ما هي الخوارزميات الكمية؟

قبل أن نتعرف عن ما هي الخوارزميات الكمية، وجب أن نعرف أن مصطلح الخوارزمية مشتق من اسم عالم الرياضيات الفارسي محمد بن موسى الخوارزمي من القرن التاسع، وظهرت الفكرة الحديثة للخوارزمية في اللغة الإنجليزية في القرن التاسع عشر وأصبحت أكثر شيوعًا منذ خمسينيات القرن الماضي.

تستخدم الخوارزميات في كل جزء من علوم الحاسوب، وهي التي تسمح للحاسوب بفعل كل شيء، فيتمثل جزء كبير من برمجة الحاسوب في معرفة كيفية صياغة الخوارزمية. إذ أنها تعتبر القدرة على تحديد خطوات واضحة لحل مشكلة ما، أيضًا فهي أمرًا مهمًا في العديد من المجالات، لذلك فنحن نستخدم الخوارزميات التي تسمح لنا بتفكيك المشكلات ووضع تصور للحلول. [5]

بعد تلك المقدمة البسيطة، لنلقى نظرة أوسع على ماهية الخوارزميات الكمية.

بعد وقت قصير من إثبات جودل عدم اكتماله الشهير، نُشرت العديد من الأوراق البحثية لتميز بين الدوال التي يمكن حسابها والتي لا يمكن حسابها. فأظهرت الأوراق أن هنالك البعض منها لا يمكن حسابه ويتطلب إثبات مثل هذه النظرية تعريفًا رياضيًا وكانت التعريفات مختلفة. في النهاية، أدى هذا إلى اقتراح أطروحة «تشرش-تورينغ»، سميت على اسم العالمين الرياضيين ألونزو تشيرش وآلان تورينج. إذ كان يرى معظم علماء الحاسوب أن الحوسبة الكلاسيكية هي كل ما في الأمر، ولا تستطيع الآلات الكلاسيكية إجراء كل هذه الحسابات بكفاءة مثل السلوك الكيميائي للجزئ، إذ يرتبط هذا السلوك بسلوك الإلكترونات، فتعتمد الحالة الكمية لكل إلكترون على حالات الآخرين بسبب ظاهرة ميكانيكا الكم، فحساب هذه الحالات معقد للغاية. [1،2]

انتهاك أطروحة تشرش-تورينغ!

يشير المبدأ الأساسي لأطروحة تشرش-تورينغ إلى حل مشكلة حسابية على نحو أسرع من خلال:

  • تقليل الوقت لتنفيذ خطوة واحدة.
  • تنفيذ العديد من الخطوات بالتوازي أو تقليل إجمالي الخطوات.

لكن اكتشاف حواسيب كمية انتهك الأطروحة من خلال حل بعض المهام الحسابية بخطوات أقل بكثير من أفضل خوارزمية كلاسيكية أيضًا لنفس المهمة وفتح الباب أمام طرق جديدة لحل المشكلات الحسابية.

فصور الخوارزميات القادرة على حل حسابات معقدة ليس بالأمر الهين. لكن في عام 1994، اقترح موظف شاب في مختبرات بيل يسمى بيتر شور خوارزمية كمية تحلل الأعداد الصحيحة على نحو أسرع من أي خوارزمية كلاسيكية وتخترق العديد من أنظمة التشفير الشائعة. بعدها بعامين فقط، ابتكر زميل شور في مختبرات بيل ويُدعى لوف جروفر خوارزمية تسرع العمليات الكلاسيكية للبحث من خلال قواعد البيانات غير المصنفة. [4]

آلان تورنج وألونزو تشرش

ما هي خوارزمية الكم ببساطة؟

الخوارزمية هي إجراء عملية حسابية تبعًا لمجموعة من الخطوات المتتالية أو سلسلة من التعليمات لحل مشكلة ما. إذ يمكن تنفيذ كل خطوة على حاسوب، لذلك تنفذ الخوارزمية الكمية على حاسوب كمي. كذلك من الممكن تشغيل جميع الخوارزميات الكلاسيكية على الحاسوب الكمي. يرجع ارتباطها بكلمة (الكم) نظرًا لتمتعها بمبادئ ميكانيكا الكم مثل التراكب والتشابك…

ما هي دوائر الكم؟

توصف الخوارزميات الكمية على نحو أكثر شيوعًا بواسطة دائرة الكم، فالدائرة الكمية هي نموذج للحسابات الكمية، إذ تكون خطوات حل المشكلة عبارة عن بوابات كمية، تُجرى على كيوبت أو أكثر. فتكمن القيمة المضافة للخوازميات الكمية في قدرتها على بعض المشكلات بسرعة مثل خوارزمية شور وجروفر المذكورتين. [3]

أشهر الخوارزميات الكمية

  • «Deutsch-Jozsa».
  • «Bernstein-Vazirani».
  • «Simon’s».
  • «Shor’s».
  • «Grover’s».

فستتفوق الخوارزميات الكمية عزيزي القارئ على نحو كبير خاصة في محاكاة أنظمة تتمتع بدرجات حرية كمية عالية. فتطبيقاتها ستشمل حل المشاكل في الكيمياء وعلوم المواد والفيزياء النووية… فتلك مقدمة في الخوارزميات الكمية. فتابعنا؛ لمعرفة المزيد عن الخوارزميات الكمية وكيفية عملها.

المصادر

  1. Proceedings of Symposia in Applied Mathematics 58, 143-160, 2002‏
  2. quantumagazine
  3. quantum inspire
  4. nap.edu

ساتيندرا ناث بوز: العالِم الذي أوصى به أينشتاين

لولا الفيزياء، لما تمكنا من حل الكثير من المعضلات الكونية، ولولا إسهامات ساتيندرا ناث بوز Satyendra Nath Bose في الفيزياء، لواجهنا الكثير من العقبات.

بدايات حياته

Satyendra Nath Bose

ولد ناث بوز في الأول من يناير عام 1894 في ولاية “بنغال الغربية” والتي تقع بالهند. كان الولد الأكبر والذكر الوحيد على إخوته الست. عرُف بوز بنبوغه وفطنته العقلية في بدايات حياته. اجتاز امتحان القبول في المدرسة الهندوسية (واحدة من أقدم المدارس بالهند)، وحصل على المركز الخامس مع مرتبة الشرف عن جدارة واستحقاق. [1]

ذلك الامتحان كان بمثابة الخطوة الأولى في حياته العلمية الطويلة. بعد ذلك التحق الشاب بالكلية الرئاسية الحكومية Presidency College حيث تعلم مبادئ العلوم في أحد مساقات الكلية على يد بعض العلماء المشهورين وقتها مثل جاجاديش تشاندرا بوز Jagadish Chandra Bose وبرافولا شاندرا راي Prafulla Chandra Ray.

تخرج ناث بوز من الجامعة ببكالوريوس العلوم الرياضية عام 1913 ليحصل بعدها بسنتين فقط على درجة الماجستير في نفس التخصص. دائمًا ما كان يحصد ناث بوز أعلى الدرجات بسبب نبوغه العلمي وتفوقه في الامتحانات، ليس هذا وحسب، بل حقق العالم الشاب أرقامًا قياسية بسبب علاماته المرتفعة تلك وإلى الآن لم يستطع أي طالب أن يتخطاها.

في فترة ما بين البكالوريوس والماجستير، تزوج ناث بوز من أوشا ديفي Usha Devi وكان وقتها يبلغ من العمر 20 ربيعًا. أما بعد الماجستير، تمكن بوز من أن يصبح باحثًا أكاديميًا بجامعة كلكتا Calcutta عام 1916. وقتها كانت نسبية أينشتاين في أوجها، وهذا ما لم يدعه بوز يفلت من تحت يديه، وبدأ رحلته وقتها في دراسة النظرية، ليس هذا وحسب، بل قام بوز أيضًا بتدريس الطلبة (الخريجيين وغير الخريجيين) بعض المساقات ليعلن بذلك، بطريقة غير مباشرةٍ، عن تكريس حياته للعلم. [2]

حياته الأكاديمية والعلمية

أثناء دراسته في كلكتا، عمل ناث بوز محاضرًا في قسم الفيزياء. وفي عام 1919، ترجم بوز كتابًا مبنيًا على محاضرات أينشتاين في النسبية العامة، من الألمانية والفرنسية إلى الإنجليزية. ذلك الأمر لم يكن ليتم لولا مساعدة أحد طلابه والذي يدعي “مينغاد ساها” Meghnad Saha. استطاع العالمان أن يقدما أوراقًا علمية في الفيزياء النظرية والرياضيات بعد ذلك.

في عام 1921، انضم ناث بوز إلى قسم الفيزياء بجامعة دكا الواقعة في عاصمة بنجلاديش. تلك الجامعة كانت حديثة نسبيًا وهذا ما دفع بوز وحثه على إنشاء أقسام، ومعامل، ومكتبات جديدة بالجماعة ليدرس الطلاب مساقات متقدمة. بعد انتقاله إلى الجامعة بثلاث سنوات، كتب ناث ورقة بحثية اشتق فيها قانون بلانك لإشعاع الكمومي دون الاستعانة بالفيزياء الكلاسيكية. تلك الورقة أثبتت قوتها لاحقًا كواحدة من أساسيات مجال الإحصاء الكمي. أرسل ناز الورقة إلى أينشتاين وهو من لاحظ أهميتها وسارع بترجمتها إلى الألمانية وأرسلها باسم بوز لواحدة من أهم المجلات العلمية وقتها، مجلة Zeitschrift für Physik.

قبلت المجلة ورقة ناث بوز العلمية والذي حصل بدوره على إجازة للعمل في أوروبا لمدة عامين في مختبرات الأشعة السينية وعلم البلورات جنبًا إلى جنب مع ماري كوري وآينشتاين وغيرهم الكثيرين. [2]

تبنى أينشتاين أفكار بوز ووسع الأمر ليشمل الذرات. وهذا ما أدى إلى اكتشاف واحدة من أهم الظواهر الفيزيائية والتي تسمى بظاهرة “تكاثف بوز-أينشتاين” Bose-Einstein Condensate.

ظاهرة تكاثف بوز- أينشتاين

Bose-Einstein Condensate

تتكون الغازات من مجموعة من الذرات لكل منها طاقتها في حالتها الطبيعية، ولكن عندما تتحول تلك الذرات إلى نوع آخر يُعرف بالبوزونات، تصبح طاقاتها متساوية عند درجة حرارة معينة. عندما تقل درجة الحرارة تلك، يتغير سلوك البوزونات وتتصرف بطبيعتها الموجية وتقل المسافات بينها لتتكاثف الجزئيات وتعمل كقالب واحد. [3]

على أي حال، بعد استحقاقه للإجازة في أوروبا وبقاءه فيها لفترة من الزمن، عاد بوز إلى جامعة دكا عام 1926. وعلى الرغم من عدم حصوله على درجة الدكتوراه، إلا أن أينشتاين أوصى به ورشحه ليكون عميد قسم الفيزياء بالجامعة.

الغريب في الأمر أنه بعد عودته إلى مكانه الذي تعود عليه، لم ينشر بوز أي ورقة علمية لوقت طويل نسبيًا. وفقًا لمقال نشر 2012 في جريدة النيويورك تايمز، والذي وُصف ناث بوز فيه “بأب الجزيئات الإلهية”، تغيرت اهتمامات بوز من الفيزياء إلى الفلسفة، والأدب، وحركة الاستقلال الهندي! لكن لحسن الحظ، عاد بوز مرةً أخرى إلى مجاله ونشر ورقة علمية عام 1939، وفي بدايات الخمسينيات، عمل بوز على نظريات الحقل الموحد Unified field theories. [2]

ناث بوز ومهزلة نوبل!

على الرغم من إسهامات بوز غير المسبوقة في الفيزياء، والتي رسمت الطريق من خلال توضيح سلوك الفوتونات وفتح الأبواب أمام الأفكار الجديدة في مجالات فيزياء الكم، إلا أن صاحبنا لم يحصل على جائزة نوبل. حصل الكثير من العلماء على جائزة نوبل بفضل إسهاماتهم وأبحاثهم المتعلقة بظاهرة “تكاثف بوز- أينشتاين”، ووصف إنجاز بوز بأنه واحد من أهم 10 إنجازات في تاريخ الهند العلمي للقرن العشرين. [2]

سُئل ناث بوز عن شعوره بشأن جائزة نوبل وأنه لم يفز بها، فقال: لقد حصلت على كل العِرفان الذي استحقه”

  • كرمت الحكومة الهندية ناث بوز عام 1954 عن طريق منحه لقب “Padma Vibhushan” والذي يعد ثاني أعلى وسام مدني في الهند.
  •  بعدها بخمس سنوات، كان البروفيسور الأعلى والأكثر تكريمًا في الهند من الناحية الأكاديمية.
  • أصبح بوز مستشارًا لمجلس البحث العلمي والصناعي بالإضافة إلى رئيس الجمعية الفيزيائية الهندية والمعهد الوطني للعلوم.
  • انتُخب رئيسًا عامًا لمؤتمر العلوم الهندي ورئيسًا لمعهد الإحصاء الهندي.
  • أصبح زميلًا في الجمعية الملكية عام 1958.
  • بعد وفاته بـ 12 عامًا، أنشأ البرلمان الهندي “مركز بوز الوطني للعلوم الأساسية”

إنجازات وإسهامات بوز العلمية وصلت إلى عالم الفيزياء ومجتمع العلوم أجمع، تقريبًا. ومع كل تلك الجوائز والإسهامات، يمكننا القول، وبكل ثقة، أن جائزة نوبل هي من خسرت ناث بوز وليس العكس. [2]

المصادر

1- Britannica

2- Biography

3- Live Science

مخطط فين: نقاط التشابه والاختلاف

من المتوقع أن أغلبنا قد رأى مخطط فين من قبل حيث أنه قد ذُكر في أغلب المراحل الدراسية للتعليم من التعليم الأساسي أو المرحلة الابتدائية وحتى المرحلة الجامعية مرورًا بالمراحل المتوسطة. ومن المتوقع أيضًا أننا قد مررنا به في دراسة علوم متعددة ومنها علوم أساسية يدرسها غالبًا جميع الأشخاص مثل علوم الرياضيات. فما هو مخطط فين؟

مخطط فين هو توضيح أو رسم يستخدم فيه دوائر توضح العلاقة بين مجموعة معينة ومحددة من الأشياء أو البيانات، والدوائر التي تتداخل تكون بينها عناصر مشتركة، أما الدوائر التي لا تتداخل فلا تتشارك في أي شئ فيما بينها.

تاريخ مخطط فين

تعود جذور مخطط فين إلى أكثر من 600 سنة حيث استخدم الفيلسوف وعالم المنطق << Ramon Lull – رامون لول >> نوع مشابه لهذا المخطط، وأيضًا عالم الرياضيات الألماني << Von Leibnitz – فون ليبينتز >> قد استخدم مخطط مقارب لمخطط فين الحالي.

أصبح مخطط فين جزءًا من منهج المنطق التمهيدي منذ القرن العشرين وكذلك في المرحلة الابتدائية في خطط التعليم حول العالم. وكان قد عمم عالم المنطق الانجليزي <<John venn – جون فين >> المخطط في بدايات 1800م، وسماهم دوائر أويلريان نسبة إلى عالم الرياضيات السويسري <<Leonard Euler – ليونارد إيولير >> الذي قد أنشئ مخططات مشابهة في بدايات 1700م.

لم يظهر مصطلح مخطط فين حتى عام 1918م عندما أشار الفيلسوف الأمريكي ومؤسس البراغماتية << Clarence Lewis – كلارينس لويس >> إلى التصوير الدائري لمخطط فين في كتابه مسح المنطق المركزي.

درس فين وعلّم علم المنطق والاحتمالات في جامعة كامبريدج، حيث هناك طور طريقة استخدام المخططات لشرح فروع الرياضيات ونظريات مجموعات البيانات. ونشر فين كتابه الذي كان قد كتبه سابقًا منطق الفرص والذي كتب فيه عن نظرية تكرار الاحتمالات وناقش فيه أن الاحتمالية على عكس الافتراض المشهود يجب أن تُؤسس على الانتظام والتنبؤ بشيء ما سوف يحدث.

غير العالمان << Branko Grunbaum and Henry Smith – برانكو جرونبوم وهنري سميث >> شكل المخطط إلى أن أصبح بالشكل الأسهل الذي وصل إلينا اليوم، وساعدوا على زيادة وجود مجموعات البيانات داخله. [2]

كيف نقرأ مخطط فين؟

لكي نقرأ مخطط فين بكل سهولة علينا اتباع الخطوات التالية:

  1. الاطلاع على كل الدوائر التي تشكل المخطط، كل دائرة وكل البيانات داخلها.
  2. الجزء من الدوائر الذي يتداخل يوضح ما هو مشترك بين الدوائر، بينما الجزء الذي لا يتداخل فهو بيانات أو عناصر فريدة للجزء الخاص به.

فوائد مخطط فين

لمخطط فين فوائد متعددة ومنها:

تنظيم المعلومات بشكل بسيط لرؤية العلاقات وما هو متشابه وما هو مختلف، ويتدرج من حجم المعلومات البسيطة إلى الأكثر تعقيدًا.

مقارنة اختيارين أو أكثر ورؤية ما هو مشترك بينهم وما يميز كلًا منهما على حدة على سبيل المثال، تحديد شراء منتج هام أو خدمة.

مقارنة مجموعات البيانات وإيجاد العلاقات والتنبؤ باحتمالات أحداث معينة.

إيضاح الأسباب والمنطق للجمل والمعادلات. [1]

حالات مشهورة لاستخدام مخطط فين في مجالات مختلفة

يتداخل مخطط فين في مجالات متعددة ومنها:

  • علم الرياضيات: حيث يستخدم مخطط فين بشكل شائع في المدارس لتدريس أساسيات الرياضيات مثل مجموعات البيانات والاتحاد والاختلاف بين المجموعات. وأيضًا في الرياضيات المتقدمة لحل مشاكل معقدة ودراسة فروع كاملة.
  • الإحصاء والاحتمالات: يستخدم خبراء الإحصاء مخطط فين للتنبؤ باحتمالية حدث معين وهذا يرتبط بمجال التحاليل التنبؤية. ومجموعة بيانات مختلفة تُقارن لإيجاد المشترك والمختلف.
  • المنطق: يساعد مخطط فين على تحديد صحة أمر ما حيث إذا كانت المقدمات أو الأساسيات صحيحة ونموذج العمل صحيح، فيجب أن يكون الاستنتاج صحيح. على سبيل المثال، لو كل الكلاب حيوانات ولدينا كلب يدعى موجو، فإن موجو كلبًا.
  • علم أصل اللغات: يستخدم لدراسة وإيضاح التشابه والاختلاف بين اللغات.
  • فهم القراءة: يستطيع أن يساعد المدرسون طلابهم على رسم مخططات لمقارنة وإيضاح الأفكار التي يقرأون عنها.
  • علوم الكمبيوتر: يستخدم المبرمجون مخطط فين لتصوير أو تخيل لغات الكمبيوتر والتسلسلات الهرمية.
  • عالم الأعمال: للمقارنة بين المنتجات والخدمات والعمليات، ومتاح أيضًا لأي شكل من أشكال المجموعات، وهي وسيلة فعالة للتواصل.

كيف تستخدم مخطط فين في حياتك اليومية؟

لمخطط فين تطبيقات متعددة في شتى مجالات الحياة، ومن الممكن أن تستخدمه في حياتك باتباع الخطوات التالية:

  1. حدد هدفك، وماذا ستقارن ولماذا وهذا سيساعدك لتعريف مجموعات البيانات.
  2. عصف الذهن وترتيب الأفكار والعناصر في قوائم على ورقة أو منصة معينة.
  3. استخدم المخطط للمقارنة وإيضاح الاختلافات، ومن الممكن أن ترى العناصر بشكل جديد وعمل ملاحظات واقتراحات ونقاشات.

على سبيل المثال، عندما تريد شراء سيارة وأمامك سيارتين للاختيار سيارة أ وسيارة ب، فمن الممكن رسم مخطط فين يحتوي على دائرة لسيارة أ بها المميزات الخاصة بها وأخرى لدائرة ب بها المميزات الخاصة بها، وفي المنطقة المتوسطة توجد المميزات المتشابهه في السيارتين، فذلك يسهل عليك الاختيار.

مصادر

[1] Investopedia

[2] Lucid

[3] Vizzlo

ما هي العناقيد النجمية؟

هذه المقالة هي الجزء 10 من 18 في سلسلة دليلك لفهم أهم الأجرام والظواهر الفلكية

ما هي العناقيد النجمية؟

الكون مكان معقد مليء بالأشياء المعقدة، من الحجم الصغير للذرات إلى الحجم الكبير «لعناقيد المجرات-galaxy clusters». في مكان ما على الجانب الأكبر من هذ النطاق، تقع «العناقيد النجمية-Star clusters» وهي مجموعات من النجوم التي تتكون بالقرب من بعضها البعض في الفضاء وبالتالي، فهي مرتبطة مع بعضها البعض بواسطة الجاذبية، ويبدو أن لها أعمارًا متشابهة تقريبًا، كما يبدو أن لها أصلًا مشتركًا. توفر العناقيد النجمية لعلماء الفلك نظرة ثاقبة حاسمة عن تطور النجوم من خلال مقارنات بين أعمار النجوم وتركيباتها. [1] [2]

قال آرون إم جيلر، عالم الفلك في جامعة نورث وسترن، لموقع « ProfoundSpace.org» أن العناقيد النجمية عبارة عن مناطق كبيرة بين النجوم تتكون من الغاز والغبار تسمى «السحب الجزيئية- Molecular cloud». تنهار المناطق الأكثر كثافة من تلك السحب الجزيئية على نفسها لتشكل نجومًا. قال جيلر إنه في بعض الحالات، تفترق النجوم بعد نشأتها. ومع ذلك، إذا كان هناك عدد كافٍ من النجوم التي تشكلت بالقرب من بعضها البعض، فقد تظل مرتبطة بالجاذبية وتعيش كعنقود نجمي. [1]

الفرق بين العنقود النجمي والمجرة

العناقيد النجمية ليست مجرات، على الرغم من أنهم مجموعات من النجوم مرتبطة بالجاذبية. قال جيسون ستيفن، الأستاذ المساعد في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة نيفادا، لاس فيغاس أن الفرق الأكثر وضوحًا هو ما إذا كانت مجموعة النجوم مرتبطة ببعضها البعض من خلال جاذبيتها الخاصة أو إذا كانت بحاجة إلى وجود مادة مظلمة في تلك المجموعة من أجل الحفاظ عليها معًا. إذا كانت هناك مادة مظلمة في هذا المزيج، فمن المحتمل أن تكون تلك المجموعة من النجوم تشكل مجرة. حيث أن المجرات بشكل عام أكبر من العناقيد النجمية. قال جيلر أن المجرات مثل المدن التي تعيش فيها العناقيد النجمية ويمكن أن تحتوي المجرات على الآلاف أو أكثر من العناقيد النجمية والعديد من السحب الجزيئية والمادة المظلمة وما إلى ذلك. [1]

عامل آخر يميز العناقيد النجمية عن المجرات هو أنه داخل كل عنقود، تكون النجوم تقريبًا في نفس العمر وتتكون من نفس المواد تقريبًا، نظرًا لأنها تشكلت من نفس السحابة الجزيئية، وذلك وفقًا لمنشأة أستراليا الوطنية للتلسكوب (ATNF). من ناحية أخرى، قال ستيفن إن النجوم داخل المجرة يمكن أن يكون لها أعمار مختلفة ولها بنية مختلفة. لهذا السبب تعتبر العناقيد النجمية مهمة جدًا لعلماء الفلك الذين يدرسون تطور النجوم. [1]

أنواع العناقيد النجمية

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من العناقيد النجمية: «العناقيد الكروية- globular clusters» و«العناقيد المفتوحة- open clusters» و«الاتحادات النجمية- stellar associations»، كما يوجد نوع من العناقيد المفتوحة يسمى «العناقيد المدمجة-Embedded Clusters» ولكل منها خصائص مختلفة توفر معلومات مختلفة لعلماء الفلك. [1]

العناقيد الكروية

العناقيد الكروية، هي مجموعة كبيرة من النجوم القديمة المكتظة بقرب بعضها البعض في شكل كروي متماثل إلى حد ما. العناقيد الكروية سميت بهذا الاسم بسبب مظهرها الكروي بعض الشيء، وهي أكبر التجمعات النجمية وأكثرها ضخامة. تحتوي العناقيد الكروية على بعض أقدم النجوم في المجرة ويعتقد أنها تشكلت في وقت مبكر من تاريخها. [3]

وهي أقدم وأكبر وأضخم نوع من العناقيد النجمية وتحتوي على أقدم النجوم. يمكن إثبات عمرهم من خلال افتقارهم شبه الكامل لما يسميه علماء الفلك المعادن، أي العناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم الموجودين في الكون المبكر قبل ولادة النجوم والمجرات الأولى. وهي كبيرة حيث يمكن أن يصل قطرها إلى 300 سنة ضوئية وتحتوي على 10 ملايين نجم. [4]

اكتشف علماء الفلك ما يقرب من 150 عنقودًا كرويًا في مجرة درب التبانة. في المقابل، تضم مجرة المرأة المسلسلة حوالي 400، وتضم مجرة «M87» أكثر من 10000، وفقًا لمركز هارفارد وسميثسونيان للفيزياء الفلكية. [1]

تتضمن بعض أشهر العناقيد الكروية «أوميجا قنطورس-Omega Centauri»، وهي أكبر كتلة كروية معروفة في مجرتنا وفقًا لوكالة ناسا، و«M13» وهي واحدة من أكثر المجموعات سطوعًا. على الرغم من أن بطليموس اكتشف أوميجا قنطورس في القرن الثاني بعد الميلاد، إلا أنه اعتقد خطأً أنه نجم. في وقت لاحق أخطأ إدموند هالي في تعريفه على أنه سديم في عام 1677م، وفقًا لوكالة ناسا. قرر جون هيرشل بشكل صحيح أن يسميه عنقود كروي في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. اكتشف هالي «M13» في عام 1714، وأضافه تشارلز ميسييه إلى كتالوجه الشهير في عام 1764، على الرغم من أنه كان يعتقد في الأصل أنه لا يحتوي على نجوم على الإطلاق. [1]

العناقيد المفتوحة

العناقيد المفتوحة عبارة عن مجموعات ضعيفة الترابط تتكون من بضع عشرات إلى بضع مئات من النجوم وتوجد في المجرات الحلزونية وغير المنتظمة. العناقيد المفتوحة أصغر بكثير ونجومها أقل من العناقيد الكروية. قد تحتوي العناقيد المفتوحة على أي شيء يتراوح من بضع عشرات من النجوم إلى بضع مئات من النجوم وقد تكون مكونة من نجوم شابة أو نجوم أكبر سناً. نظرًا لبنيتها المفتوحة والمنتشرة، فهي ليست مستقرة بشكل خاص. [5]

قد تتشتت نجومها المكونة بعد بضعة ملايين من السنين. حيث تفقد كل عناقيد النجوم نجومها بمرور الوقت في عملية تسمى «التبخر-evaporation»، وفقًا لجيلر، وبما أنها التي تحتوي على عدد أقل من النجوم تكون أقل ارتباطًا ببعضها البعض بواسطة الجاذبية، فمن السهل على نجومها أن تهاجر بعيدًا عن المجموعة عند سحبها بواسطة جسم آخر، مثل سحابة جزيئية عملاقة. لكن هذه ليست الطريقة الوحيدة التي تفقد بها العناقيد المفتوحة النجوم. [1]

 لهذا السبب، يوجد هذا النوع في المجرات الحلزونية وغير المنتظمة، حيث يتم تكوين نجوم جديدة، ولكن ليس في المجرات الإهليلجية، التي لا تشكل نجومًا والتي قد تفككت فيها أي عناقيد مفتوحة منذ فترة طويلة. داخل مجرة ​​درب التبانة، توجد عناقيد مفتوحة في وبين الأذرع الحلزونية. جميع العناقيد النجمية ذات أهمية كبيرة لعلماء الفلك، لأن النجوم فيها كلها تكونت في نفس الوقت والمكان تقريبًا. عادةً ما تكون تلك العناقيد أسهل في الملاحظة من العناقيد الكروية، لأنه يمكن دراسة النجوم الفردية. تقدم دراسة عناقيد النجوم رؤى فريدة حول كيفية تشكل النجوم وتطورها. [5]

اكتشاف العناقيد المفتوحة

تم اكتشاف حوالي 1100 عنقود مفتوح حتى الآن داخل مجرة درب التبانة، على الرغم من أنه يعتقد بوجود العديد منها. «Trumpler 14» هو واحد من هؤلاء، يقع على بعد حوالي 8000 سنة ضوئية باتجاه مركز سديم كارينا المعروف، والذي تم التقاطه بشكل جميل بواسطة هابل. أشهر العناقيد المفتوحة هو «الثريا-Pleiades»، المعروف أيضًا باسم «M45». يحتوي العنقود على أكثر من 1000 نجم، وفقًا لوكالة ناسا، على الرغم من أن عددًا قليلاً فقط من ألمع نجومها يمكن رؤيته بالعين المجردة. تشمل العناقيد المفتوحة الأخرى المعروفة «القلائص-Hyades»، وهي أقرب عنقود مفتوح من الأرض، و«العنقود المزدوج-Double Cluster»، الذي يتألف من عنقودين متجاورين. [1] [5]

العناقيد المدمجة

أصغر العناقيد النجمية هي العناقيد المدمجة وهي مجموعات من النجوم مبعثرة في غاز وغبار بينجمي. غالبًا ما تكون هذه النجوم حديثة الولادة أو تتشكل للتو، مما يعني أنها ساخنة وتنتج إشعاعًا شديدًا. ومع ذلك، فإن الغاز والغبار المحيطين بهم يمتصون الكثير من الضوء المرئي المنبعث منهم. تعتبر عمليات رصد الأشعة تحت الحمراء الطريقة الأكثر موثوقية لمراقبة العناقيد المدمجة. [6]

يعتقد علماء الفلك أن معظم النجوم تولد في عناقيد مدمجة. والتي تمثل المراحل المتأخرة من بمجرد أن يأخذ تكوين النجوم مجراه. ومع ذلك، ليس كل عنقود مدمج ينجو ليصبح كتلة مفتوحة وغالبًا ما يتم تعطيلها قبل انتهاء العملية. العناقيد المدمجة هي مختبرات لدراسة النجوم حديثي الولادة والنجوم الشابة. إنها توفر البيئة التي تتشكل فيها الكواكب، وتفرض مقدار الكتلة التي ينتهي بها كل نجم. [6]

الاتحادات النجمية

على الرغم من أن الاتحادات النجمية تم تصنيفها كواحدة من العناقيد نجمية، إلا أنها مختلفة قليلاً. فقد قال جيلر أن الاتحادات النجمية هي مجموعات من عشرات إلى مئات النجوم التي لها أعمار وخصائص معدنية متشابهة. وتتحرك في نفس الاتجاه تقريبًا داخل المجرة، لكنها غير مرتبطة ببعضها البعض بواسطة الجاذبية. يقترح جيلر أن بعض الاتحادات النجمية كانت على الأرجح عناقيد مفتوحة ذات يوم، ولكن بسبب التبخر، لم يعد لديهم رابطة الجاذبية الخاصة بهم. [1]

المصادر

  1. space
  2. encycopedia
  3. britannica
  4. earth sky
  5. esahubble
  6. pweb.cfa.harvard.edu

تاريخ الفيزياء الكلاسيكية، من هو روبرت هوك وماهي إنجازاته؟

يعرف العالم روبرت هوك برجل نهضة القرن السابع عشر في إنكلترا وذلك لإنجازاته في الكثير من المجالات العملية، كعلم الفلك والفيزياء والبيولوجيا.

حياته

حياة هوك هي قصة من الفقر إلى الثراء. ولد روبرت هوك في مدينة فريش ووتر في جزيرة وايت الإنجليزية في عام 1635م، وتلقى تعليمه الأول في المنزل على يد والده رجل الدين.

توفي والده عندما كان يبلغ ال13 من عمره، ومنعه سوء صحته وأوضاعه المادية من متابعة الدراسة لعدّة سنوات. ولكنه ورغم ذلك أظهر اهتمامًا بالغًا بالفن، وحصدت مواهبه الفنية منحًا دراسية إلى مدرسة وستمنستر ولاحقًا في جامعة أكسفورد.

أقام علاقات مع مجموعة متنوعة من الأشخاص المهمين، أبرزهم العالم روبرت بويل، الذي أصبح في وقت لاحق مساعده. أمضى هوك قرابة العشر سنوات مع بويل، وهو يشحذ مهاراته التجريبية والميكانيكة.

لم يكن هوك رجلًا ذو موارد مستقلة، وسرعان ما تولى منصبًا مدفوع الأجر كـ “أمين التجارب” في الجمعية الملكية التي تم تشكيلها حديثًا آنذاك، مما جعله أول باحث علمي يتقاضى راتبه في إنجلترا. سرعان ما أصبح هوك زميلًا في الجمعية الملكية وتم تعيينه أستاذًا في كلية جريشام.

اختراعاته

أعتقد العالم لآلاف السنين أن الهواء  إلى جانب النار والماء والأرض، كواحد من العناصر الأربعة التي ملأت العالم، دون ترك مساحات فارغة. من خلال العمل مع العالم بويل، طور هوك مضخة تفريغ يمكنها إفراغ المساحة. وأثبت عن طريق تجاربه أن الهواء ضروري للاحتراق وتوصيل الصوت.

أظهر هوك أن الهواء يمكن أن يتمدد وينضغط. كما أجرى تجارب تأسيسية على العلاقة بين الهواء وعملية التنفس في الكائنات الحية. وقد وضع الأساس للديناميكا الحرارية، من خلال اقتراح أن الجسيمات في المادة تتحرك بشكل أسرع مع ارتفاع درجة حرارتها.

روبرت هوك والفيزياء

اقترح هوك في مجال الفيزياء النظرية، نظريةموجية غير مكتملة تكون فيها اهتزارت الموجة عمودية على منحى انتشار الضوء. كان أول من اقترح نظرية حركية مكونات المادة، وألحّ على أن الأجسام كلها تتألف من جسيمات غير مرئية تستمر في حركتها الاهتزازية، وأن كل نوع من أنواع الجسيمات قادر على الاهتزاز على طريقته الخاصة لا يغيرها. مما يذكرنا اليوم بصورة الإلكترونات الراهنة وبحالاتها الخاصة من الطاقة في داخل الذرة.

اشتهر هوك بقانون واحد فحسب وهو القانون الذي اعتبره بعض العلماء الانطلاقة لفيزياء الجسم الصلب وأساس الهندسة الميكانيكية وهو ما يعرف باسم قانون هوك للمرونة.

قانون هوك

ينص القانون على أن تمدد الجسم الصلب أو استطالته، ضمن حد مرونته بفعل قوة، يتناسب مع هذه القوة المؤثرة فيه. يعني “حد المرونة”، الاستطالة القصوى التي إذا تجاوزها الجسم الصلب باستطالته لن يعود إلى حالته الأصلية بعد زوال المؤثر.

روبرت هوك وعلم الفلك

استطاع هوك أن يصف مركز جاذبية الأرض والقمر، ويوضح الفوهات القمرية ويتكهن بأصلها، واكتشف نجمًا مزدوجًا ورسم مجموعة نجوم الثريا.

وصف هوك الجاذبية أيضًا على أنها القوة التي تسحب الأجرام السماوية معًا. أشار إلى أن قوة الجاذبية يمكن قياسها من خلال الاستفادة من حركة البندول. وحاول إثبات أن الأرض و القمر يتبعان بحركتيهما مسارًا بيضاويًا.

اكتشف ظاهرةالحيود(انحناء أشعة الضوء حول الزوايا) في عام 1672م. ذكر قانون التربيع العكسي لوصف حركات الكواكب، وهو القانون ذاته الذي قدمه نيوتن لاحقًا ولكن بشكل معدل وبصيغ رياضية أشمل وأوسع وأصح. اشتكى هوك من عدم منحه الفضل الكافي بوضع القانون وتورط في جدل مرير مع نيوتن.

هوك والبيولوجيا

في عام 1665م، نشر روبرت هوك ما أصبح من أشهر أعماله، وهو Micrographia. تتضمن منشوراته رسومات توضيحية للتركيب البلوري لرقائق الثلج تحت المجهر وتجاويف قرص العسل المجهرية في الفلين، التي مكنته من استحدث مصطلح” الخلية” في وصف الأعضاء الحيوية. واستخدم هوك في ملاحظاته تلك مجهرًا صُنع يدويًا مغطى بالجلد وموشّى بالذهب. ولايزال معروضًا في المتحف الوطني للصحة والطب في العاصمة الأمريكية واشنطن حتى وقتنا الحالي.

هوك ونظرية التطور

افترض أن وجود الأسماك المتحجرة في المناطق الجبلية يعني أنها كانت تحت الماء ذات يوم. قادته دراسته للحفريات إلى استنتاج أن الأرض كانت مأهولة بالعديد من الأنواع المنقرضة، مما جعله من أوائل المؤيدين لنظرية التطور .

هوك وحريق لندن العظيم

أتاح حريق لندن العظيم عام 1666 فرصة أخرى لهوك لكي يتألق. وعلى عكس العديد من المعاصرين ، رفض هوك الربح بطرق غير شرعية، تعاون مع المهندس المعماري الشهير كريستوفر رين لإنشاء نصب تذكاري للحريق.

كما قام بتصميم عدد من المباني الرائعة، بما في ذلك مستشفى بيثلم (المعروف باسم بيدلام) ومرصد غرينتش الملكي والكلية الملكية للأطباء.
اقترح هوك  إعادة إنشاء شوارع لندن على نمط شبكي. وعلى الرغم من عدم نجاح فكرته ، تم دمجها لاحقًا في مدن مثل ليفربول وواشنطن العاصمة.

وفاته

عانى في آخر سنة من حياته من أعراضٍ ربما كان سببها داء السكري. توفي عن عمرٍ يناهز السابعة والستين في لندن في 3 مارس عام 1703م تاركًا خلفه إرثاً خالدًا من العلوم التي لانزال نعتمد عليها حتى يومنا هذا.

المصادر

bbc
britannica
theconversation

حرية الإرادة والحتمية في الفلسفة

هذه المقالة هي الجزء 4 من 11 في سلسلة مدخل إلى الفلسفة وفروعها

حرية الإرادة والحتمية في الفلسفة

يعد موضوع حرية الإرادة من المواضيع القديمة في الفلسفة، ومثلها فكرة الحتمية. وقد شكّلت الحرية على مر التاريخ معضلة للكثيرين، طرح فيها العديد من الفلاسفة آراءهم وتحليلاتهم. فالبعض يرى أننا نحن البشر نتمتع بالحرية في تصرفاتنا واختياراتنا. في حين يرى البعض الآخر أننا محكومون بحتمية الكون الذي يسير وفق خطة محددة تشترك فيها جميع العناصر، بما فيها نحن البشر.

لا تكمن المشكلة فقط في الخلاف على مدى حرية البشر في إرادتهم أم حتمية مصيرهم. بل تقود هذه البداية إلى مسألة أشد تعقيداً، وهي المسؤولية الأخلاقية. فما هي درجة المسؤولية الأخلاقية التي يتحملها البشر تجاه أفعالهم؟ وكيف تتغير هذه الدرجة عند الأخذ بوجهة نظر الحتمية دوناً عن حرية الإرادة؟ [1]

سنستعرض في هذا المقال بعضاً من الأفكار والتحليلات لمسألة حرية الإرادة وعلاقتها (أو عدم علاقتها!) بالحتمية، إضافة إلى ارتباطها بالمسؤولية الأخلاقية.

حرية الإرادة (Free Will)

تنطوي حرية الإرادة على حرية المرء في اتخاذ القرار بالأفعال التي يقوم بها. وفقاً لديفيد هيوم (David Hume) وتوماس هوبز (Thomas Hobbes)، تعني الحرية عدم وجود عوائق خارجية تمنع المرء من القيام بما يريد. ويمكن توسيع هذا إلى افتراض أن الحرية هي عدم إجبار الشخص على القيام بما لا يريد. فامتلاكنا لحرية الإرادة يؤدي إلى حريتنا في اختيار الأفعال التي نقوم أو لا نقوم بها. أي يربط كل من هيوم وهوبز حرية الإرادة بحرية الأفعال [2].

من الاعتراضات التي واجهت هذا الرابط هي أنه يمكن للمرء أن يكون حراً باختيار أفعاله، لكن قد يحدث ما يمنعه من القيام بهذه الأفعال. فالعوائق الخارجية التي قد تمنع الشخص من القيام بنشاط محدد لا تلغي حرية هذا الشخص باختياره للقيام بهذا النشاط أصلاً. فمثلاً، يمكن لأحد ما أن يختار الذهاب في نزهة، ولكن الطقس يمنعه من تنفيذ هذا الفعل. فهذا الشخص كان حر الإرادة باختيار ما سيفعله. أي أنه قرر بكامل إرادته أنه يرغب بالذهاب في نزهة. ولكن عوامل الطقس منعته من تنفيذ هذا العمل. لكن هذه الإشكالية التي يراها البعض في الربط بين حرية الإرادة وحرية الأفعال تتوقف على كيف نعرّف حرية الإرادة بالأصل [2].

الحتمية (Determinism)

الحتمية هي النظرة التي تربط الأمور في الكون بعلاقة سببية. فمن وجهة النظر هذه، لا يحدث شيء ما إلا ويكون وراءه سبب محدد أدى إلى حدوثه، قد يكون هذا السبب مباشراً أو غير مباشر. ولكن العلاقة بين جميع العوامل هي التي تؤدي إلى حدوث هذا الأمر بعينه دوناً عن سواه. وفقاً للحتمية السببية، يتحدد مسار المستقبل بأكمله وفق ما حدث في الماضي وحسب قوانين الطبيعة. فمثلاً إذا وقعت أحداث الماضي بطريقة معينة ورافقتها قوانين الطبيعة بصيغة معينة، سيؤدي اجتماع كل من هاتين القوتين إلى مسار وحيد للمستقبل لا يمكن أن يحيد عنه. وهذه هي حتمية المستقبل التي سببتها عوامل الماضي وقوانين الطبيعة. ولكن الحتمية لا تنطوي على ضرورة توقع المستقبل. إذ يمكن للمستقبل أن يكون محتوماً بعوامل الماضي وقوانين الطبيعة دون أن يكون باستطاعة أحد أن يتوقعه [2].

لكن النتيجة التي تقودنا إليها الحتمية هي أننا غير قادرين على امتلاك الحرية التي نظن أننا نملكها. ولا يمكننا أن نقوم بأي شيء مغاير للأمور المحتومة الناتجة عن اجتماع عوامل الماضي وقوانين الطبيعة. وفقاً لهذا، فحتى الأمور التي نقررها، ظناً منّا أنها بمحض إرادتنا “الحرة”، هي نتائج محتومة بناء على ما مضى.

فأين حريتنا إذاً؟ وكيف لنا أن نخرج من عباءة الماضي؟ لا يمكننا، وفقاً للحتمية، فنحن محكومون، وأفعالنا نافذة شئنا أم أبينا ولا تصدر عنا. بالتالي، لا تحمّلنا وجهة النظر هذه مسؤولية أفعالنا. وفيما يلي سنتوسع في هذه النقطة [3].

التوافقية بين حرية الإرادة والحتمية (Compatibilism)

بالعودة إلى حرية الإرادة، يرى البعض أن الحتمية لا تتناقض مع حرية الإرادة. فيمكن للمرء أن يقرر ما يريد حتى وإن كان هذا الأمر محتوماً. يمكن لنا أن نختار الأمر “المحتوم” دون أن تكون حتميته قد أجبرتنا على اتخاذ رأي أو موقف معين منه. تدعى وجهة النظر هذه بالتوافقية [1].

تأتي التوافقية رداً على فكرة الحتمية. وكما ذُكر في الفقرة السابقة، تعزو الحتمية أفعالنا إلى عوامل جرت في الماضي البعيد. أدت هذه العوامل، نتيجة وجودها مع قوانين الطبيعة المعينة، إلى ما نحن عليه الآن وإلى ما سيحدث في المستقبل. فنحن غير مسؤولين عما نختار. ولن يكون لخيارنا أي أثر فيما سيحدث، فما سيحدث هو أمر محتوم [3].

يأتي رد التوافقية على هذا الطرح لا ليناقضه أو ينفيه. بل يرى التوافقيون أن حتمية الأفعال لا تنفي أو تقوّض فكرة الحرية بقيامنا بهذه الأفعال أو اتخاذ القرارات المرتبطة بها. فالمرء يكون أمام خيارات متعددة ليقوم بها، ولديه الحرية في اتخاذ القرار بما سيفعل. إن كان هذا الفعل محتماً لا يعني أن المرء لم يكن لديه خيارات أخرى. لهذا يرى التوافقيون أننا مسؤولون عن أفعالنا لأن حتميتها لا تنفي حرية اختيارنا لها [3].

اللاتوافقية بين حرية الإرادة والحتمية (Incompatibilism)

بالمقابل، يرى مناصرو اللاتوافقية أن الحتمية، إن كانت صحيحة، لا تتوافق مع حرية الإرادة. أي أن حتمية سير الأمور في المستقبل تنفي امتلاكنا للحرية. وهذا يعني أننا، حتى وإن ظننا أننا نملك حرية الاختيار، فإن الخيار الوحيد الذي سنقوم به هو الخيار المحتم. وسبب حدوث هذا الخيار ليس إرادتنا بذلك، بل حتميته بناء على ما مضى [4].

وفق وجهة النظر هذه، يمكن تفسير عدم توافق حرية الإرادة والحتمية بطريقتين مختلفتين. تقول إحداهما أنه بسبب الحتمية، يستحيل علينا أن نكون نحن السبب في أفعالنا، ولا نستطيع التحكم بها. أما وجهة النظر الأخرى فتشرح أن الحتمية تجردنا من القوة أو القدرة على اختيار شيء أو القيام بفعل غير الأمر المحتوم مسبقاً [4].

المسؤولية الأخلاقية بين حرية الإرادة والحتمية (Moral Responsibility)

لنقف قليلاً عند بعض الآراء حول المسؤولية الأخلاقية. فعند الحكم على شخص ما أنه مسؤول من الناحية الأخلاقية، فمعناه أن هذا الشخص يتمتع بقدرة معينة، وأن سلوكه نابع من تطبيقه لهذه القدرة بطريقة ما. عندها، يمكن القول بأن هذا الشخص مسؤول عن أفعاله التي نتجت عن هذه القدرة [5].

لكن يرى بعض الفلاسفة أن افتقارنا لحرية الإرادة – أي في حال كانت الحتمية أمراً حقيقياً – يجعلنا غير مسؤولين من الناحية الأخلاقية [6]. كما ذُكر سابقاً، تعتبر الحتمية أن كل شيء ناتج عن عوامل من الماضي، من ماضٍ لا علاقة لنا به، ومن قوانين الطبيعة. وفق هذا، لا علاقة لنا بكل ما يحدث من حولنا، حتى الأفعال التي نقوم بها. ولذلك، فنحن لا نتحمل مسؤولية تلك الأفعال [5].

من جهة أخرى، يرى البعض أن الحتمية لا تلغي بالضرورة مسؤوليتنا الأخلاقية. فحتى إذا ألغت الحتمية قدرتنا على التحكم بما يجري، فهي لا تلغي قدرتنا على التحكم بكل ما تتطلبه المسؤولية الأخلاقية [2].

يمكننا هنا التوقف عند ما يسمى بمبدأ الإمكانيات المحتملة (The Principle of Alternative Possibilities). وفق هذا المبدأ، نتحمل مسؤولية أفعالنا فقط إذا كان لدينا القدرة على القيام بغير ما قمنا به. أي إذا كان أمامنا فعلان أو أكثر، وكان بمقدورنا الاختيار فيما بينها، وقررنا اختيار فعل ما، نتحمل مسؤولية خيارنا بسبب وجود بدائل عنه. لكن مبدأ الحتمية ينقض هذه المسؤولية لأنه لا يرى أن اختيارنا كان بسبب حرية إرادتنا. بل كان هذا الخيار محتوماً مسبقاً، ولم يكن باستطاعتنا القيام بغير ذلك حتى مع وجود بدائل [6].

تتشعب التحليلات والآراء فيما يتعلق بالمسؤولية الأخلاقية. وتبقى قضية حرية الإرادة والحتمية من القضايا الأساسية في الفلسفة لأهميتها في فهم مدى تحكمنا نحن البشر بأفعالنا.

اقرأ أيضاً: الفردية بين حرية الفرد والمجتمع

المصادر

  1. Coursera: Mason, Elinor, et al. Introduction to Philosophy [MOOC]. Coursera.
  2. Free Will – Internet Encyclopedia of Philosophy
  3. Compatibilism – Stanford Encyclopedia of Philosophy
  4. Incompatibilism – Stanford Encyclopedia of Philosophy
  5. Moral Responsibility – Stanford Encyclopedia of Philosophy
  6. JOHN FISCHER: FREE WILL AND MORAL RESPONSIBILITY

ما هي البروبيوتيك وما هي فوائدها؟

ما يقدر بنحو 100 تريليون من الكائنات الحية الدقيقة التي تمثل أكثر من 500 نوع مختلف تعيش في كل أمعاء طبيعية وصحية، إذ تحافظ البكتيريا التي تعيش في الأمعاء على مسببات الأمراض (الكائنات الحية الدقيقة الضارة) تحت السيطرة، وتساعد على الهضم وامتصاص العناصر الغذائية، وتساهم في وظيفة المناعة، هناك بعض الحالات التي قد يحصل فيها قتل لهذه البكتريا النافعة، على سبيل المثال، عند تناول المضادات الحيوية فإنها تقضي على البكتريا الضارة وتؤثر على البكتريا النافعة، ومن هنا يُنصح المريض بتناول هذه الكائنات الحية الدقيقة اما من خلال الأطعمة كالزبادي أو كمكملات غذائية، في هذا المقال سنجيب على تساؤولات عديدة، ما هي البروبيوتيك وما أهم فوائدها وكيفية استخدامها.

ما هي البروبيوتيك-probiotics؟

البروبيوتيك مصطلح عام للكائنات الحية الدقيقة، تسمى غالبًا البكتيريا “الصديقة”، والتي لها فوائد صحية في الجسم، حيث تحافظ هذه الكائنات الحية الدقيقة – الموجودة بشكل طبيعي في الجسم – على البكتريا والفطريات الضارة تحت السيطرة، توجد البروبيوتيك في الزبادي والأطعمة المخمرة، كما يمكن أيضًا شراؤها كمكملات غذائية ومنتجات للعناية بالبشرة وتحاميل مهبلية.

ما هي آلية عمل البروبيوتيك؟

عندما تفقد البكتيريا “النافعة” في جسمك، على سبيل المثال بعد تناول المضادات الحيوية، يمكن أن تساعد البروبيوتيك في تعويضها، وتعمل أيضًا على موازنة البكتيريا “النافعة” و “الضارة” من خلال التقليل من أعداد البكتيريا الضارة، وكما يبدو أنها تعزز جهاز المناعة في الجسم.

ما هي أنواع البروبيوتيك؟

  • العصيات اللبنية (مثل Lactobacillus acidophilus و Lactobacillus GG).
  • bifidobacteria (مثل Bifidobacterium bifidus)، تعتبر هذه البكتيريا إلى جانب العصيات اللبنية الأكثر شيوعًا في السوق.
  • بعض الخمائر (مثل Saccharomyces boulardii).

البروبيوتيك المختلفة لها تأثيرات مختلفة، لذلك في حين أن أحدهم قد يساعد في علاج الإسهال أو عدوى المهبل، فقد لا يكون للآخر أي تأثير، لذلك قبل البدء في تناول مكمل البروبيوتيك، تحدث إلى مقدم الرعاية الصحية الخاص بك للتأكد من حصولك على العلاج الذي من المرجح أن يساعدك.

فوائد البروبيوتيك في العلاج أو الوقاية من العديد من الحالات، وهي:

  • متلازمة القولون العصبي: وجدت العديد من الدراسات أن البروبيوتيك يمكن أن يكون لها تأثير إيجابي على شدة أعراض القولون العصبي الشائعة، بما في ذلك آلام البطن والإسهال، وعلى الرغم من أن الأبحاث السريرية كانت مشجعة، إلا أنها لم تكن كافية للحصول على تأييد رسمي من معظم أطباء الجهاز الهضمي، أيضًا لا توصي إرشادات AGA باستخدام البروبيوتيك في الأطفال والبالغين المصابين بـ IBS إلا في سياق تجربة إكلينيكية.
  • الإسهال المرتبط بالمضادات الحيوية: ركزت دراسات أخرى على ما إذا كانت البروبيوتيك يمكن أن تلعب دورًا في الوقاية من الإسهال الناجم عن استخدام المضادات الحيوية، نظرًا لأن المضادات الحيوية يمكن أن تقتل البكتيريا “النافعة” و “الضارة”، خلصت مراجعة أجريت عام 2018 للدراسات من الصين إلى أن البروبيوتيك يمكن أن تقلل من خطر الإصابة بالإسهال بنسبة 50 إلى 60 في المائة إذا تم تناولها مع المضادات الحيوية، ولا سيما البروبيوتيك Saccharomyces boulardii و Lactobacillus rhamnosus GG.
  • التهابات المهبل: لا يزال استخدام البروبيوتيك في علاج الالتهابات المهبلية الشائعة، مثل التهاب المهبل الجرثومي وداء المبيضات المهبلي، مثيرًا للجدل حيث أظهرت بعض الدراسات فوائدها والبعض الآخر لا، حيث أظهرت مراجعة عام 2014 في مجلة أمراض الجهاز البولي التناسلي السفلي إن البروبيوتيك الفموي الذي يتم تناوله يوميًا قد يمنع تكرار التهاب المهبل البكتيري ولكن من غير المحتمل أن يقدم الكثير في طريق العلاج، وكان من بين المكملات التي يتم تناولها عن طريق الفم التي تمت مراجعتها، اعتُبرت Lactobacillus acidophilus و Lactobacillus rhamnosus GR-1 و Lactobacillus fermentum RC-14 الأكثر فائدة، وعلى النقيض من ذلك، فإن استخدام البروبيوتيك عن طريق الفم أو المهبل لم يسفر عن نتائج إيجابية في علاج عدوى الخميرة، وفقًا لمراجعة أجريت عام 2006 في مجلة العلاج الكيميائي المضاد للميكروبات.
  • مرض التهاب الأمعاء (IBD): يتميز مرض التهاب الأمعاء، والذي يتكون من التهاب القولون التقرحي وداء كرون، بأعراض هضمية مستمرة، بما في ذلك آلام البطن والانتفاخ والدم في البراز وانتفاخ البطن والإسهال والغثيان والقيء، ومن المثير للاهتمام، أنه في حين أن الكثير من الأدلة الحالية تشير إلى أن البروبيوتيك قد يمنع تكرار التهاب القولون التقرحي، إلا أن نفس الشيء لم يُلاحظ مع داء كرون، علاوة على ذلك، تُعزى الفوائد إلى سلالات معينة من الكائنات الحية أو مجموعات من السلالات.
  • الإمساك: الأكثر شيوعًا من الإسهال هو المشكلة المعاكسة “الإمساك”، في بحث عن دراسات حول فوائد البروبيوتيك في علاج الإمساك، وجد الباحثون أن البروبيوتيك تُحسن من حركة الأمعاء، وتساعد على تليين البراز، مما يجعله أسهل في المرور، ولكن هيئة المحلفين ما زالت خارج نطاق توصيات محددة عندما يتعلق الأمر بفوائد البروبيوتيك للإمساك.
  • بالإضافة إلى ذلك، يدرس الباحثون البروبيوتيك لتحديد ما إذا كانت تساعد أنواعًا معينة في حالة قرحة المعدة (تلك التي تسببها بكتيريا الملوية البوابية)، والتهابات (بما في ذلك المسالك البولية، المهبلية، الجهاز الهضمي، الجيوب الأنفية، والجهاز التنفسي)، أمراض الأسنان، والحساسية، والأكزيما عند الأطفال، ولكن هناك القليل من الأدلة التي تدعم العديد من الادعاءات الصحية المتعلقة بهم، على سبيل المثال، لا يوجد دليل يشير إلى أن البروبيوتيك يمكن أن يساعد في علاج الأكزيما.

الآثار الجانبية المتحملة لتناول البروبيوتيك:

تعتبر مكملات البروبيوتيك آمنة وجيدة التحمل إذا تم تناولها حسب التوجيهات، قد تشمل الآثار الجانبية الانتفاخ والغازات، ويمكن أن يؤدي تناول بروبيوتيك يحتوي على الخميرة في بعض الأحيان إلى الإمساك أو زيادة العطش، لكن معظم هذه الآثار الجانبية خفيفة وتميل إلى التحسن بمجرد أن يتكيف جسمك مع العلاج.
لا توجد تفاعلات دوائية موثقة مرتبطة بمكملات البروبيوتيك، ومع ذلك، تحدث مع طبيبك قبل تناول البروبيوتيك إذا كنت تتناول المضادات الحيوية أو الأدوية المضادة للفطريات، قد يؤدي أخذها معًا إلى تغيير الفلورا الهضمية أو المهبلية بشكل سلبي.

الجرعة والتحضير:

نظرًا لوجود العديد من سلالات الكائنات الحية وتركيباتها، فلا توجد جرعة محددة، قد تؤثر عوامل مثل العمر والوزن والصحة العامة على مقدار ما تحتاجه أو القليل منه.
كقاعدة عامة، يجب أن يوفر البروبيوتيك ما لا يقل عن مليار وحدة تشكيل مستعمرة (CFU) يوميًا، بجرعات تتراوح من 1 مليار إلى 10 مليارات للبالغين، وبالنسبة للأطفال فسيتم وصف أقل من 1 مليار CFU، ويتم تناول مكملات البروبيوتيك بشكل عام بشكل يومي، ويفضل قبل الوجبة.
تميل تحاميل البروبيوتيك إلى احتواء وحدات CFU أعلى لأنها مخصصة للاستخدام قصير المدى فقط. بشكل عام، يجب استخدام التحاميل لمدة لا تزيد عن سبعة أيام متتالية.

أخيرًا، هناك بعض المعلومات يجب أن تكون على علم بها إذا كنت تفكر في تجربة البروبيوتيك:

بشكل عام تُعتبر البروبيوتيك آمنة – فهي موجودة بالفعل في الجهاز الهضمي الطبيعي – على الرغم من وجود خطر نظري على الأشخاص الذين يعانون من ضعف في المناعة، كما تصنف البروبيوتيك عمومًا على أنها طعام وليس دواء (مكملات غذائية)، مما يعني أنها لا تخضع للاختبار الصارم التي تخضع له الأدوية، وبالتالي يتحمل المصنعون مسؤولية التأكد من أنهم آمنون قبل تسويقهم وأن أي ادعاءات على الملصق صحيحة، بالإضافة إلى أنه ليس هناك ما يضمن أن أنواع البكتيريا المدرجة على الملصق فعالة للحالة التي تتناولها من أجلها، وليست كل السلالات مفيدة بالضرورة، لذلك قد ترغب في استشارة طبيبك لمناقشة الخيارات المتاحة أمامك.

المصادر:

ما هي البروبيوتيك وما هي فوائدها

الأبوة والأمومة والعلم

توقع طفل جديد هو حالة من الفرح والإثارة العظيمة، لكنها تُمثل بعض القلق للآباء والأمهات. فتحمل الشهور التسع للحمل الكثير من مشاعر القلق والرهبة والخوف من فكرة تحمل مسئولية رعاية وتربية و تنشئة فرد جديد. لنعتبر أن تلك الفترة فرصة لنمو طفلك الأول، وفرصة لتمنحك وقتًا لإعداد نفسك وحياتك لواحد من أكبر التغيرات و الاضطرابات التى قد تواجهها على الإطلاق. فلنبدأ بوضع الأبوة والأمومة في ميزان العلم حتى نُلم بأهم المؤثرات التي تؤثر على عملية التنشئة من حيث كونها بيئية أم جينية؟

العلوم والأبوة والأمومة

يمكن أن يبدو العلم والأبوة والأمومة وكأنهما عالمان منفصلان، ولكن من خلال بعض الملاحظات الدقيقة، يمكن للمرء أن يكتشف أن هناك الكثير من أوجه التشابه.  فكر في الأمر، العلم يدورحول الاستجواب و الإثبات والتحليل وحل الشكوك والمجهول في الحياة. ولا يوجد هناك تجربة تمتلىء بالشكوك والأمور المجهولة كما الأبوة والأمومة. فيمكن للعلم أن يساعد في إعداد الآباء لهذا التغيير الكبير في الحياة، حتى يتمكنوا من تجربة المزيد من المتعة في تلك العملية وتقليل الضغط، كما يمكنه المساعدة في كيفية الاستعداد عاطفيًا لطفل جديد، وكيفية مساعدة الأشقاء الأكبر سنًا على التكيف مع أخ أو أخت جديدة، وأكثر من ذلك.

التنشئة مقابل الطبيعة

عبر مجموعة واسعة من الدراسات، غالبًا ما يستنتج الباحثون أن البيئة المنزلية وتربية الأطفال مرتبطة ارتباطا سببيًا. في المقابل، تظهر الدراسات الجينية السلوكية أن الآباء يؤثرون على أطفالهم من خلال تزويدهم بالبيئة والجينات، مما يعني أن البيئة التي يوفرها الآباء لا ينبغي اعتبارها في غياب التأثيرات الوراثية، لأن ذلك يمكن أن يؤدي إلى استنتاجات خاطئة حول السببية.

فمعظم الآباء يقضون ساعات متباينة في اتخاذ القرارات بشأن البيئة التي يوفرونها لأطفالهم. الأدب العلمي يعكس هذه الفكرة. عبر مجموعة واسعة من الدراسات من العديد من المجالات النفسية، كثيرًا ما يستنتج الباحثون أن الآباء والأمهات في البيئة يقدمون نتائج الأطفال مرتبطة سببيًا، من خلال الانتقال البيئي. فعلى سبيل المثال، لفت انتباهنا في دراسة أجريت لفحص ارتباط وجود مكتبة منزلية كمراهقة ولاحقا للبالغين في مجال الإلمام بالقراءة والكتابة والحساب والمهارات التكنولوجية.

واستخدمت هذه الدراسة مجموعة بيانات غنية للغاية ومزودة بالطاقة، ووجدت ارتباطاً بين عدد الكتب في بيوت المراهقين وأداء محو الأمية في مرحلة البلوغ. وخلصوا إلى أن “النمو مع المكتبات المنزلية يعزز مهارات الكبار”، مما يستنتج وجود صلة سببية. وهنا نناقش كيف أن العلاقة المتبادلة بين البيئات التي يوفرها الآباء، و “بيئة التنشئة” ونتائج أطفالهم قد تكون ناجمة تمامًا عن ارتباط سببي، أو أكثر أهمية، قد تكون ناجمة جزئيًا أو كليًا أيضًا عن خلط وراثي، وبعد تسليط الضوء على المشكلة، يقترح العلم سبلاً تُمكن علماء علم النفس من دراسة المسائل البحثية المتصلة ببيئة تربية الأطفال ونتائج الأطفال بطرق تفسرأو على الأقل تعترف  بالخلط الجيني.

السيطرة الجينية والتعرض للبيئة

علم الوراثة السلوكي

علم الوراثة السلوكي هو دراسة الاختلافات النفسية بين الأفراد وكيفية خلق العوامل الوراثية وغير الوراثية لتلك الاختلافات.  سعى الباحثون في علم الوراثة السلوكي إلى تحديد مدى إمكانية تفسير مختلف الاختلافات المحددة في سلوكيات الناس وصفاتهم بالاختلافات في شفرتهم الوراثية. فيرسم المسار من جينات المرء إلى الشخص في الواقع.  فالمزيد من العلم حول قوة الجينات له تأثيرات على فهم الأمراض العقلية والاختلافات النفسية بين الأفراد، فضلاً عن الآثار النفسية للعوامل غير الجينية.

تظهر عقود من العمل من علم الوراثة السلوكي أن سمات الأطفال تتأثر بالتأثيرات الوراثية والبيئية، والأكثر إثارة للدهشة بالنسبة لمعظمها هو أن التأثيرات الجينية كثيرًا ما ينظر إليها على أنها مقاييس البيئة، مما يشير إلى أن السياقات المحيطة بالأطفال تقع جزئيا تحت السيطرة الجينية. فعلى سبيل المثال ، وجد التحليل الفوقي وجود دعم تراكمي للتأثيرات الجينية على الأطفال الذين تلقوا تعليمهم، بمعنى أن هناك تأثير وراثي على التعرض للبيئات  تسمى العلاقة بين الجينات والبيئة. ويصف الترابط بين الجينات والبيئة  بالعملية التي يؤثر بها النموذج الجيني للشخص على تعرضه للبيئة.

ليست الحالة أن الجينات تفعل ذلك مباشرة، ولكن بدلًا من ذلك تصبح النماذج الجينية مهمة لجوانب من شخصيتنا، سلوكنا وإدراكنا، والتي بعد ذلك تؤثر على كيفية تفاعلنا مع بيئتنا وكيفية تفاعل الآخرين معنا. ولا يقتصر مفهوم تفاعل الفرد مع البيئة المحيطة به عن قصد وديناميكية على علم الوراثة السلوكي.

علم الوراثة والسلوك

قد يبدو واضحًا أن الجينات التي يرثها الناس من والديهم ويشاركونها مع أشقائهم لها تأثير على السلوك والمزاج. وكثيرًا ما يكون الأفراد أكثر تشابهًا في طائفة متنوعة من الطرق لأفراد الأسرة المباشرين من الأفراد الأبعد منهم، أو غير الأقارب. وبطبيعة الحال، هناك الكثير من الاختلافات الملحوظة داخل الأسرأيضًا. وقد استخدم العلماء مجموعة من الأساليب للتدقيق في كيفية ومدى تفسير الاختلافات الوراثية للاختلافات النفسية.

الجينات والسلوك

يستخدم العلماء أساليب متخصصة لاستكشاف الروابط بين الجينات  والفروق الفردية. الدراسات التي أجريت على التوائم الذين إما لديهم جينومات متطابقة أو لا لديهم تسمح بتقديرات درجة تحريك الجينات للتباين في الصفات النفسية. كما استخدمت أساليب أخرى مثل دراسة الأطفال المتبنين وآبائهم بالتبني أو بيولوجيًا. برزت دراسات الارتباط على نطاق الجينوم كنهج رئيسي في علم الوراثة السلوكي. يستخدم نظام المعلومات الجغرافية الاختبارات الجينية لتحديد العديد من الاختلافات الجينية بين العديد من الأفراد. ثم تحليل الارتباط بين هذه الاختلافات وسمات الشخصية أو النتائج الأخرى.

العلاقة بين الجينات والبيئة

على وجه التحديد، هناك ثلاثة أنواع من العلاقات بين الجينات والبيئة التي يمكن أن تؤدي إلى التشابك الجيني:\

أولا- الارتباط الجيني – البيئي السلبي

يصف هذا الارتباط بين النمط الجيني الذي يرثه الطفل من والديه والبيئة التي يربي فيها الطفل. وهناك طريقة أخرى للتفكير في ذلك، وهي أن الجينات هي متغير ثالث يؤثر على كل من بيئة التنشئة التي يتلقاها الطفل فضلًا عن صفاته الخاصة، عن طريق انتقال الجينات من الآباء إلى الأطفال. وهذا يعني أنه لا يمكن استخلاص استنتاجات سببية بين بيئة التربية وسمات الأطفال.

ثانياً-  الترابط الجيني – البيئي

وهو عندما تقوم سمة الشخص المؤثر وراثيًا بتحفيز أو إثارة استجابة محددة من الآخرين في البيئة. على سبيل المثال، وُجد أن جينات الشخص ترتبط بتقييمها على أنها -أكثر حبًا- من قبل الآخرين، مما يعني أن كيف يُنظر إليك الآخرون كشريك اجتماعي، ومن ثم التفاعل المحتمل معك، تتأثر بجيناتك!

ثالثا- الارتباط النشط بين الجينات والبيئة

وهو ارتباط صفات الشخص المؤثرة وراثيًا والبيئات التي تختارها، فعلى سبيل المثال، ترتبط سمة الشخصية المؤثرة وراثيًا في التنشئة الاجتماعية، التي تقاس في مرحلة الطفولة بالتعرض لبيئات محفوفة بالمخاطر. قد تصل إلى تعاطي المواد المخدرة في مرحلة المراهقة، إذ أن الأطفال ذوي التنشئة الاجتماعية المنخفضة يتعرضون لبيئات أكثر خطورة.

إن الثلاث أنواع لديهم القدرة على سحب المزيج الحقيقي من التأثيرات الجينية والبيئية التي تنتقل بين الآباء والأطفال (أي التشابك الجيني) ولكن من المفهوم أن الترابط بين الجينات والبيئة السلبية له تأثير أكبر في الطفولة.

اللغة مثالًا

فلنأخذ اللغة مثالًا، لتعلم لغة، يحتاج الرضيع إلى جينوم بشري واضح يجعلهم قادرين على لتعلم لغة بشرية، ولكنها تحتاج أيضا إلى التعرض لها. إلى الكلمات والجمل في بيئتهم .الحيوانات غير البشرية مثل الخنازير أو السناجب لن تتعلم اللغة أبدًا مهما تحدثنا معهم. وعلى نفس المنوال، الأطفال البشر الذين لا يتعرضون إلى اللغة في وقت مبكر من الحياة ينتهي بإعاقة عميقة. حتى العمليات البيولوجية الأساسية جدًا، مثل كيف تتطور العين في مرحلة الطفولة؟ تنطوي على تفاعلات معقدة بين الجينات والبيئة.

حتى وإن جادل بعض العلماء بأن اللغة قد تنشأ بالكامل بدون جينات أو بالكامل بدون مدخلات بيئية. فإننا قد نطرح سؤالًا أكثر حدة وتحديدًا، ما السبب في اختلافنا؟ نحن نختلف في الطول، نحن أيضًا نختلف في مقدار حديثنا، نختلف في شخصيتنا، نختلف في سرعة تعلمنا  وسرعة تأثرنا.

والسؤال  هنا هو ما هو السبب في هذا التباين؟ لماذا يميل البعض إلى التحدث كثيرًا والبعض الآخر لا يتحدث بنفس القدر؟

لماذا بعض الناس أكثر عنفًا وأكثر عرضة للغضب ؟ لماذا بعضنا أفضل في الرياضيات أو العلوم أو العزف على الجيتار؟

الإجابة بكل وضوح هي أن في كل شخص، تلعب كل من الجينات والبيئة دورًا في تطوير سماته.

وحتى عند الوصول إلى تلك الأرضية من الحقيقة، لا يزال بوسعنا أن نتساءل عما إذا كانت هناك اختلافات بين الناس بسبب الاختلافات الوراثية بينهم أو بسبب تجارب مختلفة كان لديهم. وكذلك الاختلافات بين الناس  فيما يتعلق ببعض السمات،

يعزى ذلك أساسًا إلى الاختلافات في علم الوراثة، أو أنها ترجع في المقام الأول إلى تجاربنا  المختلفة في الحياة؟

هذا السؤال هو الأكثر منطقية، فعلى سبيل المثال، سواء كنا نتكلم الفرنسية أو الإنجليزية نسبة 100 في المائة تحددها الاختلافات هي الخبرة و0 في المائة حسب الاختلافات في الجينات. ومن ناحية أخرى نعرف أن سمات مثل الذكاء أو العدوانية أو العصبية غير ممكنة بدون الجينات والتعرض لخبرات في العالم الخارجي. فاتضح أنه يمكننا دراسة ما يسبب الاختلافات بين الناس ولماذا بعض الناس أكثر عصبية أو عدوانية من الآخرين. عن طريق أساليب قوية طُورت من قِبل علماء الوراثة السلوكية.

وأخيرًا، هل يمكن للجينات أن تتنبأ بسلوك الشخص المستقبلي؟

ونظراً لأن علم الوراثة لا يشكل سوى جزء من الفروق النفسية بين الناس، فإن الاختبار الجيني لن يكون قادراً أبدًا على التنبؤ بسلوك الفرد. لكن يأمل بعض الباحثين في أن تعمل درجات المخاطر الجينية-PRS والتي توفر معلومات عن احتمالات حدوث نتائج معينة (مثل تطوير اضطراب عقلي) استنادًا إلى العديد من الاختلافات الجينية الصغيرة،  كأداة مفيدة لتقييم المخاطر في المجالات النفسية. إلا أن القدرة التنبؤية لهذه الدرجات محدودة حاليًا. وهناك قيود أخرى تدفع باحثين آخرين إلى التساؤل عن مدى فعاليتها في نهاية المطاف في التنبؤ بالنتائج النفسية.

المصادر

theguardian

cdc

nature

psychologytoday

كيف تهبط القطط دائمًا على أقدامها؟

تهبط القطط على أقدامها مهما كانت طريقة سقوطها، حتى وإن كانت تسقط ورأسها لأعلى. فكيف تعدِل القطط جسمها أثناء السقوط؟ وهل هي فطرة أم صفة مكتسبة؟

تُعرّف هذه القدرة الاستثنائية عند القطط باسم «مُنعكَس اعتدال القط-Cat Righting Reflex»، وتستخدم القطط طرق فيزيائية بحتة لتفيذ تلك الظاهرة للهبوط على أقدامها، وفهم تلك الظاهرة مرتبط بفهم جوهر ما يسمى بالحركة الدورانية وبعض مفاهيمها.

الحركة الدورانية

تتمثل الحركة في مفهومها التقليدي، وهو حركة الجسم في خط مستقيم، بمفاهيم شائعة كالكتلة والسرعة والمسافة بين نقطتين. فعندما يدور الجسم حول نقطة أو محور معين تسمى حينها الحركة ب”الحركة الدورانية أو الحركة الزاوية”. ولا تختلف مفاهيم الحركة الدورانية عن مفاهيم الحركة التقليدية كثيرًا. فالسرعة في الحركة التقليدية ما هي إلا المسافة التي يقطعها جسم من نقطة الى أخرى خلال زمن معين. أما السرعة الدورانية فهي إلا المسافة التي يقطعها جسم في خلال دورانه دورة كاملة حول نقطة في زمن تلك الدورة. أما الكتلة فمفهومها في ميكانيكا الدوران يكون معروف ب “عزم القصور الذاتي” وتعتمد على توزيع كتلة الجسم و بعده عن مركز الدوران. [1]

وللطبيعة قوانين صارمة لا يمكن مخالفتها، مثل قانون حفظ الطاقة وأن الطاقة لا تُخلق من لا شيء أو تفنى إلى لا شيء ولكنها تتحول من صورة إلى أخرى. وكذلك قانون حفظ كمية الحركة، وهي كمية تعتمد على كتلة وسرعة الجسم وحفظها يعنى أن تبقي مُحصلتها ثابتة ما لم تؤثر عليها قوى خارجية. أما في الحركة الدورانية فتعرف كمية الحركة على أنها كمية الحركة الدورانية وتعتمد هنا على عزم القصور الذاتي للجسم وسرعته الدورانية، فكلما قل عزم القصور الذاتي للجسم زات سرعته الدورانية والعكس صحيح. [1]

استخدام القط لقانون حفظ كمية الحركة الدورانية

يستطيع القط باستخدام قانون حفظ كمية الحركة الدورانية أن يغير وضعية سقوطه ليهبط آمنًا على قدميه دون أن يتكئ شيء. يبدأ السقوط وظهر القط متجه مباشرةً نحو الأرض وتكون محصلة كمية الحركة الدورانية صفر. ولكي يستطيع القط الدوران يبدأ بضم نصفه الأمامي (قدميه الأماميتين و رأسه) ليقلل من عزم القصور الذاتي لذلك النصف، وبالتالي يزيد من سرعته الدورانية نحو الأرض. ولكن في نفس الوقت يفرد القط نصفه الآخر (قدميه الخلفيتين و ذيله)، وبتالي يزيد من عزم القصور الذاتي لذلك النصف ويدور بسرعة قليلة في الاتجاه المعاكس للنصف الأول. وبالتالي تَبقى محصلة كمية الحركة الدورانية بصفر. [2]

يبدأ القط في عكس تلك العملية عندما يوجه نصفه الأمامي تجاه الأرض، ففي تلك اللحظة يفرد القط نصفه الأمامي ليزيد من عزم قصوره الذاتي وبالتالي يقلل من سرعة دورانه، ثم يقوم بضم نصفه الخلفي ليقلل من عزم قصوره الذاتي ويزيد من سرعة دورانه نحو الأرض. ولكن حركة نصفي الجسم في اتجاهات مختلفة ليست بصفة شائعة عند كل الحيوانات، فمرونة العمود الفقرى للقطط وغياب عظمة الترقوة ساعدهم على استخدام مثل هذه الظواهر. [3]

ولكن هل تلك الظاهرة فطرة ترثها بها القطط أم مهارة تكتسبها بمرور الوقت؟

مهارة القطط منذ صغرها

أجرى العلماء دراسة عام 1984م على قطط من مختلف الأعمار ليبحثوا إذا كان يوجد اختلاف بينهم. وأظهرَت الدراسة أن ظاهرة منعكَس تقويم القط تَبدأ في الظهور على القطط من أعمار 3 – 4 أسابيع، وتتقنها القطط تمامًا في أعمار من 6 – 9 أسابيع. [4] وبالتالي فيمكننا استنتاج أن منعكَس اعتدال القط ما هي إلا مهارة تكتسبها القطط. ولكن كيف للقطط أن تدرك وتفكر وتسنتج مثل هذه الاستنتاجات، بل وتتقنها لدرجة أن تكون ردة فعلها سريعة في المخاطر؟ شاركنا عزيزي القارئ برأيك في التعليقات.

المصادر

[1] D. Halliday, R. Resnick and J. Walker, “Force And Motion – II; The Drag Force And Terminal speed,” in Fundamentals of physic, Hoboken, John Wiley & Sons, 2003, pp. 121-124
[2] G. J. Gbur, Falling Felines and Fundamental Physics, Yale University Press, 2019.
[3] D. Nasaw, “Who, What, Why: How do cats survive falls from great heights?,” BBC News, Washington, 2012.
[4] “Cremieux, J; Veraart, C; Wanet, M.C.,” Experimental Brain Research, vol. 54, no. 3, 1984

كيف يمكن رصد الثقوب السوداء؟

هذه المقالة هي الجزء 7 من 10 في سلسلة رحلة إلى أعتم أجسام الكون، "الثقوب السوداء"

لم تولد الثقوب السوداء -كمفهوم علمّي ثوريّ- إلا بعد مخاض جادل فيه العلماء طويلًا. فواجهوا تحديات جمّة فرضتها الظروف المتطرفة التي تحيط بفيزياء الثقوب السوداء وطبيعتها العصية على الرصد. ولعل أبرز هذه العقبات يكمن في أساس تكوينها ويتجلى في اسمها. فالثقوب السوداء لا تشع أي ضوء، بل تبتلع ما يدخلها من فوتونات أبدًا. فإذا كنا غير قادرين على رؤيتها، كيف نعلم أنها موجودة؟ وكيف يمكن رصد الثقوب السوداء؟

يبدو أن هذه المهمة -التي تبدو مستحيلة- ممكنة فقط إذا استغنينا عن أساليب الرصد التقليدية، مستخدمين وسائل غير مباشرة. ويتبع العلماء اليوم طريقتين، تتكل كلاهما على جسم قريب قابل للرصد، فتدرس تأثير الثقب الأسود عليه من ناحيتين: الجاذبية، والإشعاع.

التأثير الجذبوي للثقوب السوداء على الأجسام المحيطة

لا تعد هذه الوسيلة حديثة العهد؛ لاستخدامها الدائم في أبحاث علم الفلك. كما أن لها فضل التوصل لاكتشافات هامة. فكوكب نبتون، على سبيل المثال، اكتشف عن طريق تأثير جاذبيته على كوكب أورانوس عام 1846. كما لوحظ وجود القزم الأبيض «الشعرى اليمانية ب- Sirius B» لتأثيره الجذبوي على قرينه «الشعرى اليمانية أ-Sirius A».
[1] [2]

وبالعودة إلى الثقوب السوداء، يمكن تحديد وجودها في مكان ما من خلال رصد تأثير جاذبيتها على النجوم أو الغازات في ذلك المكان. فقد لوحظ وجود منطقة خالية في مركز مجرة درب التبانة (لا تشع أي ضوء)، تدور حولها النجوم في مدارات غير منتظمة تحت تأثير جاذبية قوية. مما اعتبر دليلًا أوليًا على وجود مادة شديدة الكثافة فيها، وهو الثقب الأسود «الرامي أ-Sagittarius A».

تأثير الثقوب السوداء على النجوم في الأنظمة الثنائية

بدايةً، نعلم أن الثقوب السوداء تتشكل من انهيار نجم هائل الكتلة ريثما يصبح غير قادر على القيام بتفاعلات الاندماج النووي. وبما أن بعض النجوم هائلة الكتلة توجد قريبة من نجوم أخرى، مشكلةً «أنظمة ثنائية-binary systems»، بالتالي، يمكن أن توجد بعض الثقوب السوداء في أنظمة ثنائية كذلك. فإذا وُجد ثقب أسود في نظام ثنائي، وكان قريبًا بما يكفي من النجم، يمكن رصده بطريقة غير مباشرة. ويحدث الأمر على الشكل التالي:

تسحب جاذبية الثقب الأسود بعضًا من غازات النجم نحوها، فيدور الغاز بشكل لولبي نحو الثقب الأسود. وفي أثناء ذلك، يسخن الغاز نتيجة احتكاكه مع الغازات المجاورة. يصدر الغاز مرتفع الحرارة أشعةً سينيةً أثناء توجهه نحو أفق حدث الثقب الأسود. وما إن يتجاوز أفق الحدث حتى يتوقف عن كونه مرئيًا، ولكن إشعاعه يكون شديد السطوع طالما كان خارجه. ويمكن رصد الأشعة السينية السابقة بسهولة عن طريق الأقمار الصناعية؛ لأن غلاف الأرض الجوي يحجبها عنا. وبالتالي يرصد الثقب الأسود بشكل غير مباشر وتعرف خواصه من خلال دراسة تأثيره على نجمه القرين. [4]

كما أن أول ثقب أسود رصده البشر اكتشف بالتقنية السابقة، ولتبيان تفاصيلها، ندرس حالته كمثال:

الدجاجة  X-1

رصد العلماء مصدرًا قويًا للأشعة السينية كان الألمع في كوكبة «الدجاجة-Cygnus». ولم تكن الأشعة ذات شدة ثابتة، بل إن سطوعها تغير بشكل غير منتظم، مما ينفي كونها «نجمًا نابضًا للأشعة السينية- X-ray Pulsars». وأما تغيرات الشدة هذه فحصلت في فواصل زمنية قصير قدرها 0.1 ثانية. مما يعني أن الأشعة السينية هذه تصدر عن منطقة لا يتجاوز قطرها 3000 كيلومتر، أو ما يعادل قطر القمر.

وعند رصد المنطقة بأطوال موجية أخرى، تبين وجود نجم مجاور لها يدعى HDE 226868. والذي تبين أنه عملاق أزرق مرتفع الحرارة ذو كتلة تقدر نحو 30 كتلة شمسية. كما نعلم أن النجم السابق لا يصدر الأشعة القوية تلك، لأن النجوم غير قادرة على إشعاع ذلك القدر الهائل من الطاقة.

صورة توضح حالة الدجاجة X-1

كما وجد أن النجم HDE 226868 يتأثر بجاذبية نجم قريب منه؛ من خلال دراسة تأثير دوبلر في ضوء النجم. إذًا، النجم HDE 226868 يشكل نظامًا ثنائيًا مع المصدر المجهول الدجاجة X-1، الذي تبين أنه يزن 7 كتل شمسية.

والآن بجمع كل المعلومات السابقة نستنتج أن الدجاجة X-1 جسم فلكي مضغوط. ونجد أنه كتلته أكبر من أن يكون قزمًا أبيضًا أو نجم نيوتروني، فهو ثقب أسود. [4] فنرى أن العلم -قبل كل شيء- هو الإبداع، إبداع طرق جديدة لرؤية اللامرئي وكشف المستحيل.

المصادر

[1] NASA
[2] The Astrophysics Data System
[3] Chandra X-ray Observatory
[4] Georgia State University

اختبار صياغة ولغويات

هذه المقالة هي الجزء 5 من 6 في سلسلة مساق تدريب فريق الإعداد العلمي

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


ما هو الانتقال الآني الكمي؟

انتهيت من عملك أخيرا بعد يوم طويل ومرهق وتتمنى الآن أن تنقلك آلة إلى سريرك مباشرة بدلًا من المشي أو استعمال المواصلات المزدحمة؟

ذُكر أول جهاز للانتقال عن بعد في كتاب إدوارد بيج ميتشل «The Man Without a Body» والذي نُشر في صحيفة «The Sun» في عام 1877 وهي صحيفة تنشر يوميًا في نيويورك. حيث أشار الكاتب إلى ما يسمى «الانتقال الآني» لكن باسم آخر«نقل المادة» وكان ذلك بعد ثلاث سنوات من كتابة «إتش جي ويلز» عن «Techypomp». وهو جهاز مصمم للسفر بسرعة لانهائية ولكن هذا ليس مفهوم الانتقال الآني بالتحديد.

إذ ظهر الانتقال الآني لأول مرة كطريقة للقفز من كوكب إلى آخر في محاكاة ساخرة للكاتب «فريد تي جين» عام 1897. وظهرت عبارة الانتقال عن بعد في كتابات «تشارز فورت» كذلك، فقد اقترح أن النقل الآني هو طريقة لتفسير ظهور بعض الأشياء في أماكن فجأة واختفائها المفاجئ أيضًا.

ذلك ما يحدث في الخيال العلمي، لكن ما رأي العلم بذلك؟ في هذا المقال سنتحدث عن الانتقال الآني الكمي. ما هو بالتحديد؟ وكيف يحدث؟ وما دوره؟

ما هو الانتقال الآني الكمي؟

ربما عرفنا النقل الآني في أفلام الخيال العلمي، لكننا نتحدث الآن عن نقل المعلومات عن بعد، إذ يستخدم في التشفير الكمي لضمان أمن الاتصالات. لكن كيف بإمكانك نقل معلومة بين شخصين دون إرسالها عبر شيء مثل كابل الألياف البصرية! هذه هي روعة الفيزياء الكمية وهذا ما سنعرفه في السطور التالية. [1]ىن

يوجد عدة أنواع من الانتقال الآني لكن النوع الذي نتحدث عنه في هذا المقال هو الانتقال الآني الكمي الذي يعد تطبيقًا للتشابك الكمي. فالتشابك الكمي ببساطة يعتمد على تحديد أحد الحالات التي تحدد في الوقت نفسه الحالة الأخرى كذلك.

فبعد أن طلب «أليكس» شطيرة برغر ودجاجا مشويا وصله طلبه في صندوقين مغلقين، لن يعرف «أليكس» في أي صندوق يقبع الدجاج والشيطرة إلا عند فتح أحدهما. فإذا فتح صندوق ووجده يحتوي على الدجاج المشوي فالآخر بالتأكيد يحتوي على الشطيرة والعكس صحيح.

الأمر نفسه ينطبق على الجسيمات الكمية؛ إذا كان لديك جسيمان متشابكان، فإن معرفة حالة أحدهما ستبين حالة الآخر بغض النظر عن المسافة بينهما.

هكذا يمكننا استخدام التشابك كطريقة للانتقال الآني. يستمر تشابك الفوتونات حتى بعد فصلها، وفي حال تغير أحدها فإن الفوتون الآخر الذي يوجد في موقع آخر يتغير أيضا.[2]

فإذا أخذنا جسيمين وشابكناهما وأرسلنا أحدهما إلى القمر، يمكننا الاستعانة بالتشابك الكمي لنقل معلومات من خلالهما. فالأمر يتعلق فقط بالجسم الذي تريد نقله عن بعد، والذي يرسل المعلومات إلى الجسيم المتشابك الآخر على القمر. عزيزي القارئ، رغم هذا، من غير المحتمل أن يحدث النقل الآني للأشياء الكبيرة أو الأشخاص، أو إبقاء الجسيمات متشابكة لفترة طويلة رغم بعد المسافة. ذلك لم يحدث حتى الآن، وكل ما قام به العلماء هو نقل العديد من الإلكترونات والفوتونات وحتى الجزيئات لعشرات الأميال. فمحاولات العلماء تركز على نقل جسيم واحد وليس مليارات المليارات من الجسيمات التي تشكل الإنسان.[2]

كيف تنقل جزيئا ما عن بعد؟

لنعد مرة أخرى إلى الجسيمين المتشابكين، إذا تفاعل جسيم ثالث مع أول جسيم متشابك فإن التغير الذي سيحدث في الجسيم المتشابك سيلاحظ في توأمه الذي سيأخذ معلومات الجسيم الثالث ووجوده بفعالية.

لكن استحال إنشاء رابط بعيد المدى بين أي جسيمين متشابكين لأن سفر الفوتون المتشابك لا يمكنه قطع مسافات بعيدة كما وضحنا.

لطالما رأى الباحثون الإلكترونيون إمكانية الارتباط بقمر صناعي ما، لأن الفوتونات يمكن أن تنتقل بسهولة كبيرة عبر الفضاء. لكن الصعوبة تكمن في نقلها عبر الغلاف الجوي للأرض إضافة إلى الظروف الجوية المتغيرة التي قد تؤدي إلى انحراف الجسيمات. لكن هناك محاولات ناجحة بالفعل!

  • فقد قام فريق صيني بإنشاء 4000 زوج من الفوتونات المتشابكة كميًا في الثانية وأطلقوا كل زوج من الفوتونات في شعاع من الضوء باتجاه قمر صناعي يسمى «ميسيوس-Micius» -على اسم فيلسوف صيني قديم-. مما مكن مسيوس من اكتشاف الحالات الكمية للفوتونات المفردة التي سنبعثها من كوكبنا، وكان ذلك إنجازًا كبيرا كسر حاجز المسافات البعيدة التي كان من الصعب تحقيقها.[3]
  • مؤخرًا كذلك، حقق فريق في ناسا ولأول مرة نقلا آنيًا كميًا مستدامًأ لكيوبتات وعلى مدى بعيد. إضافة إلى الدقة التى وصلت لأكثر من 90٪ وعلى بعد 44 كيلومترًا عبر ألياف ضوئية باستخدام أحدث الأجهزة للكشف عن الفوتون الفردي. صرح الفريق بأن الإنترنت الكمي قابل للتطبيق ومن شأنه أن يدخلنا عصرا جديدا من الاتصالات.[4]

ما الهدف من الانتقال الآني؟

إن الهدف الرئيس من النقل الآني الكمي في وقتنا هو إنشاء شبكات اتصالات غير قابلة للاختراق. ففي مدينة «جينان-Jinan» الصينية كان هناك تجارب فعلية لشبكة آمنة تعتمد على تكنولوجيا الكم. ويجرى تطوير شبكة تربط بين بكين وشنغهاي بما تسمى «العقد الموثوق» وأنها أول انترنت كمي وهي مهمة لتحديث المفتاح الكمي لإرسال معلومات مشفرة.[3]

نحن الآن في عصر الحوسبة الكمية الذي سيسطو قريبًا وستكون إمكانية كالانترنت الكمي متاحة في كل مكان! ولكن هل من الممكن أن تتحقق أمنيتنا في الانتقال الآني للبشر كما في أفلام الخيال العلمي ذات يوم؟

المصادر

  1. qt
  2. popularmachanics
  3. bbc
  4. nasa

عالم جديد تقدمه تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في الطحالب

عالم جديد تقدمه تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في الطحالب

تُعرف التكنولوجيا الحيوية “Biotechnology” أنَّها تطبيق المعرفة بالأنظمة الحيوية والكائنات الحية واستخدام مكوناتها لأغراض صناعية وزراعية وطبية وغذائية. ولكن كيف للطحالب أن تغير عالمنا؟ وكيف سينشأ عالم جديد من تطبيقات التكنولوجيا الحيوية في الطحالب ؟

ما هي أهمية التكنولوجية الحيوية للطحالب؟

  • تستخدم الطحالب كمصدر للطاقة المتجددة، فتنتج بعض أنواع الطحالب مثل الـ Dunalleita و Gracilarla و Sargassum أنواعًا من الوقود مثل الديزل والبنزين والميثان والبيوتانول والإيثانول ووقود الطائرات.
  • يمكن استخدام الطحالب للحد من الغازات الدفيئة وللتخفيف من ثاني أكسيد الكربون.
  • تعد الطحالب مصدرًا رخيصًا لمعالجة مياه الصرف وإنتاج الغاز الحيوي.
  • تُستخدم الطحالب المعدلة وراثيًا لتعزيز إنتاج الوقود الحيوي وكمصدر للبروتين والأغذية الغنية بالفيتامينات والأعلاف.
  • تُستخدم كسماد حيوي للمحاصيل وكمصدر غني للنيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم واللودن والحديد والكالدوم والسيليكا والفيتامينات.
  • يمكن استخدام الطحالب في معالجة المبيدات الحشرية ومعالجة المعادن الثقيلة.
  • تستخدم في تكوين الخلايا الحيوية الشمسية.
  • تقدم كغذاء مثل Alaria ، Laminara ، Sargassum ، وتعد البورفيرا طعامًا مشهوراً في اليابان وأوروبا.
  • تُستخدم مواد تخزين الطحالب مثل النشا والجيلاتين والدهون كعوامل هلامية في الجيلي والآيس كريم والحلويات.
  • للطحالب أهمية علاجية، إذ يعد الكلوريلين من الكلوريلا مضاد حيوي واسع المدى.

كيفية زراعة الطحالب

تعتبر زراعة الطحالب رخيصة مقارنة بالمحاصيل الاقتصادية الأخرى. حيث لا تتطلب أراضٍ معدة وخصبة لنموها. يمكن أن تنمو الطحالب في الأراضي ذات القيمة الزراعية المنخفضة. كما تنمو في مياه الصرف الصحي أو حتى مياه صرف المفاعلات النووية. يمكن زراعتها في البرك المفتوحة.

يمكن للطحالب أيضًا أن تنمو في المختبر، في ظل ظروف معقمة ومعايير فيزيائية مضبوطة مثل درجة الحموضة ودرجة الحرارة وشدة الضوء. يمكن زراعتها في مرق أو في وسط مُكمل بالمغذيات الدقيقة مثل المغنسيوم والنترات والكالسيوم والحديد.

تطبيقات على الأهمية التكنولوجية الحيوية للطحالب

تطبيقات مضادة للملاريا

تعد الملاريا أحد الأسباب الرئيسية للوفيات في البلدان الاستوائية التي يتوطن فيها هذا المرض. حيث تسببه بعوضة «أنوفيليس» الأنثوية عند نقلها لطفيلي «البلاسموديوم فالسيباروم». والعلاج الموصى به للملاريا هو إدارة مزيج من الكلوروكين والبروغوانيل، والدوكسيكلين، والميفلوكين، والأتوفاكون. وعلى مدى العقود القليلة الماضية، ظهرت مقاومة لجميع فئات الأدوية المضادة للملاريا باستثناء الأرتيميسينين. وتلك المقاومة هي المسؤولة عن الزيادة الأخيرة في الوفيات المتصلة بالملاريا، لا سيما في أفريقيا. يمكن السيطرة على ظهور المقاومة باستخدام الأيض الثانوي المستمد من الطحالب الدقيقة والطحالب الكلية والسيانوباكتيريا.

تطبيقات مضادّة للسرطان

يشكل السرطان السبب الرئيسي لوفاة البشر، وبالتالي فإن إيجاد عامل علاجي فعال لعلاج هذا المرض يشكل ضرورة ملحة. فاستخدمت الطحالب المجهرية التي تؤدي أنشطة مضادة للمخدرات مثل طحالب (Dunaliella tertiolecta)، والطحالب المجهرية (Chlorella ellipsoidea)، و(Phaeodactyum tricornutum)، و(Skeletonema spp). وما زال البحث جاريًا عن مرشحين مثاليين في مجال الميكروبات ينتجون هذه الجزيئات النشطة حيويًا. ومؤخراً، ذُكر أن ظروف المجهرية مثل كثافة الضوء، ودرجة الحرارة ، وتوافر المغذيات تؤثر على النشاط الحيوي المضاد للسرطان للطحالب المجهرية.

المصادر

1- biotecharticles
2-.frontiersin

ما هو متحور أوميكرون؟

ما هو متحور أوميكرون؟

تم إبلاغ منظمة الصحة العالمية بالمتحور «B.1.1.529» لأول مرة من دولة جنوب إفريقيا في 24 نوفمبر 2021 وتم تحديده لأول مرة في بوتسوانا في وقت سابق من شهر نوفمبر. ومنذ ذلك الحين، ظهرت الإصابة في مسافر وصل إلى هونغ كونغ من جنوب إفريقيا. تميز الوضع الوبائي في جنوب إفريقيا بثلاث قمم مميزة في الحالات المبلغ عنها، كان آخرها في الغالب متحور دلتا. في الأسابيع الأخيرة، زادت الإصابات بشكل حاد بالتزامن مع اكتشاف المتحور الجديد. كانت أول إصابة مؤكدة ومعروفة بالمتحور من عينة تم جمعها في 9 نوفمبر 2021. فما هو هذا المتحور الجديد؟

في 26 نوفمبر 2021، صنّفت منظمة الصحة العالمية المتحور«B.1.1.529» كمتحور خطير وأسمته «Omicron» بناءً على نصيحة المجموعة الاستشارية الفنية المعنية بتطور فيروس «SARS-CoV-2»، وهي مجموعة مستقلة من الخبراء الذين يراقبون ويقيمون بشكل دوري تطور فيروس «SARS-CoV-2» ويقيّمون ما إذا كانت الطفرات ومجموعات الطفرات الحادثة، تغيّر سلوك الفيروس أم لا.

انضم أوميكرون إلى دلتا وألفا وبيتا وجاما في قائمة منظمة الصحة العالمية الحالية للمتحورات المهمة. واستند هذا القرار إلى الدليل المقدم من الخبراء على أن أوميكرون لديه العديد من الطفرات التي قد يكون لها تأثير على سلوكه. على سبيل المثال، على مدى سهولة انتشاره أو شدة المرض الذي يسببه.

سرعة انتقاله وشدة المرض

لم يتضح بعد ما إذا كان أوميكرون أكثر قابلية للانتقال أو إذا كانت الإصابة بأوميكرون تسبب مرضًا أكثر خطورة أو إن كان ينتقل بسرعة أكبر من شخص لآخر مقارنة بالمتحورات الأخرى، بما في ذلك متحور دلتا. وقد ارتفع عدد الأشخاص الذين ثبتت إصابتهم بفيروس كورونا في مناطق جنوب إفريقيا المتأثرة بهذا المتحور، لكن الدراسات الوبائية جارية لفهم ما إذا كان ذلك بسبب أوميكرون أو عوامل أخرى.

تشير البيانات الأولية إلى أن هناك معدلات متزايدة في دخول المستشفي لتلقي العلاج في جنوب إفريقيا. لكن قد يكون هذا بسبب زيادة الأعداد الإجمالية للأشخاص المصابون بالعدوى، وليس نتيجة للإصابة بأوميكرون. ولا توجد حاليًا معلومات تشير إلى أن الأعراض المرتبطة بأوميكرون تختلف عن تلك الموجودة في المتحورات الأخرى.

كانت الإصابات الأولية المبلغ عنها بين طلاب الجامعات وهم الأفراد الأصغر سنًا، فأجسادهم تميل إلى الإصابة بصورة طفيفة من المرض، لكن فهم مستوى شدة متحور أوميكرون سيستغرق أيامًا إلى عدة أسابيع. يمكن لجميع متحورات كوفيد-19، بما في ذلك متحور دلتا السائد في جميع أنحاء العالم، أن تتسبب في مرض شديد أو الوفاة. لا سيما للأشخاص الأكثر ضعفاً، وبالتالي فإن الوقاية هي المفتاح دائمًا.

قالت الدكتورة ماريا فان كيركوف من برنامج طوارئ بمنظمة الصحة العالمية في بيان بالفيديو أن هذا المتحور له عدد كبير من الطفرات. لهذه الطفرات بعض الخصائص المثيرة للقلق. يقول العلماء إن المتحور يحتوي على عدد من الطفرات المعروفة بتعزيز قابليتها للانتقال وطفرات أخرى يمكن أن تساعد الفيروس في إصابة الخلايا بسهولة أكبر. ومع ذلك، يحذر العلماء من عدم وجود بيانات كافية حتى الآن لمعرفة الحقيقة.

هل أوميكرون يصيب المتعافين من عدوى كورونا؟

تشير الدلائل الأولية إلى أنه قد يكون هناك خطر متزايد للإصابة مرة أخرى بأوميكرون (على سبيل المثال، يمكن للأشخاص الذين أصيبوا سابقًا بكوفيد-19 أن يصابوا مرة أخرى بسهولة أكبر بأوميكرون). مقارنة بالمتحورات الأخرى المثيرة للقلق، ولكن المعلومات محدودة. ستتوفر المزيد من المعلومات حول هذا الأمر في الأيام والأسابيع القادمة.

تغيرات في المتحور

قال ريتشارد ليسيلز، طبيب الأمراض المعدية بجامعة كوازولو ناتال في ديربان بجنوب إفريقيا، في مؤتمر صحفي نظمته وزارة الصحة بجنوب إفريقيا في 25 نوفمبر 2021 أن هناك الكثير مما لا نفهمه حول هذا المتحور الجديد. كما أن شكل الطفرة يثير القلق لكننا الآن بحاجة إلى العمل لفهم أهمية هذا المتحور وما يعنيه بالنسبة للاستجابة للوباء.

لاحظ الباحثون المتحور في بيانات تسلسل الجينوم من بوتسوانا، وبرز المتحور لاحتوائه على أكثر من 30 طفرة في «البروتين الشوكي-spike protein» وهو بروتين «SARS-CoV-2» الذي يتعرف على الخلايا المضيفة وهو محل الاستهداف الرئيسي لاستجابات الجسم المناعية. تم العثور على العديد من التغييرات في متحورات مثل دلتا وألفا، وهي مرتبطة بزيادة العدوى والقدرة على تجنب الأجسام المضادة التي تمنع العدوى.

كما أن الارتفاع الحاد الواضح في حالات الإصابة بالمتحور في مقاطعة خوتينج بجنوب إفريقيا، يدق أجراس الإنذار أيضًا. وزادت الحالات بشكل سريع في المقاطعة في نوفمبر، لا سيما في المدارس وبين الشباب، وفقا لليسيلز. إذ وجد تسلسل الجينوم والتحليلات الجينية الأخرى من فريق بقيادة توليو دي أوليفيرا، عالم المعلوماتية الحيوية بجامعة كوازولو ناتال، أن متحور أوميكرون كان مسؤولاً عن جميع حالات الفيروس الـ 77 التي تم تحليلها من مقاطعة خوتينج في الفترة بين 12 و20 نوفمبر. ولا زال تحليل مئات العينات الأخرى جاريًا.

يحتوي المتغير على طفرة تسمح باكتشافه عن طريق «اختبارات النمط الجيني- genotyping tests» التي تقدم نتائج أسرع بكثير من «تسلسل الجينوم- genome sequencing». وتشير الأدلة الأولية من هذه الاختبارات إلى أن أوميكرون قد انتشر إلى مناطق أبعد من مقاطعة خوتينج.

فعالية الاختبارات الحالية

تستمر اختبارات «تفاعل البوليمريز المتسلسل-PCR» المستخدمة على نطاق واسع في الكشف عن العدوى، بما في ذلك الإصابة بأوميكرون، كما رأينا مع المتحورات الأخرى أيضًا. الدراسات جارية لتحديد ما إذا كان هناك أي تأثير على الأنواع الأخرى من الاختبارات، بما في ذلك «اختبارات الكشف السريع عن الأجسام المضادة- rapid antigen detection tests».

فعالية اللقاحات

تقول بيني مور، عالمة الفيروسات في جامعة ويتواترسراند في جوهانسبرج  بجنوب إفريقيا، والتي يقيس مختبرها قدرة المتحور على تفادي المناعة من اللقاحات والإصابات السابقة بفيروس كورونا، أن هناك تقارير غير مؤكدة عن الإصابة بعدوى فيروس كورونا من جديد ووجود حالات إصابة بين الأفراد الذين تم تحصينهم. ولكن في هذه المرحلة، من السابق لأوانه أن نقول أي شيء. لفهم التهديد الذي يمثله أوميكرون، سيتتبع الباحثون انتشاره عن كثب في جنوب إفريقيا وخارجها.

حشد الباحثون في جنوب إفريقيا الجهود لإجراء دراسة سريعة لمتحور بيتا، الذي تم تحديده هناك في أواخر عام 2020. وبدأت جهود مماثلة في دراسة متحور أوميكرون. بدأ فريق مور، الذي قدم بعض أولى البيانات عن قدرة بيتا على تفادي المناعة، العمل بالفعل على متحور أوميكرون. يخططون لاختبار قدرة الفيروس على تجنب الأجسام المضادة التي تمنع العدوى، بالإضافة إلى الاستجابات المناعية الأخرى.

يحتوي المتغير على عدد كبير من الطفرات في مناطق البروتين الشوكي التي تتعرف عليها الأجسام المضادة، مما قد يضعف قوتها. تقول مور أن هناك العديد من الطفرات التي نعلم أنها ستسبب إشكالية، ولكن يبدو أن الكثير منها قد يساهم على الأرجح في زيادة تفادي المناعة. حتى أن هناك مؤشرات من النمذجة الحاسوبية بأن أوميكرون يمكن أن يتفادى المناعة التي يمنحها مكون آخر هام من جهاز المناعة يسمى «الخلايا التائية-T cells». ويأمل فريق مور أن يصل إلى النتائج الأولى في غضون أسبوعين.

يقول أريس كاتزوراكيس، الذي يدرس تطور الفيروس في جامعة أكسفورد بالمملكة المتحدة أن السؤال الملح هو هل يقلل من فعالية اللقاح لأنه يحتوي على الكثير من التغييرات؟ لكن أجابت مور إنه تم الإبلاغ عن إصابات في جنوب إفريقيا بين الأشخاص الذين تلقوا أيًا من أنواع اللقاحات الثلاثة المستخدمة هناك، وهم« Johnson & Johnson» و« Pfizer–BioNTech» و« Oxford–AstraZeneca». تم تطعيم اثنين من المسافرين الخاضعين للحجر الصحي في هونغ كونغ الذين ثبتت إصابتهم بالمتغير بجرعة فايزر، وفقًا لتقارير إخبارية. سافر شخص واحد من جنوب إفريقيا، وأصيب الآخر أثناء الحجر الصحي بالفندق.

لا يزال العلماء ينتظرون الدراسات المعملية لتحديد مدى قدرة الأجسام المضادة لفيروس كورونا، سواء من الإصابة الطبيعية بالفيروس أو اللقاحات، على مقاومة أوميكرون. كما يراقبون بعناية لمعرفة مدى سرعة انتشار المتحور في جميع أنحاء العالم، لا سيما في البلدان ذات معدلات التطعيم المرتفعة. حيث قامت جنوب إفريقيا بتلقيح 24٪ فقط من سكانها بشكل كامل، مقارنة بـ 59٪ في الولايات المتحدة.

الإجراءات الموصى بها للناس

  1. الحفاظ على مسافة لا تقل عن متر واحد عن الآخرين.
  2. ارتداء كمامة مناسبة.
  3. فتح النوافذ لتحسين التهوية.
  4. تجنب الأماكن سيئة التهوية أو المزدحمة.
  5. الحفاظ على نظافة اليدين.
  6. السعال أو العطس في مرفق مثني أو منديل ورقي.
  7. الحصول على التطعيم عندما يحين دورك.

المصادر

مدخل إلى الأنثروبولوجيا: النظرية الوظيفية في الأنثروبولوجيا

الأنثروبولوجيا أو علم الإنسان؛ هي الدراسة المنهجية لحياة الإنسان. ترجع أصولها إلى مراحل تاريخية قديمة لكنها لم تتبلور وتصبح علمًأ ممنهجًا إلا في القرن الماضي. تتعدد المدارس الفكرية في الأنثروبولوجيا ولعل أكثرها تأثيرًا هي المدرسة الوظيفية.

النظرية الوظيفية

تعد من أبرز المدارس التي أثرت في علم الإنسان والاجتماع، وحاولت فهم المجتمع من خلال ملاحظة وظيفة كل مكون في هذا المجتمع. وتبحث عن الوظيفة أو الجزء الذي تلعبه المؤسسة أو الفرد في النسق الاجتماعي لتحافظ على هذا النسق. بالتالي هي تعتبر المجتمع كنظام أو نسق تعمل كل أجزاءه معًا لتعزز تضامنه واستقراره. [1]

نشأة الوظيفية في الأنثروبولوجيا

نشأت النظرية الوظيفية كرد فعل على النظريات التطورية والانتشارية، وتعود جذورها إلى أعمال علماء الاجتماع مثل سبنسر ودوركهايم وكونت. وتبلورت في علم الإنسان في عشرينات القرن الماضي ولكنها تراجعت في الحرب العالمية الثانية بسبب التغيرات الثقافية التي سببتها الحرب. ولأنها لم توضح مفهوم التغيرات الاجتماعية استبدلت بنظريات تتعلق بالتغيرات الثقافية. [2]

مفهوم الوظيفة في المجتمع

تعد الوظيفية الثقافة كوحدة مترابطة وليست مجموعة من السمات المعزولة. وشبهت المجتمع بالإنسان، فكما لدى الإنسان أعضاء مختلفة تعمل بترابط لتحافظ على سلامته، كذلك المجتمع.
يدرس الوظيفيون كييف ترتبط مرحلة ثقافية معينة بجوانب أخرى من الثقافة. وكيف تؤثر على جوانب أخرى في الثقافة، أي تدرس السبب والنتيجة. كما يأخذ علماء الأنثروبولوجيا الترابط بين المجالات الثقافية المختلفة بعين الاعتبار عند تحليلهم للثقافات، مثلًا عند تحليل الروابط بين استراتيجيات المعيشة وتنظيم الأسرة والدين. [3]

المنهج المتبع في الوظيفية

يستند أسلوب الدراسة في الوظيفية على العمل الميداني والملاحظات المباشرة للمجتمع المدروس. يصف علماء الأنثروبولوجيا المؤسسات الثقافية المختلفة التي تشكل المجتمع، ويشرحون وظيفتها الاجتماعية، ومساهمتها في الاستقرار العام للنسق الاجتماعي . [3]

العلماء المؤسسون للوظيفية

بما أن الوظيفية نشأت في علم الاجتماع قبل علم الإنسان. فإن أهم منظريّ هذه المدرسة ومؤؤسيها هم من كبار علماء الاجتماع.

أوغست كونت

في محاولته لضبط منهجية علم الاجتماع حاول كونت إحياء بعض المقارنات التي أجراها الإغريق. وفلاسفة آخرون من عصره مثل هوبز وروسو، وذلك بتشبيه المجتمع بالكائن الحي. وبذلك ربط كونت بين علم الاجتماع والبيولوجيا. وبرأيه فإن المجتمع يشبه الكائن الحي الذي ينمو، ونتيجة لذلك يمكن فحص أجزائه ودراستها للحفاظ على النسق الاجتماعي. كما يؤكد كونت على وجود تطابق حقيقي بين التحليل الإحصائي للكائن الحي في علم الاجتماع، والكائن الحي في علم الأحياء. وذهب أبعد من ذلك في تحليله البنية الاجتماعية تشريحيًا لعناصر وأنسجة وأعضاء. وتعامل مع المنظومة الاجتماعية على أنها مؤلفة من العائلات التي هي عناصر أو خلايا، تليها طبقات اجتماعية التي عدها بمثابة الأنسجة. وأخيرًا المدن والتجمعات التي هي الإعضاء الكبيرة الحقيقية. [4]

هربرت سبنسر

استخدم سبنسر المماثلة العضوية لإنشاء شكل واضح من التحليل الوظيفي، ويرى أن المجتمع متشابه مع الكائنات الحية وكذلك العمليات البيئية مثل المنافسة والاختلاف والتطور المجتمعي. صور مفهوم الأنظمة العضوية الفائقة على أنها تكشف التشابه في مبادئ الترتيب مع الكائنات الحية. وقدم من خلال ذلك مفهوم المتطلبات الوظيفية أو الاحتياجات. ورأى أن هناك ثلاث متطلبات أساسية للأنظمة فائقة العضوية وهي: 1- الحاجة لتأمين الموارد وتعميمها.
2- الحاجة لإنتاج مواد قابلة للاستخدام. 3- الحاجة إلى تنظيم ومراقبة وإدارة أنشطة النظام. بالتالي فإن أي نظام اجتماعي يمتلك هذه الفئات الثلاثة، والهدف من التحليل الاجتماعي هو معرفة كيفية تلبية هذه الاحتياجات في الأنظمة الاجتماعية التجريبية. [4]

إيميل دوركهايم

يرى دوركهايم بأن التفسيرات الاجتماعية يجب أن تبحث بشكل منفصل عن السبب الفعال للظاهرة الاجتماعية والوظيفة التي تؤديها. لكنه عكس سبنسر، افترض شرطًا وظيفيًا واحدًا فقط وهو الحاجة للاندماج الاجتماعي، إذًا يتضمن التحليل الاجتماعي لدى دوركهايم تقييم أسباب الظواهر ونتائجها أو وظائفها لتلبية احتياجات الهيكل الاجتماعي. [4]

أهم العلماء المساهمين في تطوير الوظيفية في الأنثروبولوجيا

برانيسلاف مالينوفيسكي

اقترح أن الأفراد لديهم احتياجات فيزيولوجية والمؤسسات الاجتماعية تتطور لتلبية هذه الاحتياجات. كما هناك أربع احتياجات مشتقة ثقافيًا أساسية وهي الاقتصاد والرقابة الاجتماعية والتعليم والنظام السياسي. وهذه تتطلب أجهزة مؤسسية لكل منها موظفين وميثاق وأجهزة المادية. يعتقد أن الاستجابات النفسية الموحدة ترتبط بالاحتياجات الفيزيولوجية. وتلبية هذه الاحتياجات حولت النشاط المادي الثقافي إلى دافع مكتسب من خلال التعزيز النفسي. [4]
أحد الموضوعات التي درسها هي التمييز بين السحر والدين والعلم في المجتمع. وبرأيه كان العلم معرفة تجريبية وعقلانية، بينما السحر كان منطقيًا بمقدمات خاطئة بالرغم من أن الاثنان يستخدمان كأدوات لفهم الطبيعة. وشدد على أهمية السلوك الاجتماعي والعلاقات الاجتماعية في سياقاتها الثقافية الملموسة من خلال الملاحظة المشاركة. واعتبر أنه من الأهمية النظر في الاختلافات الملحوظة بين القواعد والإجراءات؛ أي بين ما يقوله الناس وما يفعلونه في الحقيقة. ومن أهم مساهمات مالينوفسكي المفاهيمية كانت في مجالات القرابة والزواج مثل مفهوم الأبوة الاجتماعية. وفي السحر ولغة الطقوس والأساطير في دراسته للأسطورة كميثاق اجتماعي. [2]

ألفريد رادكليف براون

من الأباء المؤسسين للوظيفية المرتبطة بالبنيوية الوظيفية. ركز على دراسة مساهمة الظواهر في الحفاظ على البنية الاجتماعية، وركز بشكل خاص على أنظمة القرابة والنسب، واقترح أنها على الأقل في المجتمعات القبلية، تحدد طبيعة تنظيم الأسرة والسياسة والاقتصاد والعلاقات بين المجموعات. [2]

إدوارد إيفانز بريتشارد

تشمل أبحاثه العديد من المجموعات العرقية ودراسته لعدة قبائل مثل قبائل النوير، بالإضافة لعمله في التنظيم السياسي، حيث ساعد عمله على القرابة في تشكيل النظرية السياسية. أكد على ضرورة إدخال التاريخ في الدراسات الأنثروبولوجية الاجتماعية، ولكنه رفض فكرة الأنثروبولوجيا الاجتماعية كعلم واعتيرها تاريخًا مقارنًا. بالرغم من مساهمته في بشكل كبير في دراسته للمجتمعات الإفريقية، إلا أنه أهمل معاملة النساء كجزء من المجتمع ككل. على الرغم من أنه اتخذ منهجًا وظيفيًا إلا أنه تحول لاحقًا لنهج إنسانيّ. [2]

الانتقادات التي وجهت إلى الوظيفية

من أهم الانتقادات التي وجهت للوظيفية هي عجزها عن تفسير التغيير الاجتماعي. ولم تتمكن من تفسير عملية الصراع الاجتماعي، وأنها ذات طابع محافظ يحافظ على الوضع الراهن والقوة المهيمنة لطبقة النخبة، وأنها كانت تجريدية وغامضة في تفسيرها للعالم الحقيقي. من الطبيعي رؤية أن للمجتمع هياكل ووظائف حيوية ولكن ما هو غير منطقي افتراض أن الأنساق والأجزءا في هذا المجتمع هي الوحيدة التي يمكن إنشاؤها لتحقيق الأهداف التي تبتغي المحافظة على المنظومة الاجتماعية. [4]

Exit mobile version