تقريبًا ٢ مليون سنة  يعتبر ذلك انقراضًا كبيرًا. 

منذ عام ١٥٠٠م، فقدنا ١٪ من الكائنات وهذا الرقم صغير وإن كنا فقدنا ٢٥٪ فقط فهو صغير أيضًا. 

ولكن فقد ١٪  خلال ٥٠٠ سنة فقط يعني أننا أمامنا  ٣٧٥٠٠ سنة لنصل إلى فقد ٧٥٪، وهذا أسرع بكثير من الانقراضات السابقة. 

الانقراض بهذا الشكل يكون من ١٠٠ – ١٠٠٠ مرة أسرع من السابق.

كم من الوقت اللازم لحدوث الانقراض السادس الكبير؟

في خلال ال ٥٠٠ سنة السابقة  فقدنا ١٪ من الأنواع وسنأخذ من الوقت ٣٧٥٠٠ سنة حتى نفقد ٧٥٪ من الأنواع. وأصبح الانقراض الآن أسرع بكثير في خلال ال ٥٠ سنة الماضية، وإذا أخذنا في الاعتبار معدل الانقراض منذ سنة ١٩٨٠م سندخل الانقراض السادس  في خلال ١٨٠٠٠ سنة فقط.

لا يعتبر هذا كلام نهائي، ولكنها توقعات تقترب من الصحة، وفي أسوأ الأحوال في حالة فقدنا كل الأنواع المهددة بالانقراض في ال ١٠٠ سنة القادمة سيكون الانقراض السادس في خلال ٢٥٠ – ٥٠٠ سنة. [4]

كيف نمنع الانقراض السادس الكبير؟

نحن الآن السبب الرئيسي لهذا الانقراض حيث نقوم بإزالة الغابات وتغير المناخ وإفساد المحيطات والصيد والتلوث البيئي. لكن سابقًا كانت البراكين والزلازل والتغيرات المناخية فقط، فمن الممكن أن نمنع إزالة الغابات مما يساعد على اعتدال المناخ والسماح للنظام البيئي بالالتئام. بالإضافة إلى منع وتحريم الصيد الجائر وإيقاف تلوث المياه. 

ما نعرفه الآن أننا على أعتاب الانقراض السادس ومن الواضح أن معدل الانقراض يزداد وقد يقل ولكن الهدف الرئيسي هو معرفة لماذا انقرض كل كائن حي ونحاول حل هذه المشكلة. 

مصادر:

[1] our world in data

[2] our world in data

[3] The guardin

[4] our world in data

خلال فترة عيد الميلاد من عام 2019 انتشر مقطع فيديو مدته 56 ثانية، يظهر فيه عناصر من تنظيم داعش وهم يقتلون شخصًا رميًا بالرصاص، ثم دفعوا عشرة أشخاص آخرين أرضًا و أطاحوا برؤوسهم.

الغرض من هذا المقطع المصوّر في نيجيريا هو تسليط الضوء على التكتيكات الوحشية، والحصول على أكبر قدر ممكن من الاهتمام.[1]

الجماعات الإرهابية ووسائل التواصل الاجتماعي

تستخدم الجماعات الإرهابية وسائل التواصل الاجتماعي وغيرها من المنصات للعديد من الأغراض؛ كجمع وتبادل المعلومات والتجنيد والتدريب. حيث أكّد التقرير الصادر عن مركز Simon Wiesenthal في عام 2014م، على وجود أكثر من 30000 ألف منتدى وموقع وحساب على وسائل التواصل الاجتماعي يتم الترويج لها .[2]

تفوق “تويتر” في عام 2013_ 2014م على شبكات التواصل الاجتماعي الأخرى. حيث استخدمته الجماعات الإرهابية لنشر محتواها، كمقاطع الفيديو وإصدار بيانات إخبارية.

كما أتاحت وسائل التواصل الاجتماعي للإرهابيين فرصة الاتصال المباشر بجمهورهم المستهدف لنشر الرعب وتجنيد المتابعين أو إقناعهم. ووصِف تنظيم داعش بأنه أكثر الجماعات الإرهابية مهارة في استخدام وسائل التواصل الاجتماعي لتجنيد أعضاء جدد.[3]

تصنيف العلاقة بين الجماعات الإرهابية ووسائل الإعلام:

قسّم عالم الاجتماع الفرنسي «مايكل ويفيوركا» العلاقة بين الجماعات الإرهابية ووسائل الإعلام إلى أربعة مستويات مختلفة وهي:

1. اللامبالاة الكاملة: حيث ترتكب الجماعات الإرهابية أفعالها دون أي اعتبار للتغطية الإعلامية.
2. اللامبالاة النسبية: تدرك الجماعات الإرهابية في هذه الحالة أن وسائل الإعلام يمكن أن تساعد قضيتهم، لكنها لا تزال غير مهتمة بالتغطية الإعلامية.
3. استراتيجية ذات توجه إعلامي: تستخدم الجماعات الإرهابية الإعلام لنشر رسالتها.
4. الانفصال الكامل: يُنظر إلى الإعلام على أنه العدو، تُعامل وسائل الإعلام بنفس الطريقة التي يُعامل بها على أي عدو.[4]

أهداف الجماعات الإرهابية من التغطية الإعلامية:

الحقيقة أن أهداف الجماعات الإرهابية لا تقتصر فقط على جذب انتباه الجماهير، بل تهدف من خلال الوصول إلى وسائل الإعلام للتعريف بقضاياهم ودوافعهم الإرهابية. أي بالنسبة للجماعات الإرهابية، تعمل وسائل الإعلام كأداة لخلق جو من الخوف والريبة، والوصول إلى جمهور أكبر، وبالنظر إلى هذه الدوافع يمكننا القول أن الإرهابيين ينفذون هجماتهم بعقلانية وإستراتيجية مع إدراك كامل لتأثير التغطية الإعلامية على كل شريحة من المجتمع.

وكما يجادل ستول في دراسته المنشورة سنة2002م، فإن الإرهابيين يهتمون في المقام الأول بالجمهور وليس الضحايا، ويؤكد أن تفاعل الجمهور لا يقل أهمية عن الفعل نفسه.[5]

لماذا تغطي وسائل الإعلام القصص المتعلقة بالإرهاب؟

 تعتبر وسائل الإعلام الموضوعات المتعلقة بالإرهاب موضوعات جذابة بالنسبة لها  حيث تحتوي على عناصر الدراما والخطر والمأساة الإنسانية واللقطات الصادمة، مما يجعل العديد من وسائل الإعلام مهتمة دائمًا بنقل أخباره.[5]

آثار العنف الإعلامي:

في ستينيات القرن الماضي تم التحقيق في الدراسات الارتباطية؛ التي تشير لوجود صلة بين مشاهدة العنف والسلوك العدواني. وذلك من خلال التجارب التي أشارت إلى أن مشاهدة العنف يمكن أن تسبب بالفعل سلوكًا عدوانيًا لدى الأشخاص.[6]

 وفي جامعة فرجينيا عرض قسم أبحاث التكنولوجيا على الطلاب عدة أفلام غير عنيفة، تلتها أفلام عنيفة. وقد أشارت النتائج إلى أن الأفلام العنيفة يمكن أن تزيد من السلوك العدائي.[7]

كيف يمكن مواجهة آثار الإرهاب المتعلقة بوسائل الإعلام:

1. يجب على وسائل الإعلام تقديم أوضح المعلومات وأكثرها واقعية وتوازنًا إلى الحد الذي يمكن فيه منع سوء تفسير الحوادث المتعلقة بالإرهاب من قبل الجمهور.
2. أن تقوم وسائل الإعلام بإعادة تقييم وتغيير خطابها عند تغطية الأخبار والقصص المتعلقة بالإرهاب.
3. يمكن للحكومات أن تقدم المساعدة لأجهزة الإعلام من خلال إعطاء الخلفية التاريخية والسياسية لأي عمل أو قصة مرتبطة بالإرهاب، حيث أن الهدف النهائي لوسائل الإعلام هو تقديم المعلومات بشكل صحيح.[5]

اقرأ أيضاً: الإعلام المرئي والعنف عند الأطفال

 المراجع:

[1]bbc

[2]journals.sagepub

[3]eeradicalization

[4]review.upeace.org

[5]e-ir.info

[6]psychologytoday

[7]psychologytoday

أحيانًا ما لا نعرفه أهم بكثير مما نعرفه. يتعلم البشر بطبيعتهم من التجارب السابقة ويبنون سلوكهم على أساسها، ويتصرفون وفقًا لخبرتهم. ومع تطور العلم، تطورت قدرات البشر على توقع الأحداث وفقًا للمعطيات. ولكن بالرغم من ذلك، يأتي حدث غير متوقع ذو تأثير مدوي لينسف كل خبراتنا القديمة وتوقعاتنا، وهذا ما وصفه نسيم طالب في نظرية البجعة السوداء.

ما هي نظرية البجعة السوداء؟

المفهوم تاريخيًا

يرجع أصول مصطلح البجعة السوداء لوصف شيء مستحيل الحدوث إلى القرن الثاني، وذلك عندما وصف الشاعر الروماني جوفينال شيء بأنه “طير غريب في الأراضي، كأنه بجعة سوداء”، ولم يكن هناك أي مشاهدة لها حين صياغة هذا المفهوم. وبقي هذا المفهوم مثلًا شائعًا في لندن للتعبير عن استحالة وجود الشيء حتى مشاهدة البجع الأسود عام 1697 في قارة استراليا. وعندها تحول هذا المفهوم من الاستحالة إلى إمكانية دحض فكرة استحالة أي شيء لاحقًا.

نظرية البجعة السوداء

وهو مفهوم طرحه البروفسور والباحث الاقتصادي نسيم نيكولاس طالب لوصف حدث شبه مستحيل الحدوث، وله تأثير قوي جدًا. في البداية صيغ المفهوم لشرح الأحداث نادرة الحدوث في مجال الاقتصاد ولكنه وسع المفهوم عام 2007 ليشمل أحداث أخرى مثل الحروب والمجاعات والكوارث الطبيعية.

صفات الحدث

وصف نسيم طالب هذا الحدث بأنه:
1- الحدث مفاجئ جدًا بالنسبة للمراقب.
2- الحدث له تأثير هائل.
3- بعد تسجيل الحدث المفاجئ، يتم تبرير عدم التنبؤ به وبعواقبه بأنه “إدراك متأخر”، وأنه كان من الممكن توقعه.

أمثلة عن أحداث البجعة السوداء

هناك أمثلة عديدة عن أحداث البجعة السوداء المشهور عالميًا على مر التاريخ، أبرزها الحرب العالمية الأولى، وتفكك الاتحاد السوفييتي، هجوم 11 أيلول في أميركا، الأزمة الاقتصادية العالمية عام 2008.

الانهيار الاقتصادي عام 2008

استخدم طالب الأزمة الاقتصادية العالمية التي حدثت بعد إصداره لكتابه عام 2007 كمثال واضح على نظرية البجعة السوداء، وجادل بأنه إذا سُمح لنظام معطل بالفشل، فإن هذا الفشل سيقويه حكمًا في مواجهة هذه الكوارث لاحقًا، وسيمنحه مناعة في مواجهة حوادث مشابهة.

أما النظام المدعوم والمعزول عن الكوارث بشكل تام فهو معرض أكثر للخسائر ضمن كوارث البجعة السوداء، وكان الانهيار الاقتصادي العالمي وصف مثالي عن النظرية، فكان شبه مستحيل الحدوث، وذو تأثير كارثي عالمي، وتم تبرير عدم ملاحظته مسبقًا بالإدراك المتأخر.

هل يعتبر الوباء العالمي مثالًا عن أحداث البجعة السوداء؟

هناك جدل واسع حول كون الوباء الحالي حدث “بجعة سوداء” فهو كان نادر الحدوث، وذو أثر مدوي على جميع الأصعدة. وهو يفي بالمعايير، لكنه سابق الحدوث فهناك انتشارات للأوبئة عديدة على مر التاريخ، ما قد يجعله بجعة بيضاء، أي حدث طبيعي. ولكن استعداد الحكومات لمواجهة الوباء هو ما جعل هذا الحدث غريبًا، وذو تأثير كارثي.

التكيف مع حدث البجعة السوداء

يؤكد طالب أن حدث البجعة السوداء سيبقى شبه مستحيل التنبؤ، ولم يكن هدفه بناء قدرة على توقع الحدث الغير متوقع. وإنما الهدف هو بناء مناعة ضد الأحداث السلبية مع استمرار استغلال الأحداث الإيجابية.

وضح أن البنوك والشركات التجارية معرضة بشدة لأحداث مشابهة وقد تتعرض لخسائر لا يمكن التنبؤ بها. وفي الطبعة الثانية من كتابه قدم عشرة مبادئ لمجتمع مقاوم للبجعة السوداء.

بالنسبة للتنبؤ بالأحداث نادرة الحدوث يجادل طالب أن الأدوات القياسية للإحصاء والتنبؤ مثل التوزيع الطبيعي، لا تنطبق لأنها تعتمد على عينات كبيرة من السكان وأحجام للعينات قد لا تتوافر لتوقع حدث نادر الحدوث. أي أن الاستقراء عن طريق الإحصائيات السابقة لتجنب الكارثة قد يجعلنا أكثر عرضة لها.

nytimes
ig.com
investopedia
wikipedia

أثارت هذه الطاقة عبر تاريخها المخاوف والشكوك، وكثرت عنها الإشاعات. يعود اكتشاف الطاقة الإشعاعية إلى وليام رونتجن عام 1895م، وقصة اكتشاف «الأشعة السينية-X rays» المشهورة، ولكن ما أثار المخاوف وزاد من الشكوك هو قصف ناغازاكي وهيروشيما بقنبلتين ذريتين كان أينشتاين ومعادلته الشهيرة “E=mc²” سببًا في تصنيعهما.

ما هي الطاقة النووية؟

الطاقة النووية هي الطاقة المنبعثة نتيجة انشطار نووي، أو اندماج نووي، ففي التفاعل النووي تنقسم نواة الذرة إلى عدة أجزاء، وتطلق كمية هائلة من الطاقة، وفي معظم المفاعلات النووية النواة المشطورة هي نواة ذرة اليورانيوم 235 (يرمز الرقم إلى مجموع البروتونات والنيوترونات) لأن ذرة اليورانيوم 235 عند انشطارها تعطي نيوترونين قادرين على شطر ذرتي يورانيوم أخريتين، فيصبح هذا التفاعل تفاعلًا متسلسلًا لا نهائيًا. [3] [5]

سلبيات الطاقة النووية

تعد الطاقة النووية سهلة فيزيائيًا، فمعادلاتها وإن طالت تكون أسهل وأبسط في التطبيق العملي، ولكن أي خطأ قد يكلفنا حياتنا.

من المعروف أن اليورانيوم هو ونظائره الوقود الأساسي والأكثر استعمالًا وشيوعًا، فهو موجود في بعض الصخور في مختلف أنحاء العالم، ولكن نقل هذه المادة يمثل خطرًا كبيرًا على الإنسان لأنها تعد مصدرًا للتلوث، وقد تصيب الإنسان والحيوان والنباتات والماء بالإشعاع.

يمتص الإنسان هذه الإشعاعات فتصيبه بمختلف أنواع السرطان، كما يمتصها الحيوان والنبات والماء، وتصل إلى الإنسان عبرهم لأنهم يشكلون مصدر غذائه. [5]

مميزات الطاقة النووية

مع مرور الزمن وتوالي السنين بدأ النفط بالانتهاء. يعتبر النفط عنصرًا أساسيًا لإنتاج الطاقة، فبدأ العالم بالتفكير بمورد جديد للطاقة مثل طاقة الرياح، والطاقة الشمسية، لكنهما محدودتان، فبعض الدول لا تزورها رياح قوية طوال العام، ولا كل أيامها مشمسة وصافية.

لذلك كانت الطاقة النووية خيارًا جيدًا ورخيصًا ولا نهائيًا، فهي تمثل 16% من الكهرباء حول العالم عوضًا عن أنها أكثر أمانًا على ظاهرة الاحتباس الحراري، فالطاقة النووية لا تنتج انبعاثات للكربون أو أي ملوثات غازية كالوقود الأحفوري، ويمكن توليد كمية هائلة منها بأقل التكاليف، كما يمكن استخدامها في تحلية ماء البحر واستكشاف الفضاء، نظرًا لاستخدامها كوقود.

فقد استخدمت تقنية الطاقة النووية لاستكشاف النظام الشمسي من قبل 27 بعثة، وتوفر هذه التقنية فرص عملٍ وتُزيد من النمو الاقتصادي. [4] [5]

الطب النووي

يستخدم الطب النووي المواد المشعة من خلال الحقن أو الاستنشاق، ثم يستخدم أدوات التتبع المشعّة لتقييم وظائف الجسم وتشخيص الأمراض وعلاجها.

ويلعب الطب النووي في الوقت الحالي دورًا محددًا في الممارسات السريرية، نظرًا لفائدته في التخصصات الطبية، فهو يوفر خياراتٍ تشخيصية وعلاجية ذات صلة، تؤدي إلى تقديم رعاية أفضل للمرضى وتحسين جودة حياتهم.

يُستخدم الطب النووي في فحص العظام، خاصًة في حالات الكسور والأورام، ومسح نضح عضلة القلب للتفريق بين الاحتشاء أو نقص التروية، ومسح الغدة الدرقية لتقييم المظهر ووظيفة الغدة، كما يُستخدم التصوير المقطعي البوزيتروني PET لاكتشاف السرطان ومراقبة تقدمه ومدى الاستجابة للعلاج، فأداة التصوير هذه تعتمد على الخصائص الفيزيائية للنظائر، والأشكال المشعة للذرات البسيطة كالهيدروجين، والأكسجين، والفلور.[2] [1]

توالت السنوات، وقصفت نجازاكي وهيروشيما عام 1945، ومات الكثير من الناس، فخاف الرأي العام من هذه الطاقة.

وقد كانوا على حق، لما لهذه الطاقة من أثرٍ قاتلٍ على الإنسان إذا تسربت وامتصها جسمه.

ولكن لا يمكننا نكران أن جزءًا من كهربائنا الحالية يعود الفضل فيه إلى الطاقة النووية، كما ساهمت في شفاء مرضانا. فكل شيٍء ضار إذا أسأنا استخدامه، وكل شيٍء مفيد إذا أخذنا كل الحيطة والحذر منه.

المصادر

who[1]
[2] NIH
[3] harvard
[4] scientificsaudi
[5] edx

ما هي البيولوجيا الكمية “علم الأحياء الكمي”؟

الأنظمة البيولوجية ديناميكية، وتتبادل باستمرار الطاقة والمادة مع البيئة من أجل الحفاظ على حالة من عدم التوازن وهي الحالة المرادفة للحياة.

سمحت لنا التطورات في تقنيات الملاحظة العلمية وأدوات الفحص بدراسة الديناميكيات البيولوجية على نطاقات صغيرة بشكل متزايد. كشفت مثل هذه الدراسات عن أدلة على تأثيرات ميكانيكا الكم -والتي لا يمكن تفسيرها بالفيزياء الكلاسيكية- في مجموعة من العمليات البيولوجية.

علم الأحياء الكمي هو دراسة مثل هذه العمليات، وهنا سنقدم تعريفًا للحالة الحالية للمجال، بالإضافة إلى رؤى حول الاتجاهات المستقبلية.

ما هي ميكانيكا الكم؟

ميكانيكا الكم هي النظرية الأساسية التي تصف خصائص الجسيمات دون الذرية والذرات والجزيئات والتجمعات الجزيئية وربما أصغر من ذلك. تعمل ميكانيكا الكم على مقاييس نانومترية وشبه نانومترية وهي أساس عمليات الحياة الأساسية مثل البناء الضوئي والتنفس والرؤية.

في ميكانيكا الكم، كل الكائنات لها خصائص تشبه الموجة، وعندما تتفاعل، يصف التماسك الكمي الارتباطات بين الكميات الفيزيائية التي تصف مثل هذه الأشياء بسبب هذه الطبيعة الشبيهة بالموجة.

تظهر ميكانيكا الكم في ظواهر بيولوجية عديدة مثل البناء الضوئي والتنفس والرؤية. كلها أحداث يحدث فيها نقل طاقة ونقل إلكترون في إطار يعتمد على القفز على السطح.

في مراكز التفاعل الضوئي ومجمعات حصاد الضوء في النباتات، لوحظت الظواهر المتذبذبة في العديد من الدراسات التي أجريت في التسعينيات وكانت تُنسب عادةً إلى تكوين حزم موجية اهتزازية أو إلكترونية مختلطة.

أدى الكشف عن التماسك الكمي الإلكتروني طويل العمر (660 قدمًا وأطول) أثناء نقل طاقة الإثارة في نظام التمثيل الضوئي إلى إحياء الاهتمام بدور ميكانيكا الكم لشرح عمليات الحياة الأساسية للكائنات الحية [3].

ومع ذلك، فإن فكرة لعب الظواهر الكمومية – مثل التماسك – دورًا وظيفيًا في الأنظمة الحية العيانية ليست مستحدثة في التسعينات، ولكن للأمر تاريخ يعود لمؤسسي ميكانيكا الكم.

تاريخ البيولوجيا الكمية

في عام 1932، أي بعد 10 سنوات من حصول عالم الفيزياء الكمومية نيلز بور على جائزة نوبل عن عمله في التركيب الذري، ألقى محاضرة بعنوان “الضوء والحياة” في المؤتمر الدولي للعلاج بالضوء في كوبنهاغن [4].

أثار هذا السؤال حول ما إذا كانت نظرية الكم يمكن أن تسهم في الفهم العلمي للأنظمة الحية أم لا. كان من بين الحضور ماكس ديلبروك، وهو فيزيائي شاب ساعد لاحقًا في تأسيس مجال البيولوجيا الجزيئية وفاز بجائزة نوبل عام 1969 لاكتشافاته في علم الوراثة [5].

تتكون جميع الأنظمة الحية من جزيئات، وتوصف جميع الجزيئات بشكل أساسي بواسطة ميكانيكا الكم. ومع ذلك، فإن الفصل الواسع للمقاييس بين الأنظمة الموصوفة بواسطة ميكانيكا الكم وتلك التي تدرس في علم الأحياء، وكذلك الخصائص التي تبدو مختلفة للمادة غير الحية والحية، قد حافظت على بعض الفصل بين مجموعتي المعرفة (الفيزياء والأحياء).

في الآونة الأخيرة، مكنتنا التطورات التقنية مثل التحليل الطيفي فائق السرعة [6]، والتحليل الطيفي للجزيء الفردي [7-11]، والفحص المجهري [12-14] والتصوير الجسيمي الفردي [15-18] ، من دراسة الديناميكيات البيولوجية على نحو متزايد. إذ تكشف مقاييس الطول والوقت متناهية الصغر تلك عن مجموعة متنوعة من العمليات الضرورية لوظيفة النظام الحي التي تعتمد على تفاعل دقيق بين التأثيرات الفيزيائية الكمومية والكلاسيكية.

تعريف البيولوجيا الكمية “علم الأحياء الكمي”

يمكننا تعريف علم الأحياء الكمي أو البيولوجيا الكمية بأنها تطبيق نظرية الكم على جوانب من علم الأحياء حيث فشلت الفيزياء الكلاسيكية في إعطاء وصف دقيق لها.

على الرغم من هذا التعريف البسيط، لا يزال الجدل حول أهداف ودور المجال في المجتمع العلمي قائمًا.

سنستعرض معًا وجهة النظر لمكانة بيولوجيا الكم اليوم، ونقرأ سويًا بعض السبل المحتملة لمزيد من التقدم في هذا المجال.

ما هي البيولوجيا الكمية “علم الأحياء الكمي”؟

حقق علم الأحياء -في نموذجه الحالي- نجاحًا كبيرًا في تطبيق النماذج الكلاسيكية على الأنظمة الحية. في معظم الحالات، لا تلعب التأثيرات الكمومية الدقيقة على المقاييس الجزيئية (البينية) دورًا محددًا في الوظيفة البيولوجية الكلية، لكن لكلمة “الوظيفة” مفهوم واسع!

على سبيل المثال: كيف تعمل الرؤية والتمثيل الضوئي على المستوى الجزيئي وعلى نطاق زمني فائق السرعة؟ كيف يتعامل الحمض النووي مع النيوكليوتيدات المكدسة المفصولة بنحو 0.3 نانومتر، مع فوتونات الأشعة فوق البنفسجية؟ كيف يحفّز الإنزيم تفاعل كيميائي حيوي أساسي؟ كيف يتعامل دماغنا مع الخلايا العصبية المنظمة على مقياس تحت نانومتري مع مثل هذا الكم الهائل من المعلومات؟ كيف يعمل استنساخ الحمض النووي والتعبير الجيني؟

يُعتقد عمومًا أن الاختلافات بين التقريب الكلاسيكي ونموذج ميكانيكا الكم لا تكاد تُذكر في هذه الحالات، على الرغم من أن كل عملية تحكمها قوانين ميكانيكا الكم بالكامل.

ولكن دعونا نطرح سؤالنا الأساسي هنا، ماذا يحدث عندما تتلاشى الحدود بين الأنظمة الكمومية والأنظمة الكلاسيكية؟ أو في صياغة أخرى، هل هناك وظائف بيولوجية أساسية تبدو وكأنها كلاسيكية ولكنها ليست كذلك في الواقع؟

إن دور علم الأحياء الكمومي هو تحديدًا إيجاد هذا الارتباط وكشفه. في الأساس، كل المادة – الحية أو غير الحية – خاضعة لميكانيكا الكم، وتتكون من أيونات أو ذرات أو جزيئات، وتُحدد نظرية الكم خصائص توازن تلك الذرات أو الجزيئات بدقة.

نتيجة لذلك، يمكن الادعاء بأن البيولوجيا كلها ميكانيكية كمومية. ومع ذلك، فإن هذا التعريف لا يعالج الطبيعة الديناميكية للعمليات البيولوجية، أو حقيقة أن الوصف الكلاسيكي للديناميكيات بين الجزيئات يبدو غالبًا كافيًا.

لذلك، يجب تعريف علم الأحياء الكمومي من حيث الاتساق في القدرات التفسيرية للنماذج الميكانيكية الكلاسيكية مقابل النماذج الميكانيكية الكمومية لعملية بيولوجية معينة.

البيولوجيا الكمية، ضرورة أم رفاهية!

أثناء دراستنا للأنظمة البيولوجية على المقاييس النانوية، نجد أن هناك عمليات موجودة في الكائنات الحية، سنستعرضها تفصيليًا، يُعتقد حاليًا أن الصيغة الكمومية ضرورية لتوصيفها.

بينما نواجه صعوبة حقيقية في ملاحظة التأثيرات الكمومية على مقاييس الوقت والطول التي نختبرها في حياتنا اليومية والأحداث التي نعايشها ونراها بالعين المجردة، يظهر لنا اعتماد العمليات الضرورية للوظائف وبقاء الكائن الحي على التأثيرات الميكانيكية الكمومية الديناميكية على نطاق الجزيئات.

إن التفاعل بين هذه المقاييس الزمنية والمكانية بالتحديد هو ما تبحثه البيولوجيا الكمومية بهدف بناء صورة فيزيائية متسقة.

قد تتضمن الآمال الكبيرة لبيولوجيا الكم مساهمة في تعريف وفهم الحياة، أو في فهم الدماغ والوعي. ومع ذلك، فإن هذه المشاكل قديمة قدم العلم نفسه، ومن الأفضل أن نسأل عما إذا كان علم الأحياء الكمومي يمكن أن يساهم في إطار قادر من خلاله على طرح هذه الأسئلة بطريقة تقبل الوصول إلى إجابات جديدة.

تعمل دراسة العمليات البيولوجية بكفاءة على الحدود بين عوالم الفيزياء الكمومية والفيزياء الكلاسيكية. ويعد علم الأحياء الكمومي باستحداث مبادئ تصميم لتقنيات النانو الكمومية مستوحاة بيولوجيًا، مع القدرة على الأداء بكفاءة على مستوى أساسي في البيئات الصاخبة في درجة حرارة الغرفة وحتى الاستفادة من هذه “البيئات الصاخبة” للحفاظ على أو حتى تعزيز الخصائص الكمومية [19 ، 20].

من خلال هندسة مثل هذه الأنظمة، قد نتمكن من اختبار وتحديد المدى الذي يمكن أن تؤدي إليه التأثيرات الكمية في تعزيز العمليات والوظائف الموجودة في علم الأحياء، والإجابة في النهاية عما إذا كانت هذه التأثيرات الكمية قد تطورت لتحقيق أهدافها في تصميم الأنظمة.

الأهم من ذلك هو أن التقنيات المستوحاة من الأحياء الكمومية يمكن أن تكون مفيدة جوهريًا بشكل مستقل عن الكائنات الحية التي ألهمتها، وقد تلهمنا وتفتح الباب أمام مستقبل بيولوجي مختلف تمامًا عما نعرفه اليوم.

اقرأ أيضًا: 10 معلومات يجب أن تعرفها عن ميكانيكا الكم

مصادر
1. F’orster T. 1946Energiewanderung und Fluoreszenz. Naturwissenschaften,6, 166-175. (doi:10.1007/BF00585226) Crossref, ISI, Google Scholar

2. Marcus RA. 1956On the theory of oxidation-reduction reactions involving electron transfer. I. J. Chem. Phys.24, 966-978. (doi:10.1063/1.1742723) Crossref, ISI, Google Scholar

3.Engel GS, Calhoun TR, Read EL, Ahn T-K, Mančal T, Cheng Y-C, Blankenship RE, Fleming GR. 2007Evidence for wavelike energy transfer through quantum coherence in photosynthetic systems. Nature446, 782-786. (doi:10.1038/nature05678) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

4. Bohr N. 1933Light and life. Nature131, 421-423. (doi:10.1038/131421a0) Crossref, Google Scholar

5. McKaughan DJ. 2005The influence of Niels Bohr on Max Delbrück. Isis96, 507-529. (doi:10.1086/498591) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

6. Jonas DM. 2003Two-dimensional femtosecond spectroscopy. Ann. Rev. Phys. Chem.54, 425-463. (doi:10.1146/annurev.physchem.54.011002.103907) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

7. Moerner WE, Shechtman Y, Wang Q. 2015Single-molecule spectroscopy and imaging over the decades. Faraday Discuss.184, 9-36. (doi:10.1039/C5FD00149H) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

8. Gruber JM, Malý P, Krüger TPJ, van Grondelle R. 2017From isolated light-harvesting complexes to the thylakoid membrane: a single-molecule perspective. Nanophotonics7, 81-92. (doi:10.1515/nanoph-2017-0014) Crossref, ISI, Google Scholar

9. Kondo T, Chen WJ, Schlau-Cohen GS. 2017Single-molecule fluorescence spectroscopy of photosynthetic systems. Chem. Rev.117, 860-898. (doi:10.1021/acs.chemrev.6b00195) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

10. Liebel M, Toninelli C, van Hulst NF. 2018Room-temperature ultrafast nonlinear spectroscopy of a single molecule. Nat. Photonics12, 45-49. (doi:10.1038/s41566-017-0056-5) Crossref, ISI, Google Scholar

11. Malý P, Gruber JM, Cogdel RJ, Mančal T, van Grondelle R. 2016Ultrafast energy relaxation in single light-harvesting complexes. Proc. Natl Acad. Sci. USA113, 2934-2939. (doi:10.1073/pnas.1522265113) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

12. Šrajer V, Schmidt M. 2017Watching proteins function with time-resolved x-ray crystallography. J. Phys. D: Appl. Phys.50, 373001. (doi:10.1088/1361-6463/aa7d32) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

13. Young Let al.2018Roadmap of ultrafast x-ray atomic and molecular physics. J. Phys. B: At. Mole. Opt. Phys.5, 032003. (doi:10.1088/1361-6455/aa9735) Crossref, ISI, Google Scholar

14. Borst JW, Visser AJWG. 2010Fluorescence lifetime imaging microscopy in life sciences. Meas. Sci. Technol.21, 102002. (doi:10.1088/0957-0233/21/10/102002) Crossref, ISI, Google Scholar

15. Tsuji Y, Yamamoto K, Yamauchi K, Sakai K. 2018Single-particle reconstruction of biological molecules—story in a sample (Nobel Lecture). Angew. Chem. Int. Ed.57, 2-18. (doi:10.1002/anie.201712504) Crossref, ISI, Google Scholar

16. K’uhlbrandt W, Wang DN, Fujiyoshi Y. 1994Atomic model of plant light-harvesting complex by electron crystallography. Nature367, 614-621. (doi:10.1038/367614a0) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

17. Hell SWet al.2015The 2015 super-resolution microscopy roadmap. J. Phys. D: Appl. Phys.48, 443001. (doi:10.1088/0022-3727/48/44/443001) Crossref, ISI, Google Scholar

18. Shashkova S, Leake MC. 2017Single-molecule fluorescence microscopy review: shedding new light on old problems. Biosci. Rep.37, BSR20170031. (doi:10.1042/BSR20170031) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

19. Mohseni M, Rebentrost P, Lloyd S, Aspuru-Guzik A. 2008Environment-assisted quantum walks in photosynthetic energy transfer. J. Chem. Phys.129, 174106. (doi:10.1063/1.3002335) Crossref, PubMed, ISI, Google Scholar

20. Plenio M, Huelga S. 2008Dephasing-assisted transport: quantum networks and biomolecules. New J. Phys.10, 113019. (doi:10.1088/1367-2630/10/11/113019) Crossref, ISI, Google Scholar