يعد مفهوم الكهرباء واحدً من أعقد المفاهيم عبر الزمن وأهمها. إذ ساعدنا الفهم الأشمل للكهربية بتطوير علم الفيزياء بالكامل وتغير وجهة نظرنا عما يدور في كوننا. فما هي الكهرباء؟ وما سبب وجودها؟

تاريخ الكهرباء

تعرف الإنسان على الكهرباء من خلال سمك الرعاش، والذي اعتقد القدماء المصريين أنه يحمي باقي الأسماك. إلاّ أن أول الاستنتاجات العلمية للكهربية كانت بالصدفة عندما لاحظ الفيلسوف «طاليس – Thales» التجاذب بين المغنيتيت والكهرمان عند فركه بالحرير. [1]

وبقي الوضع كما هو حتى عام 1600م، عندما فسر العالم الإنجليزي «وليام جيلبيرت – William Gilbert» تلك الملاحظات تفسيرًا دقيقًا. جاءت تلك الملاحظات في كتابه «De Magnete» عندما وضح الفرق بين التجاذب الناتج عن مغناطيس والناتج عن الكهرباء الساكنة.

وكانت الطفرة في مجال الكهربية مع العالم «شارل أوغستان دي كولوم – Charles-Augustin de Coulomb» عام 1785م. إذ فسر كولوم الكهربية تفسيرًا عميقًا ووضع الخصائص التي تتصرف بها قوى الكهربية. [2] فما هو تفسير وجود الكهرباء إذن؟ وكيف تعمل؟

الشحنات الكهربية

يوجد في الطبيعة أنواع مختلفة من الجسيمات الصغيرة، وتختلف كل منها في خصائصها. فمثلًا يوجد جسيمات معينة تنجذب مع أحد أنواع الجسيمات، ولكنها تتنافر مع جسيمات أخرى. فإذا قسمنا الجسيمات إلى نوعين موجب وسالب، فالجسيم الموجب سيتنافر مع الجسيم الموجب مثله، ولكنه سينجذب إلى الجسيم السالب.

يصف قانون كولوم حركة وتفاعل تلك الجسيمات مع بعضها، وقد أوضح من خلاله أن التفاعل بين أي جسيمين مشحونين يضعف بزيادة تربيع المسافة بينهم (أي مقدار المسافة مضروب في نفسه). [2]

وتتكون كل المواد في الطبيعة من جسيمات تسمى ذرات، وتختلف كل مادة عن الأخرى في ترتيبهم وتوزيعهم. والذرة تتكون من جسيمين أساسيين هما:

1. قلب الذرة وتسمى النواة ولها شحنة موجبة
2. إلكترون سالب الشحنة يدور حول تلك النواة.

وتتكون المواد الصلبة من خلال ترتيب معين للذرات مكونة بحر من الإلكترونات على سطح المادة. وعند فرك الكهرمان بالحرير، تنتقل الإلكترونات السالبة إلى الحرير ويصبح الكهرمان موجب الشحنة (لاحتوائه على جسيمات موجبة أكثر من السالبة).
وبالتالي ينجذب الكهرمان بعد فركه مع المغنيتيت عند اقترابهما ليعوّض الشحنات السالبة التي فقدها. وتسمي حركة انتقال الشحنات تلك بالكهرباء الساكنة. ويمكنك ملاحظة الكهرباء الساكنة عند ظهور شرر عند خلع ملابسك المصنعة من البوليستر في غرفة مظلمة. [3]

البطاريات وتوليد التيار

هناك العديد من الطرق لتوليد التيار الكهربي، ولكن الفكرة الرئيسية في توليد التيار هي البطاريات. وقد صنع «أليساندرو فولتا – Alessandro Volta» أول بطارية في التاريخ. واعتمدت بطارية فولتا على وجود محلولين مختلفين في الشحنة مفصولين عن بعضهما بطبقة تمنع مرور الشحنات داخل البطارية. ويوجد سلك عند طرفي البطارية تنتقل من خلاله الشحنات. ويمثل تدفق الشحنات فيما يعرف باسم السلك التيار الكهربي، وتكون الكهرباء في تلك الحالة كهرباء متحركة. [4]

وتسمح المعادن بمرور التيار خلالها بشكل أفضل من غيرها من المواد. وبشكل عام يمكننا تقسيم المواد على حسب توصيلها للكهرباء لثلاثة أنواع:

• موصلة
• شبه موصلة
• عازلة

فكلما كان سطح المادة يحوي إلكترونات حرة أكثر كان أفضل في توصيل التيار.  ويجتهد العلماء حاليًا في تطوير أشباه الموصلات للاستخدامات الكهربائية وذلك لتنوع خصائصها الكهربائية عن الموصلات. إذ تستخدم أشباه الموصلات في خلايا الطاقة الشمسية والإلكترونيات الحديثة. أما تطوير البطاريات فهو أمر لا يقل أهمية ونرى ذلك في الظهور الدوري لأنواع حديثة من البطاريات.  

المصادر:

1. BioScience
2. Histoire de l’Academie royale des sciences
3. Fundamentals of physics / David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. —9 th ed. Section 21 (Electric Charge).
4. Volta’s Electrical Battery Inventio

علم النفس الرياضياتي: أفق جديد للقرن الواحد والعشرين

معظمنا يحب مجال علم النفس، نحب قراءته والتعمق في مختلف مواضيعه، لأنه يلمس إحدى جوانب حياتنا اليومية. قد تساعدنا قراءة مقال ما في علم النفس على فهم أنفسنا بشكل جيد أو حتى في حل مشكلة حياتية متكررة.
بعضنا الآخر يحب الرياضيات. ويحب فهم المعادلات والأنظمة الحسابية وعلاقة المتغيرات ببعضها البعض. بعض الأشخاص يصرحون بأن سبب حبهم لممارسة الرياضيات هو أنها تمثل نهجًا جيدًا وواضحًا لفهم وتفسير العالم. فالرياضيات بكل بساطة تمثل الأبعاد الحياتية المختلفة كالأعداد مثلًا أو المساحات برموز يمكن كتابتها وتمثيلها ووضعها في معادلات واضحة وبالتالي سهولة معالجتها.
ولذلك السبب يتم تطبيق وممارسة النهج الرياضي في العديد من مجالات العلم وأشهرها الفيزياء.

ولكن هل تساءلت من قبل عن إمكانية تطبيق ذلك النهج في علم النفس؟ هل من الممكن استخدام وتطبيق المعادلات الرياضية في النظريات التي تصف السلوك البشري؟

الإجابة هي نعم. وهذا ما يعرف ب«علم النفس الرياضياتي-mathematical psychology»

ماهو «علم النفس الرياضياتي-mathematical psychology»

علم النفس الرياضياتي أو علم النفس الحسابي هو نهج في علم النفس قائم على استخدام وتطبيق المعادلات والمفاهيم الرياضية في تناول النظريات في علم النفس. عن طريق بناء نماذج حسابية لقياس العمليات الإدراكية والفكرية والمعرفية والحركية. يهتم أيضًا بوضع القوانين الحسابية التي تربط العلاقة بين التحفيز والسلوك. [1]

لا يتم اعتبار علم النفس الرياضياتي فرع مستقل من علم النفس ولكنه بالأحرى “نهج” يُستخدم من قبل عالم النفس في مجال دراسته. ويمكن تطبيق نهج علم النفس الحسابي في الكثير من فروع علم النفس. [2]

يتم استخدام النهج الرياضي بهدف استنباط فرضيات أكثر دقة وبالتالي يسفر عن عمليات تحقق تجريبية أكثر صرامة. يوجد خمسة مجالات بحث رئيسية في علم النفس الرياضي: التعلم والذاكرة ، والإدراك والفيزياء النفسية ، والاختيار وصنع القرار ، واللغة والتفكير ، والقياس والتوسع.

وكما أشرنا مسبقًا، أن النجاح الذي حققه النهج الرياضي في علم الفيزياء أدى إلى محاولات تطبيقه أيضًا في علم النفس على أمل محاكاة هذا النجاح.

تُستخدم الرياضيات في علم النفس على نطاق واسع تقريبًا في مجالين: أحدهما هو النمذجة الرياضية للنظريات النفسية والظواهر التجريبية، مما يؤدي إلى علم النفس الرياضي. والآخر هو النهج الإحصائي لممارسات القياس الكمي في علم النفس، مما يؤدي إلى القياس النفسي أو ما يعرف بpsychometrics.

كيف يسير نهج علم النفس الرياضياتي

يبدأ عالم النفس الحسابي عادةً بتدارس الظاهرة النفسية وتركيباتها الأساسية التي يرغب في بناء نموذج رياضي لها. حيث أن ذلك النموذج الرياضي هو عبارة عن مجموعة من الهياكل الرياضية التي تشمل المتغيرات والمعادلات الممثلين للظاهرة النفسية.
لذلك، فقياس المتغيرات المتعلقة بالظاهرة النفسية أمر حاسم لبناء النموذج الرياضي.

تحديات

لذلك من أكبر تحديات علم النفس الحسابي هو قياس متغيرات الظاهرة النفسية. لأنه يوجد الكثير من العمليات النفسية المعقدة التي يصعب قياس متغيراتها. فالمجالات مثل الرؤية، والتعلم والذاكرة، والحكم واتخاذ القرار، كثيرًا ما تتمتع بسهولة قياس متغيراتها
مثل الدقة ووقت الاستجابة، ولذلك يسهل تناولها بالتفكير الرياضي وتتمتع بنسبة أكبر من علماء النفس الرياضيين مقارنةً بالمجالات الأخرى. أما العمليات المعقدة مثل سلوك الخلايا العصبية، أو تدفق المعلومات عبر المسارات البصرية، أو تراكم الأدلة في عملية اتخاذ القرار، أو إنتاج اللغة وتطويرها فتمثل حملًا شاقًا لعلماء النفس الحسابيين.

مصادر:

[1] Wikipedia
[2] ResearchGate

عار علينا أن نعرف الانشطار النووي دون معرفة من صك المصطلح. ليز ميتنر، العالمة العظيمة التي درست الفيزياء النووية والإشعاع النووي، وواحدة من أشهر العلماء في التاريخ. كانت جزءًا من الفريق المُكتشف للانشطار النووي Nuclear Fission، وهي من صاغت المصطلح ذاته. حصلت على جائزة نوبل في الكيمياء وسُميت بأم القنبلة الذرية.

بداياتها العلمية

وُلدت ليز ميتنر في شهر نوفمبر عام 1878 في مدينة فيينا بالنمسا، وكانت الطفلة الثالثة من بين ثمانية أطفال. بسبب القيود النمساوية التي كانت مفروضةً وقتها على تعليم النساء، لم يُسمح لميتنر أن تلتحق بالجامعة كتعليم حكومي، ولكن لحسن الحظ، استطاعت عائلتها أن توفر لها تعليمًا خاصًا انتهت منه عام 1901 لتلتحق بعده بجامعة فيينا. تأسيًا بأستاذها الفيزيائي لودويج بولتزمان، درست ميتنر الفيزياء وركزت أبحاثها على المجال النووي، وبالتحديد الإشعاع النووي، وأصبحت ثاني امرأة تحصل على درجة الدكتوراة من جامعتها عام 1905.

بعد تفوقها، سمح لها الفيزيائي العملاق ماكس بلانك من حضور محاضراته، وهذا ما لم أدهش الجميع؛ فماكس بلانك لم يسمح لأي امرأة بهذا الشرف من قبل! ليس هذا فحسب، بل أصبحت ليز ميتنر مساعدة لماكس بلانك وعملت مع أوتو هان (مكتشف انشطار اليورانيوم) واكتشفا معًا الكثير من النظائر.

ظل العالمان يعملان معًا كشريكين لمدة 30 عامًا. وخلال عملهما على الكثير من الأبحاث، كانا أول من عزل نظير عنصر البروتاكتينيوم 231. أسهم كليهما أيضًا في تفاعلات انحلال بيتا، قبل أن ينضم إليهما الكيميائي القدير “فريتز ستراسمان” ويبهر الثلاثي العالم أجمع بإسهاماتهما، وبالتحديد في كشف آفاقٍ جديدة متعلقة بتفاعلات اليورانيوم المتسلسلة. [1]

صراع من أجل العلم

في عام 1926، بدأت العالمة رحلتها الخاصة مع أبحاثها في الانشطارات النووية، وفي نفس الوقت كانت تعمل كأستاذة بدوام كامل في جامعة برلين. معظم طموحات ليز ميتنر كانت مرتبطة بأبحاثها التي لم تخرج من النطاق النظري، ولكن الآلاف تيقنوا من انتظار جائزة نوبل للعالمة الطموحة.

عندما تولى هتلر مقاليد الحكم، ثبط من أبحاث ليز ميتنر مما تسبب في إحباطها، ولكن ميتنر كانت أكثر حظًا من زملائها الألمان بسبب جنسيتها النمساوية التي حمتها مؤقتًا من تسلط المختل صاحب المئة وسبعة وثلاثين سنتيمتر، ولكن القدر كان له رأي آخر؛ تمكنت ليز من انتزاع حريتها والفرار عن طريق الحدود الهولندية عام 1938.

وصلت ليز إلى السويد وتابعت أبحاثها الدؤوبة في ستوكهولم. عملت في مختبر Manne Siegbahn وبدأت مشاريع جديدة مع العملاق نيلز بور.

ظلت ليز ميتنر تعمل في السويد حتى بعد انتهاء الحرب العالمية الثانية، كان هذا قبل انتقالها للولايات المتحدة الأمريكية لتعطي محاضراتها هناك. [2]

ما استحقته ليز ميتنر

على الرغم من إسهاماتها العلمية الثورية، إلا أن ليز ميتنر تعد تمثيلًا جليًا للعلماء المهضوم حقهم في التاريخ. احتج الكثيرون على عدم حصولها على جائزة نوبل، ولكن يجب ألا ننسى أن أوتو هان لم يكن ليحصل عليها لولا إسهامات ميتنر.

في 1966 حصل الثلاثي، ليز ميتنر، وأتو هان، وفريتز ستراسمان على جائزة إنريكو فيرمي؛ والتي يتم منحها للعلماء الدوليين تكريمًا لهم ولإسهاماتهم في تطوير أو استخدام أو إنتاج الطاقة.

وبسبب قوة إسهاماتها في المجال النووي عمومًا، والإشعاع خصوصًا، يعتبر الجميع عالمتنا الجليلة لهذا اليوم “أكثر عالمة تأثيرًا في القرن العشرين.” لم نكن لنصل إلى هنا في الفيزياء النووية لولاها. الجدير بالذكر أيضًا أن أحد أثقل العناصر في الجدول الدوري، وهو عنصر الماتنريوم 109 سُمي كذلك تيمنًا بليز متنر. [3]

المصادر:

1- Live Science
2- Atomic Heritage foundation
3- Oxford

يسجل الدماغ كل التجارب التي نتعرض لها خلال حياتنا ويكوّن من خلالها معرفتنا لأنفسنا؛ وذلك من خلال ربط آلاف الخلايا العصبية مع بعضها. يبدو الأمر داخل أدمغتنا مثل حاسوب دائم التحديث للمعلومات، حيث أنه يحتفظ بصور ذهنية عن ذواتنا في الحاضر. وللذاكرة دور كبير في ثبات هويتنا الأساسية.

لا سيما أننا نستطيع الرجوع للماضي في أدمغتنا من خلال الذكريات، ونسافر إلى المستقبل من خلال تخيلاتنا للغد. كيف يشكل الدماغ تصوراتنا الذاتية؟

ما هي المناطق المسؤولة في الدماغ عن معرفتنا لأنفسنا؟

نشرت مجلة (SCAN) دراسة كشف فيها الباحثون قدرة إحدى المناطق الموجودة في الدماغ على تربيط معرفتنا لأنفسنا في الحاضر والمستقبل. وأن الإصابات في تلك المنطقة تتسبب قصور في تصورنا عن ذواتنا. وتسمى هذه المنطقة قشرة الفص الجبهي البطني (VMPFc). تعد هذه المنطقة هي المسؤولة عن تصوراتنا لأنفسنا وتثبيت الزمن المتعلق بهذه الصورة في دماغنا.

لاحظ اختصاصيو علم النفس أن عقولنا تعالج المعلومات المتعلقة بذواتنا على نحوٍ مختلف عن معالجتها للتفاصيل الأخرى. كما يتم استدعاء الذكريات التي تشير إلى الذات غالبًا بطريقة أسهل من أشكال التذكّر الأخرى في أدمغتنا. حيث تعتمد هذه الذكريات على «تأثير المرجعية الذاتية_SRE» الذي يمنح المعلومات المتعلقة بذواتنا امتيازًا خاصًّا.

كما وجد المختصون أن الذكريات المرتبطة بذواتنا تتميز عن الذكريات المتعلقة بأحداث محددة والذاكرة الدلالية التي ترتبط بمعرفتنا العامة.

وهكذا يصبح تأثير المرجعية الذاتية وسيلة لفهم الدور الذي تؤديه العمليات في الدماغ في صياغة معرفتنا لأنفسنا. حيث استعانت بعض الأبحاث بالتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI). حيث يمكن للباحثين قياس تدفق الدم بوصفه مقياسًا لنشاط الدماغ؛ وذلك لتحديد مناطق الدماغ التي تتنشط بسبب تأثير المرجعية الذاتية. وقد وجدت هذه الدراسات أن قشرة الفص الجبهي البطني مرتبطة بعملية التفكير في الذات.

تنقسم قشرة الفص الجبهي البطني إلى قسم علوي يسمى المنطقة الخارجية، وقسم سفلي يسمى المنطقة البطنية. تساهم المنطقتين في صياغة كافة أشكال التفكير المتعلقة بمعرفتنا بأنفسنا. يساهم كلاهما في صياغة أشكال التفكير المرتبطة بذواتنا؛ تقوم المنطقة الخارجية بوظيفة التمييز بين الذات والآخرين. كما أنها مرتبطة بأداء المهمات المختلفة؛ في حين يساهم القسم البطني في التعامل مع العواطف.

ماذا يحدث لتصوراتنا عن ذواتنا عند إصابة (VMPFc)؟

درس الباحثون في الدراسة السابقة حالات سبعة أشخاص ممن تعرضوا لإصابات في قشرة الفص الجبهي البطني. ومجموعة أخرى من ثمانية أشخاص لديهم إصابات في أجزاء أخرى من الدماغ، بالإضافة إلى 23 شخصًا سليمًا لا يعانون من أي إصابات في الدماغ. كان الهدف من الدراسة معرفة إن كانت المرجعية الذاتية تتأثر بشكل أكبر بإصابة الدماغ بشكل عام أم بإصابة قشرة الفص الجبهي البطني.

وقد خضع جميع المشاركين في الدراسة لاختبار عصبي نفسي شامل لمعرفة مدى قدرتهم على الخضوع لمجموعة من الاختبارات المعرفية. وتتضمن الطلاقة اللغوية والذاكرة المكانية قصيرة المدى. طلب الباحثون من المشاركين تحديد مجموعة من الصفات يرونها في أنفسهم وكذلك مجموعة من الصفات يرون بها أحد المشاهير في كلٍ من الوقت الحاضر وبعد مرور عشرة أعوام. وكان على المشاركين في وقت لاحق استدعاء هذه الصفات كاملة.

اكتشف الباحثون أن الأشخاص المصابين بإصابات أخرى في الدماغ تمكنوا من استدعاء عدد من الصفات المرتبطة بذواتهم في الحاضر والمستقبل أكبر من عدد الصفات المرتبطة بالمشاهير؛ وأن تأثير المرجعية الذاتية يشمل الذات المستقبلية والذات الحالية. إذ كان الأشخاص الذين لديهم إصابات في الدماغ أقل قدرةً من المشاركين الأصحاء على استدعاء التفاصيل المتعلقة بذواتهم المستقبلية.

جاءت نتائج الاختبارات التي أجراها الباحثون على الأشخاص الذين لديهم إصابة في قشرة الفص الجبهي البطني مختلفةً اختلافًا واضحًا. إذ أظهرمن لديهم إصابات في هذه المنطقة قدرة ضئيلة أو معدومة على تذكر صفاتهم وصفات المشاهير في الحاضر والمستقبل بالمقارنة ببقية المشاركين. كما كان هؤلاء الأشخاص أقل إيمانًا بقدرة الفرد على امتلاك سمات معينة بالمقارنة بالمشاركين الآخرين في الدراسة.

يمكن أن تساعدنا إصابات الدماغ على فهم وظيفة تلك المنطقة من الدماغ. كما توضح هذه الدراسة العلاقة بين إصابة قشرة الفص الجبهي البطني وتغير الشخصية وتبلد العواطف والكثير من التحولات في الوظائف العاطفية؛ كما توضح الدراسة أيضًا أن إصابة هذه المنطقة تؤدي إلى حدوث ذكريات كاذبة يسردها الأشخاص على أنها حدثت بالفعل بسبب خلل في آليات استعادة الذكريات وتتبعها. 

كيف تؤثر إصابة الدماغ على حاضرنا ومستقبلنا؟

طلب الباحثون من المشاركين التفكير في ذواتهم في الماضي؛ لكن قشرة أمام الفص الجبهي البطني لم تسجل أي نشاط أكثر من الذي سجلته عند التفكير في شخص آخر. وهكذا، يبدو أن ذواتنا الماضية غريبة على أنفسنا، كما لو كانت تخص أحد آخر. وقد قدم الباحثون تفسيرًا لهذه الحالة حيث أننا عند إدراك أي عيب في سلوكنا أو ذواتنا القديمة يجعلنا نميل إلى وضع مسافة بين الحاضر والماضي.

تضم القشرة الأمامية الجبهية شبكة تساهم في عملية التخطيط للمستقبل. وتتألف هذه الشبكة من الحُصين الذي يؤدي دور مهم في تشكيل الذاكرة العرضية التي تجعلنا نتكر أحداث حياتنا بتتابع زمني صحيح. والتأثير على نشاط الحُصين يؤدي إلى تغيير التخيلات الإبداعية والمستقبلية.

من الواضح أن التفكير المستقبلي قد أدى دورًا مهمًّا في تطور البشر؛ إذ من المحتمل أن تكون تلك القدرة قد أسهمت في تطور اللغة. كما أن لها دورًا رئيسيًّا في تحقيق التواصل بين البشر.

وبفضل هذه الأبحاث الجديدة أصبح لدينا الآن فكرة أفضل من أي وقت مضى عن المكان الذي تتشكل فيه هذه القدرة المحورية داخل الدماغ.

المصادر:

1. scientific american

ما هي الأساطير اليونانية؟

هي مجموعة من القصص المتعلقة بآلهة وأبطال وطقوس الإغريق القدماء. تم التعرف على حقيقة احتواء الأساطير على عنصر كبير من الخيال من قبل الإغريق البارعين في النقد، مثل الفيلسوف أفلاطون في القرنين الخامس والرابع قبل الميلاد. ومع ذلك كان يُنظر إلى الأساطير على أنها أحداث حقيقية. كان للأساطير اليونانية بعد ذلك تأثير كبير على فنون وآداب الحضارة الغربية، والتي ورثت الكثير من الثقافة اليونانية.[1]

على الرغم من أن الناس في كل الأمكنة والأزمنة قد طوروا أساطير تشرح وجود الظواهر الطبيعية وطرق عملها، أو تروي أعمال الآلهة أو الأبطال، أو تسعى إلى إثبات أهلية المؤسسات الاجتماعية أو السياسية؛ إلا أن أساطير الإغريق ظلت في العالم الغربي كمصدر للأفكار الخيالية والجذابة. استلهم الشعراء والفنانون من العصور القديمة وحتى الوقت الحاضر من الأساطير اليونانية واكتشفوا علاقة وأهمية معاصرة في الموضوعات الأسطورية الكلاسيكية.[1]

كيف نشأت الأساطير اليونانية؟

الموقع الجغرافي

ساعدت الجغرافيا في تشكيل الأساطير اليونانية. إذ أن اليونان عبارة عن شبه جزيرة محاطة بالبحر والجزر. تقسم الجبال الوعرة والساحل المتعرج الأرض إلى العديد من المناطق الصغيرة المنفصلة. لم تصبح اليونان القديمة إمبراطورية موحدة قط. بل كانت تتألف من ممالكٍ صغيرة تحولت لـ «دويلات مدن-city-states» بعد حوالي 800 قبل الميلاد. أصبح الإغريق أمة من البحارة لأن السفر عن طريق البحر كان أسهل من البر. وأنشأ التجار مستعمرات في جميع أنحاء البحر الأبيض المتوسط والشرق الأدنى. [3]

حضارات مختلفة

الأساطير اليونانية عبارة عن خليط من القصص، بعضها يتعارض مع بعضها البعض. إذ تم تناقل العديد منها من العصور القديمة في أكثر من نسخة واحدة. تعود جذور هذه الأساطير إلى حضارتين ازدهرتا قبل 1100 ق.م:

• «الحضارة الموكينية أو المسينية-Mycenaean» في البر الرئيسي اليوناني
• «الحضارة المينوية-Minoan» في جزيرة كريت المجاورة.

اندمجت المعتقدات القديمة مع أساطير من الممالك اليونانية ودول المدن والأساطير المستعارة من شعوب أخرى لتشكيل مجموعة من التقاليد المشتركة بين معظم اليونانيين. [3]

مصادر الأساطير اليونانية

مصادر أدبية

قصائد هوميروس: الإلياذة والأوديسة

إن أقدم المصادر الأدبية لتراث الأساطير اليونانية هي قصيدتي هوميروس الملحميتين، الإلياذة والأوديسة. تقدم هاتان الروايتان إشارة واضحة إلى شهية الإغريق للحكايات الخيالية، فضلاً عن فهمهم للعلاقة المعقدة والعدائية في كثير من الأحيان بين البشر والآلهة (وبين الآلهة أنفسهم). [2]

أعمال هسيودوس: «ثيوغونيا-Theogony» و«الأعمال والأيام- Works and Days»

يقدم هسيودوس، وهو معاصر محتمل لهوميروس، في الثيوغونيا (أصل الآلهة) الوصف الكامل للأساطير اليونانية الأولى ويتعامل مع الحكايات الشعبية وقصص الخلق ووصف أصل الآلهة والجبابرة والعمالقة ( بما في ذلك تفصيل الأنساب). يتضمن إنتاجه البارز الآخر، الأعمال والأيام، قصيدة تعليمية عن الحياة الزراعية وأساطير بروميثيوس وباندورا والعصور الأربعة (العصر الذهبي والفضي والبرونزي والحديدي). في القصيدة، يقدم الشاعر نصائح حول أفضل طريقة للنجاح في عالم خطير يجعله آلهته أكثر خطورة. [2] [6]

الشعر الغنائي

غالبًا ما أخذ الشعراء الغنائيون (مؤلفو «ترانيم هوميروس- Homeric hymns») موضوعاتهم من الأسطورة، على الرغم من أن طريقة معاملتهم للموضوع أصبحت تدريجيًا أقل سردًا وأكثر تلميحًا. قدم هؤلاء الشعراء الغنائيون، بما في ذلك «بندار- Pindar » و«بقليدس- Bacchylides» و«سيمونيدس-Simonides» والشعراء الرعويين اللاحقين ، مثل «ثيوقريطس- Theocritus»و«بيون- Bion»، صورًا فردية للأحداث الأسطورية. [2]

المسرحيات

كانت الأسطورة أيضًا مركزية في المسرحيات الأثينية الكلاسيكية. أخذ الكتاب المسرحيون المأساويون «إسخيلوس- Aeschylus» و«سوفوكليس- Sophocles » و«يوربيديس- Euripides» حبكاتهم من عصر الأبطال وحرب طروادة. اتخذت العديد من القصص المأساوية العظيمة (مثل أجاممنون وأطفاله وأوديب وجايسون وميديا، إلخ) شكلها الكلاسيكي في هذه المسرحيات المأساوية. من جانبه، استخدم الكاتب المسرحي الكوميدي «أريستوفان- Aristophanes» أيضًا الأساطير ، كما في «الطيور-The Birds»أو «الضفادع- The Frogs»، على الرغم من أنه يستخدمها عادةً كوسيلة لانتقاد المجتمع اليوناني. [2]

مؤخرون وجغرافيون

قدم المؤرخون (هيرودوت وديودور الصقلي) والجغرافيون (بوسانياس وسترابو)، الذين سافروا حول العالم اليوناني ولاحظوا القصص التي سمعوها، العديد من الأساطير المحلية، وغالبًا ما قدموا نسخًا بديلة غير معروفة. [2]

مصادر أخرى

يحتوي شعر العصرين الهلنستي والروماني على العديد من التفاصيل المهمة المستلهمة من الأساطير اليونانية. تشمل هذه الفئة أعمال الشعراء الهلنستيين مثل:

• أبولونيوس من رودس
• كاليماتشوس
• بسودو-إراتوستينس
• بارثينيوس

وأعمال الشعراء الرومان مثل:

• أوفيد
• ستاتيوس
• فاليريوس فلاكوس
• فيرجيل

وأعمال الشعراء اليونانيين في العصور القديمة المتأخرة مثل:

• نونوس
• أنتونينوس ليبراليس
• كوينتوس سميرنيوس

وكذلك الروايات القديمة لأبوليوس وبترونيوس ولوليانوس وهليودوروس [2]

مصادر أثرية

بالإضافة إلى المصادر النصية الموضحة أعلاه، تم أيضًا صقل الفهم الحديث للأساطير اليونانية من خلال التنقيب الأثري. لقد ساعد اكتشاف الحضارة الموكينية من قبل عالم الآثار الألماني «هاينريش شليمان- Heinrich Schliemann» في القرن التاسع عشر، واكتشاف الحضارة المينوية في جزيرة كريت من قبل عالم الآثار البريطاني« السير آرثر إيفانز»، في القرن العشرين، على شرح العديد من الأسئلة حول ملاحم هوميروس وقدم الدعم الأثري للعديد من المزاعم الأسطورية حول الحياة والثقافة اليونانية. [2]

تعتبر التمثيلات المرئية -منحوتات، رسوم جدارية، رسومات على الفخار، تماثيل- للشخصيات الأسطورية المكتشفة في هذه الحفريات الأثرية وغيرها مهمة لسببين:

• يمكن أن تكون المصادر المرئية أحيانًا هي الدليل الوحيد لبعض الأساطير أو المشاهد الأسطورية التي لم تنجو في أي مصدر أدبي موجود. على سبيل المثال، عثر علماء الآثار على فخار (يعود تاريخه إلى القرن الثامن قبل الميلاد) يصور مشاهد مجهولة من سلسلة حكايات طروادة ومن مغامرات هرقل.
• يمكن أن تسبق المصادر المرئية للعديد من الأحداث الأسطورية إدراجها في المصادر الأدبية، مما يسمح لطلاب الثقافة اليونانية الكلاسيكية بتقييم تواريخ تكوينهم بشكل أكثر دقة. في بعض الحالات، تسبق هذه التمثيلات المرئية أول تمثيل معروف للأسطورة في الشعر القديم بعدة قرون.
  
  في كلا الاتجاهين، يمكن رؤية الاكتشافات الأثرية التي تتضمن صورًا لمشاهد أسطورية لتكمل الأدلة الأدبية الموجودة. [2]

البانثيون اليوناني

تأتي كلمة «بانثيون pantheon» التي تشير إلى جميع الآلهة في ثقافة معينة، من الكلمة اليونانية «pan-الكل» و«theoi-الآلهة». يتألف بانثيون الإغريق القدماء من الآلهة الأولمبية وغيرها من الآلهة الرئيسية، إلى جانب العديد من الآلهة الصغيرة وأنصاف الآلهة.

الآلهة الأولمبية

في مركز الأساطير اليونانية يوجد بانثيون الآلهة الذين قيل إنهم يعيشون على جبل أوليمبوس (كان يوجد 12 إله وإلهة رئيسيين)، أعلى جبل في اليونان. حكموا من موقعهم كل جانب من جوانب الحياة البشرية. بدت الآلهة والإلهات الأولمبية مثل البشر (على الرغم من أنهم يستطيعون تغيير أنفسهم إلى حيوانات وأشياء أخرى) وكانوا كما روت العديد من الأساطير عرضة لنقاط الضعف والعواطف البشرية. الاثنا عشر إلهًا أولمبيًا رئيسيًا هم: [4]

1. زيوس (جوبتر، في الأساطير الرومانية): ملك كل الآلهة (والأب للكثيرين) وإله الطقس والقانون والقدر
2. هيرا (جونو): ملكة الآلهة وإلهة المرأة والزواج
3. أفروديت (فينوس): إلهة الجمال والحب
4. أبولو (أبولو): إله النبوة والموسيقى والشعر والمعرفة
5. آريس (مارس): إله الحرب
6. أرتميس (ديانا): إلهة الصيد والحيوانات والولادة
7. أثينا (مينيرفا): إلهة الحكمة والدفاع
8. ديميتر (سيريس): إلهة الزراعة والحبوب
9. ديونيسوس (باخوس): إله الخمر والملذات والاحتفال
10. هيفايستوس (فولكان): إله النار وتشغيل المعادن والنحت
11. هيرميس (ميركوري): إله السفر والضيافة والتجارة ورسول زيوس الشخصي
12. بوسيدون (نبتون): إله البحر [4]

الأبطال والوحوش

أبطال وأشخاص

ومع ذلك ، فإن الأساطير اليونانية لا تحكي قصص الآلهة والإلهات فقط.بل تتناول أيضًا أبطال بشريون، مثل هرقل المغامر الذي فعل 12 عملاً مستحيلاً للملك «يوريسثيوس- Eurystheus »(وكان يُعبد لاحقًا كإله لإنجازه). وباندورا المرأة الأولى التي جلب فضولها الشر للبشرية. وبجماليون الملك الذي وقع في حب تمثال من العاج. وأراكني النساجة التي تحولت إلى عنكبوت بسبب غطرستها. كل هذه القصص لها نفس الأهمية. [4]

وحوش ومخلوقات

تظهر الوحوش والمخلوقات الهجينة (أشكال الإنسان والحيوان) أيضًا بشكل بارز في الحكايات مثل الحصان المجنح بيغاسوس والقنطور وأبو الهول والهاربي والسايكلوب والمانتيكور ووحيد القرن والغورغون والتنين من جميع الأنواع. أصبح العديد من هذه المخلوقات معروفًا تقريبًا مثل الآلهة والإلهات والأبطال الذين يشاركون قصصهم. [4]

العالم السفلي

كان العالم السفلي مسكنًا لأرواح الموتى، وكان مكانًا كئيبًا. تشير أوديسة هوميروس إلى أن أوديسيوس واجه شبح أخيل هناك، الذي أخبره أنه يفضل أن يكون حياً وعبدًا لرجل لا أرض له على أن يكون ملك كل الموتى في العالم السفلي. في الثيوغونيا، كان العالم السفلي هو تارتاروس، سجن الجبابرة الذين أطاح بهم زيوس. [5]

كان لدى هاديس وبيرسيفوني قصر هناك يحرسه كلب حراسة مخيف يهز ذيله ترحيبًا لجميع الذين دخلوا، لكنه لم يسمح لأي شخص بالخروج. كان نهر العالم السفلي هو نهر ستيكس، وهو مجرى مرعب حتى للآلهة، لأنه إذا أقسم إله بنهر الستيكس، ثم لم يفي بوعده، فسيظل في غيبوبة لمدة عام، وبمجرد أن يتعافى، سيكون منبوذًا من قبل الآلهة الأخرى لمدة تسع سنوات أخرى. فقط في السنة العاشرة يمكن أن ينضم إلى مجالسهم. [5]

إرث الأساطير اليونانية

عصر النهضة

لم يحد الانتشار الواسع للمسيحية من شعبية الأساطير. مع إعادة اكتشاف العصور الكلاسيكية القديمة في عصر النهضة، أصبح لشعر أوفيد تأثير كبير على خيال الشعراء والمسرحيين والموسيقيين والفنانين. منذ السنوات الأولى لعصر النهضة، صور فنانون مثل ليوناردو دافنشي ومايكل أنجلو ورافائيل الموضوعات الوثنية للأساطير اليونانية جنبًا إلى جنب مع الموضوعات المسيحية التقليدية. وبالمثل، أثرت هذه الأساطير، من خلال أوفيد، على شعراء العصور الوسطى وعصر النهضة مثل بتراركا وبوكاتشيو ودانتي أليغييري. [2]

الأدب

في شمال أوروبا، لم تأخذ الأساطير اليونانية نفس السيطرة على الفنون البصرية، لكن تأثيرها كان واضحًا جدًا على الأدب. تم إطلاق الخيال الإنجليزي، بدءًا من تشوسر وجون ميلتون واستمرارًا عبر شكسبير وروبرت بريدجز، من خلال الأساطير اليونانية. في أماكن أخرى من القارة، أعاد راسين (في فرنسا) وجوته (في ألمانيا) إحياء المسرحية اليونانية، وأعادا صياغة الأساطير القديمة إلى قالب معاصر. على الرغم من أن عقلانية التنوير قللت من التقدير الأوروبي للموضوع الأسطوري في القرن الثامن عشر، إلا أنهم استمروا في توفير مصدر مهم للمواد الخام للكتاب المسرحيين. [2]

الرومانسية

علاوة على ذلك، أدى ظهور الرومانسية في نهاية القرن الثامن عشر إلى زيادة الحماس لجميع الأشياء اليونانية، بما في ذلك الأساطير اليونانية. بعض الأسماء البارزة في هذه الحركة تشمل ألفريد لورد تينيسون وجون كيتس ولورد بايرون وبيرسي بيش شيلي وفريدريك لايتون ولورنس ألما تاديما. وبالمثل ، وضع كريستوف غلوك وريتشارد شتراوس وجاك أوفنباخ وغيرهم الكثير من الموضوعات الأسطورية اليونانية للموسيقى. استمر هذا الاهتمام بلا هوادة في العصر الحديث، على الرغم من أن العديد من المصادر الحالية تدمج بشكل متزامن مواد من مختلف تراث الأسطورة. [2]

المصادر

1. britannica
2. new world encyclopedia
3. encyclopedia
4. history
5. encyclopedia
6. britannica

ما هي لغات البرمجة الكمية؟

تحدثنا عزيزي القارئ عن الصراع الكمي في مقالات سابقة ووضحنا شراسته. فتحدي IBM للحوسبة الكمية في 2021 خير مثال، الذي شارك فيه 3100 مشارك من 94 دولة عن تطبيقات الحواسيب الكمية باستخدام Qiskit. إذ لم يقتصر التحدي على الحوسبة الكمية وكيفية استخدام Qiskit. بل في أي شيء متعلق بالحوسبة الكمية في الصناعة وذلك بتطبيق تكنولوجيا الكم في المجالات العلمية مثل الكيمياء والتعلم الآلي وغيرها وساهم أكثر من 1293 مشارك في تقديم مشاركة واحدة على الأقل لها أثرها وشاركت دول عدة جديدة في المنافسة وكانت السعودية هي الدولة الوحيدة في الشرق الأوسط. إذ حاز الدكتور إبراهيم المسلم على المركز الثاني عالميًا ونال المركز الأول «نافان بنشاشتابوسه-Naphan Bencgasattabuse» من كوريا الجنوبية. [1]

وكما للحوسبة التقليدية لغات برمجة تتعامل بها، أيضًا للحواسيب الكمية لغات. وهنا سيدور حديثنا حول ما هي لغات البرمجة الكمية؟ وكيف يمكنك ممارسة الحوسبة الكمية والتلاعب بالـ Quibts وبالتأكيد تبادر إلى ذهنك سؤال، ما الـ Qiskit؟ كل ذلك وأكثر سنجيب عنه في هذا المقال، فهيا بنا…

ما هو Qiskit؟

يمنح عملاقة التكنولوجيا مثل Google وIBM المستخدمون الذين لديهم شغف تعلم الحوسبة الكمية فرصة لمعرفة كيفية برمجة ومعالجة الدوائر الكمية. باستخدام لغات البرمجة الكمية ولتعلم فحص مفاهيم الحوسبة الكمية مثل التراكب والتشابك والتلاعب بالـ Qubits وإدارة الأجهزة الكمية والتحقق من الخوارزميات…

فـ Qiskit هو SDK -مجموعة أدوات تطوير البرامج في حزمة واحدة قابلة للتثبيت- مفتوح المصدر للعمل على الحواسيب الكمية من IBM. إذ يُترجم لغات البرمجة الشائعة مثل Python للآلة الكمية وأي شخص خارج مختبرات IBM يمكنه استخدامه. إذ تعد أداة تعليمية ممتازة لتطوير فهمك عمليًا حول المفاهيم الكمية، يوجد كذلك Cirq وهو من شركة Google ومشابه لـ Qiskit.

لكن وجب التنبيه أنه على الأقل وجب أن تكون لديك خلفية جيدة حتى تستطع البدء فهو مناسب لفئات مثل الخبراء في مجالات الكيمياء والذكاء الاصطناعي والمطوريين الذين لديهم معرفة بالدوائر الكمية ويودون في اختبار مزايا الكم وخبراء ميكانيكا الكم. [4,3]

علاقات لغات البرمجة الكلاسيكية باللغات الكمية؟

كما نحن البشر نتحدث بلغات مختلفة فالحواسيب لها لغاتها. تتيح لغات البرمجة في الحواسيب التقليدية إعطاء تعليمات للحاسوب بلغة يفهمها. فلغة البرمجة الكمية هي تلك التي يمكن استخدامها لكتابة برامج الحاسوب الكمي. فنظرًا لأن التحكم في أي آلة يكون بواسطة جهاز كلاسيكي. فإن لغات البرمجة الكمية الحالية تتضمن هياكل تحكم كلاسيكية أيضًا وتسمح بعملها على البيانات الكلاسيكية والكمية فسنجد لغة Python من اللغات المستخدمة والأساسية وكذلك C وJavascript وغيرهم. [2]

ما هي البيئات التي تتيح لك ممارسة الحوسبة الكمية؟

كما ذكرنا فور معرفتك بالأساسيات البرمجية وتعلم اللغات الكلاسيكية؛ يمكنك البدء مباشرةً في بيئات ستوفر لك التعامل مثل Qiskit وCirq. وإليك في السطور الآتية بعض لغات البرمجة الكمية المهمة في تنمية تدريبك على الحوسبة الكمية بجانب اللغات الكلاسيكية.

أشهر لغات البرمجة في الحوسبة الكمية

هنالك نوعان من لغات البرمجة الكمية، الأول لغات البرمجة الأساسية وتتكون من تعليمات تُنفذ خطوة بخطوة وتشمل اللغات الأساسية في الحواسيب الكلاسيكية مثل Python وC وJavascript وPascal، وإليك ثلاثة من أشهر اللغات [5]:

لغة QCL

هي واحدة من أولى لغات البرمجة الكمية وتشبه لغة C وPascal من حيث بناء الجملة Syntax وأنواع البيانات. فهي لغة تحكم عالية المستوى ومستقلة عن بنية الحواسيب الكمية ويمكن للمبرمجين الجمع بين كود C كلاسيكي وكود كمي… [8]

لغة QMASM

نشأت QMASM كلغة لتعريف الدائرة الكمية ومع تطور الحساب الكمي، اعتُمدت اللغة كطريقة لتحديد الدوائر الكمية كمدخلات في الحاسوب الكمي. لوصف العمليات على الـ Qubits وهي منخفضة المستوى، فتستخدم لوصف الدوائر البسيطة نسبيًا وهنالك لغات أخرى عالية المستوى مثل لغات سنذكرهم في السطور القادمة. [6] التي بإمكانها التعامل مع مليارات من Qubits.

لغة Silq

نشرت في عام 2020 وهي لغة عالية المستوى من ETH Zurich في سويسرا وتُحدث باستمرار. نبع الاحتياج لتلك اللغة لملاحظة الباحثين أن كل لغات البرمجة السابقة منخفضة المستوى خاصة في التعامل مع الـ Quibts. ففي كل مرة وجب عليك التفكير في جميع القيم الناشئة من العملية التي تقوم بها وذلك يستغرق وقتًا وينتج عن ذلك بالتأكيد أخطاء. [7]

النوع الثاني هو لغات البرمجة الوظيفية وهي لا تعتمد على تنفيذ التعليمات خطوة بخطوة بل على الدوال الرياضية. أي يتم تحويل المخرجات باستخدام تحويلات رياضية وتعد أقل شيوعًا من اللغات الأساسية وإليك أشهر اللغات:

لغة QML

هي لغة تعريفية مصممة لوصف واجهة مستخدم البرنامج ونُشرت في عام 2007 وتشبه Haskell وتُستخدم لغة Javascript كلغة برمجة نصية في QML وقبل التعمق فيها وجب أن تكون كما ذكرنا مرارنا لديك خلفية برمجية [9] وفهم للغات الويب الأخرى مثل HTML وCSS…

لغتا QPL وQFC

هما لغتان من لغات البرمجة الكمية حددهما «بيتر سيلينجر-Peter Selinger» وتعمل كل منهم على البيانات الكمية والكلاسيكية. [10]

لغة Quipper

هي لغة شهيرة ذات مستوى عال، وتستخدم لوصف الدوائر عالية المستوى ومعالجتها وتحوي مكتبات واسعة من الدوال الكمية بما في ذلك مكتبات الأعداد الصحيحة الكمية وتحويل فورييه الكمي ومكتبات لتحليل دقيق للدوائر والعديد من المزايا. [11]

فيما تتميز لغة Twist؟

هناك عزيزي القارئ العديد من اللغات لكن تحدثنا عن الأحدث والأشهر ولنختم جزء اللغات بلغة Twist التي أثارت ضجة في عامنا هذا 2022، فما هي تلك اللغة وما المميز فيها؟

سعى علماء من علوم الحاسوب والذكاء الاصطناعي CSAIL التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إلى إنشاء لغة خاصة بهم للحوسبة الكمية وتسمى (Twist). وتستطيع تلك اللغة أن تصف أجزاء البيانات المتشابكة في برامج الكم والتحقق منها. ويمكن للمبرمج الكلاسيكي فهمها وتستخدم اللغة مفهوم يسمى Purity أو النقاء ويفرض ذلك المفهوم عدم وجود التشابك وينتج عنه برامج أكثر سهولة والأخطاء أقل بكثير. فالمميز هنا أنه لطالما تطلبت برمجة الحواسيب الكمية فهم للتشابك ولكن تأتي Twist لتسهل الأمر على المبرمجين بفرضها عدم وجوده بمفهوم Purity. إضافة إلى أن اللغات البرمجية الكمية لا تزل تربط عمليات منخفضة المستوى معًا مستبعدة أحيانًا معايير مهمة مثل أنواع البيانات… لكن التحدي الذي تتخذه Twist حاليًا هو تسهيل البرمجة الكمية. نهاية فقد دعمت الجهود عليها جزئيًا من قبل MIT-IBM Waston AI lab والمؤسسة الوطنية للعلوم ومكتب البحوث البحرية. [12]

المصادر

1. IBM
2. quantiki
3. .ibm
4. quantumai
5. aimultiple
6. github
7. sliq
8. github
9. qml
10. liquisearch
11. qcf
12. researchgate
13. mit

بغض النظرعن خططك للمستقبل، التحدث أكثر من لغة واحدة هو دائمًا مهارة مفيدة بشكل كبير. لاسيما مع الأطفال خاصة مع نموهم في سن الطفولة ثم المراهقة، فإن ممارسة مهارات لغوية جديدة توفر لهم فرصة لفهم العالم من منظور جديد بل ومختلف تمامًا، وتشجعهم على تبني عادات جديدة وفروق ثقافية دقيقة. إذن ما أهمية تعلم الأطفال اللغات؟ وما هي أفضل الطرق التي تُمكن الطفل من تعلم لغة جديدة؟ ستجيبك المقالة التالية عن تلك الأسئلة.

ما المقصود بتعلم لغة جديدة؟

يمكن اليمكن الإشارة إلى تعلم لغة جديدة على أنه الدفع بعقلك إلى الإلمام بقواعد نحوية ومفردات جديدة. لاستخدامها في التواصل مع الآخرين، أو التعرف على ثقافة ما. ذلك عن طريق السماح لذاكرتك على التدريب على تذكر الكلمات الجديدة، والقيام بالاتصالات والربط بينها، واستخدامها في المواقف السياقية.[1]

مدى أهمية تعلم اللغات للأطفال

تغذي اللغات شعور الأطفال بالتعاطف والتفاهم تجاه الآخرين في وقت حرج من نموهم، كما تفتح أيضًا مسارات جديدة للنجاح المهني في مكان العمل المعولم. فأيًا كان الوقت، لم يكن من المبكر أبدًا أن نبدأ في تعلم الطفل للغة أخرى جديدة. فهي عملية ممتعة، تعزز النمو الصحي، و لن تتوقف فوائدها المعرفية والاجتماعية العديدة مدى الحياة. تلك هي  بعض الأسباب التي تجعل تعلم اللغة أمرًا يضيف لطفلك في مهارات عديدة، بل وعديدة:[2]

التعلم المبكر أسهل وأسرع ويدوم طويلًا

الأطفال الذين يتعلمون لغة أخرى قبل سن الخامسة يستخدمون نفس الجزء من الدماغ للحصول على تلك اللغة الثانية التي يستخدمونها لتعلم لغتهم الأم. tالمتعلمين الأصغر سنًا لا يعوقهم الخوف من ارتكاب الأخطاء، وهو ما يشكل في بعض الأحيان عقبة أمام المبتدئين الأكبر سنًا. بالإضافة إلى أن طول الوقت الذي يستطيع الطالب تكريسه لتعلم اللغة له علاقة مباشرة وإيجابية بالنمو الإدراكي. كما أن الإستمرارية تيتيح الفرصة للمتعلمين للنمو جنبًا إلى جنب مع اللغة والثقافة الإضافيتين، مما يطوّر صلة أعمق مع نضوجهم.[3]

توسيع الأُفق

تظهر الأبحاث أن تعلم لغة ثانية يعزز مهارات حل المشاكل، والتفكير النقدي، ومهارات الاستماع، بالإضافة إلى تحسين الذاكرة، والتركيز، والقدرة على تعدد المهام. كما يظهر الأطفال الذين يتقنون اللغات الأخرى علامات على تعزيز الإبداع والمرونة العقلية.[3]

تعزيز إنجازهم الأكاديمي

والفوائد الإدراكية لتعلم اللغة لها تأثير مباشر على التحصيل الأكاديمي للطفل. وبالمقارنة مع أولئك الذين لا يملكون لغة إضافية، فإن الأطفال ثنائي اللغة يطورون مهارات أسرع وأفضل للقراءة والكتابة والرياضيات، وهم يحصلون بشكل عام على درجات أعلى في الاختبارات الموحدة.[4]

نمو الحس الفضولي وتكوين شخصياتهم

فقد يُظهرالأطفال الذين يتعرضون مبكرًا للغات أخرى مواقف أكثر إيجابية إزاء الثقافات المرتبطة بتلك اللغات. وتجربة تعلم لغة ما تُفتح عيونهم على العالم بطرق لم يكونوا ليتعرضوا لها إلا بتعلم لغات جديدة. عندما يتعلم الأطفال لغة جديدة، لابد وأن يتعرفو بالعادات والقيم التي تنتمي إلى مجتمع اللغة –وهو مجتمع مختلف- . وهذا ما يشجعهم على التفكير من وجهة نظر جديدة في تحسين الحساسية الثقافية. وفي وقت حرج من نموهم، يتعرض الأطفال لطرق جديدة لرؤية العالم وتقدير من أين يأتي الآخرون مما يؤثر بشكل كبير في تحديد شخصياتهم.[4]

لا تترد في الدفع بطفلك ليتعلم لغة أو اثنتين، بل وثلاثة

خلافًا للاعتقاد السائد، لا يخلط الأطفال الصغاربين اللغات،ولايحدث تشتت بإدخال لغات متعددة في نفس الوقت. لإن اكتساب لغة ثانية في وقت مبكر من الحياة يدفع دماغ الطفل إلى تعلم لغات أخرى متعددة، الأمر الذي يفتح المجال أمام عالم من الفرص في وقت لاحق.

لتعلم أكثر من لغة فوائد صحية

التحدث بلغات متعددة يمكن أن يبطئ الإصابة بالألزهايمر وتأخير الخرف. باستخدام مستقبلات مختلفة، يجد الدماغ طرق جديدة تمامًا لمعالجة المعلومات، وهذا يساعد على حماية وظيفته.[5]

يرتبط تعدد اللغات بارتفاع الدخل

فقد أظهرت عدة دراسات وجود ارتباط بين تعدد اللغات وإمكانات الكسب. وتتسع مجالات وفرص الوظائف المتاحة، لأن هناك فرصًا للعثور على فرص عمل، بل مناصب في بلدان أخرى، كما أن أصحاب العمل يُقدرون هذه المهارات لأنها ترتبط بمهارات اتصال قوية وبعقلية دولية.[6]

تعلم اللغات يوسع النظرة للعالم الخارجي

لكل لغة أسلوبها الخاص، وألفاظها، ومراجعها الثقافية وتراثها. والأطفال الذين يتعرضون لهذه السمات؛ والأفكارالتي تمثلها الللغة، والمفردات الجديدة والتباين النحوي، تطور نفسها وتتسلح بالأدوات اللازمة لفهم العالم بطرق جديدة تمامًا.[4]

كيف يتعلم الأطفال اللغات؟

في مجال الطفولة المبكرة، الصمت ليس من ذهب. فالكلمات المنطوقة هي فرص للتعلم ينبغي أن تحدث طوال اليوم، لا سيما أثناء المحادثات بين الأطفال وبين المعلمين والأطفال

واللغة البشرية طريقة معروفة للتواصل. ولا يوجد شكل آخر من أشكال الاتصال في العالم الطبيعي ينقل الكثير من المعلومات في هذه الفترة الزمنية القصيرة مثلما يفعل التواصل باللغة.

من الملاحظ أنه في غضون ثلاث سنوات قصيرة يمكن للطفل أن يسمع أو يحاكي أو يستكشف أو يمارس، في المجمل هو يتعلم “اللغة”.

ولا توجد شفرة جينية تدفع الطفل إلى التحدث بالإنجليزية أو الإسبانية أو اليابانية. اللغة متعلّمة. نحن وُلدنا ولدينا القدرة على صنع قرابة 40 صوت وعلم الوراثة يسمح لدماغنا بصنع روابط بين الأصوات والأشياء أو الأفعال أو الأفكار…، ويسمح الجمع بين هذه القدرات بإنشاء لغة. فالأصوات أصبح لها معنى.

اكتساب اللغة هو نتاج تعلم نشط ومتكرر ومعقد. ويتعلم دماغ الطفل ويتغير أثناء اكتساب اللغة في السنوات الست الأولى من حياته أكثر من أي قدرة إدراكية أخرى يعمل على اكتسابها. وكما ذكرنا سابقًا يمكن أن تكون عملية التعلم هذه أسهل للأطفال عن الكبار خاصةً عندما يكون الكبار مشاركين نشطين.

وتطوير اللغة نفسها عملية مذهلة. ومن المثير للاهتمام أن جميع الأطفال، بغض النظر عن اللغة التي يتحدث بها آباؤهم، يتعلمون اللغة بنفس الطريقة، فتؤثرعوامل مختلفة كثيرة على الوقت الذي تستغرقه تلك العملية.[7]

وهناك ثلاث مراحل من تطور اللغات تحدث في نمط مألوف. لذا، عندما يتعلم الأطفال التحدث أو الفهم والتواصل، فإنهم يتابعون سلسلة متوقعة من المعالم عندما يبدأون في إتقان لغتهم الأصلية.

المرحلة الأولى: تعلم الأصوات

عندما يولد الأطفال، يمكنهم سماع وتمييز جميع الأصوات في جميع اللغات في العالم. حوالي 150 صوت في حوالي 6500 لغة، رغم أنه لا توجد لغة تستخدم كل تلك الأصوات التي تسمى “الصوتيات”. فالإنجليزية مثلًا لديها حوالي 44.2 صوت، وهناك بعض اللغات تستخدم أكثر والبعض يستخدم أقل.

 وفي هذه المرحلة يتعلم الأطفال (تُنتقى) الأصوات التى تُستخدم في اللغة التى ينتمي إليها الطفل.

أفضل طريقة لتعزيز تطوير اللغة للأطفال ببساطة هي التحدث مع طفلك. ويتعلم الأطفال من خلال الاستماع إلى العالم من حولهم، لذا، فكلما زادت اللغة التي يتعرضون لها كلما كانت فرصة التعلم أفضل. بالإضافة إلى ذلك، يمكنك إسقاط الكلمات على أفعالهم. التحدث معهم والدفع بهم في محادثات. ومع ذلك، فمجرد التحدث معهم باهتمام يكفي لكي يلتقطوا اللغة.

وعلى الرغم من أن جميع الأطفال يتعلمون في المراحل الأساسية المعروفة، فإن اللغة تتطور بمعدلات مختلفة بين الأطفال.

حديثي الولادة: عندما يولد الأطفال، يمكنهم بالفعل الاستجابة لإيقاع اللغة. يمكنهم التعرف على الوتيرة التى يتحدث بها الشخص، وإيقاع الكلام.

في عُمر 4 أشهر، يمكن للأطفال أن يميزوا بين الأصوات اللغوية والضوضاء الأخرى. على سبيل المثال، يعرفون الفرق بين الكلمة المنطوقة والتصفيق.

بحلول 6 أشهر، يبدأ الأطفال في الثرثرة وهذه هي أول علامة على أن الطفل يتعلم لغة. الأطفال الآن قادرون على صنع كل الأصوات بكل لغات العالم، وبحلول السنة، ستُنتقى الأصوات لتُمارس الأصوات التى تنتمي للغة التى يُراد للطفل أن يتعلمها، وتضمر تلك التي ليست جزءًا من اللغة التي يتعلمها.

 المرحلة الثانية: تعلم الكلمات

في هذه المرحلة ، يتعلم الأطفال كيفية خلق المعنى من أصوات اللغة.

خطوة هامة لأن كل ما نقوله هو حقًا مجرد سلسلة من الأصوات. لجعل هذه الأصوات منطقية، يجب أن يكون الطفل قادرًا على التعرف على حيث تنتهي كلمة واحدة وتبدأ أخرى. العملية التي تُسمى “حدود الكلمات”

في كثير من الأحيان يمكن مساعدة طفلك على بناء مهاراتهم اللغوية عن طريق القراءة لهم. وبطبيعة الحال، يستمر الأطفال في إجراء محادثات مركزة على الأطفال معهم كما أظهرت الدراسات أن الأطفال يتعلمون اللغة على أفضل وجه في السياق الاجتماعي. وهناك طريقة أخرى لتشجيع مهاراتهم في مجال التواصل والمهارات الاجتماعية تتلخص في تقليد أصواتهم (مثل ثرثرتهم) وقولها لهم مرة أخرى. ومن بين هذه الطرق: يمكنك أيضًا أن تعكس تعابير وجوههم وتصف أفعالهم فضلًا عن سرد ما يحدث حولهم.

مع تطور طفلك خلال النصف الثاني من عامهم الأول وحتى مرحلة البلوغ، فإن قدرتهم على إصدار الأصوات والرد على المحادثات تستمر في التحسن.

في عمر 8 أشهر: وعلى الرغم من أنهم يعترفون بهذه المجموعات الصوتية على أنها كلمات، فإنهم ما زالوا يتعلمون معنى هذه الكلمات. ومن الأرجح أن يفهم الأطفال في هذه السن معنى الكلمات المتصلة بتجاربهم اليومية ، ولا سيما الكلمات الخاصة بالغذاء واللعب.

في عمر 12 شهرًا، عند هذه النقطة الأطفال قادرون على ربط المعاني بالكلمات. بمجرد أن يتمكنوا من فعل ذلك،  يمكنهم البدء في بناء مفردات. كما يبدأون بتقليد كلمات جديدة يسمعونها.

  وفي عُمر 18 شهرًا: يمكن للأطفال معرفة كيفية استخدام الكلمات التي يتعلمونها من أجل التواصل. وفي هذه المرحلة من تطور اللغة، يتمكن الأطفال من إدراك الفرق بين الأسماء والأفعال. (على الأرجح أغلب الكلمات المُتعلمة هي أسماء وليست أفعال)

المرحلة الثالثة: تعلم الجُمل

وخلال هذه المرحلة، يتعلم الأطفال كيفية خلق الجمل. مما يعني أنها يمكن أن تضع الكلمات في الترتيب الصحيح. كما يتعلم الأطفال الفرق بين الصحة النحوية والمعنى. ولتعزيز تطوير اللغة خلال هذه المرحلة نموذج عادات الكلام الجيدة والتواصل السليم من خلال التحدث بوضوح، والنظر إليهم أثناء التحدث في العين، وعدم الانقطاع، وإعطائهم فرصة للحديث. يمكنك أيضا أن تضيف إلى ما يقولون لإعطائهم فكرة إضافية أكثر تعقيدًا للتعبيرعن أفكارهم وطلباتهم. اسأل طفلك الكثير من الأسئلة وشجع أسئلتهم أيضًا على مواصلة الحوار.

في عمر 24 شهرًا: يبدأ الأطفال بالتحدث مُستخدمين أكثر من إسم وفعل ويكتسبون فهماً لهيكل الجملة الأساسي. كما يستطيعون تمييز الترتيب الصحيح للكلمات في جملة ويمكنهم خلق جمل بسيطة.

بعد 3 سنوات: ومع نموهم، يستمر الأطفال في توسيع مفرداتهم وتطوير لغة أكثر تعقيدًا. ويظل استخدامهم للغة لا يشبه تمامًا لغة البالغين حتى سن الحادية عشرة تقريبًا.[7]

ماذا عليك فعله كأحد الوالدين لتساعد طفلك على تعلم لغة جديدة؟

اخلق مسارًا من المحادثات المستمرة بينكم أو مع رفاقهم. التحدث مع الأطفال وتشجيعهم على إجراء محادثات مع بعضهم البعض. عدة مرات خلال اليوم، مساعدة الأطفال على ممارسة “المناقشة” حول مواضيع مختلفة، يمكنك مشاركة رفاقهم المحادثة. المواضيع تكون بسيطة، قد تشمل ما فعلوا خلال عطلة نهاية الأسبوع، رأيهم حول قصة، شخصيات مؤثرة في كتاب قرأته لهم للتو، أو شاهدوها في فيلم قصير.

استخدم الكلمات حسب الموضوع. استخدم ألعاب الكلمات لمساعدة الأطفال على تعلم القافية، وفهم المعارضات، وإيجاد أكبر عدد ممكن من الكلمات لوصف كائن ما، وتعلم أسماء الأشياء الجديدة. يمكنك جعل هذا أكثر إثارة عن طريق اختيار موضوع لتوجيه هذا.

إشراك الأطفال في تمارين الاستماع. وكثيرًا ما ننسى أن اللغة متقبلة ومعبرة على حد سواء. تأكد من أن الأطفال لا مجرد مقلدين للكلمات، بل يتعلمون مما يقولون. ومن الضروري أن يستمع الأطفال إلى ما يسمعونه ويتلقونه بدقة وأن يعالجونه بفعالية.

مارسوا تدريبات حيث يُطلب من الأطفال إعادة ما سمعوك تقوله، من المتوقع أنه في كثير من الأحيان إ قد تكون تفسيراتهم متنوعة وغير دقيقة كل مرة.

ما هي بعض وسائل تعلم اللغة؟

التعلم من خلال القصائد

من المفيد تعلم النصوص باللغات الأجنبية عن ظهر قلب لأنها تساعد على تنشيط المفردات والنصوص في الوقت الذي تحسن فيه نطق هذه المفردات. الكثير من الأطفال يميلون لتعلم الأغاني، القصائد، وحتى الأمثال. جميعها تلعب دورًا كبيرًا في تطوير الطلاقة اللغوية..

مع الشعر والقافية، يستقبل دماغنا تلقائيًا إشارة أن بنية النص مهمة، مما يجعلنا نتذكرها. الشعر هو أيضًا أكثر تعبيرًا وإبداعًا وعاطفية من النثر، ويساعد أيضًا ذاكرتنا.

عندما تختار القصائد والقوافي لتساعدك على تعليم طفلك لغة ما، تذكر أنها يجب أن تراعي أن:

الأطفال لديهم اهتمام قصير الأمد وغالبًا ما يكافحون من أجل الحفاظ على التركيز.

الأطفال أكثر عرضة لتذكر القافية أو القصيدة أو القصة إذا فهموا معناها.

لا تتضمن القصيدة سوى قواعد قواعد مألوفة: لأن القواعد المجهولة يمكن أن تكون مربكة ومخيفة للأطفال

تحتوي  القصيدة على كلمات مألوفة في معظمها: لأن الكلمات الجديدة والصعبة من المرجح أن تُصرف الانتباه عن التعلم.

التعلم من خلال الأغاني

والأسهل من تعلم اللغة من خلال الشِعر والقوافي هو اللتعلم من خلال الأغاني، ويرجع هذا إلى أن الموسيقى، وفقاً للعلم، تساعدنا على تذكر الأشياء بشكل أفضل من خلال تقطيع المعلومات، إذ نقوم بتجميع أجزاء فردية من المعلومات معًا إلى وحدات أكبر حجمًا. ذاكرتنا قصيرة المدى يمكن أن تحمل فقط حوالي 7 وحدات من المعلومات في كل مرة، والموسيقى تسمح لنا بقطع كلمات معا من خلال ربط الكلمات والعبارات في أغنية، مما يجعل من الأرجح أننا سوف نتذكر الأغنية عن طريق القطع التي تحملها.

ومن الأفضل تعليم أطفالك الأغاني عن طريق مرافقتهم بالحركات لأن الأطفال يحبون التنقل والرقص. فالنشاط الممتع يساعد الأطفال على تعلم لغة، وهم أكثر عرضة لتذكرها إذا تعلموها بينما يستمتعون بأنفسهم.

تعلم اللغة من خلال الأنشطة

التعلم عن طريق الألعاب

ينصح علماء النفس من جميع أنحاء العالم بتعليم الأطفال أي شيء بطريقة مبهجة لأن اللعب يساعد على تغذية الخيال ويعطي الطفل إحساسًا بالمغامرة. اللعب هو في الواقع أفضل طريقة لتعلم لغة للأطفال الصغار، وفقًا للخبراء. ومن خلاله، يمكنهم تعلم المهارات الأساسية مثل حل المشاكل، والعمل مع الآخرين والمشاركة لاسيما المهارات اللغوية.

إذا قررت تعليم ابنك لغة من خلال اللعب، احرص على الاستعانة بالألعاب القصيرة، دائمًا تذكر أن طول انتباه الطفل قصير. فلا تزيد مدة اللعب مع الأطفال أكثر من 30 دقيقة أو ساعة على أقصى تقدير.

التعلم من خلال جمع الأشياء

يمكن استغلال حُب الأطفال لجمع الأشياء في تعلم لغة جديدة، على سبيل المثال، الزهور، أو الأوراق بالخارج! هذا لأنه يسمح لهم بقضاء وقت خارج الطبيعة بينما يعبرون عن فرديتهم من خلال اهتمامهم الخاص والعثور على الأشياء التي يمكنهم تقديمها للآخرين. فكرة عظيمة لتعلم اللغة هي أن تطلب من طفلك جمع بعض الأشياء التي يحبونها ، لتنظيم معرض صغير، وكتابة عنوان لكل معرض بلغة أخرى.

الأفكار الابتكارية

نشاط آخر يحبه الأطفال هو الأعمال اليدوية الابتكارية، فالأطفال يحبون قضاء الوقت مع والديهم حينما يصنعون شيئًا. وتساعد الأنشطة التي تسلط الضوء على مهارات الأطفال على تطوير إبداعهم،

فمثلًا، إنشاء بطاقات المعايدة باللغة المطلوب تعلمها، طهي وجبة جديدة مع الطفل مع التركيز على تعلم أسماء محتوايتها باللغة المستهدفة، صنع أشكالًا للحيوانات والنباتات لتعلم أسمائها باللغة الجديدة، وهكذا…

المصادر

[1]middlebury

[2]cambridgeenglish

[3]opentextbc

[4]uchicago

[5]mayoclinic

[6]ncbi

[7]verywellfamily

مقدمة عن الموجات الزلزالية وكيفية قياسها بالسيسموجراف

أثناء الزلزال، تنتقل طاقة التشوّه الكبيرة المنطلقة في كلّ الاتّجاهات عبر طبقات الأرض في هيئة موجات زلزاليّة، منعكسةً ومنكسرةً عند كل سطح بينيّ. وتُسجّل تلك الموجات بواسطة جهاز يُسمّى «السيزموجراف-Seismograph».
[1]
فما أنواع هذه الموجات؟ وكيف يحدّد المركز السطحيّ للزلزال اعتمادًا على تسجيلات محطّات الرصد؟

أنواع الموجات الزلزالية

1- «موجات مرنة-Body Waves»

تنطلق من البؤرة، وتنتقل في كل الاتجاهات عبر جسم الأرض. وهي نوعان:

• «موجات رئيسية-Primary Waves» أو P-waves: تخضع جسيمات المادّة -التي تنتقل هذه الموجات عبرها- لتشوّهات انضغاطية وتمدّدية وفق منحى انتقال الطاقة. وتعتمد سرعتها على خصائص مرونة المادّة من صلابة وكثافة وسهولة انضغاط. والموجات الرئيسية هي أسرع أنواع الموجات الزلزالية، لذلك تصل إلى أجهزة تسجيل الزلازل أوّلًا.
• «موجات ثانوية-Secondary Waves» أو S-waves: وتسمّى أيضًا موجات القصّ. تهتزّ جسيمات المادة -في هذه الحالة- باتجاه عمودي على منحى انتقال الطاقة. تعتمد سرعتها على صلابة وكثافة المادة فقط، ولا تنتقل عبر السوائل. والموجات الثانوية أبطأ من الرئيسية P-waves، لذلك تصل إلى أجهزة تسجيل الزلازل بعدها.

على سبيل المثال؛ تبلغ سرعة P-waves في «الجرانيت-Granites» 4.8 كم/ثانية تقريبًا، وسرعة S-waves تساوي 3 كم/ثانية تقريبًا.

2– «موجات سطحية-Surface Waves»

لا تنتقل عبر جسم الأرض، بل وفق مسارات موازية تقريبًا لسطحها. والموجات السطحية أبطأ من الثانوية S-waves، وغالبًا ما تكون سبب الحركة الأرضية الأشدّ أثناء الزلزال. وهي نوعان:

• «موجات لوف-Love Waves»: تسبّب موجات لوف حركات سطحية كالتي تحدثها الموجات الثانوية S-waves ولكن بدون حركة شاقولية.
• «موجات ريلي-Rayleigh Waves»: تهز موجات ريلي جسيمات المادة في مسار إهليلجيّ في المستوي الرأسيّ، مع حركة أفقية وفق منحى انتقال الطاقة.
  
  تسبّب الموجات الثانوية S-waves -بالإضافة إلى تأثيرات موجات لوف- الضرر الأكبر للمنشآت بالتحريك الذي تحدثه على سطح الأرض في كِلا الاتجاهَين الأفقيّ والرأسيّ. عندما تصل الموجات الرئيسية P-waves والثانوية S-waves إلى السطح، تنعكس معظم طاقتها. ثمّ يعود بعض هذه الطاقة إلى السطح بسبب الانعكاسات عند طبقات مختلفة من التربة والصخور.
  
  يكون الاهتزاز أشدّ -بحوالي الضعف تقريبًا- على سطح الأرض منه في الأعماق الكبيرة. وغالبًا ما يكون هذا أساسًا في تصميم المنشآت المطمورة (المنشآت تحت سطح الأرض) وفق تسارعات أصغر من تلك التي فوق الأرض. [1] [2]

ما هو السيسموجراف وكيف يعمل؟

جهازٌ يستخدَم لتسجيل اهتزازات الزلازل، و يعمل –منذ اختراعه- وفق مبدأ بسيط. عبارة عن قلم مثبّت في طرف «نوّاس أو بندول-Pendulum» بسيط متأرجح (كتلة معلّقة بخيط متدلٍّ من دعامة)، ومغناطيس محيط بالخيط لتوفير «التخامد-Damping» اللازم للتحكّم بسعة الاهتزاز. بالإضافة إلى ورقة رسم بيانيّ مثبّتة على أسطوانة تدور بسرعة ثابتة. يشكّل البندول والخيط والمغناطيس والدعامة مستشعرَ الجهاز، أمّا المُسجِّل فيتكوّن من الأسطوانة والقلم وورقة الرسم. ويتكون المؤقِّت من المحرّك الذي يدير الأسطوانة بسرعة لف ثابتة.

يَلزم جهاز سيسموجراف في كِلا الاتجاهَين المتعامدَين في المستوي الأفقي، بمعنى أنّنا نحتاج إلى جهاز باتجاه شمال-جنوب مثلًا، وآخر باتجاه شرق-غرب. أمّا لقياس الاهتزازات الرأسية فيُستبدَل البندول الخيطيّ بآخر نابضيّ يتأرجح حول نقطة ارتكاز.

تطوّرت هذه الأجهزة عبر الزمن، وأصبح استخدام الأجهزة الرقمية المُعتمِدة على الحواسيب أكثر شيوعًا اليوم. [1] [2]

تحديد موقع المركز السطحيّ للزلزال

من أجل تحديد المركز السطحي للزلزال، نحتاج إلى تسجيلات ثلاث محطّات رصد -على الأقلّ- تقع على مسافات مختلفة من المركز السطحيّ المُراد تحديده. كما نحتاج إلى معرفة الزمن الذي استغرقتْه الموجات الرئيسية P-waves والثانوية S-waves للانتقال عبر الأرض والوصول إلى كلّ محطّة رصد. جُمعَت هذه المعلومات عبر العقود الماضية، وهي متوفّرة في هيئة منحنيات مسافة-زمن.

يحسَب الفارق الزمنيّ بين وصول أوّل الموجات الثانوية S-waves ووصول أوّل الموجات الرئيسية P-waves، ثم تحدّد المسافة بين محطّة الرصد والمركز السطحي اعتمادًا على تلك المنحنيات.

وهكذا نرسم على الخريطة -من كلّ محطّة رصد- دائرة نصف قطرها مساوٍ للمسافة بين المحطّة والمركز السطحي. وتتقاطع الدوائر الثلاث في نقطة تحدّد موقع المركز السطحي للزلزال كما هو مبين في الصورة الأخيرة. [2]

المصادر

[1] How the ground shakes?
[2] Earthquakes: Causes and Measurements

حاول علماء وفلاسفة العصور الوسطى تفسير طيف واسع من الظواهر الضوئية، وتقنين سلوكياتها. إلا أنه يمكن القول إن أول، وأبسط، مقاربة علمية كاملة لماهية الضوء تعود إلى القرن السابع عشر. وتحديدًا عام 1704م، عندما صاغ الفيزيائي إسحق نيوتن النظرية الجسيمية للضوء. حيث حاجج نيوتن أن الضوء عبارةٌ عن جسيمات صغيرة تسلك مسارًا مستقيمًا دائمًا، وفسر ظاهرتي الانعكاس والانكسار بناءً على ذلك. فعلام بنى نيوتن نظريته؟ وكيف استطاعت تفسير الظواهر الضوئية وخصائصها؟ وما أسباب إخفاقها؟  

مبادئ النظرية الجسيمية للضوء

بنى نيوتن «نظريته الجسيمية للضوء-The corpuscular theory of light» على عدة افتراضات أساسية بُرهن فيما بعد خطؤها. أساسها أن الضوء عبارة عن جسيمات صغيرة جدًا لها كتلة مهملة، وتتأثر كغيرها من الكتل بالقوانين الفيزيائية. كما تختلف أحجام جسيمات نيوتن، إلا أنها، وبشكل عام، تشغل حيزًا صغيرًا بحيث لا ترتطم جسيمات الحزمة الضوئية الواحدة ببعضها. أما بشأن حركتها، اعتقد نيوتن أنها تملك طاقةً حركية لسرعتها الكبيرة، ولكن الأخيرة تتناسب طردًا مع كثافة الوسط الذي تسري فيه. حيث تنتقل أسرع في الأوساط الكثيفة، وأبطأ في الأوساط الأقل كثافةً (الأمر الذي أُثبت خطؤه فيما بعد). وقد رأى نيوتن أن جسيمات الضوء تقذف من المصدر الضوئي، فيكون مسارها، كأي قذيفة، بشكل قطع مكافئ. أما المسار المستقيم الذي نرصده فيعود لسرعتها الهائلة مقارنة بكتلتها الصغيرة والمسافة التي تقطعها. [1]

اعتمد نيوتن على افتراضاته السابقة في تفسير ظاهرتين ضوئيتين: انعكاس الضوء، وانكساره:

انعكاس الضوء

 يطلق مصطلح «انعكاس الضوء-The reflection of light» على ارتداد حزمة من الأشعة الضوئية عن سطح ما. مثل انعكاس صورتك على بركة مائية، فصورتك ارتدت عن الماء عائدةً لعينيك. وإذا ما كان السطح أملسًا ومسطحًا، كلوح زجاج أو ماء؛ ترتد الحزمة بنفس زاوية ورودها، فنقول إن زاوية الورود = زاوية الانعكاس. (تقاس الزوايا السابقة بالنسبة إلى العمود على السطح العاكس).  [2]

تفسير النظرية الجسيمية للضوء لانعكاس الضوء

شرح نيوتن ما سبق معتبرًا أن جسيم الضوء يسلك سلوك كرة مطاطية في التصادم المرن. فعندما تصطدم الكرة (الجسيم) بالسطح؛ ترتد عنه بنفس زاوية ارتطامها؛ نتيجةً للتنافر بين الكرة والسطح العاكس. ويمكنك تجربة ذلك عمليًا:

خذ كرة مطاطيةً وقف أمام حائط. ثم اقذف الكرة نحوه بحيث يصنع مسارها زاويةً ما مع المستقيم العمودي على الحائط. سترى الكرة ترتد بنفس زاوية اصطدامها.  [1]

انكسار الضوء

يطلق مصطلح «انكسار الضوء-The refraction of light» على تغير مسار حزمة ضوئية عند انتقالها بين وسطين مختلفي الكثافة، كالماء والهواء، أو الهواء الساخن والبارد. مثلًا، غالبًا ما ستخطئ في تقدير عمق مسبح مائي بمجرد النظر إليه، ظانًّا أنه أقل عمقًا مما هو عليه. ويفسر ذلك بأن الأشعة الضوئية تنكسر أثناء انتقالها من الوسط المائي إلى الهواء، فيبدو قاع المسبح أقرب من الواقع. [3]

تفسير النظرية لانكسار الضوء

فسر نيوتن ذلك بأن الجسيم المار في وسط متجانس لا يخضع لتأثير قوى جذب، بينما يتأثر بها عند انتقاله إلى وسط جديد، فينحرف مساره. فعند مرور جسيم ضوء في وسط ما، يكون محاطًا بعدد متساوي من جزيئات هذا الوسط من كافة الاتجاهات، فتلغي قوى الجذب التي تطبقها جزيئات الوسط على جسيم الضوء بعضها وتكون محصلتها معدومة. ويمكن تشبيه ذلك بفريقين يشدان الحبل بنفس المقدار من جهتين متعاكستين، لن يربح أي منهما لأن قوة شد كل فريق تلغيها قوة شد الفريق الآخر. وبالعودة إلى جسيم الضوء، ووفقًا لقانون نيوتن الأول*، سيستمر جسيم الضوء بالحركة في مسار مستقيم لأن لا قوى جذب تؤثر فيه. أما عندما يصل جسيم الضوء إلى الحد الفاصل بين وسطين مختلفين، لا تنعدم محصلة القوى؛ لأن الوسط الأكثف يحوي جزيئات أكثر، وبالتالي قوى جذب أكبر، فتنجذب الحزمة الضوئية قليلًا نحو الوسط الأكثف. [4]

*قانون نيوتن الأول: ينص على أن الجسم الساكن أو المتحرك في مسار مستقيم بسرعة ثابتة يبقى على ما هو عليه ما لم تؤثر فيه قوة خارجية تغير من طبيعة حركته.

قانون سنيل في انكسار الضوء

وكما في انعكاس الضوء، يوجد علاقة تربط زاويتي السقوط والانكسار، ولكنها، كذلك، تتعلق بكثافة الوسطين الذين تنتقل الحزمة الضوئية بينهما. وتسمى العلاقة السابقة ب«قانون سنيل-Snell’s law» أو قانون الانكسار، وتعطى بالشكل:

n₁.sinѳ₁=n₂.sinѳ₂

قانون سنيل

حيث:

n₂ و n₁ مؤشري انكسار الوسطين، وهي مقادير ثابتة تتعلق بطبيعة الوسط وكثافته والضغط الجوي ودرجة الحرارة.

 ѳ₂  وѳ₁ زاويتي السقوط والانكسار، وتقاسان بالنسبة إلى العمود على السطح الفاصل بين الوسطين. [5]

تفسير النظرية الجسيمية للضوء لقانون سنيل

لتفسير قانون سنيل في ظل نظرية نيوتن لا بد من الإلمام ببعض المفاهيم الفيزيائية:

أولًا: تمثل سرعة الجسيم (القذيفة) بشعاع، ويمكن إسقاط الشعاع على محورين أفقي وشاقولي، فنحصل على المركبتين الأفقية والشاقولية للسرعة. ولفهم هذا المبدأ، تخيل رميك كرة نحو سلة تبعد عنك 5 أمتار وترتفع بالهواء 3 أمتار، لكي تدخل في السلة لا بد لها أن تتحرك شاقوليًا 3 أمتار وأفقيًا 5 أمتار في الوقت ذاته.

 

ثانيًا: عند انحراف الحزمة الضوئية في حادثة انكسار الضوء، لا يحدث تغير في المركبة الأفقية لسرعة الجسيم، أي أن سرعة الجسيم الموازية للسطح لا تتغير. وذلك لأن قوى الجذب المؤثرة على الجسيم تكون شاقولية. (وكأن نقول إن كرة السلة ارتطمت بالعمود الحامل للسلة، فقد قطعت مسافة 5 أمتار أفقية، ولكنها لم تصل لارتفاع 3 أمتار المطلوب).

ثالثًا: جيب الزاوية (ساين) في مثلث قائم هو نسبة طول الضلع المقابل للزاوية إلى طول وتر المثلث. مما سبق نجد أن جيب الزاوية في قانون سنيل يمثل نسبة المركبة الأفقية لشعاع السرعة إلى قيمة السرعة في طرفي المعادلة. (فلا بد من رمي الكرة بزاوية مناسبة كي تدخل).

وبما أن البسط (المركبة الأفقية) هو ذاته في الطرفين، يمكن اختصاره. لتُساوي علاقة سنيل بين نسبة مؤشر انكسار الوسط الأول إلى سرعة الجسيم فيه وبين نسبة مؤشر انكسار الوسط الثاني إلى سرعة الجسيم فيه.

وليفسر نيوتن ذلك، افترض أن سرعة الجسيم تتعلق بطبيعة الوسط الذي يمر به (أي بمؤشر الانكسار)، لتصبح علاقة سنيل بديهية. [1]

تفسير النظرية الجسيمية للضوء للألوان

قدم نيوتن شرحًا بسيطًا لظاهرة تحلل الضوء الأبيض إلى ألوان الطيف السبعة عند مروره في الموشور. فقد رأى أن الضوء الأحمر ينكسر أقل من البنفسجي، فافترض أن كتلة الأحمر أكبر من البنفسجي، لأنه يتأثر أقل من الأخير عند مروره بين وسطين مختلفين. بالتالي، استنتج نيوتن أن لون جسيم الضوء يعتمد على كتلته. [1]

اختبار النظرية وأهم مشاكلها

أخفقت نظرية نيوتن لتضمنها عدة مشاكل وإشكالات. فقد أثبت «فوكولت-Foucault» أن الضوء ينتقل أسرع في الأوساط الأقل كثافة، على عكس ما افترض نيوتن. كما أن تفسيره لألوان الطيف المختلفة يفتقر إلى الدليل والبرهان. بالإضافة إلى ذلك، لم تقدم نظريته تفسيرًا لانتثار الضوء، أو تداخله، أو استقطابه.

أما بشأن الانكسار والانعكاس، فقد فسر نيوتن كلًا منهما على حدىً، ولم يستطع التوفيق بينهما. من جهة، افترض أن جسيمات الضوء تتنافر مع السطح في حادثة الانعكاس. ومن جهة أخرى، اعتقد أنها تتجاذب معه أثناء الانكسار. أي أن سطحًا ما إما أن يكسر الضوء أو يعكسه، إلا أن بعض الأجسام، كالزجاج، تعكس الضوء وتكسره جزئيًا في آن معًا. [1]

وبما أن أي تعديلات لم تكن كافية لجعل نظرية نيوتن ملائمة للواقع، كان لا بد من الإطاحة بها، وانتظار ما يصف الواقع بشكل أفضل.

المصادر

[1] The University of Virginia

[2] California State University

[3] Hyperphysics

[4] The University of British Columbia

[5] Science Direct