جائزة نوبل في الاقتصاد 2021

قد أظهر الفائزون بجائزة نوبل في الاقتصاد 2021 – ديفيد كارد وجوشوا أنغريست وغيداو إمبينز – أنه يمكن استخدام التجارب الطبيعية للإجابة على الأسئلة المركزية للمجتمع، مثل كيفية تأثير الحد الأدنى للأجور والهجرة على سوق العمل. كما أنها قد أوضحت بالضبط الاستنتاجات حول السبب والنتيجة التي يمكن استخلاصها باستخدام هذا النهج البحثي. معا، أحدثوا ثورة في البحوث التجريبية في العلوم الاقتصادية.

وإذا أردنا أن نتخذ قرارات جيدة، يجب أن نفهم عواقب خياراتنا. وينطبق هذا على الأفراد وصانعي السياسات العامة: فالشباب الذين يتخذون خيارات تعليمية يريدون أن يعرفوا كيف يمكن لهؤلاء الصغار أن يعرفوا دخلهم في المستقبل؛ فالسياسيين الذين يفكرون في مجموعة من الإصلاحات يريدون أن يعرفوا تأثيرها على العمالة وتوزيع الدخل . ومع ذلك ، فإن الإجابة على أسئلة واسعة حول السبب و التأثير ليست سهلة. لأننا لن نعرف أبدا ما كان سيحدث لو اتخذنا خيارات مختلفة.

إحدى طرق إثبات السببية هي استخدام التجارب العشوائية ، حيث يخصص الباحثون الأفراد لمجموعات العلاج عن طريق السحب العشوائي. تستخدم هذه الطريقة للتحقيق في مدى صعوبة الأدوية الجديدة، من بين أمور أخرى، ولكنها ليست مناسبة للتحقيق في العديد من القضايا المجتمعية. فعلى سبيل المثال، لا يمكننا إجراء تجربة عشوائية تحدد من يحصل على الالتحاق بالمدارس الثانوية العليا ومن لا يلتحق بها.

وعلى الرغم من هذه التحديات، أثبت الفائزون أنه يمكن الإجابة على العديد من الأسئلة الكبيرة في المجتمع. والحل هو استخدام التجارب الطبيعية وهي الحالات الناشئة في الحياة الحقيقية التي تشبه التجارب العشوائية. في عمل مشهور وكبير منذ أوائل التسعينيات، حلل ديفيد كارد بعض الأسئلة المركزية في اقتصاديات العمل – مثل تأثير الحد الأدنى للأجور والهجرة والتعليم – باستخدام هذا النهج. وقد تحدت نتائج هذه الدراسات التقليدية وأدت إلى إجراء بحوث جديدة، واصل كارد تقديم مساهمات هامة لها. وعموما، لدينا الآن فهم أفضل بكثير لكيفية عمل سوق العمل مما كنا عليه قبل 30 عاما.

مثال على تجربة طبيعية

دعونا نستخدم مثالا ملموسا لتوضيح كيفية عمل التجربة الطبيعية. أحد الأسئلة ذات الصلة بالمجتمع والشباب الذين يفكرون في مستقبلهم، هو كم ستكسب أكثر إذا اخترت الدراسة لفترة أطول. ويمكن أن تنطوي المحاولة الأولية للإجابة على هذا السؤال على النظر في البيانات المتعلقة بكيفية ارتباط دخل الناس بتعليمهم. وفي كل سياق يمكن تصوره، يحصل الأشخاص الذين يحصلون على سنوات تعليم أكثر على دخل أعلى. فعلى سبيل المثال، بالنسبة للرجال الذين ولدوا في الولايات المتحدة خلال الثلاثينات، كانت الإيرادات، في المتوسط، أعلى بنسبة سبعة في المائة بالنسبة لأولئك الذين لديهم سنة إضافية واحدة من التعليم.

لذا، هل يمكننا أن نستنتج أن سنة إضافية من التعليم تضيف سبعة في المائة إضافية على دخلك؟ الجواب على هذا السؤال هو لا – الناس الذين يختارون التعليم الطويل يختلفون في نواح كثيرة من أولئك الذين يختارون التعليم القصير. على سبيل المثال، قد يكون بعض الناس موهوبين في الدراسة والعمل. من المرجح أن يستمر هؤلاء الأشخاص في الدراسة. ولكن ربما كان من المحتمل أن يكون لديهم دخل مرتفع حتى لو لم يحصلوا عليه. وقد يكون الأمر كذلك أيضا أن الأشخاص الذين يتوقعون أن يدفع التعليم أجورهم فقط يختارون الدراسة لفترة أطول.

تحدث مشاكل مماثلة إذا كنت ترغب في التحقيق في كيفية محافظي الدخل طول العمر. وتظهر البيانات أن الأشخاص ذوي الدخول الأعلى يعيشون لفترة أطول ولكن هل يرجع ذلك حقا إلى ارتفاع دخولهم، أم أن هؤلاء الناس لديهم سمات أخرى تعني أنهم يعيشون لفترة أطول ويكسبون المزيد؟ من السهل التفكير في المزيد من الأمثلة حيث يوجد سبب للتشكيك فيما إذا كان الارتباط يعني في الواقع علاقة سببية حقيقية.

لذا كيف يمكننا استخدام تجربة طبيعية لدراسة ما إذا كانت سنوات إضافية من التعليم يؤثر على الدخل في المستقبل؟ أظهر جوشوا أنغريست وزميله آلان كروغر (المتوفى الآن) كيف يمكن القيام بذلك في مقال تاريخي. في الولايات المتحدة، يمكن للأطفال ترك المدرسة عندما تبلغ 16 أو 17 عاما، اعتمادا على الولاية التي يذهبون إليها. ولأن جميع الأطفال الذين يولدون في سنة تقويمية معينة يبدأون الدراسة في نفس التاريخ، فإن الأطفال الذين يولدون في وقت مبكر من العام يمكنهم ترك المدرسة في وقت أقرب من الأطفال الذين يولدون في وقت لاحق من العام. عندما قارن أنغريست وكروغر الأشخاص الذين ولدوا في الربعين الأول والرابع من العام، رأوا أن المجموعة الأولى قد أمضت، في المتوسط، وقتا أقل في التعليم. كما كان دخل الأشخاص الذين ولدوا في الربع الأول يملكون دخل أقل من أولئك الذين ولدوا في الربع الأخير. وكبالغين، كان تعليمهم ودخلهم أقل من أولئك الذين ولدوا في أواخر العام.

ولأن الصدفة تقرر بالضبط متى يولد الشخص، فقد تمكن أنغريست وكروغر من استخدام هذه التجربة الطبيعية لإقامة علاقة سببية تبين أن المزيد من التعليم يؤدي إلى زيادة الدخل: فقد كان معدل التعليم الإضافي على الدخل 9 في المائة. وكان من المدهش أن هذا المحافظ أقوى من الارتباط بين التعليم والدخل، الذي بلغ 7 في المائة. وإذا كان لدى الأشخاص الطموحين والأذكياء مستويات عالية من التعليم ودخل مرتفع (بغض النظر عن التعليم)، كان ينبغي أن تكون النتيجة عكس ذلك؛ وإذا كان هناك 100 في المائة من المستويات التعليمية العالية، فإن ذلك لا يمكن أن يؤدي إلى إعادة النظر في المستويات التعليمية. كان يجب أن يكون الارتباط أقوى من العلاقة السببية. أثارت هذه الملاحظة تساؤلات جديدة حول كيفية تفسير نتائج التجارب الطبيعية – وهي الأسئلة التي أجاب عليها فيما بعد جوشوا أنغريست وغيداو إيمبينز.

الأشخاص الذين ولدوا في أواخر العام لديهم سنوات أكثر من التعليم والدخل المرتفع

الأشخاص الذين ولدوا في أواخر العام لديهم سنوات أكثر من التعليم والدخل المرتفع

وسيكون من السهل الاعتقاد بأن الحالات التي يمكن إجراء التجارب الطبيعية عليها هي غير عادية للغاية، ولا سيما تلك التي يمكن استخدامها للإجابة على الأسئلة الهامة. وقد أظهرت الأبحاث التي أجريت على مدى السنوات الثلاثين الماضية أن الأمر ليس كذلك: فالتجارب الطبيعية تحدث بشكل متكرر. فعلى سبيل المثال، قد تنشأ هذه التغييرات بسبب التغيرات في السياسات في بعض مناطق البلد، أو خفض القبول في التعليم العالي، أو أقل دخل خاضع لنظم الضرائب والفوائد، مما يعني أن بعض الأفراد يخضعون لأنظمة في حين أن أفرادا آخرين، مماثلين، ليسوا كذلك. وبالتالي هناك عشوائية غير مقصودة تقسم الناس إلى مجموعات مما يوفر للباحثين فرصا للكشف عن العلاقات السببية.

فهم أسواق العمل

في أوائل التسعينيات، كان التفكير التقليدي بين خبراء الاقتصاد هي أن ارتفاع الحد الأدنى للأجور يؤدي إلى انخفاض العمالة لأنها تزيد من تكاليف الأجور للشركات. غير أن الأدلة التي تدعم هذا الاستنتاج لم تكن مقنعة تماما. كانت هناك بالفعل العديد من الدراسات التي أشارت إلى وجود علاقة سلبية بين الحد الأدنى للأجور والعمالة، ولكن هل هذا يعني حقا أن ارتفاع الحد الأدنى للأجور أدى إلى ارتفاع البطالة؟ بل إن السببية العكسية يمكن أن تكون هي القضية: فعندما ترتفع البطالة، يمكن لأصحاب العمل تحديد أجور أقل، الأمر الذي قد يؤدي بدوره إلى مطالب بزيادة الحد الأدنى للأجور.

للتحقيق في كيفية زيادة الحد الأدنى للأجور العمالة، استخدم كارد وكروغر تجربة طبيعية. وفى اوائل التسعينات تم رفع الحد الادنى للاجور بالساعة فى نيو جيرسى من 4.25 دولار الى 5.05 دولار . مجرد دراسة ما حدث في ولاية نيو جيرسي بعد هذه الزيادة لا يعطي إجابة موثوقة على السؤال، كما يمكن أن العديد من العوامل الأخرى تؤثر في كيفية تغيير مستويات العمالة مع مرور الوقت. وكما هو الحال مع التجارب العشوائية، كانت هناك حاجة إلى مجموعة مراقبة، أي مجموعة لم تتغير فيها الأجور ولكن جميع العوامل الأخرى كانت هي نفسها.

أثر زيادة الحد الأدنى للأجور

وأشار كارد وكروغر إلى أنه لم تكن هناك زيادة في ولاية بنسلفانيا المجاورة. وبطبيعة الحال، كانت هناك اختلافات بين الدولتين، ولكن من المرجح أن تتطور أسواق العمل على نحو مماثل بالقرب من الحدود. لذا فقد درسوا المقاطعات المعنية بالعمالة في منطقتين مجاورتين نيو جيرسي وشرق بنسلفانيا اللتين تتمتعان بسوق عمل مماثلة. ولكن حيث تم زيادة الحد الأدنى للأجور على جانب واحد من الحدود ولكن ليس على الجانب الآخر. وليس هناك ما يدعو إلى الاعتقاد بأن أي عامل (مثل الحالة الاقتصادية) باستثناء الزيادة في الحد الأدنى للأجور من شأنه أن يؤدي إلى اتجاهات العمالة على جانبي الحدود. وهكذا، إذا لوحظ تغيير في عدد الموظفين في نيوجيرسي. وهذا يختلف عن أي تغيير على الجانب الآخر من الحدود، كان هناك سبب وجيه لتفسير ذلك على أنه محافظ للزيادة في الحد الأدنى للأجور.

ركزت كارد وكروغر على العمل في مطاعم الوجبات السريعة، وهي صناعة حيث الأجور منخفضة والحد الأدنى للأجور مهم. وعلى عكس البحوث السابقة، وجدوا أن زيادة الحد الأدنى للأجور لا تحتوي على أي عامل على عدد الموظفين. توصل ديفيد كارد إلى نفس الاستنتاج في دراستين في أوائل التسعينيات. وقد أدى هذا البحث الرائد إلى عدد كبير من دراسات المتابعة. والاستنتاج العام هو أن المؤشرات السلبية لزيادة الحد الأدنى للأجور صغيرة، وأصغر بشكل لافت مما كان يعتقد قبل 30 عاما.

كما أدى العمل الذي قامت به كارد في بداية التسعينات إلى إجراء بحث جديد. حاول تفسير عدم وجود محافظين سلبيين على العمالة. أحد التفسيرات المحتملة هو أن الشركات يمكن أن تنقل التكاليف المتزايدة إلى المستهلكين في شكل أسعار أعلى، دون تخفيضات في الطلب. وثمة تفسير آخر هو أن الشركات التي تهيمن على سوق العمل المحلية يمكنها أن تبقي الأجور منخفضة. وأن الشركات التي تهيمن على سوق العمل المحلية تستطيع أن تبقي الأجور منخفضة؛ وأن الأجور لا يمكن أن تكون منخفضة. وبالتالي فإن زيادة الحد الأدنى للأجور تعني أن المزيد من الناس يرغبون في العمل، مما يؤدي إلى زيادة العمالة. عندما يكون لدى الشركات مثل هذه السلطة على السوق، لا يمكننا أن نحدد مسبقا كيف سيتم إصابة العمالة بالتغييرات في الحد الأدنى للأجور. وقد حسنت الدراسات العديدة المستوحاة من عمل كارد وكروغر فهمنا لسوق العمل بشكل كبير.

بحث حول الهجرة والتعليم

وثمة مسألة هامة أخرى هي كيف أن سوق العمل مصاب بالهجرة. للإجابة على هذا السؤال، نحن بحاجة إلى معرفة ما كان سيحدث لو لم تكن هناك أي هجرة. ولأن المهاجرين من المرجح أن يستقروا في مناطق ذات سوق عمل متنامية، فإن مجرد مقارنة المناطق مع العديد من المهاجرين وبدونهم لا يكفي لإقامة علاقة سببية. حدث فريد من نوعه في تاريخ الولايات المتحدة أدى إلى تجربة طبيعية. والتي استخدمها ديفيد كارد للتحقيق في كيفية محافظة الهجرة لسوق العمل.

وفي نيسان/أبريل 1980، سمح فيدل كاسترو على نحو غير متوقع لجميع الكوبيين الذين يرغبون في مغادرة البلد بالقيام بذلك. وفي الفترة بين أيار/مايو وأيلول/سبتمبر، هاجر 000 125 كوبي إلى الولايات المتحدة. واستقر العديد منهم في ميامي، مما أدى إلى زيادة في القوة العاملة في ميامي بنسبة 7 في المائة تقريبا. ولدراسة كيفية إصابة هذا النبع الهائل من العمال بسوق العمل في ميامي. قارن ديفيد كارد اتجاهات الأجور والعمالة في ميامي مع تطور الأجور والعمالة في أربع مدن مقارنة.

على الرغم من الزيادة الهائلة في المعروض من العمالة. وجد كارد لا يوجد تأثير سلبي لسكان ميامي مع مستويات التعليم المنخفضة. ولم تنخفض الأجور ولم ترتفع البطالة مقارنة بالمدن الأخرى. ولدت هذه الدراسة كميات كبيرة من العمل التجريبي الجديد، ولدينا الآن فهم أفضل لحافظي الهجرة. فعلى سبيل المثال، أظهرت دراسات المتابعة أن زيادة الهجرة لها أثر إيجابي على الدخل بالنسبة للعديد من الفئات التي ولدت في البلد. في حين أن الأشخاص الذين هاجروا في وقت سابق مصابون سلبا. وأحد التفسيرات لذلك هو أن السكان الأصليين يتحولون إلى وظائف تتطلب مهارات لغوية أصلية جيدة. وحيث لا يضطرون إلى التنافس مع المهاجرين على الوظائف.

كما قدم كارد مساهمات هامة فيما يتعلق بتأثير الموارد المدرسية على نجاح الطلاب في المستقبل على سوق العمل. ومرة أخرى، شككت نتائجه في الحكمة الواردة – فقد أشارت الأبحاث السابقة إلى أن العلاقة بين زيادة الموارد والأداء المدرس. فضلا عن فرص سوق العمل في وقت لاحق من الحياة، كانت ضعيفة. غير أن إحدى المشاكل هي أن العمل السابق لم ينظر في إمكانية تخصيص موارد تعويضية. فعلى سبيل المثال، من المرجح أن يستثمر صانعو القرار بشكل أكبر في نوعية التعليم في المدارس التي ينخفض فيها تحصيل الطلاب.

كما قدم كارد مساهمات هامة فيما يتعلق بتأثير الموارد المدرسية على نجاح الطلاب في المستقبل على سوق العمل. فقد أشارت الأبحاث السابقة إلى أن العلاقة بين زيادة الموارد والأداء المدرسي. فضلا عن فرص سوق العمل في وقت لاحق من الحياة، كانت ضعيفة. غير أن إحدى المشاكل هي أن العمل السابق لم ينظر في إمكانية تخصيص موارد تعويضية. فعلى سبيل المثال، من المرجح أن يستثمر صانعو القرار بشكل أكبر في نوعية التعليم في المدارس التي ينخفض فيها تحصيل الطلاب.

ولدراسة ما إذا كان للموارد المدرسية تأثير على نجاح الطلاب في سوق العمل في المستقبل. قارن ديفيد كارد وألان كروغر عائدات التعليم للأشخاص الذين يعيشون في نفس الولاية في الولايات المتحدة. ولكنهم نشأوا في ولايات صاخبة، الأشخاص الذين نشأوا في ألاباما أو أيوا، ولكنهم يعيشون الآن في كاليفورنيا. والفكرة هي أن الأشخاص الذين انتقلوا إلى كاليفورنيا ولديهم نفس المستوى من التعليم قابلون للمقارنة. إذا كانت العائدات على التعليم تختلف. وربما يرجع ذلك إلى ولاية ألاباما وأيوا بعد أن استثمرت بشكل مختلف في نظم التعليم الخاصة بهم. وجد كارد وكروغر أن الموارد مهمة: فقد زادت عائدات التعليم مع زيادة كثافة المعلمين في الولاية التي نشأ فيها الأفراد.

كما ألهم هذا البحث العديد من الدراسات الجديدة. وهناك الآن دعم تجريبي قوي نسبيا لإظهار أن الاستثمارات في التعليم تغرس نجاح الطلاب في وقت لاحق في سوق العمل. هذا المحافظ قوي بشكل خاص للطلاب من الخلفيات المحرومة.

ثورة في البحوث التجريبية

وتبين مساهمات الفائزين من أوائل التسعينات أنه من الممكن الإجابة على أسئلة هامة عن السبب والإصابة بالعدوى باستخدام التجارب الطبيعية. مساهماتهم تكمل وتعزز بعضها البعض: قاد أنغريست وإمبينز ‘رؤى منهجية حول التجارب الطبيعية وتطبيقات كارد لهذا النهج على الأسئلة الهامة الطريق للباحثين الآخرين. ولدينا الآن إطار متماسك يعني، في جملة أمور، أننا نعرف كيف ينبغي تفسير نتائج هذه الدراسات. لقد أحدث عمل الفائزين ثورة في البحوث التجريبية في العلوم الاجتماعية وحسن بشكل ملحوظ قدرة مجتمع الأبحاث على الإجابة على الأسئلة ذات الأهمية الكبيرة بالنسبة لنا جميعا.

المصادر

1-nobelprize

أفضل ثلاثة مصادر للمبتدئين لتعلم الشطرنج

هذه المقالة هي الجزء 7 من 10 في سلسلة تعلم كيف تلعب الشطرنج للمبتدئين

تحدثنا في مقالات سابقة عن مراحل الدور المختلفة في الشطرنج، وكذلك عن أهم النصائح لتتبعها إذا أردت أن تحسن من مستواك. وفي هذا المقال، سنتناول أفضل ثلاثة مصادر للمبتدئين لتعلم الشطرنج بتفصيل أكبر وأشمل. ليس عليك أن تقرأ المقالات السابقة، ولكن يفضل أن تفعل لتكون صورة كاملة عن الأمر.

أفضل ثلاثة مصادر للمبتدئين لتعلم الشطرنج

موقع ليتشيس Lichess

ما يعرفه الكثيرون عن موقع ليتشيس هو أنه موقع إلكتروني يُمَكنك من لعب الشطرنج مع الأشخاص حول العالم. لكن ليتشيس في الواقع يحتوي على الكثير من الكنوز المدفونة التي لا يعلم الكثير بوجودها. فمثلًا، الموقع يتيح لك عددًا لا نهائيًا من التحليلات. فبعد الانتهاء من المباراة يمكنك تشغيل المحرك Engine الخاص بالموقع، وهو ستوكفيش Stockfish بالمناسبة، وتبدأ بتحليل النقلات لترى أفضلها والبدائل المتاحة التي يقترحها عليك المحرك.

توجد ميزة تحليل المباريات في الكثير من المواقع، ولكن عدد هذه التحليلات يكون محدودًا، مثل موقع تشيس دوت كوم Chess.com، والذي يحصر الأمر على مباراة واحدة كل 24 ساعة تقريبًا، وإذا أردت عدد لا نهائي يمكنك الاشتراك في هذه الخدمة، ولكنها ليست مجانية كما هو الحال على موقع ليتشيس.

يمدك الموقع أيضًا بعدد لا نهائي من المواقف التكتيكية لكي تتدرب عليها وتحلها. هذا الأمر ليس موجودًا في الكثير من المواقع.

تكمن الميزة الكبيرة التي توجد على Lichess في التبويبة الخاصة بالتعلم Learn، والتي تجدها أعلى لوحة الشطرنج. يمكنك تعلم أساسيات الشطرنج منها، والطرق الأساسية لإماتة الملك checkmate، وتنسيق القطع، ودراسة لوحة الشطرنج وتطويعها بالشكل المناسب الذي تريده، وكل هذا بمساعدة المحرك. يمكنك أيضًا أن ترفع مباراةً على الموقع من أي مصدر خارجي لتحللها. كما يمكنك تحليل مواقف بعينها عن طريق استخدام لوحة الشطرنج الخاصة وتعديل ووضع القطع في الأماكن التي تريد لتصل إلى الموقف المُراد تحليله. أنصحك فقط بالدخول على تلك التبويبة -تبويبة Learn- وتغوص في عالم التحليلات.

كنت أود أن أذكر أكثر من موقع، لكن صدقني، ليتشيس (1) سيغنيك عن الجميع!

Learn with Lichess

قنوات اليوتيوب الشطرنجية

اليوتيوب مدجج بالقنوات الشطرنجية المفيدة جدًا والممتعة في نفس الوقت، قنوات أجنبية وعربية. سنبدأ بالمصادر الأجنبية لكثرتها:

قناة Gotham Chess

اسمحوا لي أن أبدأ بقناتي المفضلة والتي يمتلكها المدرب الدولي، الأمريكي Levy Rozman، والتي أصبحت القناة الشطرنجية الأولى في العالم بفضل أسلوب ليفي الممتع وطريقته غير العادية في إيصال المعلومات. يقدم صاحب القناة الكثير من السلاسل التعليمية المتنوعة والمفيدة، مثل سلسلة الافتتاحيات، وسلسلة Win at chess. تابع القناة فقط، وستعلم لماذا جاءت في المركز الأول. (2)

قناة Eric Rosen

في المرتبة الثانية، يأتي Eric Rosen. المدرب الدولي، وصديق Levy Rozman الذي تحدثنا عن قناته أولًا. يمتاز إيرك بمبارياته العنيفة والممتعة الممزوجة بأسلوبه الهادئ والجذاب في نفس الوقت. كما يقدم محتوًى ترفيهيًا ممتلئ بالفائدة عن طريق مبارياته التي يستعرضها ويحللها في الفيديوهات الخاصة به. وأيضًا يمتاز بسلاسله الخاصة مثل سلسلته المشهورة عن افتتاح Stafford gambit.
(3)

قناة Agadmator chess

ظل أنتونيو، صاحب هذه القناة، متربعًا على عرش اليوتيوب الشطرنجي لفترة طويلة -قبل أن يطرحه ليفي- بسبب أقدميته في هذا المجال ومراجعته للمباريات العالمية وتقديمه سلاسل شطرنجية في غاية القوة والإبداع مثل سلسلة بول ميرفي الأسطورية والتي يحلل فيها أنتونيو أهم المباريات في تاريخ العبقري بول ميرفي. كذلك يمتاز بتغطياته لبطولات الشطرنج العالمية والدولية وكذلك الأحداث الشطرنجية المؤثرة في تاريخ اللعبة. (4)

قناة Thechesswebsite

من أولى القنوات التي أدخلتني عالم الشطرنج. تمثل القناة مصدرًا تعليميًا عتيقًا على اليوتيوب وتركز على الافتتاحيات وتغطى المباريات المفيدة والمهمة. كما أن هناك موقع لتعليم ولعب الشطرنج بنفس اسم القناة. (5)

وبالحديث عن القنوات العربية، سأذكر أهم قناتين من وجهة نظري من حيث المحتوى والجودة؛ وبالتأكيد هما: كش ملك الخطيب وقناة د/ محمد نوفل للشطرنج.

قناة كش ملك الخطيب

في الوطن العربي، ظل الكابتن الدولي الأردني أحمد الخطيب متصدرًا مشهد اليوتيوب الشطرنجي منذ البداية وإلى الآن. ذلك بسبب تميزه في تقديم المحتوى بأسلوبه الممتع الذي يجمع بين الفكاهة والاستفادة في نفس الوقت. كذلك يتميز بكثرة المحتوى، وتنوعه المستمر، والكورسات التي يقدمها، ومراجعاته للمباريات المهمة على الساحة بأسلوب جميل ومرح. (6)

قناة د/ محمد نوفل للشطرنج

أما عن القناة الثانية فهي قناة الدكتور المصري محمد نوفل والذي يقدم محتوًى قيمًا جدًا بأسلوب أقل ما يقال عنه أنه فريد وراق إلى أبعد الحدود. يلعب صاحبنا مع متابعيه كثيرًا ويعرض تلك المباريات ويحللها لتخرج منها عزيزي المتفرج بأكثر استفادة ممكنة. كذلك يقدم سلاسل لأهم المباريات في تاريخ الشطرنج، مثل سلسلة فيشر وسباسكي. فقط ادخل على قناته واستمتع. (7)

قواعد البينات الشطرنجية Chess databases

الانترنت مليء بقواعد البيانات، وبالتأكيد الشطرنج ليس استثناءً. معظم المباريات المهمة وغير المهمة تجدها على مواقع متخصصة في جمع البيانات والمباريات الشطرنجية. ولكن السؤال هنا: كيف أستفيد من تلك المباريات المخزنة؟ ببساطة، أدرسها. لا تمدك هذه المواقع بالمباريات فقط، بل أيضًا بالتحليل. وعلى الرغم من أن أشهر مواقع البيانات الشطرنجية Databases ليست مجانية، إلا أنك باستطاعتك أن تستعين بالمصدر الأول، ليتشيس. فقط حمل المباراة من مواقع ال Databases وانسخها على Lichess واستمتع بالتحليل المجاني. (8)

حتى أبطال العالم يحللون المباريات، ابتداءً من الافتتاح وحتى نهايات الأدوار، وبالأخص قبل البطولات؛ فالتحضير والتحليل يساعدانك على انتزاع الأفضلية من خصمك وتهيئك نفسيًا للمباريات.

كتلخيص للمقال، يمكننا اعتبار أن:

  1. موقع ليتشيس
  2. قنوات اليوتيوب المذكورة بالأعلى
  3. قاعدة بيانات الشطرنج Chess database

هم المصادر الأساسية الثلاث التي يمكنك الاعتماد عليها في تحسين مستواك الشطرنجي كمبتدئ وكمتوسط في الشطرنج، وما حرصت عليه في هذا المقال هو أن أجمع بين المتعة والفائدة في نفس الوقت. استعن بهذه المصادر، ولا تنس أن أهم شيء هو التدريب.

المصادر:

1- Lichess

2- Gotham Chess

3- Eric Rosen

4- Agadmator

5- The chess website

6- كش ملك الخطيب

7- د/ محمد نوفل شطرنج

8- Chess database

أدب ما بعد الاستعمار: خصائصه وسماته

أدب ما بعد الاستعمار: خصائصه وسماته

يتمحور أدب ما بعد الاستعمار حول فكرة الاستعمار (Colonisation) في دولة ما. فنجد أعمالاً تناقش هذه المرحلة بحد ذاتها. في حين تنتقل أعمال أخرى للحديث عن مرحلة الاستقلال – أي ما بعد الاستعمار – وتبعات هذه التجربة التي خضعت لها الدولة المعنية.

مفهوم الاستعمار

للحديث عن هذا النوع الأدبي، يجب أولاً تعريف مفهوم الاستعمار، ولو بشكل بسيط ومختصر. يُعرَّف الاستعمار على أنه سيطرة دولة أو شعب على دولة أخرى أو شعب آخر وإخضاعهم. وينطوي الاستعمار على الانتقال الفعلي لمجموعة من الشعب الأول إلى أرض الشعب الآخر التي يريدون استعمارها، والاستقرار فيها، وممارسة سيطرة فعلية عليها. وهذا ما يميز مصطلح الاستعمار عن الإمبريالية (Imperialism). فالإمبريالية تعني سيطرة دولة ما على أخرى، سواء أكان ذلك عن طريق الاستقرار فيها أم التحكم بسيادتها بطرقٍ غير مباشرة [1].

كما يمكننا هنا التمييز بين عدة مصطلحات، تختلف من حيث المعنى ومن حيث ترتيبها الزمني بالنسبة لمرحلة الاستعمار. فيأتي أولاً مصطلح “الاستعمار” (colonisation) وهو، كما ذكرنا، فترة السيطرة الفعلية على شعب أو دولة ما. ثم يأتي مصطلح “إنهاء الاستعمار” (decolonisation) للدلالة على استقلال الشعب أو الدولة، واستعادة حريتهم. بعد ذلك، تأتي مرحلة “ما بعد الاستعمار” (post-colonisation) والتي تشير إلى الفترة التي تلي الاستقلال في هذه الدولة. وأخيراً لدينا مصطلح “الاستعمار الجديد” (neo-colonisation) الذي يُعنى بآثار الاستعمار التي تستمر حتى بعد انتهاء حكمه، والتي تتمثل بالاستعمار الثقافي والسيطرة السياسية غير المباشرة [2].

ولكن ما أهمية هذه المصطلحات في الأدب؟

أدب ما بعد الاستعمار

يطلق اسم “أدب ما بعد الاستعمار” (Post-colonial literature) على النتاج الأدبي الذي يناقش موضوعاً متعلقاً بالاستعمار في دولة ما. وعلى الغالب ينتمي المؤلف للدولة التي كانت ترزح تحت وطأة المستعمرين. وإن لم يكن قد عاش مرحلة الاستعمار مباشرة، يمكن أن يكون من الفئة التي عانت من الاستضعاف والاستعباد من قبل الفئة الأقوى. ونذكر منهم على سبيل المثال لا الحصر، سلمان رشدي من الهند. وولي سوينكا وتشينوا أتشيبي من نيجيريا. الطيب صالح من السودان، وتوني موريسون الأفريقية الأمريكية.

ولكن قد ينتمي بعض أدباء ما بعد الاستعمار إلى الفئة الأقوى، فيناهضون بكتاباتهم الأعمال التميزية ضد الآخر. ومن الأمثلة على ذلك الكاتبة ندين غورديمير، وهي من جنوب أفريقيا. لكنها كانت تحظى بامتيازات في ظل نظام الفصل العنصري باعتبارها من الأقلية ذات البشرة البيضاء. ويقع في هذه الفئة أيضاً الكاتب البولندي-البريطاني جوزيف كونراد والكاتب الإنكليزي إي أم فورستر الذين استعرضا مواضيع متعلقة بالاستعمار في أفريقيا والهند في روايتيهما “قلب الظلام – Heart of Darkness” و”الطريق إلى الهند – A Passage to India”، على الترتيب. وأخيراً يمكن ذكر الكاتبة البريطانية جين ريس، والتي عاشت في جزيرة دومينيكا في منطقة الكاريبي. وتطرح روايتها الأشهر “بحر سارجاسو الواسع – Wide Sargasso Sea” الكثير من الأفكار التي تقارب فكرة الاستعمار وأثرها على الشعوب الخاضعة من منظور الضحية.

وقد حصل عدد لا بأس به من كتاب أدب ما بعد الاستعمار على جائزة نوبل للآداب، أمثال غورديمر، وموريسون، وسوينكا. وكان آخرهم الروائي التنزاني عبد الرزاق جُرنة “عن أعماله الأدبية الصريحة والمعبّرة عن آثار الاستعمار ومصير اللاجئ في المعبر بين الثقافات والقارات” [3]. وتُعزى أهمية أدب ما بعد الاستعمار إلى المواضيع التي يناقشها، والتي تمسّ حالة شعب كاملٍ، لا مجرّد أفراد أو أقليات. كما يتطرق في تسليطه الضوء على نتائج الاستعمار إلى أثر هذه التجربة على المستعمرين أنفسهم.

مواضيع أدب ما بعد الاستعمار

إذاً، يناقش أدب ما بعد الاستعمار تجربة الاستعمار وآثارها في الماضي والحاضر على مستوى المجتمعات المعنية التي عاشتها، وعلى المستوى الأوسع الذي يتضمن آثار الاستعمار العالمية. فمن الممكن أن يتحدّث العمل الأدبي من هذا النوع عن الحياة في ظل المستعمِر، أي في فترة الاستعمار (colonisation) نفسها. كما يمكن أيضاً أن يناقش كيف تحولت الحياة بعد الاستقلال (post-colonisation)، وما الآثار التي عانت منها المستعمرات بعد نيل حريتها (neo-colonisation) [4].

وكما ذُكر سابقاً، تتنوع جنسيات المؤلفين في هذا النوع الأدبي، ويعود هذا التنوع إلى خضوع عدد كبير من الدول للاستعمار. غالباً ما كانت الدول المستعمِرة دولاً أوروبية، وتعد إنكلترا إحدى أكبرها وأكثرها انتشاراً. وقد امتدت المستعمرات الإنكليزية والأوروبية في أفريقيا، وأمريكا الجنوبية، ومنطقة الكاريبي، إضافة إلى دولٍ في آسيا كالهند والدول العربية. لكن لم تتزامن جميع فترات استعمار الدول مع بعضها. وأدى هذا التوزع الجغرافي والزمني للاستعمار، إضافة إلى الاختلافات الثقافية للمجتمعات الضحايا، إلى إغناء النوع الأدبي الذي يناقش هذه المرحلة وتنوع مواضيعه. فنجد في هذه الأعمال الأدبية طرحاً للكثير من الأفكار كالهوية، والضياع، والنزوح، والتنقل، والتأثر بالآخر، والشتات، والاختلاف، وغيرها. وفيما يلي نتطرق للحديث عن موضوعي الهوية والشتات في أدب ما بعد الاستعمار لما لهما من مكانة جوهرية، وباعتبارهما يمثلان تجربة مشتركة بين أغلب الشعوب التي خضعت للاستعمار، إن لم نقل جميعها.

الهوية في أدب ما بعد الاستعمار

تعدّ فكرة الهوية (Identity) إحدى النقاط الجدلية لدى شخصيات أدب ما بعد الاستعمار. ويتجلى تعقيد الهوية هنا بالاختلاف (difference) الكامن بين هويتين لشعبين اجتمعا على أرض واحدة، مما قد يؤدي إلى ضياع هوية الأفراد الأصلية. فالامتزاج بين ثقافتين مختلفتين – ربما اختلافاً كبيراً – يحفّز هذا الشعور بالاختلاف. وهذا ما قد يؤدي إلى صراع بين “النفس-self” و”الآخر-other”. فبالنسبة للمستعمرين، تُعد الشعوب الأصلية هي الشخص الآخر المختلف عنهم، والعكس صحيح بالنسبة لضحايا الاستعمار.

التغير في الهوية الأصلية

تحدث الناقد الهندي هومي بابا (Homi Bhabha) عن فكرتي الهجين والازدواجية بالنسبة للهوية. تمثل الازدواجية (Ambivalence) المزيج المعقد من الانجذاب والنفور الذي يسم العلاقة بين المستعمر وضحيته. فالمستعمر يرغب بأن يجعل الشعب الآخر مثله ويفرض قواعده عليه. ولكن في الوقت ذاته، هذه المحاكاة (Mimicry) التي يمارسها الشعب الخاضع تخيف المستعمِر وتهدد بقاءه لأنها تجعل من ضحيته نسخة مشوشة عنه. مما يجعله غير قادر على التحكم بها أو توقعها، فهي تشبهه، ولكن ليس تماماً، وهذا ما يكسبها طابعاً غامضاً [5]. من الأمثلة على الازدواجية شخصية “Nwoye” في رواية “الأشياء تتداعى – Things Fall Apart” لشينوا أتشيبي. فهو يعيش حالة من عدم اليقين فيما يتعلق ببعض العادات التي يراها خاطئة في قبيلته، إلا أن عواطفه تجاه القبيلة تجعله متردداً في قبول الثقافة الجديدة.

كما يتحدث بابا عن وجود مزيج هجين (Hybrid) بين الهويتين المعنيتين، قد يؤدي إلى خلق مساحة جديدة (Third Space) تجمع بين عالم المستعمِر وعالم ضحيته. فالاعتراف الواعي والإدراك لهذه الهوية الثقافية المزدوجة يؤدي إلى تجاوز غرابة التنوع الثقافي الذي يحمله المستعمر عند التصادم مع الثقافة الأخرى. فبالنسبة للمجموعتين، تحمل تجربة الاستعمار مواجهة مع ثقافة جديدة كلياً كما ذكرنا، وهذا أمر لا يخلو من الاستغراب وردود الفعل المتباينة. لكن قبول هذه الازدواجية يؤدي إلى ظهور أفراد بشخصيات هجينة تحمل طابعاً من كل ثقافة على حدة.

وقد لا يحدث هذا لدى الجيل الأول من ضحايا الاستعمار أو المستعمرين، بل من الممكن أن يظهر في الأجيال القادمة التي باتت أكثر إغراقاً في ثقافة الآخر وتقبلاً لها [5]. ويمكن رؤية الشخصية الهجينة في الشاب “Olunde” من مسرحية “الموت وفارس الملك – Death and the King’s Horseman” للكاتب وولي سوينكا. وهو ابن فارس الملك الذي يغادر قبيلته لدراسة الطب في إنكلترا، لكنه لا يتخلى عن هويته الأصلية. بل يحتضن الجانبين في شخصيته، ويعود لتلبية نداء الواجب تجاه قبيلته عندما يتطلب الأمر.

التمسك بالهوية الأصلية

لا يمكن القول بأن جميع شخصيات أدب ما بعد الاستعمار تعاني من حالة تقلّب أو تذبذب أو صراع تجاه الهوية. فقد نجد أن هناك من يتمسك بهويته الأصلية بقوة. بل إن الاستعمار يزيد من صموده وتعلقه بجذوره. بالعودة إلى تشينوا أتشيبي، فهو يصور في روايته “أشياء تتداعى – Things Fall Apart” شخصية “Okonkwo” الذي يرفض اعتناق أي من المبادئ القادمة من الثقافة الجديدة. وهذا يؤدي به إلى المنفى بعيداً عن قبيلته. كما نرى هذا التشبث بالعادات الأصلية في رواية “قلب الظلام – Heart of Darkness” لجوزيف كونراد. ويتجسد في جماعة آكلي لحوم البشر (Cannibals) في الكونغو. فهم لا يأبهون لوجود المستعمر، بل يشرعون بممارسة عاداتهم التي يمكن وصفها بالمنفرة من وجهة نظر المستعمر، عندما تسنح لهم الفرصة.

الشتات في أدب ما بعد الاستعمار

من المواضيع الأخرى التي يسلط أدب ما بعد الاستعمار الضوء عليها هو موضوع الشتات (Diaspora). ويتمثل الشتات بشعوب البلاد الأصلية التي أجبرت على الخروج من بلادها في ظل الاستعمار. عادة ما تشرح الأعمال الأدبية فكرة الشتات بالتركيز على قصص الترحال والسفر وعدم الاستقرار. ونجد ذلك، مثلاً، في رواية “رحمة – A Mercy” للكاتبة توني موريسون، ورواية “بحر سارجاسو الواسع – Wide Sargasso Sea” للكاتبة جين ريس [6].

وأخيراً، لا تخلو روايات عبد الرزاق جُرنة من هذه لأفكار المميّزة لأدب ما بعد الاستعمار، إضافة إلى مواضيع أخرى. فنراه يتحدث عن الشتات واللجوء والضياع والهوية. ونرى شخصياته العربية الأفريقية تعيش تجارب التنقل في البلاد التي هاجرت أو هربت إليها. ولا يمكن تجاهل أثر تجربته الشخصية في الهروب من بلاده واللجوء إلى إنكلترا بعيداً عن الاضطرابات والعنف [7].

على أمل أن تجد أعمال جرنة طريقها إلى القارئ العربي، الذي لابدّ وأن عانت بلاده من الاستعمار، وعاش أجداده تجربة مشابهة لما يحكى عنه في أدب ما بعد الاستعمار.

اقرأ أيضاً: عودة نوبل الأدب 2021 لأفريقيا بعد عقدين من الزمان

المصادر

  1. Stanford Encyclopedia of Philosophy – Colonialism
  2. Introduction to Literature, Criticism and Theory – Andrew Bennet and Nicholas Royle
  3. The Nobel Prize
  4. The British Academy – What is postcolonial literature?
  5. Post-colonial Studies: Key Concepts – Bill Ashcroft, Gareth Griffiths, and Helen Tiffin
  6. Postcolonial Literatures in Context – Julie Mullaney
  7. Writers Make the Worlds

ماريا ريسا: حرية الصحافة تفوز بجائزة نوبل السلام 2021

حصل العديد من الصحفيين على جائزة نوبل للسلام في تاريخها الممتد 120 عامًا، فهم النسور الحارسة لحرية التعبير ومراقبي الحكومات المستقلين وحلقة الوصل بين ما يحدث بالفعل وما يراه الناس، فإذا انقطعت الحلقة وتلوثت بالمصالح الشخصية والأهواء السياسية؛ فقد المجتمع بصره وتخبط في ظلام الكذب والخداع والدعاية السياسية التي لا تضع مصالح الشعب فوق مصالح الحكومات أغلب الوقت بل العكس.

أحيانا ما يتم يتم تكريم الصحفيين والمؤسسات الإعلامية من خلال الترشيحات لجائزة نوبل للسلام، عام 2021 صرح زعيم حزب العمال النرويجي والممثل البرلماني «يوناس غار ستور-Jonas Gahr Støre» إنه رشح منظمة «مراسلون بلا حدود» و«لجنة حماية الصحفيين» والسيدة «ماريا ريسا-Maria Ressa» للجائزة، وبالفعل فازت ماريا ريسا بها في نفس العام! مناصفة مع «ديمتري موراتوف» عن:

«جهودها في حماية حرية التعبير التي هي شرط مسبق للديمقراطية والسلام الدائم»

ماريا ريسا

من هي ماريا ريسا؟

ولدت ماريا أنجيليتا ريسا [إيسا بلغتها الأم؛ التجالوك] في مانيلا، الفلبين في 2 أكتوبر 1963، توفي والدها قبل تمام عامها الأول وانتقلت والدتها إلى الولايات المتحدة الأمريكية تاركة ابنتيها مع عائلة أبيهم.

وبعد أن وتزوجت والدتها رجل إيطالي/أمريكي عادت إلى الفلبين لتأخذ الطفلتين إلى الولايات المتحدة عندما كانت ريسا في العاشرة من عمرها، مما أتاح لها فيما بعد أن تدرس علم الأحياء الجزيئي والمسرح في جامعة برينستون وتتخرج بدرجة البكالوريوس في اللغة الإنجليزية والمسرح عام 1986، وتحصل على زمالة فولبرايت لدراسة المسرح السياسي في جامعة ديليمان بالفلبين.

عملها، لماذا فازت بجائزة نوبل للسلام 2021

في البداية عملت ريسا في قناة تلفاز حكومية في الفلبين إلى أن شاركت في تأسيس شركة الإنتاج المستقلة Probe عام 1987، وشغلت في الوقت نفسه منصب مدير مكتب CNN في مانيلا حتى عام 1995، ركزت ماريا على التحقيقات الإرهابية في جنوب شرق آسيا، فكتبت «بذور الإرهاب: رواية شاهد عيان لأحداث مركز عمليات القاعدة في جنوب شرق آسيا» و«من بن لادن إلى الفيسبوك: 10 أيام من الاختطاف، 10 سنوات من الإرهاب».

قبل حصولها على جائزة نوبل للسلام ولشجاعتها وعملها على تصحيح المعلومات المضللة و«الأخبار الزائفة-Fake news»

  • حصلت ماريا على لقب شخصية العام لعام 2018 من مجلة تايم.
  • كانت من بين أكثر 100 شخصية مؤثرة عام 2019.
  • تم اختيارها كواحدة من أكثر نساء القرن تأثيرًا من مجلة تايمز.
  • كانت جزءًا من الـ 100 امرأة الأكثر إلهامًا وتأثيرًا في استطلاع بي بي سي لعام 2019.
  • كانت ضمن أكبر 50 مفكراً في العالم طبقًا مجلة بروسبكت.
  • كما حصلت عام 2020 على جائزة صحفي العام وجائزة جون أوبوشون لحرية الصحافة، جائزة الصحفي الأكثر تنوعًا، وجائزة توشولسكي، وجائزة الحقيقة، وجائزة الحريات الأربع.
غلاف مجلة التايمز عام 2018

عملت ريسا كصحفية في آسيا لمدة 35 عامًا حتى شاركت في تأسيس شبكة «ريبلر- Rappler» وهو موقع إخباري رقمي يقود الكفاح من أجل حرية الصحافة في الفلبين، بصفتها الرئيس التنفيذي لريبلر عانت ماريا من مضايقات سياسية واعتقالات مستمرة من قبل حكومة الرئيس «رودريغو دوتيرتي-Rodrigo Duterte»، وأجبرت على دفع كفالة عشر مرات للبقاء حرة.

«ريبلر- Rappler»

أنشأت ريسا موقع «ريبلر- Rappler» عام 2012 مع ثلاث مؤسِّسات أخريات وفريق صغير مكون من 12 صحافيًا ومطورًا، وبدأت كصفحة على Facebook باسم MovePH في أغسطس 2011، ثم تطورت إلى موقع ويب كامل.

في 1 يناير 2012 أصبح الموقع من أوائل المواقع الإخبارية ذو الوسائط المتعددة في الفلبين وبوابة إخبارية رئيسية في الفلبين، وحصل على العديد من الجوائز المحلية والدولية قبل أن تحصل مؤسسته على جائزة نوبل للسلام.

 (معركة رابلر من أجل الحقيقة والديمقراطية هي موضوع الفيلم الوثائقي لمهرجان صندانس السينمائي لعام 2020 «ألف قطع-A Thousand Cuts»).

العمدة: دوتيرتي

«نحن تاسع أكثر مدينة آمنة في العالم كيف تعتقد أنني فعلت ذلك؟ كيف وصلت إلى هذا اللقب بين أكثر مدن العالم أمانًا؟ قتلتهم جميعا (المجرمين)». – دوتيرتي، 15 مايو 2015.

دوتيرتي

قبل وصوله لحكم الفلبين كان دوتيرتي عمدة مدينة ديفو ولقب بـ «المُعاقِب» لشهرته بعمليات القتل خارج نطاق القضاء لما يزيد عن 1400 مجرم مزعوم وأطفال الشوارع على أيدي مجموعة حرّاس «فرق الموت» ورغم نفى دوتيرتي مسؤوليته عن عمليات القتل خارج نطاق القضاء إلا أنه صرح في يوليو 2005 أن

«يظل الإعدام بإجراءات موجزة للمجرمين الوسيلة الأكثر فعالية للقضاء على عمليات الاختطاف والمخدرات غير المشروعة».

«إذا كنت تقوم بنشاط غير قانوني في مدينتي، إذا كنت مجرمًا أو عضوًا في نقابة تعتدي على الأبرياء في المدينة، طالما أنني العمدة، فأنت هدف شرعي للاغتيال». دوتيرتي عام 2009

عام 2015 أكد دوتيرتي ارتباطاته بعمليات القتل خارج نطاق القضاء في دافاو، وحذر من أنه في حالة انتخابه رئيسًا قد يقتل ما يصل إلى مئة ألف مجرم! بعد التأكيد المذكور، تحدى دوتيرتي مسؤولي حقوق الإنسان لرفع دعوى ضده إذا كان بإمكانهم تقديم أدلة على صلته بجماعات الحرّاس.

الرئيس: دوتيرتي

في 9 مايو 2016 فاز دوتيرتي في الانتخابات الرئاسية الفلبينية بعد أن وعد بتخفيض الجريمة وقتل عشرات آلاف المجرمين. وقد ركزت سياسته الداخلية على مكافحة الاتجار غير المشروع بالمخدرات عن طريق بدء حملة لقتل التجار.

وبعد انتقادات خبراء الأمم المتحدة في مجال حقوق الإنسان بأن عمليات القتل خارج القانون قد ازدادت منذ انتخابه، هدد دوتيرتي بسحب الفلبين من الأمم المتحدة وتشكيل منظمة جديدة مع الصين والدول الأفريقية، وأعلن عزمه على اتباع «سياسة خارجية مستقلة» وسعى إلى إبعاد الفلبين عن الولايات المتحدة والدول الأوروبية وإقامة علاقات أوثق مع الصين وروسيا.

دوتيرتي والحرب على المخدرات

ظل دوتيرتي البالغ من العمر 76 عامًا يتمتع بشعبية منذ انتخابه عام 2016 حتى الأن؛ فتقدر شعبيته بتأييد بالغ 91٪ من الشعب لكن ريسا تشكك في دقة هذا الرقم نظرًا للسياق السياسي.

«في بيئة يسودها العنف والخوف، هل سيصرح الناس حقًا إنهم لا يثقون بالرئيس دوتيرتي؟ هل سيقولون إنهم لا يثقون في الشرطة؟». -ريسا

لكن مهما كانت شعبية دوتيرتي في الداخل فإن حربه المثيرة للجدل على المخدرات قد تسببت في إدانات دولية مستمرة؛

«إن على الجمهور قتل المدمنين»! -دوتيرتي.

يقدر مكتب «مفوضية الأمم المتحدة لحقوق الإنسان-OHCHR» أنه منذ يوليو 2016 قتل ما لا يقل عن 8600 شخص في حرب المخدرات التي شنتها حكومة دوتيرتي وتقدر جماعات حقوق الإنسان عدد القتلى الفعلي بما يصل إلى 27 ألف قتيل!.

في تغطيتها لحملة مكافحة المخدرات نشرت رابلر إن إدارة دوتيرتي لم تبلغ عن عمليات القتل، وظلت شبكة «ABS-CBN» أكبر كيان إعلامي في البلاد تنشر عن عمليات القتل بشكل حاسم، حتى تم إيقافها العام الماضي بعد أن رفض الكونجرس تجديد ترخيصها، الأن تعمل بعض قنواتها ومحطاتها الإذاعية عبر الإنترنت.

ومع وجود عدد أقل من المواقع الإخبارية التقليدية يتجه المزيد من الجماهير إلى وسائل التواصل الاجتماعي المليئة بالأخبار المضللة الكاذبة التي تنشرها كتائب دويترتي الاليكترونية بهدف التضليل المعلوماتي!.

ريسا ودوتيرتي

«في أقل من عامين قدمت الحكومة الفلبينية 10 أوامر قبض ضدي لذا اضطررت إلى دفع الكفالة 10 مرات كي أستمر في القيام بعملي، كل هذه التهم تحمل عقوبة قصوى تراكمية تبلغ من 100 عام إلى 103 عام!». ريسا

وعلى الرغم التهديدات  وفرض العقوبات عليها تركز ريسا على التلاعب بوسائل التواصل الاجتماعي وكيف يؤثر على «تراجع الديمقراطية» في حين أنها تتعرض بانتظام للهجوم من قبل متصيدي الإنترنت؛ فمنذ وصول الرئيس «رودريغو دوتيرتي-Rodrigo Duterte» إلى السلطة عام 2016 يصلها حوالي 90 رسالة كراهية في الساعة وفق تحليل أجراه المركز الدولي للصحفيين.

تعزز حملات وسائل التواصل الاجتماعي سياسات الرئيس وتهاجم منتقديه، وأشار باحثون إلى ارتفاع نسبة المعلومات المضللة والتصيد الذي يستخدمه السياسيون على أنه «أشكال جديدة من الحملات الرقمية» لكن حكومة الرئيس دوتيرتي دائمًا ما تصرح: «ليس لدينا سياسة لنشر المعلومات المضللة للجمهور» بما في ذلك توظيف المتصيدون لتشويه سمعة المعارضين، لكن ريسا مصرة على أن الكراهية والمعلومات المضللة عبر الإنترنت مشكلة كبيرة.

 «إذا لم يتم السيطرة على منصات وسائل التواصل الاجتماعي، فلن نتمتع بنزاهة انتخابية ففي  ظل ما عشناه خلال السنوات الست الماضية من إدارات دوتيرتي ستموت الديمقراطية الفلبينية قريبًا». ريسا

تصاعد فتور العلاقة بين رابلر ودوتيرتي على مر السنوات فالرئيس مازال يتهم شركة ريبلر بأنها مملوكة للأميركيين وتنشر أخبار كاذبة، وبموجب القانون الفلبيني تعتبر الملكية الأجنبية لوسائل الإعلام غير قانونية، في حين تصر ريسا إنها مملوكة من قبل فلبينيين، وتنفي الاتهامات بالكامل، قائلة:

«لم نعتبر أنفسنا أبدًا مناهضين للحكومة، نحن فقط نقوم بوظائفنا».

تجارب كمبردج اناليتكا؟!

يُعتقد أن الفلبين كانت ساحة اختبار لتجارب وسائل التواصل الاجتماعي للتلاعب النفسي والسياسي، حيث ذكرت تقارير استقصائية أن شركة استشارية بريطانية تدعى «كمبردج اناليتكا-Cambridge Analytica» تملك 1.17 مليون حساب على Facebook لخداع المستخدمين والمنصة.

تم اتهام Cambridge Analytica من قبل باستخدام البيانات الشخصية للإعلانات السياسية المستهدفة التي شملت الانتخابات الرئاسية الأمريكية في عام 2016.

تقول ريسا: «منصة فيسبوك نفسها صرح إن الفلبين كانت نقطة البداية وأخبرني «كريستوفر ويلي-Christopher Wylie» المُبلغ عن مخالفات Cambridge Analytica؛ أن  اناليتكا وشركتها الأم [SCL Group] كانت تعمل في الفلبين  في أوائل عام 2012 /2013».

وجهان لعملة واحدة، التلاعب الرقمي

أعلنت شركة Cambridge Analytica إفلاسها في 2018 بعد فضائح متعددة ومعارك قضائية ومازلت تنفي أنها استفادت من البيانات الخاصة بالانتخابات الأمريكية حسبما ذكرت رويترز، لكن الفلبيين مازالت تواجه جيوشًا من متصيدي نشر المعلومات المضللة ورسائل الكراهية  التي غالبًا ما تستهدف منتقدي الحكومة.

وتحذر ريسا من استخدام وسائل التواصل الاجتماعي لتعزيز الاستبداد الرقمي، قائلة: «جزء من السبب الذي يجبر بقية العالم على النظر إلى ما يحدث في الفلبين أنه أتً إليك لا محالة  وسوف يهدد ديموقراطيتك يومًا ما، هذا هو مستقبلنا البائس» 

«نحن نخسر معركة حقوقنا»-ماريا ريسا

مصانع الترول ودور ديمتري موراتوف في الكشف عنهم

قررت لجنة نوبل النرويجية منح جائزة نوبل للسلام لعام 2021 لكل من ديمتري موراتوف وماريا ريسا “لجهودهما في حماية حرية التعبير، وهو شرط مسبق للديمقراطية والسلام الدائم.”

وتقول لجنة نوبل عن سبب منحها جائزة نوبل للسلام لصحفيين هذا العام أن عمل الصحافة الحرة والمستقلة والقائمة على الحقائق تهدف إلى الحماية من إساءة استخدام السلطة والأكاذيب والدعاية للحرب. وكما تؤكد أيضا اللجنة أنها مقتنعة بأن حرية التعبير وحرية المعلومات تساعدان على توفير ضمان إعلام حر للجمهور. فبدون حرية التعبير وحرية الصحافة، سيكون من الصعب النجاح في تعزيز الأخوة بين الدول ونزع السلاح وخلق نظام عالمي أفضل لتحقيق النجاح في عصرنا. ولذلك فإن جائزة نوبل للسلام لهذا العام تعبر بقوة عن وصية الراحل ألفريد نوبل.

من هو ديمتري موراتوف

موراتوف هو صحفي روسي ورئيس تحرير صحيفة «نوفاجا جازيتا – Novaja Gazeta» الروسية. وقد قام بتحرير الصحيفة بين عامي 1995 و2017. في عام 2007، حصل موراتوف على جائزة حرية الصحافة الدولية من لجنة حماية الصحفيين. وتُمنح هذه الجائزة للصحفيين الذين يظهرون الشجاعة في الدفاع عن حرية الصحافة في مواجهة الاعتداءات أو التهديدات أو السجن. كما حصل على وسام جوقة الشرف عام 2010 بدرجة فارس. ويعد وسام جوقة الشرف أعلى وسام فرنسي يتم منحه. وحصل أيضًا في عام 2010، على جائزة الحريات الأربع لحرية التعبير في مدينة ميدلبورج بهولندا عن صحيفة نوفاجا جازيتا.

سبب منح موراتوف جائزة نوبل للسلام

تقول لجنة نوبل عن أسباب منح «ديمتري أندرييفيتش موراتوف» جائزة نوبل للسلام أنه قد دافع على مدى عقود عن حرية التعبير في روسيا في ظل ظروف صعبة بشكل متزايد.

فقد قام عام 1993، بتأسيس الصحيفة المستقلة نوفاجا جازيتا. وقد أصبح رئيسًا للتحرير في هذه الصحيفة منذ عام 1995، وقد ظل كذلك لمدى 24 عامًا. وتعد نوفاجا جازيتا هي الصحيفة الأكثر استقلالية في روسيا اليوم. وتتخذ الصحيفة موقفًا نقديًا بشكل أساسي تجاه السلطة. وقد جعلت الصحافة القائمة على الحقائق والنزاهة المهنية في الصحيفة مصدرًا مهمًا للمعلومات حول الجوانب الخاضعة للرقابة في المجتمع الروسي والتي نادرًا ما تذكرها وسائل الإعلام الأخرى. فمنذ إنشائها في عام 1993، نشرت نوفاجا جازيتا مقالات انتقادية حول مواضيع متنوعة. وتتراوح مواضيع الصحيفة بين الفساد وعنف الشرطة والاعتقالات غير القانونية والتزوير الانتخابي و«مصانع الترول – Troll Factories» إلى استخدام القوات العسكرية الروسية داخل روسيا وخارجها.

وقد تعرضت صحيفة نوفاجا جازيتا للعديد من المضايقات والتهديدات والعنف والقتل. فمنذ بداية الصحيفة، قتل ستة من الصحفيين العاملين بها، بمن فيهم «آنا بوليتكوفسكايا – Anna Politkovskaya». وتشتهر آنا بوليتكوفسكاياب بأنها قد كتبت مقالات توضح حقيقة الحرب في الشيشان. وعلى الرغم من عمليات القتل والتهديدات المستمرة، فقد رفض رئيس التحرير موراتوف التخلي عن سياسة الصحيفة المستقلة. وقد ظل موراتوف يدافع باستمرار عن حق الصحفيين في كتابة أي شيء يريدونه حول ما يريدون، طالما أنهم يلتزمون بالمعايير المهنية والأخلاقية للصحافة.

مصانع الترول

ما هي مصانع الترول

يأتي الاسم من مصطلح «ترول – Troll»، وهو الشخص الذي ينضم إلى مناقشة على وسائل التواصل الاجتماعي مثل فيسبوك أو توتير، على سبيل المثال، وينشر تعليقات موجهة نحو رأي معين. وقد تم استخدامها في روسيا لنشر التعليقات في وسائل الإعلام الغربية لنشر تصريحات تشيد بالرئيس فلاديمير بوتين وتنتقد الفساد وسوء توزيع الثروة في الغرب.

يعمل الترول في مباني عديدة في روسيا. قد يبدو شكل المبنى الخارجي مبنى عادي تمامًا لأحد الشركات ويتم وضع أحد اللافتات فوق المبنى حتى لا يثير أي شبهات. يتم العمل في غرف تضم حوالي 20 شخصًا يتحكم فيهم ثلاثة محررين. كان المحررون يفحصون المنشورات ويفرضون غرامات إذا اكتشفوا أن الكلمات قد تم قصها ولصقها، أو كانت مخالفة للأيدولوجيا الروسية. بدأ البعض العمل هناك حيث كان مرتب الشخص أعلى من متوسط العمل في إدارة أي من صفحات التواصل الاجتماعي الأخرى. فقد روى أحد الشهود الذين عملوا هناك أنه قد حصل على 790 دولار شهريًا مقابل العمل في مصانع الترول.

وقد كان للعاملين في صحيفة نوفاجا جازيتا دورًا مهمًا في الكشف عن مصانع الترول. فقد عمل بعض الصحفيين هناك لفترة من الوقت حتى يستطيعوا تقديم وصف مفصل عما كان يحدث في داخل هذه المصانع.

مصانع الترول والانتخابات الرئاسية الأمريكية

تم اصدار لائحة اتهام رسمية، في عام 2018 في الولايات المتحدة الأمريكية، بحق عدد من المواطنين الروس والشركات الروسية. وقد تم اصدار اتهام رسمي لهم بالتدخل في الانتخابات الرئاسية لعام 2016. لم يتم استخدام مصطلح مصانع الترول في اللائحة بشكل صريح ولكن تم توجيه الاتهام لوكالة أبحاث الإنترنت التي تعتبر أحد مصانع الترول. فقد كانت وكالة أبحاث الإنترنت تستخدم حسابات وسائل التواصل الاجتماعي في الولايات المتحدة منذ عام 2014. وقد جاء في لائحة الاتهام أن وكالة أبحاث الإنترنت، ومقرها في سانت بطرسبرغ، كان يعمل بها ما بين 200 إلى 300 شخص، وكان حوالي 80 منهم يركزون على الولايات المتحدة. وتم أدارت الوكالة مجموعة من الحسابات على مواقع التواصل الاجتماعي تبدو مثل الأمريكيين. وقد قامت بذلك لمحاولة دفع الأمريكيين أو التأثير عليهم للاعتقاد بأشياء تريدها الحكومة الروسية.

كيف تتجنب مصانع الترول

لا يقتصر وجود مصانع الترول في أمريكا فقط. ففي تحقيق أجرته شبكة CNN  الإخبارية كشفت فيه أن مصانع الترول موجودة بشكل مكثف في العديد من الدول الأفريقية.

ربما قد لا يمكنك معرفة من الشخص الجالس خلف كل شاشة يكتب تعليقًا على أي من وسائل التواصل الاجتماعي. وقد بالفعل استدعاء العديد من الرؤساء التنفيذيين لشركات التواصل الإجتماعي لجلسات استماع في الكونجرس الأمريكي بخصوص هذا الموضوع. ومن الممكن أن نتمكن قريبًا من معرفة الهوية الحقيقية لجميع الموجودين على وسائل التواصل الاجتماعي.

ورغم ما قد يمثله ذلك من تحدٍ لبعض الأشخاص الموجودين في الدول الديكتاتورية التي قد يسهل عليها ذلك فيما بعد تتبع معارضيها ومضايقتهم. ولكن حتى اللحظة فهناك العديد من الحسابات الوهمية التي تنشر العديد من التعليقات المضللة والموجهة. ولذلك من المهم تحديد المكان الذي تقوم بالحصول على معلوماتك منه. فتعليقات الفيسبوك أو توتير ليست المكان الأمثل لتبني أيدولوجية معينة أو حتى الحصول على وصفة طبية أو معلومة علمية. فقد قدمت وكالة أبحاث الإنترنت حسابات تتحدث مثل الأمريكيين الحقيقيين تمامًا. مما أوقع العديد من الأمريكيين في أحد المغالطات المنطقية وهي «مغالطة التنميط – implicit stereotype». فها هو شخص ما يتحدث مثلك تمامًا يجعل المعلومات التي قد لا تصدقها عادةً مقنعة.

المصادر

[1] Noble Prize Website

[2] The Guardian

[3] CNN

[4] US Today

عودة نوبل الأدب 2021 لأفريقيا بعد عقدين من الزمان

لم يحصل على نوبل الأدب من قبل غير أديبين أفارقة هم «نجيب محفوظ-Naguib Mahfouz» من مصر عام 88 و «جون ماكسويل كويتزي-John Maxwell Coetzee» من جنوب افريقيا عام 2004؛ ثم خاصمت نوبل الأدب القارة السمراء لما يقرب من عقدين من الزمان حتى عودة نوبل الأدب اليها بالتنزاني عبدالرزاق جرنة عليها هذا عام 2021 عن

“سرده المتعاطف الغير متهاون وتفهمه العميق لتأثيرات الاستعمار ومصير اللاجئين العالقين بين الثقافات والقارات”

لجنة نوبل


نوبل الأدب 2021

عبدالرازق جرنة


“يقسم الوقف إلى خمسة أجزاء متساوية، على النحو التالي: / – – – / جزء للشخص الذي أنتج في مجال الأدب العمل الأكثر تميزًا في اتجاهًا مثاليًا …”

مقطتع  من وصية ألفريد نوبل


 من هو عبدالرازق جرنة؟

تنزاني الأصل والمنشأ ولد في زنجبار عام 1948 وعاش بها على المحيط الهندي حتى هجرته وحيداً لاجئًا الى بريطانيا عام 1960. بعد تحررها سلميًا من الحكم الاستعماري البريطاني عام 1963 مرت زنجبار بثورة أدت في ظل نظام الرئيس عبيد كرومي إلى قمع واضطهاد المواطنين ذو الأصل العربي ومحاولة إبادتهم في مجازر جماعية وحيث ينتمي جرنة إلى المجموعة الإثنية المضطهدة، أُجبر على ترك أسرته والفرار من تنزانيا -المشكلة حديثا- في الثامنة عشر من عمره ولم يتمكن من العودة إلى زنجبار حتى عام 1984 مما سمح له برؤية والده قبل وقت قصير من وفاته.

ورغم أن لغته الام هي السواحلية إلا أنه استطاع تطويع الانجليزية لتخدم غايتها النبيلة في تسليط الضوء على مشاكل اللاجئين الأفارقة المشتتين بين ثقافتهم ولغتهم الأم وثقافات البلدان التي فتحت لهم أبوابها  واستضافتهم كمواطنين بها.

“أحيانًا أعتقد أن قدري هو أن أعيش تحت الأنقاض والاضطراب البيوت المتهدمة”

عبدالرزاق جرنة

بدأ الكتابة في الواحد والعشرين من عمره متغلبا على العائق اللغوي والثقافي بين جذوره الأفريقية ومتلقي ادبه الأوروبيين على الأغلب. إلا أن الأدب العظيم لا ولم يهزم بعد، فحيثما وجد الابداع وجد الأدب طريقة لمحبيه.

“عبد الرزاق جرنة يكسر بوعي التقاليد، ويقلب المنظور الاستعماري لتسليط الضوء على منظور السكان الأصليين”.

لجنة نوبل

ألّف جرنة 10 روايات وعدد من القصص القصيرة، وكان أستاذاً للغة الإنجليزية و آداب ما بعد الاستعمار في جامعة كنت، كانتربري، حتى تقاعده.

رواياته:
ذاكرة المغادرة (1987)
طريق الحج (1988)
دوتي (1990)
الجنة (1994)
الإعجاب بالصمت (1996)
عن طريق البحر (2001)
الهجر (2005)
الهدية الأخيرة (2011)
القلب الحصى (2017)
الحياة بعد الموت (2020)

ملحوظة: حصل ألبير كامو على نوبل الأدب وهو فرنسي مولود في الجزائر لذا قد يعد أفريقي أيضا.

مصادر

موقع نوبل
البيان الصحفي

الملاحظة والتجريب عند فرانسيس بيكون

هذه المقالة هي الجزء 7 من 9 في سلسلة محطات مهمة عن الثورة العلمية

الملاحظة والتجريب عند فرانسيس بيكون

يرتبط القرن السابع عشر عادةً بظهور الفلسفة التجريبية. لكن ما هي خصائص الممارسات التجريبية الحديثة المبكرة؟ وكيف ظهرت الملاحظة والتجريب كمنهج علمي ؟

سنبدأ بالنظر في التمييز بين “التجربة” و”الملاحظة البسيطة السابقة للتجربة”، والتي عرّفت باسم التجربة المصممة. من المهم أن ندرك مزايا تهيئة الظروف لتجربة قادرة على الإجابة على أسئلتنا حول الظواهر الطبيعية، وهي الأسئلة التي لا يمكن الإجابة عليها بمجرد الملاحظة.

ثم علينا أن نحلل العناصر اللازمة لإنشاء هذه الظروف، أي تلك الأدوات المستخدمة لمعالجة المادة لإعادة إنتاج الظواهر أو حتى لخلق ظواهر جديدة. نظرًا لأن الأدوات العلمية كانت جديدة في أوائل العصر الحديث، فلا بد أن نفهم حدودها والانتقادات التي أثيرت ضد استخدامها.

كما سنتطرق إلى العلاقة بين النظرية والتجريب وفي التفاعل بين النظرية والتطبيق. لنرى كيف قُبلت النظريات الجديدة وفقًا للنتائج التي قدمتها الممارسات التجريبية، وكيف شكلت الاكتشافات الجديدة نظريات ثورية حول العالم الطبيعي؟ وما هي الممارسة العلمية؟

التمييز بين الملاحظة والتجريب عند فرانسيس بيكون

من بين المصطلحات الأكثر شيوعًا التي تتبادر إلى الذهن عند التفكير في الممارسة العلمية، هي “المعرفة” و”الطريقة” و”التجربة”. ومع ذلك، فإن التجارب التي تم تعريفها على أنها تجربة مصممة أو خاضعة للرقابة، لم تكن مرتبطة دائمًا باستقصاء العالم الطبيعي. وقد أعيدت صياغة الطريقة العلمية خلال الفترة الحديثة المبكرة.

ينبع أكبر عائق يشوش العقل البشري من بلادة الحواس، وعدم كفايتها، وضعف موثوقيتها. إذ تتفوق الأشياء التي تمس الحواس على تلك التي لا تلامسها فورًا حتى وإن فاقتها في الأهمية. إذ يتوقف الانعكاس تقريبًا حيث ينتهي البصر، وبالتالي فإن الأشياء غير المرئية تجذب القليل من الانتباه وقد لا تجذب انتباهنا بالمرة. لذلك فكل عملية للأرواح المغطاة بأجساد ملموسة، تختفي وتتلاشى بعيدًا عن انتباهنا كبشر. وبنفس الطريقة أيضًا، فإن كل ترتيب جديد أدق في أجزاء الأجسام الأكبر (والتي يسمونها عادة التغيير، على الرغم من أنها في الحقيقة حركة محلية للأجزاء) يصعب اكتشافها. ومع ذلك، ما لم يتم البحث عن الأمرين المذكورين للتو وإبرازهما، فلا يمكن تحقيق اكتشاف عظيم للطبيعة. مرة أخرى، فإن طبيعة الهواء العادي والأجسام التي تتفوق عليه في الدقة (وهي كثيرة) غير معروفة عمليًا. فالمعنى بطبيعته شيء ضعيف وهائم. وأدوات تضخيم وشحذ الحواس لا يعول عليها كثيرًا؛ لكن كل التفسيرات الصحيحة للطبيعة تتحقق عن طريق الأمثلة والتجارب الملائمة والمناسبة. في التجربة فقط، يمكن للمعنى أن يظهر، بينما تحكم التجربة على الطبيعة والشيء نفسه.


فرانسيس بيكون، في كتاب الأورجانون الجديد، قول مأثور 50، المجلد الحادي عشر، مطبعة جامعة أكسفورد، ص. 87. [1]

كتب “فرانسيس بيكون” كتابه “الأورجانون الجديد” New Organon في عام 1620م. يوضح هذا النص من كتاب الأورجانون الجديد طريقة “بيكون” في استقصاء الطبيعة، والتي قدمها كبديل للطريقة الأرسطية. افترض “بيكون” أن الملاحظة كافية لاكتساب المعرفة العلمية، فالمعلومات التي توفرها الحواس هي الوحيدة الموثوقة.

تجريبية فرانسيس بيكون

كان “بيكون” أول من دعا إلى استخدام التجارب في الفلسفة الطبيعية بطريقة واضحة ومنهجية. في هذا النص، تظهر حجة “بيكون” التي سردها لإظهار أفضلية التجارب كوسيلة لفهم الطبيعة.

حجتان رئيسيتان لشرح الملاحظة والتجريب عند فرانسيس بيكون:
1- الملاحظة البسيطة لا تكفي لأن الحواس ضعيفة وغير كاملة، وبالتالي لا يمكنها إدراك نشاط جسيمات الطبيعة.
2- بمساعدة التجربة، يمكن طرح أسئلة أكثر تحديدًا، وهي أسئلة لا يمكن الإجابة عليها من خلال الملاحظة المجردة. هذا يعني أن التجارب تتحكم في الطبيعة أو تهيئها للإجابة على تلك الأسئلة المحددة.

عالم سحري يواجه التجريبية

كان عالم علماء الطبيعة الأوائل مليئًا بقصص لا تخلو من العجائب التي يستحيل شرحها من خلال أدوات المعرفة المتاحة حينذاك. فكر مثلًا في طريقة عمل البوصلة أو جاذبية المغناطيس. بالنسبة لنا، هي ظواهر يمكن تفسيرها والتنبؤ بها بسهولة. لكن بالنسبة إلى رواد العصر الحديث، كان الانجذاب بين المغناطيس وقطعة من الحديد عجيبة بحق!

حاول أشخاص مثل جيامباتيستا ديلا بورتا وفرانسيس بيكون وجان بابتيستا فون هيلمونت شرح تلك الظواهر وفهمها. كما حاول العديد من الفلاسفة الطبيعيين الأوائل الوقوف على صحة هذه القصص الخيالية من عدمها، وحاولوا أيضًا اكتشاف أسباب الظواهر التي ثبت صحتها. لكن، كيف أمكنهم التحقق من صحة قصة ما؟ وكيف يمكن الوصول إلى الأسباب التي تنتج الظواهر المرئية؟

أوضح “بيكون” أن الملاحظة البسيطة لظاهرة ما لا تجلب المعرفة بأسبابها. وهذا لأن الحواس خادعة وليست كافية للوصول إلى بنية الأشياء. إذا ابتكرنا تجربة، فمن الأسهل الكشف عن تلك السمات التي لا يمكن ملاحظتها بسهولة من خلال الملاحظة المجردة. [1]

اختبار بيكون

رغب “بيكون” في التحقق من قصة باستخدام التجريبية لتبديد السحر بالعلم. تقول القصة أنه في كهف مغلق، عثر على أوعية بها ماء شديد الكثافة، أقرب إلى الجليد. القصة نقلها كاتب نسب أعماله لأرسطو في كتابه “عن أشياء رائعة سمعنا بها”. يذكر التقرير أنه لم يكن هناك أي مصدر للمياه في الكهف [2]، وبالتالي يفترض “بيكون” أنه إن كانت القصة صحيحة، فستتكون المياه بسبب عمليتين:
– تحويل الهواء إلى ماء.
-تكثف الماء بما جعله أكثر كثافة لدرجة تكاد تشبه الجليد.

كان من المعروف في ذلك الوقت أن التكثيف والتبخير ينتجا عن التبريد والتسخين على التوالي. كان أساس هذه النظرية هو تحويل الماء إلى بخار عند غليانه وتحويله مرة أخرى إلى ماء عند تبريده.

ونظرًا إلى أن “بيكون” لن يتمكن من تكرار هذه الظاهرة لأنه ليس بمقدوره الوصول إلى الكهف المقصود، فقد اقترح محاكاتها من خلال إنتاج ظروف مشابهة للكهف.

افترض أن للبرد القدرة على إنتاج مواد مثل الثلج أو الزئبق. تتكرر هذه الظاهرة عن طريق نفخ المثانة بالهواء وتعليقها في مثل هذه المواد. استنتج بيكون أن سقوط أو انكماش المثانة يعني أن البرد قد تسبب في تحول الهواء إلى ماء بالفعل. فالماء أثقل من الهواء، لذلك ستسقط المثانة. الماء أكثر كثافة من الهواء أيضًا، لذا فالهواء يحتاج إلى مساحة أقل عند التحول إلى ماء، وبالتالي ستنكمش المثانة. وهكذا نجح بيكون في اختبار القصة عبر التجربة.

ثورية بيكون على ثورية ديكارت

لم يكن “بيكون” أقل ثورية من “ديكارت”، وقد عاصرا بعضهما البعض زمانيًا بالفعل. رفض “بيكون” المذهب السكولائي للجامعات وشن هجمات مفتوحة على أرسطو وأفلاطون. وأصر على أن جمع الحقائق وإجراء التجارب يجب أن يحل محل الجدل العقيم للمنطق الاستنتاجي كي يتمكن علماء الطبيعة من إنتاج معرفة علمية جديدة.

آمن “بيكون” بأن العلم سيزيد من معرفة الإنسان وقوته وسيطرته على الطبيعة. وعلى الرغم من أنه لم يقدم مساهمات مباشرة في المعرفة العلمية، إلا أنه معروف كفيلسوف العلوم البريطاني الرئيسي في القرن السابع عشر. جاء تأثيره في العلوم من خلال تركيزه على تحديد منهجية العلم، واقتراح وسائل تطبيقه، وتوفير التشجيع والتوجيه للمؤسسات العلمية الجديدة التي تنبأ بها.

قدّم بيكون مقترحاته العلمية عام 1605 م ليؤسس منهجية علمية جديدة للملاحظة والتجربة. أراد بيكون لمنهجيته التجريبية أن تحل محل العلم الأرسطي التقليدي. تتضمن طريقة بيكون، والمعروفة أيضًا باسم “الطريقة الاستقرائية”، تجميعًا شاملاً لحالات أو حقائق معينة مع القضاء على العوامل التي لا تصاحب الظاهرة قيد البحث. كان بيكون يشك عمومًا في الرياضيات والمنطق الاستنتاجي والتفكير البديهي، ويعتقد أن الفرضيات الصحيحة يجب أن تُشتق من تجميع وتحليل البيانات والأرقام والقياسات الدقيقة.

دعمت الملاحظة والتجريب عند فرانسيس بيكون ضرورة مشاركة العالِم بنشاط في طرح أسئلة حول الطبيعة، بدلاً من جمع الحقائق بشكل سلبي قائم على الصُدفة. يجب أن يحلل العلماء التجربة “كما لو كانوا آلات قياس” للوصول إلى استنتاجات حقيقية. يجب أن تنتقل البشرية من افتراضات أقل إلى افتراضات أكثر عمومية. أكد بيكون لقرائه أن تطبيق هذه الطريقة العلمية سينتج عنه توليفة جديدة مفيدة للمعرفة البشرية. ما أراده “بيكون” بدا وكأنه زواجًا شرعيًا بين القوة التجريبية والعقلانية. [3]

خصائص تجربة بيكون

هناك ثلاث خصائص نود استخلاصها من تجربة “بيكون”. أولاً، مثل العديد من الفلاسفة الطبيعيين الحديثين الأوائل، قوّض “بيكون” سلطة القدماء من خلال ادعائه بأن نسب القصة لأرسطو أو أي مؤلف آخر لن يجعلها صحيحة دون فحص. يتعين على المرء من أجل إثبات صحة القصة أن يتحقق مما إذا كانت العمليات الموضحة فيها صحيحة بالفعل أم لا.

ثانيًا ، توضح لنا هذه التجربة كيف بدأ استخدام الأدوات والمختبرات. لم يكن لبيكون أن يتواجد في الكهف المزعوم، وبالتالي لجأ إلى إعادة إنتاج الظاهرة باستخدام أداة، وهي مثانة مليئة بالهواء. صنع بيكون مواد يدوية في بيئة اصطناعية تحاكي الظروف الطبيعية للكهف.

ثالثًا وأخيرًا، تقودنا هذه التجربة إلى ما يسمى عمومًا بإضفاء الطابع الرياضي على الطبيعة. فتجربة بيكون واحدة من سلسلة تجارب تدرس التكثيف وتحويل الهواء إلى ماء حيث يلعب القياس دورًا مهمًا. الخطوة التالية التي يجب اتخاذها هي قياس حجم الجسمين، مما سيوفر معلومات مهمة حول كثافتهما والعلاقة بينهما من خلال حساب العملية المرئية التي نلاحظها.

شدد “بيكون” على أهمية استخدام التجربة في التحقق من الطبيعة وتفسير ظواهرها، باعتبارها الطريقة الوحيدة للإجابة على الأسئلة المتعلقة بالعمليات الطبيعية. تأثرت الأجيال التالية من الفلاسفة الطبيعيين من القرن السابع عشر بهذه الفكرة. فبدأوا في استخدام التجارب في أبحاثهم الخاصة عن الطبيعة. كما أن صراع تجريبية هارفي أمام عقلانية ديكارت بدت ملهمة. في الوقت الحاضر، تعد التجربة جزءًا لا يتجزأ من المنهج العلمي. ولأن الأدوات قد صاحبت التجريبية، فسيكون لها نصيب في رحلتنا أيضًا، ولكن في مقال آخر.

المصادر:
[1] كتاب الأورجانون الجديد من تأليف فرانسيس بيكون.
[2] Stanford Encyclopedia of Philosophy: Francis Bacon
[3] Encyclopedia.com: Philosophy of Science: Baconian and Cartesian Approaches

الأدوات العلمية عند كافنديش وروبرت هوك

هذه المقالة هي الجزء 8 من 9 في سلسلة محطات مهمة عن الثورة العلمية

يرتبط التحقق من الطبيعة ارتباطًا وثيقًا بالأدوات والمختبرات. وقد ناقشنا فيما كيف خضعت التجارب للرقابة. ومع ذلك، ومن أجل التحكم في الطبيعة وظروفها، هناك حاجة إلى بعض الأدوات الأكثر تعقيدًا، وأحيانًا لظروف أكثر تحديدًا ودقة. يمكن إرجاع استخدام الأدوات إلى أوائل العصر الحديث. سنستعرض معًا بعض الأمثلة على استخدام الآلات والأدوات في القرن السابع عشر وما صاحبه من رفض ونقاشات لجدوى استخدام الأدوات العلمية كالمجهر والتليسكوب لاستكشاف الطبية.

الأدوات

بشكل عام، تميزت الأدوات إلى نوعين:
– رياضية، تستخدم للرسومات والحسابات.
– وعلمية، تستخدم لتحليل الظواهر وتعميمها.

الفرق بين الأدوات الرياضية والعلمية

استخدمت الأدوات الرياضية منذ العصور القديمة، وتحسنت كثيرًا في أوائل العصر الحديث. بعض الأمثلة على ذلك هي البرجل والمسطرة. كما تحسنت أيضًا الأدوات الفلكية، مثل الأسطرلاب والساعات الشمسية. من جهة أخرى، إلا أن الأدوات العلمية استخدمت لأغراض مختلفة. فازدهرت صناعة الأدوات العلمية في القرنين السابع عشر والثامن عشر.

استخدمت بعض تلك الأدوات العلمية في تصحيح وتحسين الحواس. المجهر والتلسكوب أمثلة لذلك، فهما إما يكبران ما هو صغير لدرجة صعوبة رؤيته بالعين المجردة، مثل البكتيريا، أو يقربان ما هو بعيد بحيث لم نتمكن من ملاحظته من قبل، مثل النجوم.

تقدم أدوات أخرى معلومات دقيقة عندما تفقد حواسنا القدرة على التمييز الدقيق، كما في حالتي الحرارة والضغط. المعلومات التي يقدمها المعيار الحراري والبارومتر وزجاج الطقس، هي أكثر دقة بكثير من أحاسيسنا الجسدية.

أدوات أخرى

هناك أدوات أخرى تعمل كنماذج أو نظائر للظواهر الطبيعية، وتُستخدم عندما لا يتمكن المُختبِر من الوصول إلى ظروف دقيقة، أو لدراسة حدث لا يتكرر. كما رأينا بالفعل في مثال بيكون لاستخدام المثانة المعلقة في الثلج لإعادة إنتاج الظروف التي يمكن أن نجدها بشكل طبيعي في الكهف.

مع ذلك، لا تنتج هذه الظواهر بشكل مصطنع فحسب. بل يمكن للمساعي العلمية أن تذهب إلى ما هو أبعد من ذلك. يمكن أن تخلق ظروفًا لا تحدث في الطبيعة! ولكن لتلك الظروف القدرة على إمدادنا بمعلومات مهمة عن الطبيعة ونشاطها.

مضخة الهواء مثال جيد على ذلك. فهي قادرة على أن تفرغ مساحة ما من الهواء. يمكن للمضخة مساعدتنا في دراسة كيفية حدوث الظواهر المختلفة في هذه الظروف. ينطبق الشيء نفسه عند عزل ظاهرة ما لاكتشاف انتظامها من خلال تهيئة الظروف المثالية لحدوثها. فكر مثلاً في مهد نيوتن، المصمم خصيصًا لإثبات الحفاظ على الزخم والطاقة.

في الوقت الحاضر، يحتفظ العلماء بأدواتهم في مختبرات مصممة خصيصًا لنشاط وحيد. مختلفون عن بعضهم البعض حسب مجال البحث. أما في أوائل العصور الحديثة، كانت العديد من الأماكن تقوم بدور مختبرات اليوم. حينها، استخدمت كل تلك الأماكن الأدوات السابقة مثل: الحدائق، والمختبرات الفلكية، والمعاهد الطبية، وكذلك الخزانات الشخصية والكليات الجامعية.

سمات استخدام الأدوات الحديثة

هناك سمتان مهمتان لاستخدام الأدوات الحديثة مبكرًا نود التأكيد عليها. أولاً، كما رأينا في مثال المثانة، تم استخدام مواد شائعة كأدوات علمية، وليس فقط تلك المصممة خصيصًا لنشاط واحد محدد.

أولًا، استخدمت الأشياء والمصنوعات اليدوية الشائعة أثناء التحقق والاختبار واكتسبت مكانة أداة علمية من منظور منهجي. المرايا والعدسات المستخدمة في الحياة اليومية تمكنت حينها من إحداث تأثيرات مدهشة، فأصبحت أدوات للبحث البصري في القرن السادس عشر. أدت العدسات والمرايا إلى اكتشاف قانون الانكسار مثلًا.

ثانيًا، يحتاج المجرب إلى التدريب قبل استخدام الأدوات، أي يحتاج إلى معرفة كيفية قراءة المعلومات التي توفرها الأداة. إذ لا يمكن استخدام الأدوات حتى البسيطة -مثل التلسكوب أو المجهر- بدون تعليمات مسبقة. لن يفهم المرء ببساطة ما يرى من خلال عدساتهم.

على سبيل المثال، لم تقبل اكتشافات جاليليو التلسكوبية بسهولة، إذ لم ير كل معاصريه ما رآه في تليسكوبه. يحدث تداخل في الرؤية بين الشيء قيد الدراسة وتشوه الصورة الذي تصنعه حواسنا. تعالوا نحلل بشيء من التفصيل الحجج المؤيدة والمضادة لاستخدام المجاهر.

مؤيدو الأدوات ومعارضوها

كانت الأدوات دافعًا للجدل في القرن السابع عشر، إذ تناولت إحدى المناقشات الرئيسية استخدام التلسكوب. أدت اكتشافات جاليليو للبقع الشمسية إلى نظرية تتعارض مع فلسفة أرسطو. أثار الأمر انتقادات أعضاء الكنيسة الكاثوليكية، إذ لم يوافقوا على النتائج النظرية لاكتشافات جاليليو السماوية القائلة بأن العالم فوق القمري (سماء النجوم الثابتة في الفكر الأرسطي)، الذي ظل لفترة طويلة حقيقة راسخة، هو أمر خاطئ وقابل للتغيير تمامًا كالعالم دون القمري (ما بين الأرض والقمر).

لم تزعزع الآلات المعتقدات اللاهوتية فحسب. القناعات الميتافيزيقية أيضًا أصبحت في مهب الريح. إذ أصبح ما يتعلق بالبنية الداخلية للأجسام ووصول الإنسان إلى هذه البنية عقبة أيضًا في إنشاء منهجية بحث. انتقدت كافنديش الفيلسوف هوك -وهو أحد أهم مروجي المجهر- الذي جاء كتابه “Micrographia” أول أكثر الكتب مبيعًا في الجمعية الملكية وكانت منهجيته مهمة جدًا للمجتمع العلمي آنذاك. فعلى عكس هوك، اعتبرت كافنديش أن الأجسام المكبرة لن تجلب معرفة جديدة ومفيدة. استندت هذه الحجة إلى افتراضها أن المجهر لا يمكنه رؤية أسباب الحركة والبنية الحقيقية للمادة. واعتقدت كافنديش أن البنية الحقيقية للمواد لا يمكن تصورها إلا عن طريق العقل.

الفحص المجهري لروبرت هوك

في كتاب “الفحص المجهري – Micrographia” لروبرت هوك والمكتوب عام 1665م، ناقش روبرت هوك في هذا الكتاب فائدة المجهر. قدم هوك أيضًا سلسلة من الرسومات لما يمكن رؤيته من خلال المجهر، وأشهر رسوماته هو عين ذبابة والخلية النباتية. اعتبر روبرت هوك المجهر إضافة إلى الحواس البشرية الناقصة والضعيفة، تمامًا كالنظارات الطبية التي تعالج مشاكل إبصارنا.

عارضت مارجريت كافنديش في كتابها “ملاحظات على الفلسفة التجريبية – Observations upon experimental philosophy” المنشور عام 1668 طرح هوك. ارتكز رفض كافنديش على التشوه الذي قد تحدثه العدسات وانكساراتها وظلال الكائنات الدقيقة تحت المجهر وما قد يسببه ذلك من مشكلات. تخيلت كافنديش أن التكبير الذي تصنعه العدسة المكبرة للقمل قد يجعلنا نظنه كسرطان البحر مثلًا بسبب اختلاف الأحجام وتشوه الرؤية بسبب استدارة الأشياء على غير طبيعتها.

اعتبرت كافنديش أن اعتراضها على ما يحدث في المجهر يمكن تعميمه على باقي الحواس أيضًا وبالتي رفضت استخدام مثل هذه الأدوات. وعلى عكس ما تعتقد من مواقفها، فلم تكن كافنديش جامدة محافظة في آرائها، فقد رفضت كلاً من الفلسفة الأرسطية والفلسفة الميكانيكية الجديدة لديكارت وهوبز وأعضاء المجتمع الملكي، ودافعت عن المادية الحيوية – النظرية التي بموجبها تتكون كل الأشياء في الطبيعة من مادة حيوية وذاتية الحركة مثلًا.

روبرت هوك في مواجهة مارجريت كافنديش

تمثل أحد أهداف المشروع العلمي لروبرت هوك في بناء تلك الأدوات المساعدة للحواس على إدراك العالم الطبيعي بشكل أفضل. كان المجهر والتلسكوب -بالنسبة لهوك- الأكثر أهمية. نظر روبرت إلى المجهر والتلسكوب كركيزة أساسية في التفاعل بين الإنسان والعالم المحيط.

اعتقد هوك أنه باستخدام المجهر يمكن للبشر الوصول إلى عالم جديد؛ عالم المخلوقات الصغيرة غير المرئية للعين، وعالم جسيمات المادة. كان روبرت هوك -كأعضاء آخرين في الجمعية الملكية- من داعمي نظرية المادة الجسيمية الديكارتية. وهكذا، اعتبر أنه بمرور الوقت ومع تحسن المجهر، سيتطور الأمر إلى حد كبير، بحيث سنتمكن من رؤية جسيمات المادة وتركيبها وحركاتها من خلال عدسات المجهر. كما اعتبر هوك أن المجهر -من خلال جعل الجسيمات وحركاتها مرئية- سيقدم أدلة حاسمة ضد النظرية الأرسطية للمادة والشكل.

مفهوم كافنديش عن الطبيعة

كان لدى مارجريت كافنديش مفهوم مختلف عن الطبيعة عن مفهوم روبرت هوك. فبالنسبة لها، لا يمكن تصور حركات المادة إلا عن طريق العقل والحواس البشرية. اعتقدت كافنديش أن البشر لن يتمكنوا من رؤية حركة المادة حتى بمساعدة الأدوات. كما اعتقدت أن البصر قد يصل فقط إلى الأشكال الخارجية للأشياء. ومع ذلك، رفضت كافنديش حتى أن الأشكال الخارجية التي تُرى من خلال المجهر هي بالفعل أشكال حقيقية للأشياء واعتبرتها مجرد تشوهات ناتجة عن العدسات والأضواء والظلال تتداخل مع الجسم والعدسات.

الحجة الثانية التي قدمتها كافنديش تتعلق بالعلاقة بين الطبيعي والاصطناعي. المشكلة التي أثارتها هي إلى أي مدى يكون شكل الجسم المكبر -والذي يختلف تمامًا عما تراه العين المجردة- هو شكله الحقيقي. بسبب العدسات، قد لا يكون ما نراه هو الشيء الطبيعي، ولكن صورة مختلفة لذلك الكائن.

أكدت كافنديش أنه إذا كانت المعرفة العلمية مبنية على تلك الصورة، فقد يؤدي الأمر إلى نظريات ومعلومات خاطئة. هكذا، تفاعلت المعتقدات الميتافيزيقية واللاهوتية مع الفلسفة التجريبية لتشكيل ثورة العلم الحديث. ولكن لم يتوقف أثر روبرت هوك واكتشافاته المذهلة عنده، بل امتد إلى نيوتن ولكن في ذلك مقال آخر. فمساهمات روبرت هوك في الرياضيات والأحياء والفلك هائلة والفضل في ذلك للأدوات العلمية. فقد اكتشف الخلية الحلية باستخدام الميكروسكوب والنجم الخامس في كوكبة الجبار باستخدام التليسكوب، وغيرها من الاكتشافات والمساهمات، مما قوى حجته وحفر اسمه في التاريخ.

المصادر:
Margaret Cavendish and Scientific Discourse in Seventeenth-Margaret Cavendish and Scientific Discourse in Seventeenth-Century England Century England

Margaret Cavendish’s Critique of Experimental Science

Oxford Academic: Robert Hooke: Physics, Architecture, Astronomy, Paleontology, Biology

Robert Hooke: English scientist who discovered the cell

صراع ويليام هارفي وديكارت، صدام بين التجريبية والعقلانية

هذه المقالة هي الجزء 6 من 9 في سلسلة محطات مهمة عن الثورة العلمية

صراع ويليام هارفي وديكارت على أنقاض جالينوس

هيمنت تعاليم الفيزيائي اليوناني القديم “جالينوس” على الفكر الطبي الغربي لما يقرب من 1400 عام. لذا فليس من المستغرب أن التفسيرات الفيزيولوجية المنطقية الجديدة للظواهر قوبلت بمقاومة. رفض ديكارت وهارفي وجهة نظر جالينوس القائلة بأن الدم يتحرك ببساطة للأمام والخلف من خلال نفس الوعاء. [1]

قال هارفي أن القلب عبارة عن مضخة عضلية تضخ الدم إلى جميع أنحاء الجسم ثم تعود إلى القلب، وهو ما شكك فيه ديكارت. كما عارض تفسير هارفي لطبيعة الانقباض والانبساط، كل هذا دون مساعدة من أي أدوات دقيقة.

يعكس مفهوم علم وظائف الأعضاء عند ديكارت تفانيه في بناء نظام فلسفي موحد، يضم الفيزياء والرياضيات وعلم النفس وعلم الكونيات ونظرية المعرفة وجوانب معينة من الدين. لقد نظر ديكارت إلى الجسم بطريقة ميكانيكية، واعتبره مجموعة من الآلات. وأنه يمكن تحويل وظائف الجسم المختلفة إلى نماذج ميكانيكية مماثلة للساعة والآلات التي تعتمد على الروافع والبكرات.

رفض ديكارت نظرية المضخة الآلية القلبية لويليام هارفي!

على الرغم من هذه الميول الآلية الدافعة لقبول ديكارت لأفكار هارفي، رفض ديكارت فكرة أن القلب هو مجرد مضخة تدفع الدم إلى الجسد. يعكس هذا جزئيًا اعتقاد ديكارت بأن الإرادة تتحكم في جميع العضلات. لم يعلم ديكارت بإمكانية وجود عضلات لاإرادية من الأساس.

على الرغم من اعتراف ديكارت بأن بعض الحركات العضلية، مثل رد فعل اليد التلقائي للوخز، يمكن أن ينتج عنه فعل انعكاسي، إلا أنه رفض فكرة الانقباض العضلي اللاإرادي.

اعتقد ديكارت أن القلب لا يمكن أن يكون مضخة، بل هو فرن. يسخّن الفرن القلبي جزيئات صغيرة في الدم، مما تسبب تمددها على الفور. هذا التمدد الديناميكي والمفاجئ للدم داخل القلب تسبب في تضخم العضو مما أجبر الصمامات الأذينية البطينية أن تنغلق، وتفتح الصمامات شبه القمرية.

عندما ينطلق الدم الحار في الشريان، يتمدد الشريان، وهو ما كان مرئيًا للعين المجردة ويمكن الشعور به حينذاك. تخيل ديكارت أنه عندما يبرد الدم، فهو يأخذ مساحة أقل، وتنهار الشرايين والأوردة – كما يفعل القلب نفسه. لكنه اتفق مع هارفي على أن الدم يعود إلى القلب من خلال نظام من الأوردة، لكن الدم الحار هو الذي يحرك الدورة الدموية وليس القلب نفسه.

عندما يعود الدم البارد إلى القلب من أجزاء مختلفة من الجسم، يختلط بكمية صغيرة من الدم باقية في القلب. هذا الدم المتبقي وفقًا لديكارت، يمتلك خاصية تشبه الخميرة التي تسبب تمدد الدم العائد إلى البطين، وبالتالي بدء العملية مرة أخرى. لذلك، شبّه ديكارت القلب بالفرن.

لم يفكر ديكارت في القلب على أنه عضلة، ولم يتخيل أن حركته نتيجة لانقباض عضلي لا إرادي كما اعتقد هارفي. لكن تغير حجم القلب وشكله لأن الدم داخله يتمدد بسرعة مع تسخينه وإجباره على الخروج إلى نظام الأوعية الدموية بينما يبرد بسرعة أثناء دورانه في الجسم. [5]

صدام بين العقلانية والتجريبية

الفارق الرئيسي بين ديكارت وهارفي هو الفارق بين العقلاني والتجريبي. فويليام هارفي كان تجريبيًا يصل إلى استنتجاته بالتجربة. أما ديكارت، فحاول توفيق العالم مع نظرة فلسفية عقلانية. وقد بدا لنا من ذلك الصراع نشأة ملامح منهج وليد بين الأرسطية والديكارتية، هو المنهج التجريبي. لكن لم يظهر المنهج التجريبي على الفور بالطبع، كما لم تمت الأرسطية على الفور.

حتى الديكارتيين أمثال مالبرانش استمروا في استخدام مصطلحات المادة والشكل في تصورهم للعالم المادي. فالفلسفة الطبيعية الأرسطية قدمت مجموعة من المفاهيم التي ساعدتها على البقاء.

مع تطور العلم في القرن السابع عشر، لم يتخلص أتباع ديكارت من مفهوم الشكل بالكلية، بل أعادوا تفسيره ليناسب أفكارهم. بالتالي، يمكننا القول أن أفكار ديكارت والأرسطية كان لهما أثر كبير على علماء ومفكرين القرن السابع عشر. ورغم هدم ديكارت للأرسطية، إلا أنها كانت تعود في الأمور التي يغيب التفسير العلمي التجريبي الدقيق عنها في كثير من الأحيان.

المصادر

[1] Hurst JW: Robert C. Schlant. (Profiles in Cardiology[Eds. Hurst JW andFye WB]). Clin Cardiol1999;602–605

جائزة نوبل في الكيمياء 2021، وما علاقتها بالتخليق العضوي والمحفزات؟

جائزة نوبل في الكيمياء 2021، وما علاقتها بالتخليق العضوي والمحفزات؟

جميعنا على تماس مباشر بالجزيئات، وقد تكون هذه الجزيئات مصممًة لعلاج المرضى أو لنقل المعلومات وربما لتسميد المحاصيل. يتم تصنيع الجزيئات هذه بخصائص محددة عن طريق التخليق الكيميائي، أي سلسلة من التفاعلات الكيميائية المتتالية.
كلما زاد تحكمنا بهذه الجزيئات زادت فعاليتها مما أدى إلى استدامة عالمنا وتقدمه.
ولجمع جزيئات معقدة حصل عليها الإنسان في المختبر أو تم تجميعها بيولوجيًا من قبل كائنات حية أخرى فهي خضعت لسلسلة من تفاعل مواد أولية بسيطة مع بعضها وقد تكون هذه الخطوات المتسلسلة من التفاعل قد حصلت على تحفيز.


المحفزات وارتباطها بالكيمياء:


من الطبيعي أن تكون المحفزات أساسيًة في عالم الكيمياء فهي تزيد من سرعة ومعدل التفاعل ولا يتم استهلاكها. بمعنى أنه إذا تم إضافة فضة إلى دورق يحتوي بيروكسيد الهيدروجين H2O2 سينهار بيروكسيد الهيدروجين متحولًا إلى ماء H2O وأوكسجين O2.
لكن الأمر الغريب هو أن الفضة يبقى كما هو ولا يتأثر بالتفاعل على الإطلاق.
أول من أدخل مفهوم التحفيز إلى الوسط العلمي هو العالم السويد بارازيليوس عام 1835.
أصبح استخدام المحفزات في الوسط العلمي والصناعي أمرًا روتينيًا، فالتحفيز مشاركٌ في كثيرٍ من عمليات تحويلٍ كيميائي للمواد الصناعية إلى مواد ذات قيمة كالمستحضرات الصيدلانية والكيماويات الزراعية.
في وقتنا الحاضر تم تطوير عدد كبير من المحفزات العضوية المختلفة. تم تصنيف هذه المحفزات حسب دورها الميكانيكي مع تسليط الضوء على وظيفة المحفزات في إزالة أو منح إلكترونات أو بروتونات من وإلى الركيزة.
وهناك ما يدعى بالتصنيف البديل وهو للتمييز بين التحفيز التساهمي الذي يشكل رابطة تساهمية إلى الركيزة والتحفيز الغير تساهمي الذي يعتمد التحفيز على التفاعلات اللاتساهمية مثل تشكيل رابطة هيدروجينية.

المحفزات العضوية

وقبل قنبلة ديفيد ماكميلان وبينيامين ليست التي فجراها لم يتم تغطية التفاعلات التي تحفزها الجزيئات العضوية غير الكيرالية إلا إذا كانت ضرورية للفهم العام في مجال معين.
قد أضاف ماكميلان وليست نوعًا ثالثًا جديدًا من المحفزات وهي المحفزات العضوية غير المتماثلة.
ظهرت عدة أمثلة استخدم فيها المحفزات العضوية وسجل أول استخدام عام 1912 من قبل العالمين فريدج وفيسك. أظهرا أن إضافة سيانيد الهيدروجين HCN إلى البنزالديهايد لتشكيل السيانوهيدرايد يتم تحفيزه بواسطة القاعدتين الكيرالية الكينين والكينيدين. إن السيانوهيدرايد الذي يتم الحصول عليهمن المحفز الأول هو المتماثل الصوري مقارنًة بالمركب الذي سيتم الحصول عليه عند استخدام المحفز الثاني.


رحلة ماكميلان وليست من عام 2000 إلى عام حصولهما على نوبل


عام 2000 قام بينيامين ليست بملاحظة الألدول المحفز بين جزيئات L-Prolin (تحفيز إينامين).
أظهر ليست أن الحمض الأميني الطبيعي L-Prolin يحفز تفاعل الألدول بين الجزيئات. هو تفاعل رابطة كربون-كربون بين الأسيتون وسلسلة من الألدهيدات العطرية. اقترح ليست أن التفاعل يجري عبر إينامين وسيطة، مما يؤدي إلى رفع المدار الجزيئي الأعلى احتلالا وزيادة المحبة للنواة مقارنة مع إيثر الإينول المقابل، وأن وظيفة حمض الكربوكسيل في المحفز تساعد على استقرار الحالة الانتقالية زيمرمان -تراكسلر الخالية من المعادن من خلال الرابطة الهيدروجينية. وهكذا يرتبط المحفز تساهميا بالركيزة ويتحكم في المسار الكيميائي الفراغي لتفاعل الألدول بين الجزيئات. وقد صقلت الدراسات الحسابية اللاحقة للتفاعل هذه الصورة وتسليط الضوء على دور بروتون الحمض الكربوكسيلي كحفاز حمض داخل جزيئي الذي يوفر استقرار الشحنة لتشكيل أنيون الألكسيد. واقترح الباحثون أيضا أن وظيفة المحفز البرولاين كميكروألدولاز ‘، أي كمحاكاة الإنزيمات، وأن تفاعلات عضوية أخرى قد تكون عرضة لتحفيز مماثل لمادة الإينامين بوساطة البرولين.
وفي وقت لاحق من نفس العام لاحظ ماكميلان تفاعل ديلز ألدر بين الألدهيدات غير المشبعة والسيكلونبتدادين المحفز (تحفيز أيونات إمنيوم). في تسعينات القرن العشرين، قامت مجموعة ليرنر وبارباس الثاني بتوليد الأجسام المضادة التي تحفز تفاعل الألدول داخل الجزيئي. تم توليد الأجسام المضادة المحفزة بحيث تحاكي إنزيمات ألدولاز من الفئة الأولى. تستخدم هذه الإنزيمات والأجسام المضادة المحفزة جزء الأمين من بقايا الليسين في الموقع النشط للبروتين لتشكيل إينامين مع الركيزة، والتي تضاف بعد ذلك إلى الألدهيد لإكمال تفاعل الألدول. على وجه الخصوص، أظهر الجسم المضاد التحفيزي 38C2 نطاقاً ركيزاً واسعاً ونواتج مقدمة في الجسم العالي كما تم تطبيق هذا الجسم المضاد ببراعة في خطوة أساسية في تخليق العديد من البريفيكومينات، وهي الفرمونات للعديد من خنافس اللحاء.

تحفيز أيونات الإمينيوم

في عام 2000، أظهر ماكميلان أن الإميدازوليدينون الكيرالي يمكن أن يحفز تفاعل ديلز-ألدر بين الألدهيدات غير المشبعة ويتكثف، الذي يتم إعداده في ثلاث خطوات من استر الميثيل للحمض الأميني الطبيعي L-phenylalanine، مع الألدهيد غير المشبع لتشكيل أيون الأمينيوم المقابل، حيث يتم خفض طاقة أقل مدار جزيئي غير مشبع (LUMO) مقارنة مع الألدهيد. ويؤدي هذا الانخفاض في الطاقة إلى زيادة التفاعل تجاه الديين، ومعدل تفاعل أعلى من تفاعل ديلز-ألدر الناتج مقارنة بالتفاعل غير المحفز. ويمكن تحقيق تنشيط مماثل لخفض أدنى مدار جزيئي غير مشغول باستخدام أحماض لويس المعدنية، وهي تقنية تمت دراستها بشكل كبير. في الحالة التي قدمها ماكميلان، يتم إرفاق المحفز تساهميًا بالركيزة، مما يوفر إمكانيات جيدة لنقل المعلومات الكيرالية من العضوي المحفز إلى المنتج، وناقش الباحثون نموذجًا لترشيده الاستدلال النمطي الملاحظ. من أجل السماح بالتحفيز الفعال، أيون الألومنيوم للقناة الحلقي يجب أن تكون مرنة حركياً بما فيه الكفاية للسماح بتحللها في ظل ظروف التفاعل وتجديد المحفز. الرؤية الرئيسية في عمل ماكميلان هي مفهوم أن خفض طاقة أدنى مدار جزيئي مشغول من خلال وسيط الأمونيوم المتولد تحفيزيًا يوفر منصة عامة يمكن من خلالها تصميم وتطوير تفاعلات غير متماثلة أخرى.

أهمية الاكتشاف أدت على حصولهما على نوبل

أهم أوجه التقدم في التخليق العضوي هي تلك التي توضح مبادئ جديدة لتحفيز التفاعل والتحكم في مسارات التفاعل؛ تطوير مفهوم التحليل العضوي ومبادئ التصميم الأساسية لتطوير مثل هذا التحفيز هو بوضوح تقدم كبير في هذا المجال. الفرص الجديدة لإجراء التفاعلات الكيميائية، مثل التحلل العضوي، وتوسيع مجموعة الأدوات المتاحة للكيميائيين والسماح لتصميم مسارات جديدة للتفاعل للجزيئات العضوية. وتسفر مثل هذه التحسينات والاكتشافات عن مسارات رد فعل أكثر كفاءة، والتي سيكون لها، نتيجة لذلك، تأثير أقل على البيئة. استخدام الجزيئات العضوية الصغيرة كمحفزات للتفاعلات العضوية لم يسبق له مثيل في الكيمياء العضوية. غير أن العمل الذي قام به لِست وماكميلان أسفر عن نقطة تحول؛ هناك ما هو واضح قبل وبعد. عملهم وضع تصورات لمجال التحلل العضوي، مع التركيز على التحفيز غير المتماثل، وأشار إلى مبادئ لتصميم تفاعلات التحلل العضوي الجديدة على أساس المفاهيم الحديثة مثل خفض LUMO (أدنى مدار جزيئي غير مشغول) وتربية HOMO (أعلى مدار جزيئي مشغول).

ازدهار الوسط العلمي والصناعي ما بعد هذا الاكتشاف

تم وصف عدد كبير من ردود الفعل الجديدة، والمحفزات والتطبيقات في الأدب -وقد أشير إلى هذه الفترة باسم “حمى الذهب العضوية” اليوم، فإن المنطقة راسخة في الكيمياء العضوية وتفرعت إلى العديد من التطبيقات الجديدة والمثيرة. كما تم التعرف على التحلل العضوي الآن على أنه الدعامة الثالثة للتحفيز غير المتماثل، جنبا إلى جنب مع التحلل الحيوي والتحفيز المعدني الانتقالي. منذ أوراق لِست وماكميلان في عام 2000، تبعت تطورات مثيرة في مجال التحليل العضوي، وتم تطوير محفزات وتفاعلات جديدة لجميع فئات المحفزات العضوية (حمض لويس أو القاعدة، حمض برونستد أو القاعدة). ويركز هذا الموجز على أوجه التقدم المتعلقة بتحفيز الإينامين (قاعدة لويس) وإيونات الأمينيوم (حمض لويس)؛ وقد واصل كل من ليست وماكميلان أنشطتهما في الميدان، حيث طوروا عدة تفاعلات عضوية محفزة جديدة باستخدام L-proline وchiral imidazolidinones كمحفزات، على التوالي. إلى جانب تفاعل الألدول داخل الجزيئي.

حفاز يورغنسن -هاياشي:

في عام 2005، هجر يورغنسن وزملاؤه عملية أسولفينيل الألدهيدات باستخدام إثير سيليل دياريل كحفاز، وفي وقت لاحق من نفس العام، أظهرت هاياشي أن هذا النوع من الحفاز مؤهل أيضاً لإضافة البروبانال إلى النتروستيرين؛ كلا التفاعلين يعملان بواسطة آلية الإينامين. وبعد ذلك بوقت قصير تبين أيضاً أن المادة الحفازة لها القدرة على أكسدة الألدهيدات غير المشبعة، مثل سينامالديهايد (cinnamaldehyde)، إلى الأبوكسيد. هذه التفاعلات تسلط الضوء على بعض الجوانب المهمة من هذه الكيمياء، وهي تثبت أن إثير دياريل برولينول السيليل مؤهل لتعزيز التفاعلات التي تنطوي على كل من مكافئ تحفيز الإينامين وتحفيز أيون الأمينيوم، أثبتت إيثرات السيليل أنها محفز قوي لهذه الكيمياء مع نطاق واسع من التطبيقات، وذلك بسبب زيادة إعاقة الستيريك وارتفاع انتقائية الستيريوم مقارنة مع محفزات لبرولين وإيميدازوليدينون.

دمج التحليل العضوي مع تحفيز الأكسدة الضوئية

إن إمكانية تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية لها أهمية كبيرة لتطوير مجتمع مستدام. ينبع إلهام هذا البحث من التمثيل الضوئي، حيث تستخدم النباتات الطاقة الشمسية لتحويل المواد الخام البسيطة إلى طاقة كيميائية في شكل كربوهيدرات. إحدى الطرق الممكنة لتقليد هذه الكيمياء هي استخدام محفزات المعادن الانتقالية (محفزات الأكسدة الضوئية) الذي يمكن بعد ذلك تنشيط الجزيئات العضوية المستقرة عن طريق الأكسدة أو الاختزال أحادي الإلكترون. وهذا يوفر وسيطات الغلاف المفتوح التي لا يمكن الوصول إليها بسهولة ويفتح إمكانية تحفيز مسارات تفاعل الإلكترون الثنائي الصعبة بخلاف ذلك باستخدام خطوتين لنقل الإلكترون الواحد بواسطة محلل الصور. وفي عام 2008، قام نيكويتز وماكميلان بدمج هذه الكيمياء مع التحليل العضوي، مما أدى إلى الألكيل الفعال للألدهيدات. دور المحفز الضوئي P في هذا التفاعل هو اختزال هاليد الألكيل إلى جزيء ألكيل وأيون هاليد. ثم يضيف جزيء الألكيل إلى إينامين، مكونًا رابطة كربون-كربون وجزيء ألكيل جديد. ثم يتأكسد هذا النوع بواسطة المحفز الضوئي لينتج أيون إمونيوم، والذي يتحلل إلى المنتج ويعيد الكاتياليست العضوي، واحد مع الكاساليست العضوي والآخر مع محفز الأكسدة الضوئية، مع نقطتي اتصال. أثارت تحقيقات نيكويتز وماكميلان، اهتمامًا كبيرًا في مجتمع الكيمياء، وتم استثمار الكثير من الجهد في تطوير تفاعلات محفزة بالأكسدة الضوئية. “إن قوة هذه الكيمياء هي أنه باستخدام ظروف رد فعل مستدامة، فإنها تسمح بالوصول إلى المواد الوسيطة التي لا يمكن الوصول إليها عن طريق التنشيط الحراري التقليدي. وقد تم تطوير كيمياء جديدة، وتم الآن تطبيق تحفيز الأكسدة الضوئية في معظم مجالات الكيمياء العضوية، في الأوساط الأكاديمية والصناعية على حد سواء.

تطبيقات تخليق الجزيئات العضوية المعقدة

الهدف من التخليق العضوي هو إنتاج الجزيئات العضوية، سواء كانت للمنتجات الدوائية أو الزراعية أو الطبيعية أو غيرها من التطبيقات. وقد وجد التحليل العضوي تطبيق واسع النطاق في هذا المجال. غالباً ما تكون كفاءة التسلسلات الاصطناعية طويلة متعددة الخطوات مشكلة وعادةً ما توفر المركب المطلوب بكميات دقيقة فقط. إحدى الاستراتيجيات لتخفيف هذا العيب المتأصل مستلهمة من التخليق الحيوي للجزيئات العضوية، حيث يتم استخدام سلاسل من إنزيمات تحول المواد الأولية البسيطة إلى جزيئات معقدة في عملية منظمة للغاية. في التخليق العضوي، يتم تقليد ذلك باستخدام تفاعلات متتالية حيث يكون ناتج خطوة التفاعل الأولى هو المادة البادئة للخطوة التالية، وبالتالي تجنب عمليات التنقية غير الضرورية بين كل خطوة من خطوات التفاعل. ومن الأمثلة الأنيقة على هذه الكيمياء التركيب الكامل لفيتامين أ -توكوفيرول (فيتامين هـ)، وهو مضاد أكسدة قوي، في هذا التفاعل التعاقبي، الذي يتكون من تفاعل ألدول متبوعا بتفاعل أوكا -مايكل، يتم تركيب رابطتين جديدتين ومركز مجسم جديد في عملية واحدة، وبالتالي تشكيل جزء بيران من a-tocopherol.

التخليق العضوي وأهميته في الصيدلة

التخليق العضوي له دور هام في البحوث الصيدلانية قبل السريرية، حيث هناك طلب كبير على جزيئات عضوية جديدة ليتم اختبارها في عدة أمرض مختلفة. والهدف من هذا النشاط هو تطوير أدوية جديدة لعلاج الأمراض، وليس من المستغرب أن يتم تطبيق أساليب التحفيز العضوي في هذا المجال. ومن الأمثلة على ذلك علاج فرط ضغط الدم (ارتفاع ضغط الدم). الرينين، وهو بروتيني يفرزه الكليتان، يحلل البروتين الأنجيوتنسين في مجرى الدم إلى الببتيد الأنجيوتنسين I. يؤدي المزيد من التحلل المائي للأنجيوتنسين الأول إلى تشكيل الأنجيوتنسين الثاني، وهو ببتيد نشط في الأوعية تشارك في ارتفاع ضغط الدم. أحد الاحتمالات لعلاج ارتفاع ضغط الدم هو تثبيط الرينين ومنع تكوين أنجيوتنسين. ولقد أثبت الباحثون في شركة نوفارتيز أن هذا أمر ممكن حقا. إن التطورات في التخليق العضوي التي توضح مبادئ جديدة لتحفيز التفاعل والتحكم في مسارات رد الفعل أمر مركزي للتقدم في الانضباط. وقد أسهم الفائزون هذا العام إسهاما رائدا في هذا المجال. من روايتهم النظرية.وقد اجتذب عام 2000 اهتماما كبيرا من أوساط الباحثين ويمثل بداية للبحوث الحديثة في التحليل العضوي، مما أثار تطورا لا يزال مستمرا. مجال البحث واسع لا يشمل فقط تحفيز إينامين وأيونات الأمينيوم، واليوم نضج التحليل العضوي إلى أداة تستخدم بشكل روتيني في التخطيط والتنفيذ التخليقي، سواء في الصناعة والأوساط الأكاديمية.

المصدر

[1] Nobel Prize

فائزان بنوبل الكيمياء 2021، من هما؟ وماذا قدما للبشرية؟

فائزان بنوبل الكيمياء 2021 ، من هما؟ وماذا قدما للبشرية؟

قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2021 مناصفة إلى الألماني بنيامين ليست Benjamin list والاسكوتلاندي ديفيد ماكميلان David MacMillan “لتطوير التحفيز العضوي غير المتماثل.” فماذا قدم الفائزان بنوبل الكيمياء 2021 للبشرية؟

بناء الجزيئات فن صعب. حصل Benjamin List و David MacMillan على جائزة نوبل في الكيمياء 2021 لتطويرهما أداة جديدة دقيقة للبناء الجزيئي وهي التحفيز العضوي. كان لهذا أثر كبير على الأبحاث الصيدلانية، إذ جعل الكيمياء أكثر أمنًا للبيئة.

نبذة عن دور العالمين في جائزة نوبل الكيمياء 2021

تعتمد العديد من مجالات البحث والصناعات على قدرة الكيميائيين على بناء جزيئات قادرة على تكوين مواد مرنة ومتينة، أو تخزين الطاقة في البطاريات أو منع تطور الأمراض أو جزيئات تساهم في صناعة أحذية جري خفيفة الوزن.

يتطلب هذا العمل “محفزات”، والمحفزات هي مواد تتحكم في التفاعلات الكيميائية وتسرعها، دون أن تصبح جزءًا من المنتج النهائي للتفاعل. على سبيل المثال، تقوم المحفزات في السيارات بتحويل المواد السامة في أبخرة العادم إلى جزيئات غير ضارة.

تحتوي أجسامنا أيضًا على آلاف المحفزات على شكل إنزيمات، والتي تُشكّل الجزيئات الضرورية للحياة. بالتالي، فإن المحفزات هي أدوات أساسية للكيميائيين، لكن اعتقد الباحثون منذ فترة طويلة بوجود نوعان فقط من المحفزات المتاحة وهي المعادن والإنزيمات. حصل Benjamin List و David MacMillan على جائزة نوبل في الكيمياء 2021 لقيامهما في عام 2000 م، بشكل مستقل عن بعضهما البعض، بتطوير نوعًا ثالثًا من الحفز وهو “الحفز العضوي غير المتماثل” ويبني على جزيئات عضوية صغيرة.

يرجع التوسع السريع في استخدام المحفزات العضوية بشكل أساسي إلى قدرتها على تنشيط الحفز غير المتماثل. عندما يتم بناء الجزيئات، غالبًا ما يتشكل جزيئين مختلفين، فهي – تمامًا مثل أيدينا – صورة مرآة لبعضهما البعض. غالبًا ما يرغب الكيميائيون في إحدى الصورتين فقط من صورتي المرآة، خاصة عند إنتاج المستحضرات الصيدلانية.

تطور الحفز العضوي بسرعة مذهلة منذ عام 2000 م. ظل بنجامين ليست وديفيد ماكميلان رائدين في هذا المجال، وأظهروا أنه يمكن استخدام المحفزات العضوية لتحريك العديد من التفاعلات الكيميائية. باستخدام هذه التفاعلات، يمكن للباحثين الآن بناء أي شيء بكفاءة أكبر من أدوية جديدة إلى جزيئات قادرة على التقاط الضوء في الخلايا الشمسية. وبهذه الطريقة، حققت المحفزات العضوية فائدة هائلة للبشرية.

إلهام الطبيعة

إذا قارنّا قدرة الطبيعة على بناء إبداعات كيميائية مع قدراتنا الخاصة سنكتشف أننا علقنا لفترة طويلة في العصر الحجري. أنتج التطور عبر ملايين السنين أدوات دقيقة مذهلة، هي الإنزيمات. تلك الإنزيمات قادرة على المساهمة في بناء المركبات الجزيئية التي تعطي الحياة أشكالها وألوانها ووظائفها. عندما بدأ اليميائيون في ربط هذه التُحف الكيميائية، نظروا إليها بإعجاب وذهول! كانت المطارق والأزاميل في صناديق أدواتهم للبناء الجزيئي بدائية وغير دقيقة. لذلك، غالبًا ما انتهت محاولاتهم في نسخ منتجات الطبيعة إلى الكثير من المنتجات الثانوية غير المرغوب فيها.

أدى الاكتشاف الذي حصل على جائزة نوبل في الكيمياء 2021 إلى الارتقاء بالبناء الجزيئي إلى مستوى جديد تمامًا. فهو لم يجعل الكيمياء أكثر أمنًا للبيئة فحسب، بل سهّل أيضًا إنتاج جزيئات غير متماثلة عبر “التحفيز العضوي غير المتماثل”. ذلك المفهوم الذي طوره بنيامين ليست وديفيد ماكميلان بسيط بقدر ما هو رائع. الحقيقة هي أن الكثير من الناس تساءلوا لماذا لم نفكر في الأمر من قبل؟ ليس من السهل الإجابة عن هذا السؤال، ولكن قبل أن نحاول، نحتاج إلى إلقاء نظرة سريعة على التاريخ.

ما هو التحفيز؟ وما هو المحفّز؟

بادئ ذي بدء، دعونا نتعرف على مصطلحي التحفيز والمحفز، ونمهد الطريق لفهم جائزة نوبل في الكيمياء 2021. عندما بدأ الكيميائيون في استكشاف الطرق التي تتفاعل بها المواد الكيميائية المختلفة مع بعضهم البعض، قاموا ببعض الاكتشافات الغريبة! على سبيل المثال، وضع الكيميائيون الفضة في دورق به بيروكسيد الهيدروجين (H2O2)، فإذا ببيروكسيد الهيدروجين ينهار فجأة ويتحول إلى الماء (H2O) والأكسجين (O2). لكن الفضة – التي بدأنا بها العملية – لا يبدو أنها تتأثر بالتفاعل على الإطلاق!

في عام 1835 م، بدأ الكيميائي السويدي الشهير جاكوب برزيليوس في رؤية تلك الأنماط. في التقرير السنوي للأكاديمية الملكية السويدية للعلوم الذي يصف أحدث تقدم في الفيزياء والكيمياء ، نص على اكتشاف “قوة” جديدة يمكنها “توليد نشاط كيميائي”! وسرد التقرير العديد من الأمثلة التي أدى فيها وجود مادة ما إلى بدء تفاعل كيميائي معيّن، موضحًا كيف بدت هذه الظاهرة أكثر شيوعًا مما كان يُعتقد سابقًا. كان يعتقد أن المادة لها قوة محفزة وأطلق على الظاهرة نفسها محفزًا.

المحفزات تسرع التفاعلات الكيميائية في القرن التاسع عشر

شرعت المحفزات في إنتاج البلاستيك والعطور والأطعمة ذات النكهات حيثث مرت كميات كبيرة من المواد عبر ماصات الكيميائيين منذ زمن برزيليوس. لقد اكتشفوا عددًا كبيرًا من المحفزات القادرة على تكسير الجزيئات أو ضمها معًا. بفضل هذه المحفزات، تمكننا كبشر من استخراج آلاف المواد المختلفة التي نستخدمها في حياتنا اليومية، مثل الأدوية والبلاستيك والعطور والنكهات الغذائية.

هل نجحت المعادن كمحفزات؟

تشير التقديرات إلى أن 35 % من إجمالي الناتج المحلي العالمي يتضمن بطريقة ما الحفز الكيميائي. من حيث المبدأ، تنتمي جميع المحفزات المكتشفة قبل عام 2000 إلى إحدى مجموعتين: إما معادن أو إنزيمات.

غالبًا ما تكون المعادن محفزات ممتازة لأنها تتمتع بقدرة خاصة على استيعاب الإلكترونات مؤقتًا أو تزويدها بجزيئات أخرى أثناء عملية كيميائية. يساعد هذا في فك الروابط بين الذرات في الجزيء، لذلك يمكن كسر الروابط القوية، ثم تشكيل روابط جديدة. ومع ذلك، هناك مشكلة واحدة في بعض المحفزات المعدنية وهي أنها حساسة جدًا للأكسجين والماء. لذلك، يحتاج الكيميائيون إلى بيئة خالية من الأكسجين والرطوبة للعمل بالمعادن. ويصعب تحقيق ذلك في الصناعات الكبيرة بالطبع. كما أن العديد من المحفزات المعدنية عبارة عن معادن ثقيلة قد تسبب ضررًا بالبيئة.

ماذا عن المحفزات العضوية؟ هل تنجح؟

على الجانب الآخر، تعمل المحفزات الحيوية بدقة مذهلة. تتكون المحفزات العضوية تلك من البروتينات ويطلق عليها “الإنزيمات”. تحتوي جميع الكائنات الحية على آلاف الإنزيمات المختلفة التي تحرك التفاعلات الكيميائية الضرورية للحياة داخل أجسادها. العديد من الإنزيمات متخصصة في التحفيز غير المتماثل، ويشكلون دائمًا صورة مرآة واحدة من الصورتين الممكنتين للمركّب. كما تعمل تلك المحفزات العضوية جنبًا إلى جنب في تناغم رائع. فعندما ينتهي إنزيم من التفاعل، يتولى إنزيم آخر المهمة. وبهذه الطريقة، يمكن للمحفزات العضوية بناء جزيئات معقدة بدقة مذهلة، مثل الكوليسترول أو الكلوروفيل أو سم الإستركنين، وهو أحد أكثر الجزيئات تعقيدًا التي نعرفها.

نظرًا لأن الإنزيمات عبارة عن محفزات فعّالة، فقد حاول الباحثون في التسعينيات تطوير متغيرات إنزيمية جديدة لدفع التفاعلات الكيميائية التي تحتاجها البشرية. إحدى المجموعات البحثية التي تعمل على هذا كان مقرها في معهد سكريبس Scripps للأبحاث في جنوب كاليفورنيا وكان بقيادة الراحل كارلوس بارباس الثالث. كان بنيامين ليست في منصب ما بعد الدكتوراه في مجموعة بارباس البحثية. ولدت عند بينيامين ليست حينها تلك الفكرة الرائعة التي أدت إلى الاكتشاف الذي حاز به فائزان بنوبل الكيمياء 2021.

فائزان بنوبل الكيمياء 2021

تفكير بنيامين ليست خارج الصندوق!

عمل Benjamin List على الأجسام المضادة التحفيزية. ترتبط تلك الأجسام المضادة بالفيروسات أو البكتيريا الغريبة في أجسامنا. عمل الباحثون في Scripps على إعادة تصميم تلك الأجسام حتى يتمكنون من إحداث تفاعلات كيميائية بدلاً الارتباط بالأجسام الغريبة. أثناء عمل بينيامين مع الأجسام المضادة المحفزة، بدأ في التفكير في كيفية عمل الإنزيمات بالفعل. عادة ما تكون جزيئات ضخمة مبنية من مئات الأحماض الأمينية. بالإضافة إلى هذه الأحماض الأمينية، تحتوي نسبة كبيرة من الإنزيمات أيضًا على معادن تساعد في دفع العمليات الكيميائية. لكن – وهذه هي النقطة – تشارك العديد من الإنزيمات في تفاعلات كيميائية تحفيزية دون مساعدة المعادن! إذ تتم التفاعلات عبر حمض أميني واحد أو عدد قليل من الأحماض الأمينية الفردية في الإنزيمات.

كان سؤال بنيامين العبقري هو هل يجب أن تكون الأحماض الأمينية جزءًا من الإنزيم لتحفيز تفاعل كيميائي ما؟ أو هل يمكن لحمض أميني واحد، أو جزيئات بسيطة أخرى مماثلة، القيام بنفس الوظيفة؟

كان يعلم أن هناك بحثًا من أوائل السبعينيات استخدم حمض أميني يسمى البرولين كمحفز – لكن حدث ذلك قبل أكثر من 25 عامًا من سؤاله. لكن إذا كان البرولين حافزًا فعالًا، فربما استمر شخص ما في العمل عليه؟ اعتقد بنجامين ليست أن السبب وراء عدم استمرار أي شخص في دراسة الظاهرة هو أنها لم تعمل بشكل جيد. دون أي توقعات حقيقية، اختبر بينيامين ما إذا كان البرولين يمكن أن يحفز تفاعل “ألدول-Aldol”، حيث ترتبط ذرات كربون جزيئين مختلفين معًا. لقد كانت محاولة بسيطة، بشكل مثير للدهشة، وقد نجحت على الفور!

رهان بنيامين ليست!

لم يكتشف Benjamin List أن البرولين عامل حفاز فعال فحسب كسابقه، بل أظهر أيضًا أن هذا الحمض الأميني يمكن أن يؤدي إلى تحفيز غير متماثل. من بين صورتي المرآة المحتملتين، كانت تتشكل إحداهما أكثر من الأخرى! وعلى عكس أولئك الذين اختبروا البرولين سابقًا كمحفز، أدرك بنيامين الإمكانات الهائلة التي يمكن أن تمتلكها تجربته. بالمقارنة مع كل من المعادن والإنزيمات، يعتبر البرولين أداة مثالية للكيميائيين. فالبرولين جزيء بسيط للغاية ورخيص وصديق للبيئة. عندما نشر بحثه في فبراير 2000 م، وصف بينيامين التحفيز غير المتماثل مع الجزيئات العضوية كمفهوم جديد لديه العديد من الفرص المستقبلية. ولم يكن وحده في هذا الرأي. ففي مختبر بعيد في شمال كاليفورنيا، كان ديفيد ماكميلان يعمل أيضًا لتحقيق نفس الهدف!

انتباه ديفيد ماكميلان للمحفزات العضوية

قبل عامين، انتقل ديفيد ماكميلان من جامعة هارفارد إلى جامعة كاليفورنيا في بيركلي. عمل ديفيد في جامعة هارفارد على تحسين التحفيز غير المتماثل باستخدام المعادن. كان مجالًا جاذبًا للكثير من الباحثين، لكن ديفيد ماكميلان لاحظ كيف أن المحفزات التي تم تطويرها نادرًا ما تستخدم في الصناعة. بدأ ديفيد يفكر في السبب، وافترض أن المعادن الحساسة كانت بكل بساطة صعبة للغاية ومكلفة للاستخدام.

كما بينيامين، عرف ديفيد أن تحقيق الظروف الخالية من الأكسجين والرطوبة التي تتطلبها بعض المحفزات المعدنية أمر بسيط في المختبر، ومعقد في الصناعة. فاستنتج أن تلك الأدوات الكيميائية التي يطورها تحتاج إلى إعادة تفكير كي تكون مفيدة صناعيًا. لذلك، عندما انتقل إلى بيركلي، ترك المعادن خلف ظهره. وبدأ في التفكير في تطوير شكل أبسط من المحفزات بدلاً من المعادن. بدأ David MacMillan في تصميم جزيئات عضوية بسيطة – تمامًا مثل المعادن – قادرة على توفير الإلكترونات أو استيعابها مؤقتًا. والجزيئات العضوية هي الجزيئات التي تبني كل الكائنات الحية. ولدى تلك الجزيئات هيكل ثابت من ذرات الكربون. ترتبط المجموعات الكيميائية النشطة بهيكل الكربون، وغالبًا ما يحتوي على الأكسجين أو النيتروجين أو الكبريت أو الفوسفور.

أيون الإيمينيوم

تتكون الجزيئات العضوية من عناصر بسيطة ومشتركة، ولكن يعتمد اختلافها على كيفية تجميعها معًا. يترتب على ذلك الاختلاف الكثير من الخصائص المعقدة. وفق معرففة ديفيد ماكميلان بالكيمياء، أدرك أنه لكي يحفز الجزيء العضوي التفاعل الذي يرغب فيه، يجب أن يصبح قادرًا على تكوين “أيون إيمينيوم-iminium ion”. يحتوي أيون الإيمينيوم على ذرة نيتروجين، وذرة النيتروجين محبة للإلكترونات. اختار ديفيد العديد من الجزيئات العضوية ذات الخصائص الصحيحة، ثم اختبر قدرتها على تحفيز تفاعل “Diels-Alder”. يستخدم الكيميائيون تفاعل “Diels-Alder” لبناء حلقات من ذرات الكربون.

وكما كان يأمل ديفيد ويعتقد، عمل التفاعل بشكل رائع. عملت بعض الجزيئات العضوية بشكل ممتاز أيضًا في التحفيز غير المتماثل. فمن بين صورتين محتملتين، ظهرت إحداهما بأكثر من 90 % من المنتج. وبذلك تمكّن ديفيد أيضًا من تحقيق التحفيز العضوي غير المتماثل! أدى اكتشاف ديفيد مع اكتشاف بينيامين إلى أن يصبحا فائزان بنوبل الكيمياء 2021.

صياغة ديفيد ماكميلان لمصطلح “التحفيز العضوي-organocatalysis”

عندما استعد ديفيد ماكميلان لنشر نتائجه، أدرك أن مفهوم الحفز الكيميائي الذي اكتشفه يحتاج إلى اسم. نجح الباحثون سابقًا في تحفيز التفاعلات الكيميائية باستخدام جزيئات عضوية صغيرة، لكن تلك كانت أمثلة معزولة ولم يدرك أحد أن الطريقة يمكن تعميمها! أراد David MacMillan العثور على مصطلح لوصف الطريقة حتى يفهم الباحثون الآخرون أن هناك المزيد من المحفزات العضوية لاكتشافها. وقع اختياره على “التحفيز العضوي-organocatalysis”.

في يناير 2000 م، وقبل أن ينشر بنيامين ليست اكتشافه مباشرة، قدم ديفيد ماكميلان ورقته للنشر في مجلة علمية. تنص المقدمة على ما يلي: “هيا بنا نقدم استراتيجية جديدة للتحفيز العضوي نتوقع لها أن تكون قادرة على القيام بمجموعة من التحولات غير المتماثلة”: “Herein, we introduce a new strategy for organocatalysis that we expect will be amenable to a range of asymmetric transformations”.

ازدهار استخدام التحفيز العضوي

بشكل مستقل عن بعضهما البعض، اكتشف بنيامين ليست وديفيد ماكميلان مفهومًا جديدًا تمامًا للحفز العضوي. ومنذ عام 2000 م، يمكن تشبيه التطورات التي حدثت في هذا المجال تقريبًا كحمى استكشاف الذهب، ولكن احتفظ بينيامين وديفيد بمكانة رائدة. لقد صمما العديد من المحفزات العضوية الرخيصة والمستقرة والتي يمكن استخدامها لتحفيز مجموعة كبيرة من التفاعلات الكيميائية.

لا تتكون المحفزات العضوية غالبًا من جزيئات بسيطة فحسب، بل يمكنها في بعض الحالات العمل على حزام ناقل تمامًا مثل إنزيمات الطبيعة. في السابق، كان من الضروري في عمليات الإنتاج الكيميائي عزل كل منتج وسيط وتنقيته، وإلا فإن حجم المنتجات الثانوية سيكون كبيرًا جدًا. أدى هذا إلى فقدان بعض المادة في كل خطوة من البناء الكيميائي. تعتبر المحفزات العضوية أكثر مرونة، حيث يمكن في كثير من الأحيان إجراء عدة خطوات في عملية الإنتاج في تسلسل غير منقطع. يسمى هذا بالتفاعل التعاقبي، واستطاع ذلك التفاعل أن يقلل بشكل كبير من النفايات في التصنيع الكيميائي.

تصنيع الإستركنين بكفاءة أكبر بـ 7000 مرة!

أحد الأمثلة على الطريقة التي أدى بها التحفيز العضوي إلى مكونات جزيئية أكثر كفاءة هو أطروحة توليف جزيء الإستركنين الطبيعي والمعقد. قد يتعرف الكثير من محبي الروايات على الإستركنين من كتب الروائية أجاثا كريستي، ملكة ألغاز القتل. ومع ذلك، فبالنسبة للكيميائيين، يشبه الإستركنين مكعب الروبيك، فهو تحدٍ ترغب في حله في أقل عدد ممكن من الخطوات. عندما تم تصنيع الإستركنين لأول مرة عام 1952 م، تطلب الأمر 29 تفاعلًا كيميائيًا مختلفًا و شكّلت 0.0009 % فقط من المادة الأولية الإستركنين، وتم إهدار الباقي. في عام 2011 م، تمكن الباحثون من استخدام التحفيز العضوي ورد الفعل التعاقبي لبناء الإستركنين في 12 خطوة فقط. وكانت عملية الإنتاج أكثر كفاءة بمقدار 7000 مرة!

أهمية الحفز العضوي في إنتاج المستحضرات الدوائية الصيدلانية!

كان للحفز العضوي أثر كبير على البحوث الصيدلانية، والتي تتطلب غالبًا تحفيزًا غير متماثل. وإلى أن يتمكن الكيميائيون من إجراء تحفيز غير متماثل، احتوت العديد من المستحضرات الصيدلانية على صور معكوسة غير مرغوبة للجزيء. صورة الجزيء هي معكوسه في المرآة، يكون أحدهما نشطًا، بينما يمكن أن يكون للآخر تأثيرات غير مرغوب فيها. ومن الأمثلة الكارثية على ذلك فضيحة الثاليدومايد في الستينيات، حيث تسببت صورة دواء الثاليدومايد في حدوث تشوهات خطيرة في آلاف الأجنة البشرية. قيل عن الحدث أنه “أكبر كارثة طبية صنعها الإنسان على الإطلاق” ونتج عنها 10 آلاف طفل مشوه بمختلف الدرجات في 46 دولة ما بين 1950 و 1960م. [1]

باستخدام التحفيز العضوي، تمكن الباحثون من إنتاج كميات كبيرة من الجزيئات غير المتماثلة المختلفة ببساطة. واستطاع الباحثون تصنيع مواد علاجية محتملة بكميات لم يكن عزلها سهلًا إلا بكميات صغيرة من النباتات النادرة أو الكائنات الحية في أعماق البحار. استخدمت شركات الأدوية التقنية بالطبع لتسهيل إنتاج المستحضرات الدوائية المصنّعة. ومن الأمثلة على ذلك إنتاج الباروكستين الذي يستخدم لعلاج القلق والاكتئاب، والأدوية المضادة للفيروسات مثل الأوسيلتاميفير الذي يستخدم لعلاج التهابات الجهاز التنفسي.

الأفكار البسيطة هي الأصعب دائما!

من الممكن سرد آلاف الأمثلة عن كيفية استخدام التحفيز العضوي – ولكن لماذا لم يبتكر أحد هذا المفهوم البسيط والآمن والرخيص للحفز غير المتماثل في وقت سابق؟ هذا السؤال له العديد من الإجابات. الأول هو أن الأفكار البسيطة غالبًا ما تكون الأكثر صعوبة في تخيلها. إن وجهة نظرنا تحجبها الأفكار المسبقة القوية حول الكيفية التي يجب أن يعمل بها العالم، مثل فكرة أن المعادن أو الإنزيمات فقط هي التي يمكن أن تحفز التفاعلات الكيميائية. نجح بنيامين ليست وديفيد ماكميلان في أن يصبحا فائزان بنوبل الكيمياء 2021 من خلال رؤية ماض هذه الأفكار، ثم تطلعا بعيدًا لإيجاد حل مبتكر لمشكلة عانى منها الكيميائيين لعقود من الزمن. وبالتالي، استحقت المحفزات العضوية جائزة نوبل الكيمياء 2021 لما تجلبه – في الوقت الحالي – من فائدة هائلة للبشرية.

المصادر:

medicalnewstoday [1]
[2] Nobel Prize website

3 فائزين بنوبل الفيزياء 2021، من هم؟ وماذا قدموا للبشرية؟

3 فائزين بنوبل الفيزياء 2021، من هم؟ وماذا قدموا للبشرية؟

قررت الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم منح 3 فائزين جائزة نوبل الفيزياء 2021 “للمساهمات الرائدة في فهم الأنظمة الفيزيائية المعقدة”. ويذهب نصف الجائزة للثنائي سيوكورو مانابي الأمريكي Syukuro Manabe والألماني كلاوس هاسلمان Klaus Hasselmann “للنمذجة الفيزيائية لمناخ الأرض، وقياس التباين والتنبؤ بشكل موثوق بظاهرة الاحتباس الحراري”. والنصف الآخر من الجائزة للإيطالي جورجيو باريزي “لاكتشاف تفاعل الاضطراب والتقلبات في الأنظمة الفيزيائية من المقاييس الذرية إلى المقاييس الكوكبية. ويتشارك الفائزون الثلاثة بجائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام لدراساتهم عن الظواهر الفوضوية والعشوائية.

نبذة عن دور العلماء الثلاثة في جائزة نوبل الفيزياء 2021

كان لكل من الفائزن الثلاثة بجائزة نوبل نصيبه من الإكتشافات فقد وضع سيوكورو مانابي وكلاوس هاسلمان الأساس لمعرفتنا بمناخ الأرض وكيف تؤثر البشرية عليه. ومُنح جورجيو باريزي الجائزة لمساهماته الثورية في نظرية المواد المضطربة والعمليات العشوائية. تتميز الأنظمة المعقدة بالعشوائية والفوضى ويصعوبة فهمها. لذا تمنح جائزة هذا العام أساليب جديدة لوصف الفوضى والتنبؤ بسلوكها على المدى الطويل.

أحد الأنظمة المعقدة ذات الأهمية الحيوية للبشرية هو مناخ الأرض. أظهر Syukuro Manabe كيف أن زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة على سطح الأرض. في الستينيات، قاد عملية تطوير النماذج الفيزيائية لمناخ الأرض وكان أول من اكتشف التفاعل بين توازن الإشعاع والنقل الرأسي للكتل الهوائية. وضع عمله الأساس لتطوير النماذج المناخية الحالية.

بعد حوالي عشر سنوات، ابتكر كلاوس هسلمان نموذجًا يربط بين الطقس والمناخ. وبذلك أجاب على سؤال لماذا يمكن الاعتماد على النماذج المناخية على الرغم من تغير الطقس وفوضويته. كما طور طرقًا لتحديد إشارات محددة، كبصمات الأصابع التي تتركها الظواهر الطبيعية والأنشطة البشرية في المناخ. تم استخدام أساليبه لإثبات أن ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي ناتج عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية.

حوالي عام 1980، اكتشف جورجيو باريزي أنماطًا خفية في مواد معقدة غير مرتبة. تعتبر اكتشافاته من بين أهم المساهمات في نظرية الأنظمة المعقدة. فهي تجعل فهم ووصف العديد من المواد والظواهر المختلفة والتي تبدو عشوائية تمامًا أمرًا ممكنًا. ليس فقط في الفيزياء ولكن أيضًا في مجالات أخرى مختلفة تمامًا، مثل الرياضيات وعلم الأحياء وعلم الأعصاب والتعلم الآلي

تأثير البيت الزجاجي

درس الفيزيائي الفرنسي جوزيف فورييه، قبل مائتي عام توازن الطاقة بين إشعاع الشمس تجاه الأرض والإشعاع من الأرض. وقد أدت دراسته لفهم دور الجو في هذا التوازن. إذ يتحول الإشعاع الشمسي الوارد على سطح الأرض إلى إشعاع صادر يمتصه الغلاف الجوي وبالتالي يتم تسخين الغلاف الجوي. وقد سمى الإشعاع الصادر ب «الحرارة الداكنة – Dark Heat » .

يُطلق على الدور الوقائي للغلاف الجوي الآن اسم «تأثير البيت الزجاجي – greenhouse effect». يأتي هذا الاسم من تشابهه مع الألواح الزجاجية للبيت زجاجي. تسمح الألواح لأشعة الشمس الحرارية بالمرور من خلالها، لكنها تحبس الحرارة في الداخل. ومع ذلك، فيجب التأكيد على أن العمليات الإشعاعية في الغلاف الجوي أكثر تعقيدًا بكثير.

استمر السعي بعد فورييه – لاستكشاف التوازن بين الإشعاع الشمسي ذي الموجة القصيرة القادم نحو كوكبنا والأشعة تحت الحمراء الصادرة من الأرض على المدى الطويل على يد العديد من علماء المناخ على مدى القرنين التاليين. وتعد النماذج المناخية المعاصرة هي أدوات قوية بشكل لا يصدق، ليس فقط لفهم المناخ، ولكن أيضًا لفهم الاحتباس الحراري الذي يتحمل البشر مسؤوليته.

تستند النماذج المناخية إلى قوانين الفيزياء، وقد تم تطويرها من نماذج تم استخدامها بالأساس للتنبؤ بالطقس. حيث يتم وصف الطقس في تلك النماذج بالأرقام المستخدمة في الأرصاد الجوية مثل درجة الحرارة أو هطول الأمطار أو الرياح أو السحب، كما يتم إضافة أي تأثير آخر يحدث في المحيطات أو على اليابسة. وتعتمد النماذج المناخية على الخصائص الإحصائية المحسوبة للطقس، مثل القيم المتوسطة، والانحرافات المعيارية، والقيم العظمى والصغرى المقاسة، وما إلى ذلك. وقد لا تستطيع النماذج المناخية إخبارنا بما سيكون عليه الطقس في ستوكهولم في 10 ديسمبر من العام المقبل. ولكن يمكننا الحصول على فكرة عن درجة الحرارة أو مقدار هطول الأمطار الذي يمكن أن نتوقعه في المتوسط ​​في ستوكهولم في ديسمبر.

الدور الرئيسي لثاني أكسيد الكربون

تأثير البيت الزجاجي ضروري للحياة على الأرض لأنه يتحكم في درجة الحرارة. إذ تقوم الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، مثل: – ثاني أكسيد الكربون والميثان وبخار الماء وغازات أخرى – بامتصاص الأشعة تحت الحمراء أولًا ثم تقوم بعد ذلك بإطلاق هذه الطاقة الممتصة مؤدية إلى تسخين الهواء المحيط للأرض وتسخين الأرض ذاتها من تحته.

تشكل الغازات الدفيئة في الواقع نسبة صغيرة جدًا من الغلاف الجوي الجاف للأرض. ويتكون من النيتروجين والأكسجين بنسبة 99% من حجمه. بينما يمثل ثاني أكسيد الكربون 0.04 % فقط من الحجم. وعلى الرغم من أن بخار الماء يعد أقوى الغازات الدفيئة، فلا يمكننا التحكم في تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي. لكن يمكننا التحكم في تركيز ثاني أكسيد الكربون.

تعتمد كمية بخار الماء في الغلاف الجوي بشكل كبير على درجة الحرارة، مما يجعل سلسلة الأحداث تدور في حلقة. إذ يعتمد كل من بخار الماء والحرارة على الأخر في دورة لا نهائية. في حين أن زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي يجعله أكثر دفئًا، مما يسمح باحتجاز المزيد من بخار الماء في الهواء. ونتيجة لذلك يزداد تأثير الاحتباس الحراري وترتفع درجات الحرارة أكثر. أما انخفاض مستوى ثاني أكسيد الكربون يؤدي إلى تكثف بعض بخار الماء وانخفاض درجة الحرارة.

كيف ساعد سافانتي أرهينيوس ثلاثي نوبل؟

جاء الجزء الأول المهم من حل اللغز حول تأثير ثاني أكسيد الكربون من الباحث السويدي والحائز على جائزة نوبل «سفانتي أرهينيوس – Svante Arrhenius». وبالمناسبة، كان زميله، عالم الأرصاد الجوية «نيلس إيكهولم – Nils Ekholm »، وهو أول من استخدم كلمة تأثير البيت الزجاجي في عام 1901 في وصف تخزين الغلاف الجوي للحرار وإعادة إطلاق الإشعاع.

أدرك أرهينيوس الفيزياء المسؤولة عن تأثير الاحتباس الحراري بحلول نهاية القرن التاسع عشر – وقد استنتج أن الإشعاع الصادر يتناسب طرديًا مع درجة حرارة الجسم المشع المطلقة (T) إلى أس أربعة (T⁴). وكلما كان مصدر الإشعاع أكثر سخونة، كان الطول الموجي للأشعة أقصر. إذ تبلغ درجة حرارة سطح الشمس 6000 درجة مئوية وتطلق أشعة في الطيف المرئي بشكل أساسي ومن ثم تقوم الأرض، مع درجة حرارة سطح 15 درجة مئوية فقط، بإعادة إشعاع الأشعة تحت الحمراء غير المرئية لنا. إذا لم يمتص الغلاف الجوي هذا الإشعاع، فإن درجة حرارة السطح ستكون بالكاد -18 درجة مئوية.

كان أرهينيوس آنذاك يحاول بالفعل معرفة سبب ظاهرة العصور الجليدية المكتشفة حديثًا وقتها. وقد توصل إلى استنتاج مفاده أنه إذا انخفض مستوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى النصف، فسيكون هذا كافيًا للأرض لدخول عصر جليدي جديد. والعكس صحيح – فإن مضاعفة كمية ثاني أكسيد الكربون من شأنها أن تزيد درجة الحرارة بمقدار 5-6 درجات مئوية، وهي نتيجة، من باب الصدفة إلى حد ما، قريبة بشكل مذهل من التقديرات الحالية.

عمل النماذج لتأثير ثاني أكسيد الكربون

في الخمسينيات من القرن الماضي، كان عالم فيزياء الغلاف الجوي الياباني سيوكورو مانابي أحد الباحثين الشباب والموهوبين في طوكيو الذين غادروا اليابان بعد أن دمرتها الحرب، واستمروا في حياتهم المهنية في الولايات المتحدة. كان الهدف من بحث مانابي، مثل بحث أرهينيوس قبل حوالي سبعين عامًا وهو فهم كيف يمكن أن تؤدي المستويات المتزايدة من ثاني أكسيد الكربون إلى زيادة درجات الحرارة. ومع ذلك، بينما ركز أرهينيوس على توازن الإشعاع، فقد قاد مانابي في الستينيات العمل على تطوير نماذج فيزيائية لدمج النقل الرأسي للكتل الهوائية بسبب الحمل الحراري، بالإضافة للحرارة الكامنة لبخار الماء.

ولجعل هذه الحسابات قابلة للإدارة والتحليل، اختار تقليل النموذج إلى بُعد واحد – عمود رأسي، يصل ارتفاعه إلى 40 كيلومترًا في الغلاف الجوي. ومع ذلك، فقد استغرق الأمر مئات من ساعات الحوسبة القيمة لاختبار النموذج من خلال تغيير مستويات الغازات في الغلاف الجوي. وقد كان للأكسجين والنيتروجين تأثيرات ضئيلة على درجة حرارة السطح، بينما كان لثاني أكسيد الكربون تأثير واضح. عندما تضاعف مستوى ثاني أكسيد الكربون، زادت درجة الحرارة العالمية بأكثر من درجتين مئويتين. كما هو موضح في الشكل رقم (1).

صورة رقم (1)

وقد أكد النموذج أن التسخين كان بفعل زيادة ثاني أكسيد الكربون. فقد تنبأ مانابي بارتفاع درجات الحرارة بالقرب من الأرض بينما أصبح الغلاف الجوي العلوي أكثر برودة. وإذا كانت الاختلافات في الإشعاع الشمسي مسؤولة عن زيادة درجة الحرارة بدلاً من ذلك، فيجب أن يسخن الغلاف الجوي بأكمله في نفس الوقت.

قبل ستين عامًا، كانت أجهزة الكمبيوتر أبطأ بمئات الآلاف من المرات مما هي عليه الآن. لذلك، كان هذا النموذج بسيطًا نسبيًا، لكن مانابي حصل على الميزات الرئيسية بشكل صحيح.

“يجب عليك التبسيط دائمًا. إذ لا يمكنك منافسة تعقيد الطبيعة، فهناك الكثير من الفيزياء المتضمنة في كل قطرة مطر لدرجة أنك لن تتمكن أبدًا من حساب كل شي”.

مانابي

أدت الأفكار المستمدة من النموذج أحادي البعد إلى نموذج مناخي ثلاثي الأبعاد، نشره مانابي في عام 1975. ويعد نموذج مانابي خطوة كبيرة أخرى على طريق فهم أسرار المناخ.

الطقس الفوضوي

بعد حوالي 10 سنوات من مانابي، نجح كلاوس هاسلمان في الربط بين الطقس والمناخ من خلال إيجاد طريقة للتغلب على التغيرات المناخية السريعة والفوضوية التي مثلت إزعاجًا ضخمًا للحسابات. مما لا شك فيه أن كوكبنا يشهد تغيرات هائلة في طقسه لأن الإشعاع الشمسي موزع بشكل غير متساوٍ جغرافيًا وعلى مر الزمن.

الأرض مستديرة تقريبًا. لذا فإن عددًا أقل من أشعة الشمس يصل إلى خطوط العرض الأعلى من تلك الموجودة في الأسفل حول خط الاستواء. أضف إلى ذلك أن محور الأرض مائل، مما ينتج عنه اختلافات موسمية في الإشعاع الوارد. وتتسبب الاختلافات في الكثافة بين الهواء الأكثر دفئًا والهواء الأكثر برودة في حدوث عمليات نقل هائلة للحرارة بين خطوط العرض المختلفة، وبين المحيطات والأرض، وبين الكتل الهوائية الأعلى والأدنى. تؤدي كل تلك المتغيرات إلى تحكم وتوازن في الطقس على سطح كوكبنا.

أثر الفراشة

كما نعلم جميعًا، فإن إجراء تنبؤات موثوقة حول الطقس لأكثر من 10 أيام قادمة يمثل تحديًا حقيقيًا. لكن قبل مائتي عام، تنبأ العالم الفرنسي الشهير «بيير سيمون دي لابلاس – Pierre-Simon de Laplace»، أنه إذا عرفنا للتو موقع وسرعة جميع الجسيمات في الكون، فيجب أن نتمكن من حساب ما حدث وما سيحدث في عالمنا. ومن حيث المبدأ، يجب أن يكون هذا صحيحًا؛ فقوانين الحركة التي وضعها نيوتن منذ ثلاثة قرون، والتي تصف أيضًا النقل الجوي في الغلاف الجوي، حتمية تمامًا – فهي لا تحكمها الصدفة.

ومع ذلك، لا شيء يمكن أن يكون أكثر خطأً عندما يتعلق الأمر بالطقس. فمن الناحية العملية، من المستحيل أن تكون دقيقًا بدرجة كافية – لتحديد درجة حرارة الهواء أو الضغط أو الرطوبة أو ظروف الرياح لكل نقطة في الغلاف الجوي. وأيضًا نتيجة للعلاقات غير الخطية؛ يمكن للانحرافات الصغيرة في القيم الأولية أن تجعل نظام الطقس يتطور بطرق مختلفة تمامًا.

واستنادًا إلى مسألة ما إذا كانت فراشة ترفرف بجناحيها في البرازيل يمكن أن تسبب إعصارًا في تكساس، فقد سميت هذه الظاهرة ب «تأثير الفراشة – The butterfly effect». من الناحية العملية، هذا يعني أنه من المستحيل إصدار تنبؤات جوية طويلة الأجل – فالطقس فوضوي جدًا؛ وقد وصل عالم الأرصاد الجوية الأمريكي «إدوارد لورنز – Edward Lorenz» لهذا الاكتشاف في الستينيات فوضع الأساس لنظرية الفوضى الحالية.

استخراج النتائج من البيانات الصاخبة

كيف يمكننا إنتاج نماذج مناخية موثوقة لعدة عقود أو مئات السنين في المستقبل، بالرغم من كون الطقس مثالًا كلاسيكيًا على النظام الفوضوي؟ حوالي عام 1980، أظهر كلاوس هاسلمان كيف يمكن وصف ظواهر الطقس المتغيرة بشكل فوضوي بأنها ضوضاء متغيرة بسرعة. بالتالي وضع هاسلمان تنبؤات مناخية طويلة الأجل على أساس علمي ثابت. علاوة على ذلك، فقد طور طرقًا لتحديد تأثير الإنسان على درجة الحرارة العالمية المرصودة.

كطالب دكتوراه شاب في الفيزياء في هامبورغ، ألمانيا، في الخمسينيات من القرن الماضي، عمل هاسلمان على ديناميكيات الموائع. ثم بدأ في تطوير الملاحظات والنماذج النظرية لأمواج وتيارات المحيطات. ومن ثم انتقل إلى كاليفورنيا واستمر في علم المحيطات، حيث التقى بزملاء مثل «تشارلز ديفيد كيلينج – Charles David Keeling». بدأ هاسلمان مع كيلينج جوقة مادريجال. كيلينج هو أحد أعظم علماء المناخ. بدأ كيلينج في عام 1958، ما يعرف الآن بأطول سلسلة من قياسات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي في مرصد «Mauna Loa» في هاواي. لم يتوقع هاسلمان أنه سيستخدم في عمله اللاحق منحنى كيلنج بانتظام، والذي يُظهر التغيرات في مستويات ثاني أكسيد الكربون.

معضلة التنبؤ المناخي

يمكن تشبيه الحصول على نموذج مناخي من بيانات الطقس الصاخبة من خلال تمشية كلب يركض بعيدًا، للخلف وللأمام، يمينًا ويسارًا وحول ساقيك. كيف يمكنك استخدام مسارات الكلب لمعرفة ما إذا كنت تمشي أم لا تزال واقفة؟ أو هل تمشي بسرعة أو ببطء؟ مسارات الكلب هي التغيرات في الطقس، والمشي الخاص بك هو المناخ المحسوب. هل من الممكن حتى استخلاص استنتاجات حول الاتجاهات طويلة الأجل في المناخ باستخدام بيانات الطقس الفوضوية والصاخبة؟

تتمثل إحدى الصعوبات الإضافية في أن التقلبات التي تؤثر على المناخ متغيرة للغاية بمرور الوقت – فقد تكون سريعة، مثل قوة الرياح أو درجة حرارة الهواء، أو بطيئة جدًا، مثل ذوبان الصفائح الجليدية واحترار المحيطات. على سبيل المثال، قد يستغرق التسخين المنتظم بدرجة واحدة فقط ألف عام للمحيطات، ولكن فقط بضعة أسابيع للغلاف الجوي. كانت الحيلة الحاسمة هي دمج التغيرات السريعة في الطقس في الحسابات كضوضاء، وإظهار كيف تؤثر هذه الضوضاء على المناخ.

ابتكر هاسلمان نموذجًا مناخيًا عشوائيًا، وأتى إلهامه من نظرية ألبرت أينشتاين للحركة البراونية، والتي تسمى أيضًا المشي العشوائي. باستخدام هذه النظرية، أوضح هاسلمان أن الغلاف الجوي سريع التغير يمكن أن يتسبب في الواقع في تغيرات بطيئة في المحيط.

أساليب النظم المضطربة

حوالي عام 1980، قدم جورجيو باريزي اكتشافاته حول كيفية تحكم الظواهر العشوائية بقواعد خفية. يعتبر عمله الآن من بين أهم المساهمات في نظرية الأنظمة المعقدة.

تعود جذور الدراسات الحديثة للأنظمة المعقدة إلى الميكانيكا الإحصائية التي طورها جيمس سي ماكسويل ولودفيج بولتزمان وجوزيه ويلارد جيبس ​​في النصف الثاني من القرن التاسع عشر. كان على هذه الطريقة أن تأخذ الحركات العشوائية للجسيمات في الاعتبار، لذلك كانت الفكرة الأساسية هي حساب متوسط ​​تأثير الجسيمات بدلاً من دراسة كل جسيم على حدة. على سبيل المثال، درجة الحرارة في الغاز هي مقياس لمتوسط ​​قيمة طاقة جزيئات الغاز. تحقق الميكانيكا الإحصائية نجاحًا كبيرًا، لأنها تقدم تفسيرًا مجهريًا للخصائص المجهرية في الغازات والسوائل، مثل درجة الحرارة والضغط.

يمكن اعتبار الجزيئات الموجودة في الغاز على أنها كرات صغيرة، تطير بسرعة تزيد مع ارتفاع درجات الحرارة. وعندما تنخفض درجة الحرارة أو يزداد الضغط، تتكثف الكرات أولاً لتصبح سائلًا ثم تتحول إلى مادة صلبة. غالبًا ما تكون هذه المادة الصلبة عبارة عن بلورة، حيث يتم تنظيم الكرات في نمط منتظم. ومع ذلك، إذا حدث هذا التغيير بسرعة، فقد تشكل الكرات نمطًا غير منتظم لا يتغير حتى لو تم تبريد السائل أو ضغطه معًا. وإذا تكررت التجربة، فستشكل الكرات نمطًا جديدًا، على الرغم من حدوث التغيير بالطريقة نفسها تمامًا. فما سبب اختلاف النتائج؟

ظاهرة الإحباط

تعتبر هذه الكرات المضغوطة نموذجًا بسيطًا للزجاج العادي والمواد الحبيبية، مثل الرمل أو الحصى. ومع ذلك، كان موضوع عمل باريزي الأصلي مختلفًا نوعًا ما، فقد كان عن «الزجاج الدوار – spin glass». ويعد الزجاج الدوار هذا نوع خاص من السبائك المعدنية حيث تخلط ذرات الحديد بشكل عشوائي مثل شبكة من ذرات النحاس. على الرغم من وجود عدد قليل من ذرات الحديد، إلا أنها تغير الخصائص المغناطيسية للمادة بطريقة جذرية ومحيرة للغاية. إذ تتصرف كل ذرة حديد كمغناطيس صغير، ويطلق على الذرة الواحدة «دوارة – Spin»، وتتأثر بذرات الحديد الأخرى القريبة منها. في المغناطيس العادي، تدور جميع الدورات في نفس الاتجاه. ولكن في الدوران الزجاجي؛ تريد بعض أزواج الدورات أن تشير في نفس الاتجاه وأخرى تريد أن تشير في الاتجاه المعاكس وتسمى هذه الظاهرة ب «الإحباط – frustration ».

آثار الإحباط كثيرة ومتنوعة في كل من الزجاج المغزلي والمواد الحبيبية والتي تعد أمثلة على الأنظمة المحبطة. حيث يجب على مختلف المكونات أن ترتب نفسها بطريقة تكون بمثابة حل وسط بين القوى المضادة. السؤال هو كيف يتصرفون وما هي النتائج؟ باريسي كان الخبير اللازم للإجابة على هذه الأسئلة للعديد من المواد والظواهر المختلفة. كانت اكتشافاته الأساسية حول بنية النظارات الدوارة عميقة جدًا لدرجة أنها لم تؤثر على الفيزياء فحسب. أثرت اكتشافات باريزي أيضًا على الرياضيات وعلم الأحياء وعلم الأعصاب والتعلم الآلي. فهذه المجالات كلها تتضمن مشكلات مرتبطة بشكل مباشر بالإحباط.

درس باريزي أيضًا العديد من الظواهر الأخرى التي تلعب فيها العمليات العشوائية دورًا حاسمًا في كيفية إنشاء الهياكل وكيفية تطورها. كما تعامل مع أسئلة مثل: لماذا تتكرر العصور الجليدية بشكل دوري؟ هل يوجد وصف رياضي أكثر عمومية للفوضى والأنظمة المضطربة؟ أو – كيف تنشأ الأنماط عند تزقزق آلاف الطيور؟ قد يبدو هذا السؤال بعيدًا عن الدوران الزجاجي. ومع ذلك، قال باريزي إن معظم أبحاثه قد تناولت كيفية تحول السلوكيات البسيطة إلى سلوكيات جماعية معقدة، وهذا ينطبق على كل من الزجاج الدوار والطيور.

“تُظهر الاكتشافات التي تم الاعتراف بها هذا العام أن معرفتنا بالمناخ تستند إلى أساس علمي متين، قائم على تحليل دقيق للملاحظات. ولقد ساهم جميع الحائزين على جائزة هذا العام في اكتساب رؤية أعمق لخصائص وتطور الأنظمة الفيزيائية المعقدة”

Thors Hans Hansson ، رئيس لجنة نوبل للفيزياء 2021

المصدر

[1] noble Prize website

جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2021- شرح تفصيلي

تمنح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2021 لديفيد جوليوس وأرديم باتابوتيان لاكتشافهما للمحولات الحرارية والميكانيكية. إن مسألة كيفية إحساسنا بالعالم المادي من خلال الإحساس الجسدي قد سحرت البشرية لآلاف السنين. خلال النصف الأول من القرن العشرين ، أصبح من الواضح أن درجة الحرارة والضغط ينشطان أنواعا مختلفة من الأعصاب في الجلد. ومع ذلك ، فإن هوية المحولات الجزيئية المسؤولة عن استشعار وتحويل الحرارة والبرد واللمس إلى نبضات عصبية في الجهاز العصبي الحسي ظلت لغزا حتى الاكتشافات الممنوحة مع جائزة نوبل لهذا العام.

خلفية علمية

رغب ديفيد جوليوس تحديد الهدف الخلوي من الكابسايسين (المكون الحار في الفلفل الحار). كما اعتقد أن هذا يمكن أن توفر منظور أعمق وأكثر وضوحا لفهم آليات الألم. استخدم مكتبة الـcDNA (مزيج من DNA المستنسخة من الجينات الوظيفية فقط داخل الخلايا ويتم تخزينها ك “مكتبة”) من الخلايا العصبية الحسية للبحث عن جين يمكن أن يمنح حساسية الكابسايسين للخلايا التي لا تستجيب عادة. استطاعت مكتبه cDNA تحديد الجين المسؤول عن تكوين قناة أيونية جديدة (تسمى الآن TRPV1) تنتمي إلى عائلة من القنوات الأيونية تسمي “Transient receptor potential channel” (مجموعة من القنوات الأيونية تقع في الغالب على غشاء البلازما في العديد من الخلايا الحيوانية).


الأهم من ذلك، تبين أن مستقبل الـ TRPV1 يتم تفعيله من قبل درجات الحرارة المؤلمة أو الضارة. بعد اكتشاف TRPV1، قدم ديفيد جوليوس وأرديم باتابوتيان بشكل مستقل تقدما مهما آخر مع اكتشاف TRPM8، وهو مستقبل له علاقة بالإحساس بالبرد.
تم تحديد عدة مستقبلات TRP إضافية في وقت لاحق قادرة علي نقل المعلومات الحرارية داخل النظام الحسي الجسدي. وهكذا، فإن الاكتشاف الجوهري ل TRPV1 من قبل ديفيد جوليوس فتح الباب أمام الفهم الجزيئي للإحساس بالحرارة. عرض آرديم باتابوتيان مجموعة للجينات المرشحة التي يتم ترجمتها في الخلية ال‎ميكانيكِيَّةٌ الحِسِّيَّة‎ لتحديد القنوات الأيونية التي يتم تنشيطها بواسطة المحفزات الميكانيكية.


تم تحديد قناتين أيونيتين نشطتين ميكانيكيا، تسمى PIEZO1 و PIEZO2. وتبين أنها تمثل فئة جديدة تماما من القنوات الأيونية التي تعمل كمستشعرات ميكانيكية. الأهم من ذلك، أظهر باتابوتيان أيضا أن PIEZO2 هو محول ميكانيكي الرئيسي في الأعصاب الجسدية وهو مطلوب لتصورنا للمس الخارجي و “الإحساس العميق -proprioception” .
وقد فتح اكتشاف الفائزَين أحد أسرار الطبيعة من خلال شرح الأساس الجزيئي لاستشعار الحرارة والبرد والقوة الحركية، وهو أمر أساسي لقدرتنا على الشعور والفهم والتفاعل مع بيئتنا الداخلية والخارجية.

التوصيل العصبي

لقد حير الإحساس الجسدي البشرية لآلاف السنين. في محاولة لشرح كيفية تفاعلنا مع الحرارة. صور الفيلسوف رينيه ديكارت في القرن السابع عشر أن جزيئات النار سحبت خيطا بين الجلد والدماغ. في ثمانينيات القرن التاسع عشر تبين أن بقع حسية مختلفة على الجلد تتفاعل مع محفزات محددة مثل اللمس أو الحرارة أو البرد. مما يشير إلى أن المحفزات المختلفة تتفاعل مع وتثير أنواعا مختلفة من الأعصاب.

ثلاث جوائز نوبل سابقة في علم وظائف الأعضاء أو الطب قد عززت بشكل كبير فهمنا للجهاز العصبي الحسي الجسدي. في عام 1906، حصل كاميلو غولجي وسانتياجو رامون إي كاخال على جائزة نوبل لعملهما على هيكل الجهاز العصبي، والذي تضمن وصفا تشريحيا للنظام الحسي الجسدي.


حصل السير تشارلز شيرينغتون وإدغار أدريان على جائزة نوبل في عام 1932 لاكتشافاتهما فيما يتعلق بوظيفة الخلايا العصبية، بما في ذلك وصف الخلايا العصبية الحسية. في عام 1944، حصل جوزيف إرلانغر وهربرت سبنسر غاسر على جائزة نوبل لاكتشافاتهما المتعلقة بالوظائف المتمايزة للألياف العصبية الحسية الجسدية الواحدة. أرست هذه الاكتشافات مبادئ هامة لانتقال “جهد الفعل-action potentials” على طول والألياف العصبية الحسية العضلية والجلدية.


اكتشاف أنواع مختلفة من الألياف العصبية مع سرعات التوصيل مختلفة، وبداية تنشيط أو استثارة الخلية العصبية وفترات التمنع (فترة زمنية تكون خلالها الخلية غير قادرة على تكرار “جهد الفعل-action potentials” )، جعلت من الممكن ربط أنواع محددة من الألياف العصبية إلى متثيرات حسية جسدية مختلفة، مثل “الإحساس العميق -proprioception” (الشعور بحركة الجسم ومكانة في الفراغ)، والإحساس باللمس ودرجة الحرارة.


ومع ذلك، ظلت الأسئلة الأساسية دون حل: ما هي طبيعة والهوية الجزيئية للمستقبلات التي يمكن أن تستشعر درجة الحرارة واللمس؟ وكيف يمكن لتلك أجهزة الاستشعار تحويل المحفزات إلى اسثارات داخل الألياف الحسية الجسدية العصبية؟

استشعار البيئة

القدرة على الشعور والتكيف مع البيئة أمر ضروري للبقاء على قيد الحياة في جميع الكائنات الحية. على سبيل المثال، تتكيف البكتيريا مع التغيرات في القوة التناضحية من خلال تفعيل قنوات الأيونات الحسية الحركية مما يمكنها من البقاء على قيد الحياة عندما تكون محاصرة في مياه الأمطار. في البشر والحيوانات الأخرى ، ينشأ الإحساس الجسدي من سطح الجسم أو الأعضاء الداخلية ويمنحنا الشعور باللمس ، و”الإحساس العميق -proprioception” ، والألم ودرجة الحرارة. وهذه وظائف حيوية تسمح للكائنات الحية بالتكيف باستمرار مع التغيرات في البيئة الخارجية والداخلية.


تتضمن الحواس الجسدية مسارات حسية طرفية تستشعر وتحول معلومات حسية حول الخصائص الفيزيائية لمختلف المحفزات (مثل الميكانيكية والحرارية) إلى إشارات كهربائية يتم نقلها إلى الجهاز العصبي المركزي. الشعور باللمس بدأ من خلال استشعار قوة حركية، ويوفر لنا التعرف على الملمس والحجم والشكل لشيء ما بالإضافة إلى الإحساس بالاهتزاز. هذا الشعور، على سبيل المثال، يسمح لنا بالتعرف على نعومة الوسادة، أو المداعبة اللطيفة للبشرة أو الشعور بالنسيم. قدرة التمييز للصفات الإدراكية المختلفة ينشأ من وظائف فريدة من نوعها لمجموعة متنوعة من الخلايا العصبية الحسية المشاركة في الإحساس باللمس.


وهكذا، المحفزات المختلفة، مثل تحزز وتمدد الجلد، وميلان الشعر أو الاهتزاز، كل هذا ينشط أنواع مختلفة من الخلايا العصبية الحسية. ينقل النظام الحسي الجسدي أيضا معلومات عن حركة الأطراف ووضعها في الفراغ، مما يسمح لنا بالشعور عندما يتم تمديد ذراع أو ساق أو طيها.


وهناك جانب آخر من الإحساس الجسدي يتعلق بالألم الناجم عن المحفزات الضارة التي تنشط فئة من الألياف العصبية متعددة الوسائط (تسمى nociceptors) استجابةً لقوة ميكانيكية قوية وحرارة مؤلمة. تنقل هذه المستقبلات معلومات عن التغيرات الضارة المحتملة في بيئتنا المادية، على سبيل المثال عند لمس موقد ساخن أو وضع يدك في الماء المثلج. وبناء على ذلك، يمثل الألم آلية وقائية أساسية تمنع تلف الأنسجة من خلال ردود الفعل المنعكسة.


من خلال عملهم الرائد، حدد الحائزون على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2021 المحولات الجزيئية التي طال البحث عنها لاستشعار درجة الحرارة والقوة الميكانيكية. إن اكتشافاتهم قد فتحت واحدة من أسرار المتبقية من كيفية الإحساس الجسدي تمكننا من الشعور والتفاعل مع العالم المادي.

اكتشاف قنوات أيونية حساسة للحرارة للإحساس الحراري

كابسايسين (8-methyl-N-vanillyl-6-nonenamide)، المكون النشط من الفلفل الحار، يعطي الإحساس حرقان عند تناول الطعام حار. قدمت الدراسات على المادة الكيميائية رؤى هامة فتحت لاكتشاف أول مستقبلات حساسة للحرارة. أظهرت الدراسات في الخمسينيات أن تعرق الرأس يحدث عندما يكون الفلفل الحار على اتصال بالفم أو الشفاه، وهي ظاهرة تسمى التعرق التذوقي.
خلال العقود التالية، تم الاستدلال أن الكابسايسين يعمل على الأعصاب الحسية ويحث التيارات الأيونية. كما تبين أيضا أن الحرارة الضارة تنشط القنوات الأيونية في الخلايا العصبية الحسية. ومع ذلك، لم يكن من الواضح تماما ما إذا كانت القناة نفسها هي محول الطاقة الحرارية.

اكتشاف TRPV1 كقناة أيونية حساسة حراريا في الخلايا العصبية الحسية

في أواخر 1990s, قام ديفيد جوليوس في جامعة كاليفورنيا, سان فرانسيسكو, بمتابعة مشروع لتحديد مستقبلات الكابسايسين. كان يعتقد أن فهم عمل الكابسايسين يمكن أن يوفر فهم أكبر لإشارات الألم. جنبا إلى جنب مع زميل ما بعد الدكتوراه، مايكل ج. كاترينا، قرر جوليوس بإدراج جينات داخل خلايا على أساس افتراض أن جين واحد يمكن أن يمنح حساسية الكابسايسين في الخلايا التي عادة ما تكون غير حساسة للكابسايسين.
للعثور على هذا الجين المزعوم، قدم جوليوس وزملاء العمل مكتبة cDNA من “العُقد العصبية الجذرية الظهرية-dorsal root ganglia” لقوارض التي تحتوي علىالخلايا العصبية الحسية التي تنشط عن طريق الكابسايسين. تم تحويل الخلايا غير الحساسة للكابسايسين مع دفعات من هذه cDNAs.وفي نهاية المطاف تم عزل نسخة cDNA واحدة قادرة على الاستجابة للكابسايسين.
استطاعت مكتبه cDNA تحديد الجين المسؤول عن تكوين قناة أيونية جديدة (تسمى الآن TRPV1).

كما أشار إلى أن الخلايا المعدلة أصبحت حساسة للآثار الضارة الناجمة عن الكابسايسين وأنه يمكن حظر الاستجابات التي تثيرها الكابسايسين عن طريق مضاد للكابسايسين. كما وُجد أن TRPV1 يتم التعبير عنه وترجمتة في خلايا “مستقبلات الألم – nociceptive” في “العُقد العصبية الجذرية الظهرية-dorsal root ganglia”
، وهذا يوفر تفسيرا للإجراءات الانتقائية للكابسايسين على هذه الخلايا (الشكل 2).

أثناء استكشاف فسيولوجيا “TRPV1” ، درس جوليوس حساسية هذا المستقبل لارتفاع درجة الحرارة ووجد تنشيطا واضحا بواسطة الحرارة مما يؤدي إلى تدفق ايونات الكالسيوم الخلوية. كشف القياس المباشر للتيارات باستخدام “patch-clamp recordings” عن تيار غشاء محدد يثير الحرارة مع خصائص مماثلة لتلك الخاصة بالخلايا العصبية الحسية. وعلاوة على ذلك، كان بداية تنشيط “TRPV1” (فوق 40 درجة مئوية) على مقربة من بداية تنشط احساس الألم الحراري (الشكل 3).

الدراسات السريرية الحديثة لمضادات TRPV1 انتقائية تؤكد أن هذه القناة الأيونية لها دور رئيسي لاستشعار الحرارة الضارة في البشر.
الاكتشاف الجوهري لTRPV1 كقناة أيونية تعمل بالحرارة والكابسايسين في عام 1997 فتح المجال ومثل إنجازا بارزا في سعينا لفهم الأساس الجزيئي والعصبي للاستشعار الحراري.

تم تحديد بنية TRPV1 من خلال مجهر إلكتروني عالي التبريد بالتعاون بين مختبري جوليوس ويفان تشنغ. يبدو أن TRPV1 لديها بوابتين تغلقان الطريق أمام أي ايونات.

الإحساس بالحرارة الضارة

في حين تم العثور على TRPV1 أن يكون لها دور حاسم لزيادة الحساسية للحرارة أثناء الالتهاب، كان من الواضح أن المستقبلات الحساسة للحرارة الأخرى يجب أن توجد لأن الحيوانات التي تفتقر إلى TRPV1 أظهرت فقط خسارة طفيفة من الإحساس الحراري الضار الحاد. في عام 2011، حددت مجموعة Voets ان “TRPM3” يعمل كمستشعر ثان للحرارة الضارة في الفئران التي لا يوجد بها TRPV1 . ومع ذلك ، فإن تعطيل كل من Trpv1 و Trpm3 في الفئران، لكنه لم يقض على الاستجابات للحرارة الضارة. ولذلك تحول الاهتمام إلى قناة ثالثة من قناة TRP. ألا وهي TRPA1 التي اكتشفت في عام 2004 كمحول للمواد الكيميائية الحارقة بشكل مستقل من قبل مختبرات جوليوس وباتابوتيان.


قناة TRPA1 الأيونية متعددة المهام ويمكن تنشيطها بمواد كيميائية مختلفة ، وكذلك بالبرد والحرارة وتختلف بين أنواع الثدييات.
وبسبب هذا التعقيد، دور TRPA1 كمستشعر للحرارة في الخلايا العصبية الحسية الثديية مازال محل نقاش.
تم حل مسألة القنوات الأيونية التي تساهم في الإحساس الحراري الضار في الفئران عندما أظهرت مجموعة Voets أنها تعتمد على ثلاثية من القنوات الأيونية. وهي TRPV1 و TRPM3 و TRPA1.

اكتشاف “PIEZO2″ كقناة أيونية حساسة لللمس و”الإحساس العميق -proprioception”

تمثل بروتينات PIEZO فئة جديدة تماما من القنوات الميكانيكية الحسية للحيوانات الفقارية دون أي تشابه مع عائلات قنوات الأيونات المعروفة سابقا. وهي أكبر الوحدات الفرعية لقناة أيونات للغشاء الخلوي التي تم تحديدها حتى الآن، وتتألف من 2500 من الأحماض الأمينية. وقد كشف عمل باتابوتيان هيكل عالية الدقة من PIEZO1 و PIEZO2. وأظهرت أن هذه القنوات تشكل هياكل متجانسة مع المسام المؤينة المركزية وثلاثة شفرات هامشية “mechanosensing propeller-shaped blades”.
الشفرات الثلاثة منحنية للخارج وللأعلى حيث تكون واع نانوي صغير في سطح غشاء الخلية. عندما يتم تطبيق قوة ميكانيكية على الغشاء ، تتسطح الشفرات المنحنية وتؤدي إلى فتح المسام المركزية. يولد الهيكل الشبيه بالمروحة مع الشفرات المنحنية توسعا كبيرا في منطقة الغشاء. مما يفسر على الأرجح الاحساس الحركي الرائع لقنوات PIEZO.

أهمية الاكتشاف للبشر والطب

كانت الدراسات السلوكية للنماذج الحيوانية حاسمة لفهمنا للآليات الجزيئية الكامنة وراء درجة الحرارة واللمس. ومع ذلك ، فمن المستحيل تلخيص الأحاسيس الجسدية البشرية بالكامل في الحيوانات ولا يمكننا أن نعرف حقا ما إذا كان القوارض يستشعر اللمس أو “الإحساس العميق -proprioception” من خلال مجرد دراسة ردود فعله. ولذلك قدمت الدراسات التي أجريت على الأشخاص الذين يعانون من طفرات جينية في قنوات TRP و PIEZO رؤى هامة حول أدوار هذه القنوات في نقل درجة الحرارة والألم واللمس والاهتزاز وال “الإحساس العميق -proprioception”.

ملاحظات ختامية

قد سمحت لنا الاكتشافات الرائدة لقنوات TRPV1 وTRPM8 و PIEZO من قبل الحائزين على جائزة نوبل لهذا العام بفهم كيفية استشعار الحرارة والبرد والقوة الميكانيكية وتحويلها إلى نبضات عصبية تمكننا من إدراك العالم من حولنا والتكيف معه. قنوات TRP هي اساسية لقدرتنا على إدراك درجة الحرارة. قناة PIEZO2 يمنحنا مع اللمس و “الإحساس العميق -proprioception”. كما تساهم قنوات TRP و PIEZO في العديد من الوظائف الفسيولوجية الإضافية اعتمادا على درجة حرارة الاستشعار أو المحفزات الميكانيكية (الشكل 6).


وتركز البحوث المكثفة الجارية الناشئة عن الاكتشافات الحائزة على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 2021 على توضيح وظائف هذه المستقبلات في مجموعة متنوعة من العمليات الفسيولوجية وتطوير علاجات لمجموعة واسعة من الحالات المرضية، بما في ذلك الألم المزمن.

المصادر

1-nobelprize

اكتشاف مستقبلات لدرجة الحرارة واللمس تفوز بجائزة نوبل الطب 2021

قررت جمعية نوبل في معهد كارولينسكا اليوم منح جائزة نوبل الطب 2021 في علم وظائف الأعضاء أو الطب بالمناصفة بين ديفيد جوليوس وأرتم باتابوتيان لاكتشافهما مستقبلات لدرجة الحرارة واللمس. فمن هما، وكيف حققا ذلك الكشف؟ ولماذا منحا عنه نوبل الطب 2021؟

من هم العلماء الحاصلين على جائزة نوبل الطب لهذا العام؟

ديفيد جوليوس David Julius المولود عام 1955 في نيويورك بالولايات المتحدة الأمريكية، وهو حاصل على درجة الدكتوراه في عام 1984 من جامعة كاليفورنيا، وكان زميل ما بعد الدكتوراه في جامعة كولومبيا في نيويورك. كما تم تعيين ديفيد في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو في عام 1989 حيث يعمل الآن أستاذًا.

أما العالم الثاني فهو أرديم Ardem Patapoutian والمولود عام 1967 في بيروت، لبنان. حيث انتقل أرديم في شبابه من بيروت التي مزقتها الحرب إلى لوس أنجلوس بالولايات المتحدة الأمريكية. حصل أرديم على الدكتوراه عام 1996 من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، باسادينا، الولايات المتحدة الأمريكية. وكان أرتيم زميلًا لما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، سان فرانسيسكو. منذ عام 2000، يعمل باحثًا في Scripps Research La Jolla، كاليفورنيا حيث يعمل الآن أستاذًا. كما يعمل باحثًا في معهد هوارد هيوز الطبي منذ عام 2014 حتى الآن

كيف ندرك العالم من حولنا؟

أحد أكبر الألغاز التي تواجه البشرية هو السؤال عن كيفية إحساسنا ببيئتنا، إذ أثارت الآليات الكامنة وراء حواسنا فضولنا لآلاف السنين. على سبيل المثال، كيف تكتشف العين الضوء، وكيف تؤثر الموجات الصوتية على آذاننا، وكيف تتفاعل المركبات الكيميائية المختلفة مع المستقبلات الموجودة في أنفنا وفمنا لتوليد الرائحة والذوق؟

لدينا أيضًا طرق أخرى لإدراك العالم من حولنا، تخيل أنك تمشي حافي القدمين عبر العشب في يوم صيفي حار، يمكنك أن تشعر بحرارة الشمس ومداعبة الرياح ونهايات العشب المنفردة تحت قدميك. أليس كذلك؟ هذه الانطباعات عن درجة الحرارة واللمس والحركة ضرورية للتكيف مع البيئة المحيطة المتغيرة باستمرار.

المعضلة الرئيسية، ما قبل اكتشاف ديفيد وأرديم!

في القرن السابع عشر، تصور الفيلسوف رينيه ديكارت وجود خيوط تربط أجزاء مختلفة من الجلد بالدماغ. وبحسب هذا الكلام، فإن ملامسة القدم للهب ترسل إشارة ميكانيكية إلى الدماغ، وقد بينت الدراسات لاحقًا وجود خلايا عصبية حسية متخصصة تسجل التغييرات في بيئتنا.

حصل جوزيف إرلانجر وهربرت جاسر على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب عام 1944 لاكتشافهما أنواعًا مختلفة من الألياف العصبية الحسية التي تتفاعل مع محفزات مميزة. على سبيل المثال، قدرتنا على الشعور بالاختلافات في نسيج الأسطح من خلال أطراف أصابعنا، وقدرتنا على تمييز كل من الدفء الممتع والحرارة المؤلمة.

كان فهمنا لكيفية استشعار الجهاز العصبي لبيئتنا وتفسيره لا يزال يدور حول سؤال أساسي لم يتم حله وهو كيف تتحول درجة الحرارة والمحفزات الميكانيكية إلى نبضات كهربائية في الجهاز العصبي؟

ما هو دور العلماء في اكتشاف مستقبلات لدرجة الحرارة واللمس؟

ديفيد جوليوس

في أواخر التسعينيات، رأى ديفيد جوليوس إمكانية تحقيق تقدم كبير من خلال تحليل كيف يتسبب المركب الكيميائي الإحساس بالحرق الذي نشعر به عندما نتعامل مع الفلفل الحار. إذ كان من المعروف بالفعل أن الكابسيسين ينشط الخلايا العصبية مما يسبب الإحساس بالألم والحرق. ولكن كيفية ممارسة هذه المادة الكيميائية لهذه الوظيفة في الواقع كانت لغزًا لم يتم حله.

أنشأ جوليوس وزملاؤه مكتبة من ملايين الأجزاء من الحمض النووي المشفرة للجينات التي يتم التعبير عنها في الخلايا العصبية الحسية. تتفاعل البروتينات الناتجة بدورها مع الألم والحرارة واللمس. افترض العالم أن المكتبة ستشمل جزءًا من الحمض النووي الذي يشفر البروتين القادر على التفاعل مع الكابسيسين.

وبعد بحث شاق، نجح ديفيد في تحديد جين واحد قادر على جعل الخلايا حساسة للكابسيسين. لاحقًا، كشفت تجارب أخرى أن الجين الذي تم تحديده قام بتشفير بروتين قناة أيونية جديدة. فسُمي مستقبل الكابسيسين المكتشف حديثًا بالـ TRPV1. عندما بحث جوليوس في قدرة البروتين على الاستجابة للحرارة، أدرك أنه اكتشف مستقبل استشعار للحرارة الذي ينشط في درجات الحرارة المؤلمة أو الضارة للجسم.

بشكل مستقل عن بعضهما البعض، استخدم كل من David Julius وArdem Patapoutian مادة المنثول الكيميائية للوصول إلى مستقبل الـ TRPM8. وهو مستقبل ينشط بواسطة البرد. تم تحديد القنوات الأيونية الإضافية المتعلقة بـ TRPV1 و TRPM8 ووُجد أنها تنشط عند مجموعة من درجات الحرارة المختلفة.
كان اكتشاف David Julius لـ TRPV1 بمثابة الكشف الذي سمح لنا بفهم كيف يمكن للاختلافات في درجات الحرارة أن تحفز الإشارات الكهربائية في الجهاز العصبي.

أرديم باتابوتيان

بينما كانت آليات الإحساس بدرجة الحرارة تنكشف، ظلت كيفية تحويل المحفزات الميكانيكية إلى حواس اللمس والضغط مسألة مجهولة. وجد الباحثون سابقًا مستشعرات ميكانيكية في البكتيريا، لكن الآليات الكامنة وراء اللمس في الفقاريات ظلت مجهولة. أراد Ardem أرديم تحديد المستقبلات التي تنشط بواسطة المحفزات الميكانيكية.

حدد باتابوتيان ومعاونوه لأول مرة خطًا خلويًا يعطي إشارة كهربائية قابلة للقياس عند وخز الخلايا الفردية بالواخزة الدقيقة. كان من المفترض أن المستقبل الذي سينشط بقوة الوخز الميكانيكية هو القناة الأيونية. وفي الخطوة التالية، نجح الفريق في تحديد 72 جينًا مرشحًا يُشفر المستقبلات المحتملة. تم تعطيل هذه الجينات واحدة تلو الأخرى لاكتشاف الجين المسؤول عن الحساسية الميكانيكية في الخلايا المدروسة.

بعد بحث شاق، نجح باتابوتيان وزملاؤه في تحديد جين واحد نجح تعطيله في جعل الخلايا غير حساسة للضغط بالواخزة الدقيقة. اكتشف الفريق قناة أيونية جديدة وغير معروفة تمامًا وحساسة للضغط الميكانيكي وأعطيت اسم Piezo1. اكتشاف جين ثانٍ واسمه Piezo2 يشبه الجين الأول Piezo1.

عُثر على الخلايا العصبية الحسية التي تعبر عن مستويات عالية من Piezo2. أثبتت دراسات أخرى أن Piezo1 وPiezo2 عبارة عن قنوات أيونية يتم تنشيطها مباشرة عن طريق الضغط على أغشية الخلايا.

ما أثر اكتشاف العلماء لهذه المستقبلات على حياتنا وأيضا على المجال الطبي؟ أو ما تطبيقات جائزة نوبل الطب 2021؟

سمحت الاكتشافات الرائدة لقنوات TRPV1 و TRPM8 و Piezo من قبل الحائزين على جائزة نوبل لهذا العام بفهم كيف يمكن للحرارة والبرودة والقوة الميكانيكية إطلاق الإشارات العصبية التي تسمح لنا بإدراك العالم من حولنا والتكيف معه.

تعتبر قنوات TRP ضرورية لإدراكنا لدرجة الحرارة. وثبت أن Piezo2 يلعب دورًا رئيسيًا في الاستشعار المهم لموضع الجسم والحركة، وسمي بمستقبل الحس العميق. كما ثبت أن قناتي Piezo1 و Piezo2 تنظمان عمليات فسيولوجية مهمة إضافية مثل ضغط الدم والتنفس والتحكم في المثانة البولية.

نشأت عن تلك الاكتشافات أبحاث مكثفة ومستمرة تركز على توضيح وظائف تلك المكتشفات في مجموعة متنوعة من العمليات الفسيولوجية. وتستخدم هذه المعرفة حاليًا لتطوير علاجات لمجموعة واسعة من الحالات المرضية، بما في ذلك الألم المزمن.

المصدر

nobelprize

اقرأ المزيد حول: جائزة نوبل في الطب لعام 2020

اختبار مقدمة في علم النفس التطوري

هذه المقالة هي الجزء 10 من 10 في سلسلة 9 موضوعات في علم النفس التطوري

املأ الاستمارة من فضلك في نهاية الاختبار، فستساعدنا في استخراج شهادة بإتمامك قراءة مقالات المساق.

هذا المساق متاح للأعضاء المسجلين فقط، سجل عضوية في موقعنا وسيتاح لك إكمال الاختبار للحصول على شهادة.


Exit mobile version