الثقوب البيضاء هي أجسام فرضية غريبة، أول من افترض وجودها العالم ألبرت آينشتاين في نظرية النسبية. حيث تمثل الثقوب البيضاء الأجسام المضادة للثقوب السوداء على الرغم من أنها تتشارك معها في الخصائص ولكن تأثيرها في الفضاء عكس تأثير الثقوب السوداء. فالثقب الأسود يعمل على جذب الأشياء والعناصر الموجودة في الفضاء إلى داخله، ولا يمكن لأي شيء الهروب من تأثير وقوة جذب الثقب الأسود. أما الثقوب البيضاء فإنها تعمل على قذف العناصر الموجودة في الفضاء بعيداً عنها. ومن المستحيل على أي شيء في الفضاء الاقتراب من منطقة أفق الحدث (وهي المنطقة المحيطة بالثقب بغض النظر عن نوعه) .[1][2][3]
الثقب الأبيض أحد المكونات الأساسية للثقوب الدودية
كما ذكرنا سابقاً فإن آينشتاين هو من تنبأ بوجود الثقوب البيضاء في الفضاء. وغالباً كان وما زال يتم ذكرها عند الحديث عن الثقوب الدودية على أنها أحد العناصر الأساسية في هذه الممرات. حيث أن الثقب الدودي هو ممر افتراضي موجود في الفضاء يعمل على نقل الأجسام من منطقة إلى أخرى في كوننا. وكما ذكرنا سابقاً بأن الثقوب البيضاء تعمل على قذف الأجسام بعيداً عنها على عكس الثقوب السوداء.
لكن ما علاقة الثقوب البيضاء بالثقوب السوداء؟ وما علاقة هذين الثقبين بالثقوب الدودية؟ في الواقع لا وجود للثقوب الدودية دون وجود الثقوب السوداء والثقوب البيضاء. وذلك لأن الثقب الدودي يتكون بالأساس من ثقب أسود (يمثل نقطة دخول) وثقب أبيض (يمثل نقطة خروج) حيث أنهما متصلين مع بعضهما البعض بواسطة نسيج الزمكان. فعلى سبيل المثال يجذب ثقب أسود موجود في مكان ما في عالمنا جسم معين يسبح في الفضاء. ويمر هذا الجسم عبر ممر يخترق نسيج الزمكان ويخرج في مكان آخر في هذا الكون عبر ثقب أبيض. ويمكن أيضاً أن يسافر إلى أكوان أخرى![2]
عند الحديث عن الثقوب البيضاء والثقوب السوداء يجب علينا أن نذكر الأبعاد الأربعة للكون ومن المهم استيعاب فكرة تكون نسيج الزمكان. حيث أن الأبعاد المعروفة لنا حالياً وتم فعلاً رصدها هي أربعة أبعاد، أبعاد المكان الثلاثة، وهي الطول والعرض والارتفاع. والبعد الرابع وهو الزمن. وهذه الأبعاد تشكل معاً نسيجاً معقداً يمكن تخيله على أنه المادة التي تحيط بكل شيء. وهذا النسيج ينحني بفعل قوى الجاذبية الكبيرة للعناصر الموجودة في الفضاء مثل النجوم والكواكب. والدليل على ذلك هو ظاهرة الكسوف الكلي للشمس. حيث أننا وبالرغم من حجب القمر كامل الشمس نرى حلقة ضوء حول القمر. وذلك لانحناء الضوء بفعل انحناء نسيج الزمكان حول القمر نتيجة لجاذبيته.
ولكن ما علاقة نسيج الزمكان بالثقوب البيضاء والسوداء؟ إن الإجابة على هذا السؤال قد ذكرناها بالفعل سابقاً. وهي أن نسيج الزمكان يربط بين الثقوب البيضاء والسوداء. ويمثل الممر في الثقوب الدودية. [1]
هل يمكن أن يولد ثقب أبيض من ثقب أسود؟
في الواقع يؤمن بعض الباحثون بأن المزيج بين النظرية النسبية والنظرية الكمية وضعت طريقة تفكير جديدة حول الثقوب البيضاء بدلا من كونها مجرد باب للخروج فقط في الثقوب الدودية. حيث أنها يمكن أن تكون إعادة بالعرض البطيء لحياة سابقة لثقب أسود ما. ولكن كيف يحدث ذلك؟
تبدأ هذه العملية عند انهيار نجم عظيم كهل تحت تأثير كتلته الرهيبة. وعندها يتشكل ثقب أسود ذو كتلة وكثافة لا نهائيتين. ثم تبدأ التأثيرات الكمية بالتأثير على سطح هذا الثقب وتعمل هذه التأثيرات على وقف مسار تكون ثقب أسود مفرد. وبدلاً من ذلك يتحول الثقب الأسود إلى ثقب أبيض يقذف ويشع بالمادة الأصلية للنجم. [2]
تأثير الوقت في الثقب الأبيض
يتواجد الثقب الأبيض عندما يتواجد تركيز كبير من المادة في منطقة واحدة. وذلك يسبب حدوث تسارع في الزمن. وما يدل على ذلك الساعتان الذريتان الموجودتان في كولورادو وانجلترا. فالساعة الموجودة في انجلترا توجد على مستوى سطح البحر. أما التي في كولورادو توجد على ارتفاع 5000 قدم فوق سطح البحر. وبسبب اختلاف تركيز المادة فإن الساعة الثانية تتقدم بفارق 5 مايكرون من الثانية في السنة عن الساعة الأولى. ونظرياً فإن كنت تعيش على الشمس فإن الوقت سيمر بوتيرة أبطأ مما كان عليه على الأرض. وإن كنت تعيش داخل ثقب أبيض كبير بما يكفي فإنه ربما تمر ملايين بل مليارات السنين خارج الثقب ولكنك ستشعر وكأنها بضع أيام لا أكثر![1]
وفي النهاية تبقى الثقوب البيضاء مجرد أجسام يتوقع وجودها دون التأكد من ذلك حتى الآن، فهل تصدق نبوءة أينشتاين مرة أخرى؟
يتساءل العديد من الأشخاص عن معجون الأسنان الأنسب لأسنانهم. إن معجون الأسنان لا يقل أهمية عن فرشاة الأسنان، واختيارهم بشكل سليم يساعد في عملية تنظيف الأسنان بطريقة صحية. وقد تعددت أهداف استخدام معجون الأسنان وتباينت بين التنظيف وإزالة الرائحة الكريهة، إلى التبييض والتجميل. كما تقوم بدور مهم في العناية بصحة اللثة والوقاية من أمراض الفم المختلفة. ولكن بسبب تعدد أسماء الشركات التي تنتج معاجين الأسنان والتنافس فيما بينها، فإن العديد منّا يقع فريسة للدعاية والإعلانات بدلًا من شراء المعجون الأنسب للأسنان. لذلك يجب عليك الانتباه إلى مكونات معجون الأسنان لتحقيق الغاية من استخدامه.
كيف بدأ معجون الأسنان؟
يعتقد البعض أن معجون الأسنان هو ابتكارٌ حديث، ولكن الفكرة وجدت من قديم الزمان في 3000 إلى 5000 ق.م. استخدم المصريون القدماء مزيج من رماد حوافر الثيران بالإضافة إلى نبات المر، وقشر البيض والصخور الاسفنجية، لتنظيف الأسنان وتلميعها. واستخدم الفرس مزيج من القواقع والمحار، بالإضافة إلى الجبس والعسل وبعض الأعشاب لتنظيف الأسنان منذ 1000ق.م. أما الرومان فقد أضافوا النكهات إلى تلك المعاجين للتغلب على النفس كريه الرائحة، ولكنّها كانت نكهات تتراوح بين الفحم ولحاء الأشجار. أضاف الصينيون لتلك النكهات النعناع والجنسنغ، لتمتاز خلطتهم بالرائحة الزكية الجذابة.
رغم قدرة تلك الخلطات على تنظيف الأسنان، إلا أنها كانت مدمرة لطبقة المينا. إذ تسببت في تآكل الأسنان بشكل سريع لما تحتويه من حبيبات شديدة الخشونة على سطح الأسنان. كما كانت نكهتها غير مستساغة، مما أدى إلى استخدامها بشكل محدود، إضافة إلى التكلفة العالية التي قصرت استخدامها على المقتدرين ماديًّا. وهذا ما سعى العلم لتغييره، وتوالت المحاولات لإنتاج معجون يقوم بالتنظيف والوقاية من الأمراض، بالإضافة إلى نكهة مستساغة وتحسين رائحة الفم. ولكن لم تكن تلك المعادلة بالسهلة، فقد واجه العلماء عدة صعوبات للوصول إلى ما يعرف اليوم بمعجون الأسنان. فقد طور العلماء شيئًا فشيئًا العناصر المضافة بداية من بودرة تنظيف الأسنان، مرورًا بعجنها مع الجلسرين، وصولًا إلى طفرة إضافة الفلورايد. ومما لا شك فيه أن العلم لا زال يطور من العناصر المضافة لمعاجين الأسنان حتى يومنا الحالي.
مما يتكون معجون الأسنان؟
يتكون معجون الأسنان من مادة كاشطة لتنظيف طبقة البلاك وبقايا الطعام. مضاف إليها نكهات وروائح ليتم تقبلها أثُناء الاستخدام. تختلف العناصر وفقًا لقدرتها على تنظيف الأسنان، ومدة التصاقها وبقائها على سطح السن، ليدوم تأثيرها أطول مدة ممكنة. كما يتم إضافة الفلورايد لتقوية سطح الأسنان، وكذلك لاحتوائه على خاصية «تثبيط التسوس-«cariostatic effect. إضافة إلى بعض العناصر التي تعمل على إبطاء عملية تكوين طبقة البلاك. و«مركبات مضادة للالتهاب اللثة-Antigingivitis agents» كالـ (التريكلوزان-Triclosan، وكلوريد الستانوس Chloride Stannous، وكلوريد الفلورايد-Chloride Fluoride، وسترات الزنك-Zinc Citrate، وفلوريد الزنك-Zinc Fluoride). ولكن من الجدير أن نعرف أن استخدام مادة الترايكلوزان بشكل مستمر قد يسبب التسمم. لذلك فإن تخزينه واستخدامه أصبح تحت الملاحظة.
المواد المضادة للرائحة الكريهة
أحد أهم العناصر المضافة إلى معجون الأسنان هي المواد المضادة للرائحة الكريهة والتي تعمل على التفاعل مع الكبريت المتطاير التي تنتجه البكتيريا. ويعتبر الزنك من المواد القادرة على التفاعل مع تلك المواد وتحويلها إلى مواد غير متطايرة. مما يؤدي إلى تحسين الرائحة الكريهة للفم. ويتم إضافة مثبطات للجير والتي تعمل على منع تصلب طبقة البلاك وتحولها إلى جير.
العناصر المبيضة
ولغرض تجميلي يضاف عناصر مبيّضة، لإزالة التصبغات الخارجية الناتجة عن تناول الأطعمة الملونة وشرب المنبهات. وتختلف تلك العناصر باختلاف طبيعة عملها، فإما أن تعمل بطريقة كيميائية، أو ميكانيكية، أو عن طريق التلاعب الضوئي. ويعتبر الفوسفات من العناصر التي تساعد على إزالة التصبغات الخارجية، كما أن لديه القدرة على تثبيط تكون الجير. وتستطيع المبيضات الكيميائية أن تكسر روابط التصبغات الأولية، وتزيح كذلك البروتينات الحبيبية التي تعمل على تغيير لون الأسنان الطبيعي.
كما يعتبر بيروكسيد الهيدروجين من أشهر العناصر التي تساعد على التبييض للأسنان. سواءً أكانت تصبغات خارجية، أو بمساعدة الطبيب لإزالة التصبغات الداخلية. ولكن حتى الآن هناك جدل حول فعالية تبييض الأسنان عن طريق استخدام المعجون فقط. وللإضافة إلى التبييض الكيميائي، يتم مزج بعض الحبيبات مختلفة في الشكل ومقدار الخشونة الذي يساعد في كشط التصبغات الخارجية. ومؤخرًا تمت إضافة الكوفارين الأزرق والذي يعمل على الالتصاق بسطح السن للتلاعب البصري في لون الأسنان لتصبح أكثر بياضًا.
عناصر مضادة للحساسية
يفضل كذلك تواجد عناصر مضادة لحساسية الأسنان مع معجون الأسنان عامة، ومع المعاجين المستخدمة للتبييض خاصة. ويعد ملح البوتاسيوم أحد أشهر الأمثلة على تلك المواد التي تساعد على سد الثقوب التي تسبب حساسية الأسنان. ومؤخرًا تمت إضافة مادة الزجاج الحيوي التي تعمل على منع حساسية الأسنان.
نصائح عند اختيارك لمعجون أسنانك
يمكنك اختيار معجون الأسنان اليومي ليناسب احتياجك، في العموم تحتاج إلى معجون أسنان يحتوي على الفلورايد لتقوية طبقة المينا، وتقليل تقدم التسوس.
وإن كانت أسنانك تعاني من الحساسية، فعليك أن تختار معجون الأسنان الذي يحتوي على مواد تقلل من حساسية الأسنان، يعتبر الـ Bioglass من أحدث التقنيات المضافة للتعامل مع حساسية الأسنان. كذلك نترات البوتاسيوم تقلل من حساسية الأسنان، وتعد كذلك من العناصر المهمة إن كنت تعاني من تلك المشكلة.
أما إن كان الغرض من معجون الأسنان ليس للاستخدام اليومي، مثلًا كالتبييض فإن عليك اختيار المعجون المضاف إليه الكوفارين الأزرق والفوسفات. ولا ينصح باستخدام المعجون المبيض بالطريقة الميكانيكية لفترة طويلة، لتجنب تآكل طبقة المينا. واختر معجون الأسنان الذي يحتوي على حبيبات أصغر حجمًا لكشط التصبغات، واستخدم معها فرشاة ناعمة. ولا تنسى أن تقرأ تعليمات استخدام المعجون المبيض، لتتأكد من الكمية والمدة المطلوبة، واحذر من تعريض أسنانك للمعجون المبيض بشكل مبالغ فيه عن التعليمات المكتوبة.
عند استخدامك لمعجون الأسنان فليس عليك أن تملأ سطح الفرشاة كما نرى في الإعلانات التجارية بل ضع أقل من ربع سطح الفرشاة، أو حجم حبة البازلاء. هناك بأن استخدام كمية أكبر من المعجون يجعل أسنانك أثر نظافة، ونفسك أكثر انتعاشًا، ولكن ذلك اعتقاد خاطئ. لذلك فاختيار حجم عبوة كبير سيبقى معك مدة طويلة ويساعدك على التوفير، خاصة أن لمعجون الأسنان صلاحية طويلة الأمد.
ابحث عن اسم معجون الأسنان الخاص بك في موقع الجمعية الأمريكية لطب الأسنان “ADA“.
الصحة والسلامة أثناء الاستخدام
تعد أشهر المشاكل الناتجة عن استخدام معجون الأسنان بطريقة خاطئة هي حالة التسمم بالفلورايد. ويحدث ذلك عادة عند ابتلاع كمية كبيرة من معجون الأسنان بشكل متعمد. وتقدر تلك الجرعة السامة بـ 5 مجم \ كجم، لذلك تتعمد الشركات تحديد كمية الفلورايد خاصة في المعجون الخاص بالأطفال. مع الحرص ومتابعة الأطفال أثناء عملية تنظيف الأسنان، ومنعهم من تناوله إن حدث ذلك. إذ يتعرض الطفل إلى الغثيان والقيئ، و الإسهال عند بلعه لكميات كبيرة من المعجون. وفي تلك الحالة ينصح بالتوجه إلى الطبيب لإسعاف الطفل من تلك الحالة.
عادة ما يتم التعامل مع تلك الحالات عن طريق إعطائها كأس من الحليب لاحتوائه على الكالسيوم، ولكن هذا يناسب الحالات البسيطة. أما عند ابتلاع كمية كبيرة فقد يلجأ الطبيب إلى عملية غسل المعدة بمحلول مركز من الكالسيوم للتخلص من الكميات الكبيرة من الفلورايد. ولأن الوقاية خير من العلاج، فإن التوعية المبكرة للأطفال، مع مراقبتهم قد تكون منقذة للحياة.
برزت عمارة الدولة المصرية القديمة بين حضارات البحر الأبيض المتوسط بدءًا من بناء الأهرامات في الدولة القديمة إلى الدولة الحديثة. وعكست آثار عمارة الدولة القديمة في مصر صورة لا نظير لها في جمال فنها، وإنجاز هندستها المعمارية. [1] وتطورت الحضارة المصرية على طول نهر النيل لأن الفيضانات السنوية كونت تربة خصبة لزراعة المحاصيل.
كشفت الأدلة أن البشر سكنوا مصر منذ القدم في مجموعات سكنية صغيرة. ثم بدأت مستوطنة واسعة النطاق في التشكل حوالي عام 6000 ق.م. وكثيرًا ما يحدث التباس عن مصر السفلى والعليا. فإذا نظرنا إلى خريطة المنطقة، نرى أن مصطلح مصر السفلى يطلق على منطقة الدلتا في الشمال. بينما مصطلح مصر العليا يطلق على صعيد مصر والجزء الجنوبي. ويعود سبب ذلك إلى اتجاه سريان نهر النيل. [2]
فترة الأسر ونشأة عمارة الدولة المصرية القديمة
ينقسم جزء كبير من تاريخ مصر إلى ثلاث فترات، الدولة القديمة والوسطى والحديثة. يتخللها فترات انتقالية أقصر بينهم، حيث لم تكن مصر حينها قوة سياسية موحدة. وتشكّلت معظم المستوطنات في وادي النيل وفي حدود بضعة أميال من النهر نفسه. [2]
ونشأت مملكتان منفصلتان حوالي عام 3400 ق.م في المنطقة. ويعتقد الباحثون أنه في حوالي عام 3100 ق.م أخضع ملك الجنوب مينا أو نارمر -وربما كانوا الشخص نفسه- منطقة الشمال، ووحد مصر سياسيًا ليصبح أول ملك من الأسرة الأولى. [2] [1]
وترسخت بعد الوحدة فكرة أن الملك مُنح سلطته من الإله. وعندما أصبح الحكّام أكثر قوة أصبحوا أكثر قدرة على تنسيق العمل والموارد لبناء المشاريع الكبرى. واحتاج المزيد من الناس لإمدادات أكثر من الغذاء، وازدادت أهمية مشاريع تحسين الإنتاج الزراعي كالقنوات والسدود. فبنى المصريون القدماء سدود طينية وجّهت الفيضانات السنوية إلى الأراضي الزراعية وأبقتها بعيدة قدر المستطاع عن المناطق المعيشية. وحفروا القنوات لتوجيه المياه إلى الحقول.
بدأت الدولة المصرية القديمة مع الأسرة الثالثة وحتى نهاية الأسرة السادسة 2686-2181 ق.م. وخلال هذه الفترة كانت مصر موحدة إلى حد كبير وازدادت ازدهارًا. [2]
مواد البناء المستخدمة في الدولة القديمة
اعتمد السكان على ما توفر في محيطهم كمواد بناء حيث وجِدت بعض الأخشاب كالقصب والبردي والنخيل. واستوردوا الأخشاب في أوقات لاحقة عندما احتاجوا إلى عوارض كبيرة لتسقيف القصور أو لصنع الأعمدة.
واستخدموا الطين وبعدها القرميد. كما استخدموا قوالب خشبية لصناعة الطوب، وخلطوا التراب مع القش المفروم وتركوه عادةً ليجف تحت الشمس. بينما اعتمدوا على الوحل لصنع المونة (المادة اللاصقة في البناء). [3]
وشكّل الحجر المادة الرئيسية الثالثة من مواد البناء وازداد الاعتماد عليه بدايةً من الدولة القديمة في بناء المقابر والمعابد. بينما اقتصر الحجر في السكن على سواكف الأبواب والنوافذ، وقواعد الأعمدة. إذ قد تتلف القواعد الخشبية بسبب العفن والرطوبة والحشرات. [4] [3]
عمارة التجمعات الحضرية الطبيعية
لا يوجد أدلة كافية عن القرى قبل العصر الحجري الحديث. ولم يبق من المستوطنات الأولى سوى القليل من الآثار لأنها تألّفت من مساكن قصبية ضعيفة. ومنذ تلك الفترة، فصل المصريون المقابر عن القرى. وعثر المنقبون على مخازن تكوّنت من حفر دائرية في الأرض وبُطّنت بالسلال والطين.
وبنيت الأكواخ في حوالي عام 3600 ق.م من القصب والطين بقطر دائري داخلي حوالي 1-1.2 م وبسمك جدار37 سم. بينما تطوّرت مساقطها فيما بعد لتصبح مستطيلة وبقيت تقنية البناء ذاتها.
و في حضارة العمري، سكن الناس أكواخ بيضاوية الشكل بجدران خشبية. وارتكزت على قواعد حجرية نصفها مستدير حفرت في الأرض، وعلاها هيكل فوقي خفيف. كما دفنوا الموتى في القرية وتحت المنازل.
وعثِر على نموذج لمنزل في مدينة جرزة شمال مصر بقياس 7x 5.5 م مع أرضية خشبية. ووضعوا نافذتان صغيرتان عاليًا في الجدار، وضم المنزل ساحة مسورة. وشمل هذا المسقط البسيط المتطلبات الأساسية للمنزل المصري متعدد الغرف. [3]
رسم تخيلي لمنزل في فترة جرزة. رسمها john kirby
العمارة الجنائزية في الدولة المصرية القديمة
المصاطب
دفن المصريون الأوائل موتاهم في حفر بسيطة في الرمال. ووضعوا الجثة في القبر مع الممتلكات الشخصية وأشياء مفيدة في حياة الآخرة. وبعدها سرعان ما بدأت المقابر بالتطور. [5]
وتألفت معظم المقابر الأولية من جزئين رئيسين وهما غرفة الدفن والمصلى حيث تقدم القرابين للمتوفى. [4]
ودلَّ مصطلح المصطبة بالهيروغليفية على البيت الأبدي إشارة إلى مثوى الموتى الأخير. وبنى المصريون المصطبة بشكل مستطيل مع سقف مستوي وجوانب مائلة وزيّنوها بنقوش متقنة وطلوها باللون الأبيض. وبدأت وظيفتها كمواقع لدفن الملوك في العصور المبكرة من الأسر. إذ بدأ الملوك من الدولة القديمة في الدفن في الأهرامات، بينما استمر العامة في استخدام المصاطب للدفن لأكثر من ألف سنة. [5]
الأهرامات
طلب ملك الأسرة الثالثة زوسر من المعماري إمحوتب تصميم قبر جنائزي خاص به فكان الهرم المدرّج في سقارة. [1] وتكوّن الهرم من 6 مصاطب متدرجة، ووصل ارتفاعه إلى 62 م. وبنى حول الهرم المدرج ساحات ومعابد، كما أحيط بسياج ضخم.
وبلغت الأهرامات الثلاث الشهيرة ذروة العمارة الجنائزية في الجيزة. ويعد هرم خوفو أكبرها وأهمها وهو المبنى الوحيد المتبقي من عجائب الدنيا السبع القديمة. كما بُنيت 3 أهراماتٍ صغيرة لملكات خوفو. [6] وبنى خفرع ثاني أكبر هرم في الجيزة وصُمّم من الداخل بشكل أبسط من هرم خوفو. بينما يعتبر المعبد المرتبط به أكثر تعقيدًا. [7]
وارتبط بهرم خفرع أكبر تمثال منحوت في العالم القديم ويعرف باسم أبو الهول. يرتفع أبو الهول تقريبا 20 م وبطول 73 م. ونحته المصريون من الصخر الأساسي المكون لهضبة الجيزة على شكل أسد مع رأس إنسان. [1]
دمج المصريون الأسد رمزًا للقوة مع رمز الملك على مر التاريخ المصري. ونستطيع ملاحظة
أن رأس الملك بمقياس أصغر من الجسم ويرجح سبب ذلك إلى عيب في الحجر. ويقع أمام أبو الهول مباشرة معبد منفصل كرسوه لعبادته ولكننا لا نعرف عنه سوى القليل بسبب عدم توافر نصوص تشير إليه. [7]
ويعد هرم منقرع ثالث الأهرامات الرئيسية وهو الأصغر بارتفاع 65 م. ويعتبر مقدمة الأهرامات الأصغر التي بنوها في فترة الأسرة الخامسة والسادسة. [1]
المعابد
يمكن تمييز نوعين من المعابد وهما المعابد الدينية التقليدية والمعابد الجنائزية. وضمت الأولى تماثيل للآلهة المتلقين للعبادة اليومية بينما شيّدت المعابد الجنائزية للطقوس الجنائزية للملوك الموتى. ويعتقد الباحثون أن الفترة الأولى من الأسرة الخامسة ركّزوا فيها على عبادة إله الشمس رع بشكل قوي وغير معتاد. وذكرت النقوش بناء 6 معابد للشمس في تلك الفترة، وشيّدوها بمسقط مفتوح وضم كل منها مسلة.
ولم يبقَ الآن سوى القليل من المعابد التي تعود لتلك الفترة. كما بنى ملوك الأسرة الخامسة معبدين في أبي غراب بين سقارة والجيزة. وبنوا أحدهما كليًا بالحجر على حافة الصحراء، ولذلك بقي جزء من آثاره حتى الآن. ويصل إليه من وادي نهر النيل عبر ممر مغطى على جسر وزينوه بنقوش ورسومات ملونة. كما يؤدى إلى ساحة مفتوحة أحيطَت بها مخازن وغرف عبادة ومذبح ضخم من المرمر، ووضِعت مسلة في الغرب على أساس مستطيل. [8] [4]
المعابد الجنائزية في الدولة القديمة
تعتبر معابد خفرع من أشهر المعابد الجنائزية. ويقع المعبد الجنائزي مجاورًا للهرم والمدخل من الجهة الشرقية. ويتألف من قسم مستعرض وقاعة مستطيلة خلفه، ودعموا القسمين بالأعمدة. وتفتح القاعة الثانية على فناء مركزي محاط بالدعامات ويفتح عليه 5 غرف مقدسة تحوي تماثيل الملك، وخلف كل منها مخزن. ويقع الحرم الداخلي في الجزء الخلفي من المعبد وفيه باب مزيف وطاولة تقديم القرابين. حيث أدى الكهنة الشعائر اليومية وقدموا القرابين لروح الملك، وجمع الملك قرابينه بعد مروره من الباب المزيف.
وربط ممر بين فناء المعبد وساحة الهرم في الخارج. وعثر هناك على 6 حفر للقوارب، فآوت هذه الحفر القوارب التي نقلت رفات الملك إلى مثواه الأخير.
وبني معبد الوادي من كتل ضخمة من الحجر بمدخلين ارتبط كل منهما بدهليز، يؤدى إلى باب قاعة كبيرة على شكل حرف T مقلوب. وغطّوا الجدران بالجرانيت الأحمر بينما كسوا الأرضية بالمرمر ودعّموا السقف بواسطة دعامات صنعوها من قطعة واحدة من الجرانيت. وعثر المنقبون على 23 حفرة وضِعت بها تماثيل الملك وأدى الكهنة الطقوس أمام أحد التماثيل. وقاد ممر وُجِد في الجهة الشمالية الغربية إلى الممر المغلق الذي ربط بين المعبد الجنائزي ومعبد الوادي وطوله 494.6 م. [4] [9]
أما بالنسبة لمعابد منقرع فلم يكتمل أي منها قبل وفاته. وكشفت الحفريات عن سلسلة من تماثيل الملك التي وضعوها حول الفناء. وأعيد بناؤه بالكامل تقريبًا في نهاية الأسرة السادسة بعد أن تعرض إلى أضرار كبيرة بسبب الفيضان. [10]
ويشبه معبد أبو الهول معبد خفرع وتألف من فناء مركزي أحيط بأعمدة من الجرانيت. ويعتبر المعبد فريد لاحتوائه على ملجآن أحدهما في الشرق والآخر في الغرب، ويرجح أن لهما رمزية بشروق الشمس وغروبها. [7]
المدن في عمارة الدولة المصرية القديمة
تل بسطة مدينة نمت طبيعيًا
نمت تل بسطة في مصر السفلى (محافظة الشرقية حاليًا) واعتُبرت مركز هام في الدولة القديمة وغطّت حوالي 75 هكتار. واحتوت على مبانٍ تعود للأسرة السادسة وحتى زمن الرومان. وشيّد المصريون أسوار داخلية أحاطت المعابد وربما المساكن الملكية. وضمت معبدًا صغيرًا من الطوب على شكل مربع. وأضافوا سلسلة من الوحدات الملكية إلى مركز المدينة القائم، فيما يشبه المدن المصرية الأخرى. [3]
مدن للكهنة الجنائزيين
أنشأ ملوك المملكة القديمة مجتمعات حضرية لخدمة احتياجاتهم في الآخرة وبُنيت لأول مرة في نهاية الأسرة الرابعة واستمرت حتى نهاية الأسرة السادسة. وعثر على مدينة صغيرة للملكة خنتكاوس بالقرب من أهرامات الجيزة وبشكل حرف L وبطول 148م للضلع الشمالي و48م للضلع الشرقي. وبنيت على منسوبين وغطّيت بالرمال. ويؤكد الخبراء بأنها لم تسكن بعدها. ويرجح بأن المنازل شيّدت بطابق واحد لأن الأسوار لم تكن عالية ولم يوجد آثار للأدراج.
مخطط مدينة خنتكاوس. رسمه selim hassan ونُشر عام 1943
وتظهر الآثار أن المصريين صمّموا المدينة لمتطلبات محددة فالشوارع مستقيمة، والتقاطعات منتظمة. ووجدوا مجموعات سكنية لكل منها مخازنها وخزاناتها الخاصة.
ينقسم السكن إلى ثلاثة أقسام بحسب المساحة. ويأتي في الشمال أول صف منازل للكهنة وعددها 6 في الجهة الغربية وأكبرها مساحة 17x 15م ولها مدخلين في الجنوب والشمال. وتطابقت المنازل وصمّمت لتضم مكتب بواب، وغرفة استقبال، وغرفة المعيشة، وغرفتا نوم متصلتين. وأتاح بعدها فناء للوصول إلى المطبخ وغرفة تخزين المياه. وراعوا في التصميم المناخ واتجاه الرياح وخاصةً بتوجيه المطبخ. ووقعت في الجهة الشرقية منازل أصغر وعددها 4 ومدخلها من الشمال فقط. وبنوا قصران في القطاع الجنوبي، على المنسوب الأخفض من المدينة.
ويأتي بعد صف المنازل ممر بين جدارين سميكين من الطوب. أتاح الوصول المباشر بين الجهة الشرقية ومنطقة المقبرة في الغرب. ووجد في المدينة خزان مياه كبير 8x 29 م ويعتقد الخبراء أن المدينة سكنها 200 شخص على مساحة 0.65 هكتار. وهي نسبة قليلة إذا قارنوها مع الكثافة السكانية المقترحة لمصر القديمة والتي تقدر ب 250 شخص لكل 0.4 هكتار. [3] [11]
المراكز الإدارية وممفيس
احتاج المصريون مركزين إداريين لمصر العليا والسفلى، واختلفت المراكز من عصر لعصر. وتواجدت الإدارة في الدولة القديمة حيث يوجد الملك ولكن هذا لا يلغي العاصمة. وتُعتبر التصنيفات صعبة بشكل عام بسبب وجود العديد من المدن التي خدمت كمراكز إدارية لفترات قصيرة.
و شهدت أغلب المدن نموًا طبيعيًا على مدى قرون، ثم خضعت لتخطيط مكثف وإعادة تنظيم. ويروي المؤرخ هيرودوتس أن الملك مينا حوّل مجرى النهر نحو الشرق ليبني مدينة ممفيس على الأراضي المستصلحة أو على تل طبيعي. وربما يكون قوله صحيحًا، فقد أظهرت الأبحاث أن الجزء السابق يقع على أرض أعلى من غرب الموقع.
ويلاحظ عند دراسة ممفيس بأن تصميمها لم يكن فريدًا. ويرجح بأن المصريون تذكروها كأهم المدن لأن الأسرة الأولى قامت بالمهمة الأصعب وهي السيطرة على الفيضانات من خلال بناء السدود الضخمة والأحواض المائية. ووقعت في نقطة مهمة عند انقسام النيل إلى عدة أفرع، واستمرت كعاصمة خلال ثمان أسر. [3]
وأخيرًا لا يسعنا إلّا أن نقف مبهورين أمام عظمة عمارة الدولة المصرية القديمة عبر التاريخ.
كانت «ديميتر-Demeter» أحد أقدم الآلهة في البانثيون اليوناني القديم. كإلهة للزراعة، ضمنت خصوبة الأرض وحماية المزروعات والنباتات. هذا الارتباط الوثيق بالأرض موروث من والدتها ريا. ربما كانت ديميتر تجسيدًا وامتدادًا لآلهة الطبيعة الأم المحلية، التي كانت تُعبد بشكل شائع في المجتمعات الريفية في العصر البرونزي باليونان. [1]
تم تخصيص المعبد في إليوسيس لكل من الإلهة وابنتها بيرسيفوني. كان هذا هو موقع «ألغاز إليوسيس-Eleusinian Mysteries» الشهيرة. من إليوسيس، انتشرت الفكرة عبر العالم اليوناني القديم بأن ديميتر ستحمي عبادها في الحياة الآخرة. وظلت الإلهة مشهورة وعرفت باسم «سيريس-Ceres» عند الرومان. [1]
عائلة ديميتر
كانت ديميتر ابنة كرونوس وريا وأخت زيوس وبوسيدون وهاديس وهيرا وهيستيا. كما أنها والدة بيرسيفوني و«إياكوس-Iacchus» (كلاهما من زيوس) وبلوتو إله الثروة (من الكريتي الفاني المسمى «إياسيون-Iasion»، الذي قتل لاحقًا بواسطة صاعقة من زيوس الغيور). كما تبنت «ديموفون-Demophon»، الأمير الإليوسيني، الذي أعطى الجنس البشري هداياه كالمحراث ومعرفة الزراعة. وغالبًا ما كانت تقترن ديميتر وبيرسيفوني معًا وأحيانًا يشار إليهما على أنهما إلهة واحدة ذات جانب مزدوج. وغالبًا ما كان يشار إلى الثنائي باسم “الإلهتان” و«ديميترس-Demeteres» (ديميترتين). [1]
أهم أساطير ديميتر
ديميتر وبوسيدون
ترتبط أسماء ديميتر وبوسيدون في أقدم الملاحظات المحفورة «بالنظام الخطي ب- Linear B» الموجودة في بيلوس الموكيانية. حيث تظهر أسمائهم في شكل « PO-SE-DA-WO-NE » و« DA-MA-TE». كان بوسيدون يلاحق ديميتر في شكلها القديم كإلهة للأفراس. وقاومت محاولات ملك البحر، لكنها لم تستطع إخفاء ألوهيتها أثناء تنكرها كفرس بين خيول الملك أونكيوس. تحول بوسيدون لفحل واغتصبها. فغضبت ديميتر من التعدي عليها، لكنها تخلصت من غضبها في نهر لادون. ثم أنجبت لبوسيدون ابنة، لا يمكن نطق اسمها خارج ألغاز إليوسيس، وفرسًا اسمه أريون. وفي أركاديا، كان يتم عبادة ديميتر باعتبارها إلهة برأس حصان في العصور التاريخية. [2]
ديميتر وبيرسيفوني
كانت أهم الأساطير المحيطة بديميتر هي قصة اغتصاب ابنتها بيرسيفوني (المعروفة أيضًا باسم «كور- Kore» في اليونانية و«بروسيربينا- Proserpina» من قبل الرومان) بواسطة هاديس، إله العالم السفلي. إذ وقع هاديس ذات يوم في حب بيرسيفوني بمجرد أن رآها وحملها في عربته للعيش معه في هاديس، العالم السفلي اليوناني. وفي بعض الروايات، كان زيوس موافقًا على الاختطاف. وكان موقع الجريمة تقليديًا إما في صقلية (المشهورة بخصوبتها) أو في آسيا. بحثت ديميتر في الأرض عن ابنتها المفقودة في ذهول، وأمضت تسعة أيام وليالٍ في البحث عنها حاملة شعلة. وعلى الرغم من أن هيليوس (أو هيرميس) أخبرها بمصير ابنتها، إلا أنها واصلت تجوالها حتى وصلت أخيرًا إلى إليوسيس. [1] [3]
الوصول إلى إليوسيس
عندما فشلت في العثور على بيرسيفوني، اتخذت شكل امرأة عجوز وجلست بجوار بئر في بلدة إليوسيس. وسرعان ما حضرت بنات الملك لسحب الماء من البئر ورأين المرأة العجوز التي بدت وكأنها تبكي وأشفقن عليها، ثم طلبن منها العودة إلى المنزل معهن للراحة تحت سقف منزلهن وتناول المرطبات. في القصر، أبدت الملكة وخدمها الكثير من حسن الضيافة لدرجة أن ديميتر وافقت على البقاء والعناية بنجل الملك ديموفون. [3]
مكافأة عظيمة
خططت ديميتر سرًا لمكافأة الملك والملكة بجعل ابنهما خالدًا أو قادرًا على العيش إلى الأبد. وخلال النهار، أطعمت الصبي «غذاء الخلود- ambrosia»، طعام الآلهة، وفي الليل، دفعته في رماد النار لحرق ما يجعله فانيًا. لكن في إحدى الليالي رأت إحدى خادمات الملكة ديميتر وهي تضع الصبي في النار وأخبرت الملكة. فاجأت الملكة ديميتر وصرخت لتتوقف، ثم كشفت ديميتر عن هويتها الحقيقية وأعلنت أن الطفل لن يكون خالدًا ولكنه سيكبر ليقوم بأشياء عظيمة.
ووفقًا للأسطورة، سافر تريبتوليموس، وهو على الأرجح اسم آخر لـ ديموفون، في وقت لاحق حول الأرض لتقديم الزراعة لجميع شعوب العالم. وأمرت ديميتر الملك ببناء معبد لها وعلمته طقوسًا سرية يجب أن يؤديها الشعب على شرفها. [3]
المجاعة
أهملت ديميتر الأرض أثناء حزنها على بيرسيفوني، ونتيجة لذلك، ذبلت جميع المحاصيل وماتت وانتشرت المجاعة في جميع أنحاء العالم. انزعج زيوس لأنه كان يخشى أن يموت كل البشر، ولا يبقى أحد ليقدم تضحيات للآلهة. لكن ديميتر لن تعيد الحياة إلى الأرض ما لم تتم إعادة بيرسيفوني إليها. [3]
خدعة هاديس
أقنع زيوس هاديس بإطلاق سراح بيرسيفوني، ولكن قبل أن يتخلى عنها، وضع المخادع نواة رمان في فم الفتاة، لأنه عرف أن مذاقها الإلهي سيجبرها على العودة إليه. وأخيرًا، كحل وسط، تقرر الإفراج عن بيرسيفوني ولكن سيتعين عليها العودة إلى هاديس لمدة ثلث العام (أو في روايات أخرى نصف العام). وعندما كانت ديميتر وابنتها معًا، ازدهرت الأرض بالنباتات، ولكن لمدة ستة أشهر من كل عام. وعندما تعود بيرسيفوني إلى العالم السفلي، تعود الأرض مرة أخرى مملكة قاحلة. هذه الأسطورة قدمت للقدماء تفسير لتتابع الفصول، وتشرح أيضًا العلاقة بين ديميتر وبيرسيفوني والألغاز الإليوسينية (التي كانت تتمحور حول تحقيق الحياة الأبدية). [2] [3]
إليوسيس
رموز مهمة
ربما كانت قصة ديميتر وبيرسيفوني رمزية لتغير الفصول والتغير الدائم من الحياة إلى الموت، إلى الحياة مرة أخرى. أو بعبارة أخرى، التغييرات من الصيف إلى الشتاء وعودة الحياة في الربيع. وجهة نظر بديلة للمؤرخين الأكثر حداثة هي أن اختفاء بيرسيفوني هو رمز لممارسة دفن البذور في الصيف حتى لا تجف قبل أن يتم نثرها في الخريف. وأصبحت الدورة إحدى طقوس الألغاز الإليوسينية المقدسة. في الواقع، كانت رموز الطائفة عبارة عن سنابل من القمح وشعلة، وهي رمز لبحث ديميتر عن بيرسيفوني وتذكير بأن الطقوس في إليوسيس كانت تتم في الليل. [1]
أهمية إليوسيس عبر التاريخ
أصبحت إليوسيس أهم مكان مقدس لديميتر، وللموقع صلة دينية وآثار ذات صلة تعود إلى الحضارة الموكيانية في القرن الخامس عشر قبل الميلاد. من 600 قبل الميلاد أصبحت الألغاز الإليوسينية احتفالًا رسميًا في التقويم الأثيني، وأصبح إليوسيس موقعًا لعموم اليونان تحت حكم الديكتاتور الأثيني «بيسستراتوس- Peisistratus» (حكم 550-510 قبل الميلاد). في القرن الخامس قبل الميلاد، أشرف «بريكليس- Pericles»، رجل الدولة الأثيني (495-429 قبل الميلاد)، على بناء «تيليستيريون- Telesterion» جديد (قاعة احتفال القبول والمعبد)، ثم أكبر مبنى في اليونان. [1]
دمار إليوسيس
استمر الموقع في جذب الحجاج والمصلين في العصر الروماني مع الأباطرة «هادريان- Hadrian» (حكم 117-138 م) و«ماركوس أوريليوس- Marcus Aurelius» (161-180 م) الذي عظَّم إليوسيس. ولكن انخفضت ثروات المكان المقدس بشكل ملحوظ بعد مرسوم ثيودوسيوس الأول (حكم من 379 إلى 395 م) بإغلاق جميع المواقع الوثنية في عام 379 م. ثم دُمرت إليوسيس حوالي عام 395 م بعد غزو «القوط الغربيين- Visigoths» للمدينة. [1]
تفاصيل الألغاز الإليوسينية
الألغاز الصغرى والعظيمة
لسوء حظنا اليوم، نظرًا لأن جميع المقبولين في الطائفة كانوا ملزمين بقسم مقدس لعدم الكشف عن تفاصيل الألغاز الإليوسينية، فقد ظلت لغزًا حتى يومنا هذا. نعلم أنه منذ القرن السادس قبل الميلاد، كانت الاحتفالات تُقام مرتين في السنة. عرفت الخطوة الأولى في عملية «احتفال القبول- initiation» باسم “الألغاز الصغرى” وتعقد كل ربيع. كما عقدت “الألغاز العظيمة” الأكثر أهمية في الخريف على مدى تسعة أيام. ويمكن انضمام اليونانيين فقط، على الرغم من توسيع هذا لاحقًا ليشمل المواطنين الرومان. [1]
أنشطة أخرى
نعلم أيضًا تفاصيل بعض الأنشطة الخارجية، وكان هناك موكب بقيادة كاهنة ديميتر على طول الطريق المقدس من إليوسيس إلى أغورا في أثينا وموكب عودة آخر بقيادة عربة رمزية لأياكوس. كانت هناك طقوس تطهير وتنقية طقسية ومجتمعية أجريت في البحر في فاليرون وتمثيل أو إعادة سن الأساطير التي تنطوي على الإلهتين والذبائح الحيوانية (الخنازير). وربما كان هناك أيضًا شرب وموسيقى ورقص واحتفالات عامة. كما تشهد بذلك مشاهد الفخار اليونانية للطقوس التي تُظهر المبتدئين وهم يمسكون بـ “باخوس” أو العصا المقدسة. [1]
تعود دراسة الاحتمال كفرع من الرياضيات إلى أكثر من 300 عام، إذ نشأ بسبب الأسئلة المتعلقة بألعاب الحظ مثل لعبة رمي النرد… وفي هذا المقال سنعرض مقدمة في قوانين الاحتمالات، إذ أن تعلمها هو جزء مهم لاستيعاب علوم كثيرة مثل الطب والفيزياء وعلوم الحاسوب والحوسبة الكمية وحتى في حياتنا اليومية في اتخاذنا للقرارات.
التجربة: هي أي نشاط أو عملية، تخضع نتيجتها إلى عدم اليقين (أي أننا لسنا متأكدين من نتيجتها بنسبة 100٪). على الرغم من أن كلمة “التجربة” تُشير عامة إلى حالة اختبار معملية مخطط لها أو خاضعة للرقابة، لكن نستخدمها في علم الاحتمال على نحو أوسع.
في تجارب مثل رمي عملة معدنية مرة واحدة أو عدة مرات، واختيار بطاقة أو بطاقات من مجموعة، والتأكد من وقت التنقل من المنزل إلى العمل في صباح يوم معين، والحصول على فصائل الدم من مجموعة من الأفراد، وغيرها.
ما هو «فضاء العينة-Sample space» في التجربة؟
فضاء العينة: مجموعة من جميع النتائج المحتملة لتجربة عشوائية، تُمثل بالرمز “S”، نكتب النتائج في قوسين هكذا “{}”.
مثال: عند رمي قطعة نقود، فإن هناك نتيجتين وهما «الرأس والذيل (صورة وكتابة)-Head and Tail»، إذًا فإن فضاء العينة لتلك التجربة سيكون:
S = {H,T}= {Head, Tail}.
وعند رمي العملة مرتين، سيكون عدد النتائج المحتملة أربعة. سنفرض أنهم H1, T1 للمرة الأولى وH2 وT2 للمرة الثانية، فيكون فضاء العينة:
S = {(H1, H2), (H1, T2), (T1, H2), (T1, T2)}.
ويمكنك تحديد النتائج بدقة بأنه لو كان لديك عدد n من العملات، فإن عدد النتائج المحتملة 2 أس n.
رمي عملة مرتين
فإذا رميت عملة معدنية ثلاث مرات متتالية، فإن (n = 3). فسيكون عدد النتائج المحتملة (8 = 3^2).
رمي عملة معدنية ثلاث مرات
مثال آخر: عند رمي قطعة نرد واحد، فهي لها 6 أوجه أي 6 نتائج، لذا ففضاء العينة سيكون: S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
ما هي «الأحداث-Events» في التجربة؟
في دراسة الاحتمال، لا نهتم فقط بالنتائج التي في فضاء العينة ككل بل أيضًا بمجموعات مختلفة من النتائج من فضاء العينة.
«الحدث-Event»: هو أي مجموعة (مجموعة فرعية) من النتائج -لتجربة معينة- الموجودة في فضاء العينة، يكون الحدث بسيطًا إذا كان يتكون من نتيجة واحدة بالضبط ومركبًا إذا كان يتكون من أكثر من نتيجة. ويقع احتمال وقوع أي حدث بين 0 و1.
مثال: عند رمي عملة ثلاث مرات متتاليات، فإن فضاء العينة سيكون:
S = {(T, T, T), (T, T, H), (T, H, T), (T, H, H ), (H, T, T ), (H, T, H), (H, H, T), (H, H, H)}.
فإذا أردنا إيجاد النتائج التي تحوي رأسان فقط (H) على الأقل، فستكون هكذا:
وهذا هو الحدث، مجموعة فرعية من فضاء العينة يُرمز له بـ (E).
ما هو احتمال وقوع الحدث؟
ذكرنا سابقًا أن احتمال وقوع أي حدث يكون بين 0 و1، فـ 1 إذا كان احتمال وقوع الحدث مؤكدًا بنسبة 100٪ و0 إذا كان العكس (التجارب العشوائية مثل رمي قطعة نرد لا تخضع لأي من الرقمين لكن نتيجة وقوع أي حدث تكون بينهما). لذا فببساطة، نحصل على احتمال حدث معين A من تجربة من عدد الطرق التي يمكن أن يحدث بها A مقسومًا على العدد الإجمالي للنتائج المحتملة. ففي المثال السابق يكون احتمال وقوع حدث أن تكون هناك رأسان على الأقل هو: 8÷4= 2÷1.
أنواع الأحداث في الاحتمال
ذكرنا في البداية أن هناك نوعين أساسيان وهما المركب والبسيط وسنتعرف عليهم بالتفصيل وعلى أنواع أخرى من الأحداث الاحتمالية المهمة.
«أحداث مؤكدة ومستحيلة-Impossible and Sure Events»
إذا كان احتمال حدوث حدث هو 0، فإن هذا الحدث يُسمى حدثًا مستحيلًا وإذا كان احتمال حدوث حدث هو 1، فإنه يُسمى حدثًا مؤكدًا. بمعنى آخر، المجموعة الفارغة ϕ هي حدث مستحيل وفضاء العينة S هي حدث أكيد.
«أحداث بسيطة-Simple Events»
يُعرف أي حدث يتكون من نقطة واحدة (outcome or sample point or element or member) من فضاء العينة بأنه حدث بسيط في الاحتمال. فمثلًا:
إذا كان S = {5, 6, 7, 8, 9} و E = {7}، فإن E هو حدث بسيط.
«أحداث مركبة-Compound Events»
على النقيض من الحدث البسيط، إذا كان أي حدث يتكون من أكثر من نقطة واحدة من فضاء العينة، فإن هذا الحدث يسمى حدثًا مركبًا. فمثلًا:
S = {5, 6, 7, 8, 9}, E1 = {5, 6}, E2 = {7, 8, 9}.
إذن E1 وE2 يمثلان حدثان مركبان.
«الأحداث المستقلة والتابعة-Independent and Dependent Events»
إذا كان وقوع أي حدث لا يتأثر بحدوث أي حدث آخر، تُعرف هذه الأحداث على أنها «أحداث مستقلة» وتعرف الأحداث التي تتأثر بأحداث أخرى بـ «الأحداث التابعة».
«أحداث متنافية-Mutually Exclusive Events»
إذا كان وقوع حدث واحد يستبعد حدوث حدث آخر، فإن مثل هذه الأحداث تكون «أحداثًا متنافية-Mutually exclusive events» (أي لا يوجد أي نقطة مشتركة بين حدثين). فمثلًا، إذا كانت
S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}.
وE1 وE2 حدثين، حيث:
E1 = {1, 2, 3} – E2 = {4, 5, 6}.
فهنا لا يوجد أي نقاط مشتركة، فـ E1 وE2 حدثان متنافيان.
«أحداث شاملة-Exhaustive Events»
الأحداث الشاملة هي مجموعة من الأحداث في فضاء العينة بحيث يحدث أحدها على نحو إلزامي أثناء إجراء التجربة. أي أن جميع الأحداث المحتملة في فضاء عينة من التجربة تشكل أحداثًا شاملة. فمثلًا، أثناء إلقاء عملة معدنية، هناك نتيجتان محتملتان. لذلك، فإن هاتين النتيجتان، هما حدثان شاملان لأن أحدهما سيحدث بالتأكيد أثناء قلب العملة. وليس من الضروري أن يكون للأحداث احتمالية متساوية لتكون شاملة، فعند رمي حجر نرد هناك 6 نتائج وهم {1, 2, 3, 4, 5, 6} وسيكون أي من هذه الأرقام هو النتيجة بالتأكيد، فإن كل هذه النتائج الست هي أحداث شاملة. لذلك، فأن اتحاد الأحداث الشاملة يعطي فضاء العينة بأكملها.
«الأحداث التكميلية-Complementary Events»
لأي حدث E1، يوجد حدث آخر ‘E1 والذي يمثل العناصر المتبقية من فضاء العينة S.
E1 = S – E1′.
مثال: إذا رمينا حجر نرد، فسيكون فضاء العينة:
S = {1, 2, 3, 4, 5, 6}
إذا كان الحدث E1 يمثل جميع النتائج التي تكون أكبر من 4، فإن E1 = {5, 6} و E1‘= {1, 2, 3, 4}.
وبالتالي فإن ‘E1 هو مكمل للحدث E1، وبالمثل مكملة E1, E2, E3… En هي’E1′, E2’, E3’… En.
الأحداث المرتبطة بـ “أو-OR”
إذا ارتبط حدثان E1 و E2 بـ «أو-OR»، فهذا يعني أنه إما E1 أو E2 أو كلاهما. يستخدم رمز الاتحاد (∪) لتمثيل «أو-OR» في الاحتمال. بالتالي، يشير الحدث E1 U E2 إلى E1 أو E2.
الأحداث المرتبطة بـ “و-And”
إذا ارتبط حدثان E1 و E2 بـ «و-AND»، فهذا يعني تقاطع العناصر المشتركة لكلا الحدثين. يستخدم رمز التقاطع (∩) لتمثيل «و-AND» في الاحتمال.بالتالي، فإن الحدث E1 ∩ E2 يشير إلى E1 و E2.
الحدث E1 – E2
يمثل رمز (-) الفرق بين كلا الحدثين. فحينما نقول E1 – E2 نقصد جميع النتائج الموجودة في E1 والتي ليست موجودة في E2. فمثلًا:
E1 = {2, 4, 6}, E2 ={2, 3, 6}. E1 – E2 ={4}.
ما هي أنواع الاحتمال؟
هناك أنواع مختلفة من الاحتمالات بناءً على طبيعة النتيجة أو النهج المتبع أثناء العثور على احتمال وقوع حدث ما. يمكن دراسة نظرية الاحتمالات بعدة طرق وسنبدأ بثلاث طرق أساسية وهما:
الاحتمال النظري (الكلاسيكي)
الاحتمال النظري هو المرتبط بالنظرية الكامنة وراء الاحتمال. للعثور على احتمال وقوع حدث باستخدام الاحتمال النظري، لا يلزم إجراء تجربة. فهو يعتمد على الرياضيات البحتة. فمثلًا إذا كان لدينا صندوق يحوي 10 كرات حمراء وزرقاء، فإن بالاحتمال النظري احتمال سحب كرة حمراء هو 10/20 = 1/2. (عدد الكرات الحمراء على المجموع الكلي للكرات).
الاحتمال التجريبي
الاحتمال التجريبي هو احتمال يتم تحديده على أساس سلسلة من التجارب. نُجري تجربة عشوائية ونُكررها عدة مرات لتحديد احتمالية حدوثها ويعرف كل تكرار على أنه تجربة. ففي المثال السابق بعد تجربة السحب السادسة وجدنا أن 4 من الكرات المسحوبة حمراء واثنين من الكرات زرقاء، هنا اختلفت النتائج عن الاحتمال النظري.
الاحتمال البديهي
الاحتمال البديهي هو نظرية احتمالية موحدة، يحدد مجموعة من البديهيات (القواعد) التي تنطبق على جميع أنواع الاحتمالات، بما في ذلك الاحتمال التجريبي والاحتمال النظري. البديهيات الثلاثة هي:
البديهية الأولى: توضح أن بالنسبة لأي حدث A، يكون احتمال A أكبر من أو يساوي الصفر، لأنه كما ذكرنا أن أي حدث يقع بين 0 و1 و0 حدث مستحيل الوقوع و1 مؤكد الوقوع.
البديهية الثانية: توضح أن جميع النتائج المحتملة في فضاء العينة تساوي 1.
البديهية الثالثة: توضح أنه إذا كان A1 و A2 نتيجتان متنافيتان، فإن:
P (A1 ∪ A2) = P (A1) + P (A2).
لذا فاحتمال حدوث A1, A2, A3… يساوي مجموعهم.
مقدمة في قوانين الاحتمالات
وهكذا انتهينا من المقدمة في قوانين الاحتمالات، دعونا نختم بهذا المثال المجمع والذي ستتضح فيه تفاصيل أخرى، حيث هناك أنوا أخرى، فقد تكون الاحتمالات إما هامشية أو مشتركة أو مشروطة، وفهم الاختلافات بينهم هو مفتاح لفهم أسس الإحصاء (انظر للصورة أدناه).
مقدمة في قوانين الاحتمالات
«الاحتمال الهامشي-Marginal probability»
احتمال وقوع حدث P(A)، يُنظر إليه على أنه احتمال غير مشروط. لا يشترط على حدث آخر.
مثال: احتمال أن تكون البطاقة المسحوبة صفراء من 52 بطاقة صفراء وحمراء (26 منها حمراء و26 منها صفراء) هو 1/2. والقوانين في الأعلى -بالصورة- في الاحتمال الهامشي هي الأساسية كما وضحنا سابقًا.
«الاحتمال الشرطي-Conditional probability»
يُعرَّف الاحتمال الشرطي بأنه احتمال وقوع حدث أو نتيجة، بناءً على حدوث حدث أو نتيجة سابقة، والصيغة العامة:
P(A|B) = P(A∩B)/P(B).
أو
P(B|A) = P(A∩B)/P(A).
مثال:
S ={1, 2, 3, 4, 5, 6}, A ={2,4, 6}, B ={2, 3}.
P(A|B) = P(A∩B)/P(B) = (1/6)÷(2/6) = 1/2.
(احتمال أن A يحدث بشرط أن يحدث B، أولًا التقاطع يساوي عدد عناصر الحدث على فضاء العينة، وP(B) يساوي عدد العناصر على فضاء العينة).
«نظرية بايز-Bayes Theorem»
هي نظرية في الاحتمالات والإحصاءات، سميت على اسم عالم الرياضيات البريطاني «توماس بايز-Thomas Bayes»، في القرن الثامن عشر والتي تساعد في تحديد احتمال وقوع حدث يعتمد على بعض الأحداث التي حدثت بالفعل. نظرية بايز لها العديد من التطبيقات مثلًا في قطاع الرعاية الصحية؛ لتحديد فرص تطوير المشاكل الصحية مع زيادة العمر.
تنص نظرية بايز على أن الاحتمال الشرطي لحدث A، نظرًا لحدوث حدث B آخر، يساوي ناتج احتمالية B، مع الأخذ في الاعتبار A واحتمال A.
الفرق بين صيغة الاحتمال الشرطي ونظرية بايز
الاحتمال الشرطي هو احتمال وقوع حدث “A” يعتمد على وقوع حدث آخر “B”. الصيغة:
مقدمة في قوانين الاحتمالات
نظرية بايز: اشتقت نظرية بايز باستخدام تعريف الاحتمال الشرطي، تشتمل صيغة النظرية على احتمالين شرطيين. الصيغة:
مقدمة في قوانين الاحتمالات
«الاحتمال المشترك-Joint probability»
هو احتمال وقوع الحدث A والحدث B. أي احتمال تقاطع حدثين أو أكثر.
مثال: احتمال أن تكون البطاقة المسحوبة صفراء (من 52 بطاقة و26 منهم حمراء و26 صفراء) وعليها الرقم 4 هو P (four and red) = 2/52 = 1/26، نفرض هنا أن B هو احتمال أن البطاقة صفراء وA هو احتمال ظهور الرقم 4.
P(A∩B) = P(A).P(B) = (4/52).(26/52) = 1/26.
السابق قانون التقاطع عندما نقول (بطاقة صفراء ورقم 4)، ماذا لو قلنا (بطاقة صفراء أو رقم 4)؛ حينها سنطبق قانون الاتحاد وقانون:
P(AUB) = P(A) + P(B) – P(A∩B).
من ثم عند الإتيان بالمكملة، نطرح كل ما سبق من 1، فإذا قلنا لا بطاقة حمراء ولا رقم 4؛ سيكون القانون التالي:
P(A’∩B’) = 1 – P(A).P(B).
وإذا قلنا لا بطاقة حمراء أو رقم 4، سيكون القانون التالي:
P(A’UB’) = 1 – P(A) + P(B) – P(A∩B).
«الاحتمال المنفصل-Disjoint probability»
وذلك يكون حينما يكون الحدثان متنافيين أو منفصلين ولا يحدث كلاهما في نفس الوقت، ومن أشهر الأمثلة هي عند رمي عملة واحدة مرة واحدة، فلن يظهر سوى وجه واحد ويستحيل ظهور الرأس والذيل معًا.
ولو فرضنا أن A تعبر عن عملات معدنية وB هو الطقس -حدثان متنافيان ولا علاقة لهم ببعضهما- ولاحظ القوانين التالية:
عند تقاطعهم سيعطينا المجموعة الخالية أو ϕ.
P(A∩B) = ϕ أو { }.
عند الاتحاد سيعطينا مجموعهما:
P(AUB) = P(A) + P(B).
«الأحداث المستقلة-Independent events»
سبق وذكرنا أن الأحداث المستقلة التي لا تعتمد على ما حدث من قبل، أي لا تتأثر هذه الأحداث بالنتائج التي حدثت سابقًا.
«الأحداث التابعة-Dependent events»
الأحداث التابعة هي التي تعتمد على ما حدث من قبل، أي تتأثر هذه الأحداث بالنتائج التي حدثت سابقًا، وإذا تغير حدث ما بالصدفة، فمن المحتمل أن يختلف الآخر. وتعبر (B|A)P أن احتمال حدوث B في حالة حدوث A أي يعتمد عليه. لاحظ القوانين بالصورة…
نهايةً، لو أردت «الاحتمال الكلي-Total probability» فهو يساوي مجموع كل الاحتمالات الموجودة.
المصادر
Jay L. Devore, Probability and statistics, Eighth Edition, Page (50:73).
تعتبر الخوارزميات الجينية من أكثر الخوارزميات التطورية شعبية نظرًا لتنوع تطبيقاتها. بحيث نجد أن الغالبية العظمى من المشاكل التحسينية المعروفة استخدمت هذه الخوارزميات لحلها. إضافة لذلك، نجد أن الخوارزميات الجينية ترتكز على مفهوم الساكنة، وبالتالي عدد كبير من الخوارزميات التطورية مبنية بشكل جزئي أو كلي على الخوارزميات الجينية.
أصل الخوارزميات الجينية
الخوارزميات الجينية، التي تم تطويرها على يد العالم جون هولند وزملائه في فترة الستينيات والسبعينيات، هي نموذج أو تجريد للتطور الطبيعي المبني على نظرية الانتقاء الطبيعي لتشارلز داروين. على الأرجح كان هولند أول من استخدم عمليات التقاطع، والدمج، والتحور، والانتقاء في دراسة الأنظمة التكيفية والاصطناعية. هذه العمليات تعتبر العمود الفقري للخوارزميات الجينية، بكونها استراتيجية لحل المشاكل.
تطبيقات الخوارزمية الجينية
تم تطوير وتطبيق عدد كبير من تحورات الخوارزميات الجينية، على نطاق واسع، لحل مختلف المشاكل التحسينية. من مسألة تلوين المخطط graph coloring إلي التعرف على الأنماط pattern recognition. ومن الأنظمة غير المتصلة discrete systems مثل مشكلة البائع المتجول traveling salesman problem إلي المستمرة continuous systems مثل التصميم الفعال للأجنحة الحاملة في الهندسة الجوية airfoil efficient design. ومن الأسواق المالية إلي الأمثلة متعددة الأهداف multi-objective engineering.
مميزات الخوارزميات الجينية
للخوارزميات الجينية أفضلية كبيرة في التعامل مع مجموعة المشاكل. بحيث تتميز بقدرتها على معالجة المشاكل ذات الملائمة المتغيرة زمنيًا. كما تتميز بمعالجة المشاكل المستمرة وغير المستمرة، والخطية وغير الخطية، حتى المشاكل التي تتعرض للتشويش خلال فترة التنفيد. أي عند تغير فضاء الحلول بفعل طفيلي خارجي.
عيوب الخوارزمية الجينية
للخوارزميات الجينية أيضًا بعض العيوب، فصياغة دالة حساب معامل الملائمة fitness function، واستخدام حجم الساكنة، واختيار المعاملات الهامة مثل معدل التطفر والتقاطع، ومعايير انتقاء الساكنة الجديدة يجب أن يتم بعناية وحذر فائقين. فأي اختيار غير مناسب يمكن أن يجعل التقارب صعبًا أو مستحيلًا، أو سيؤدي ببساطة إلى نتائج لا معنى لها.
لكن على الرغم من وجود هذه العيوب، تبقى الخوارزميات الجينية من أكثر الخوارزميات التطورية استعمالاً، إن لم تكن أكثرها.
آلية عمل الخوارزميات الجينية
تحاكي الخوارزميات الجينية عملية الانتقاء الطبيعي. مما يعني أن الأنواع التي يمكنها التكيف مع التغيرات في بيئتها قادرة على البقاء والتكاثر ونقل جيناتها إلى الجيل التالي. باختصار، تعتمد الخوارزمية الجينية على مفهوم “البقاء للأصلح”. حيث يتكون كل جيل من مجموعة من الأفراد، ويمثل كل فرد نقطة في فضاء الحلول الممكنة. يتم تمثيل كل فرد كسلسلة من الأحرف أو الأعداد الحقيقية أو الأعداد الصحيحة الطبيعية أو بتات bits. هذه السلسلة مماثلة لمفهوم الكروموسوم.
يتنافس أفراد الساكنة على حقوق التزاوج أي حق الخضوع لعمليات التقاطع crossover والتطفر mutation.
الأفراد الأكثر ملائمة أي الأصلح fittest ينتجون الحصة الأكبر من الجيل التالي.
تنتقل جينات الأباء عبر الأجيال، ويبقى الأفضل، مما يصقل أفراد الساكنة جيلًا بعد جيل.
لا يعني الانتقال من جيل إلي جيل اندثار الآباء. فرغم أن متوسط الملائمة لكل جيل يكون أكبر من الذي سبقه، لكن يمكن أن يكون معامل ملائمة فرد أفضل من الأبناء.
معامل الملائمة
يمنح معامل الكفائة لكل فرد من أفراد ساكنة الجيل الحالي بحيث يمثل هذا المعامل قدرة كل فرد على التنافس من أجل البقاء و الاستمرار إلي الجيل التالي.يمكن اعتبار الأفراد ذوي الملائمة العالية أو المثلى في الخوارزميات الجينية خالدين، بحيث يستمرون من جيل إلي جيل رفقة خلفهم. لكون سعة الجيل ثابتة، فعند إنشاء ساكنة جديدة يتم ترتيب أفراد الساكنة الكلية حسب معامل كفاءتهم وقص الساكنة الأقل ملائمة للإبقاء على الحجم الكلي ثابتًا.
كل جيل جديد لديه في المتوسط ”جينات أفضل” أكثر من الأجيال السابقة، نظرًا لكون متوسط اللياقة أعلى. وبالتالي فإن كل جيل جديد لديه “حلول جزئية” أفضل من الأجيال السابقة. وعند توقف معامل الملائمة عن الارتفاع لعدد من الأجيال المتتالية، يحدث إقرار التقارب. أي أن الساكنة الناتجة هي الأمثل والفرد الأكثر ملائمة هو الحل.
العمليات الأساسية في الخوارزميات الجينية
عملية الانتقاء selection
أساس هذا المفهوم هو اختيار الأفراد ذوي الملائمة الأعلى وتخويلهم الحصول على فرص أعلى لتمرير جيناتهم للجيل التالي. أي الخضوع لعدد أكبر من عمليات الدمج والتطفر.
عملية الدمج أو التقاطع crossover
تكافئ هذه العملية مفهوم التزاوج بين أفراد الساكنة. تتمثل في اختيار فردين من الساكنة الحالية وتحديد عدد من الجينات عشوائيًا وتمريرها للخلف (الأبناء). بالطبع عدد جينات الأباء هو نفسه عدد جينات الأبناء ولكون الاختيار عشوائي لا يكون عدد الجينات من الأم أو الأب نفسه عدد الجينات من الأب أو الأم. أي التوزيع ليس 50 | 50.
يمكن تبني هذا المفهوم بطريقتين مختلفتين الأولى عند الدمج نقوم بتغيير أحد جينات الخلف بطريقة عشوائية. والثانية بدلًا من تغيير الخلف مباشرة، نقوم بنسخه وتغيير جين من جينات النسخة، ما ينتج فردين مختلفين في جين واحد.
before mutation: قبل الطفرة. after mutation: بعد الطفرة.
يزداد استخدام الهيدروجين عامًا بعد عام، وأصبح يُنتج بشكل واسع عما كان عليه في تسعينيات القرن الماضي. إلا أنه مؤخرًا أصبح محور اهتمام الدراسات التي تركز على استخدامه كوسيط للطاقة منخفضة الانبعاثات الكربونية في سلسلة محطات إنتاج الطاقة، وأسواق النقل. فما هي تقنيات إنتاج الهيدروجين؟
تواجد الهيدروجين في الطبيعة
بالرغم من توافر الهيدروجين في الكون؛ لتواجده في الطبيعة مقترنًا بعناصر أخرى كالكربون والأوكسجين؛ إلا أن استخدامه بصورته النقية الجزيئية يتطلب خضوع الخام من المواد إلى عمليات إنتاجية قد تكون مكلفة في آن، ومن الصعب تطبيقها على مدى واسع.
أهمية الهيدروجين في الصناعة
بالرغم من إشكالية إنتاج الهيدروجين بصورته الجزيئية، إلا أنه يضل عنصرًا مهمًا لكثير من التطبيقات الصناعية، ويدخل في مجالات عديدة، منها:
استخدامات الهيدروجين في مجال الوقود
الاستخدامات التجارية في معالجة الزيوت الثقيلة والنفط، إما لغرض تنقيتها من الشوائب أو لمعادلة نسبة الكربون في الوقود. وتسمى العملية بهدرجة النفط، بحيث يتم استخدام الهيدروجين لمعالجة النفط الخام كمرحلة من عملية التكرير. الهدرجة تعرف بأنها تفاعل كيميائي يتم من خلاله إضافة الهيدروجين إلى مركب آخر. عادة ما يستخدم هذا التفاعل لتقليل أو تشبيع المركبات العضوية.
استخدامات الهيدروجين في الصناعات الغذائية
أيضًا يدخل في الصناعات الغذائية؛ بالأخص في عملية هدرجة الزيوت والدهون المصنعة، وفي معالجة المعادن، وإنتاج الأمونيا التي تستخدم في عمليات صناعة السماد الزراعي، وغيرها. مثلما ذكرنا مسبقًا، من النقاط التي تؤخذ بعين الإعتبار بل وأهمها على الإطلاق في استراتيجيات استخدام الهيدروجين في انتاج الطاقة هي عدم تواجده بصورته الجزيئية كالنفط، والغاز الطبيعي. فهو ينتج كما تنتج الكهرباء من مواد أولية ذات طاقة كامنة، تتحول هذه الطاقة إلى صورتها الكهربائية باستخدام آليات مختلفة، وذات مراحل متعددة.
تقنيات إنتاج الهيدروجين
الهيدروجين في حالته الجزيئية يمكن إنتاجه من مصادر مختلفة، وبعدة طرق تصنيعية. في مجال انظمة الطاقة، الهيدروجين يعتبر أفضل ما يمكن إيجاده كوسيط للطاقة، أقرب إلى الكهرباء منها إلى الوقود الأحفوري المستخرج من باطن الارض. فمن الممكن إنتاجه من أي وقود هيدروكربوني، فالوقود بحد ذاته يحمل جزيئات الهيدروجين في سلسلته الجزيئية. بالإضافة إلى إمكانية إنتاجه من عدة مواد بيولوجية أخرى كالسكر مثلًا، والماء. عملية فصل الماء والتي تستخدم لاستخراج الهيدروجين تسمى بعملية التحليل الكهربائي، وهي أقدم عملية كهروكيميائية معروفة، وتعتبر أحد أكثر تقنيات إنتاج الهيدروجين التي تخضع للبحوث، والتجارب المعملية. الهيدروجين بشكل رئيسي ينتج اليوم عبر عملية إصلاح البخار للغاز الطبيعي، لكن أيضًا ينتج عبر عملية تحليل الماء، وكمنتج ثانوي لعمليات صناعية أخرى مثل عملية الكلور القلوي.
عملية إصلاح بخار الميثان 《Steam Methane Reforming》
هي عملية يتم فيها تفاعل الغاز الطبيعي، أو أي بخار لغاز حيوي، أو غاز مرادم مع بخار الماء الذي يمرر في وجود عامل حفاز فلزي بالعادة لإنتاج غاز الإصطناع المكون من الهيدروجين و ثاني أكسيد الكربون. نسبة إنتاج الهيدروجين من الغاز الطبيعي تعتبر الأعلى كفاءة بنسبة تصل إلى ٧٢% في وجود درجات حرارة منخفضة بالنسبة لمجال درجات الحرارة المطلوب لإنجاز العملية. يستعمل الهيدروجين الناتج عن العملية كمادة أولية لخلايا الوقود. كفاءة العملية من الممكن أن تقل إن كانت مصادر الميثان تتضمن الكبريت، أو أي شوائب. بالتالي هذا يتطلب دخول المادة عملية معالجة أولية، وتنقية لإزالة الشوائب من البخار. إلى أنه بشكل عام، تنتج هذه العملية غاز إصطناع غني بالهيدروجين بنسبة 70-75%، مع وجود نسب صغيرة من الميثان 2-6%، وأول 7-10%، وثاني أوكسيد الكربون 6-14%.
عملية تغويز الفحم والهيدروكربونات 《Gasification of Coal and Other Hydrocarbons》
يمكن إنتاج الهيدروجين عبر عملية أكسدة جزيئية للفحم، أو أحد مصادر الهيدروكربونات الأخرى، بقايا الزيوت الثقيلة. يتفاعل الوقود الهيدروكربوني مع الأوكسجين بنسبة أقل من النسبة المتكافئة، لإنتاج خليط من أول أكسيد الكربون، والهيدروجين تحت درجات حرارة تتراوح بين ١٢٠٠ إلى ١٣٥٠ درجة مئوية.
عملية التحليل الكهربائي للماء《Electrolysis of Water》
هي عملية فصل جزيئات الماء مباشرة إلى هيدروجين وأوكسجين عبر تمرير تيار كهربائي في خلية كهربائية بوجود عامل حفاز يسمى إلكتروليت. e- + H2O -> ½ O2 + H2 النوعان الأساسيان لأجهزة التحليل الكهربائية هي: النوع الأول المسماة بالقلوية عبر إستخدام الإلكتروليت هيدروكسيد البوتاسيوم، والثانية ما تسمى ب PEM خلية وقود غشاء تبادل البروتون، و التي يستخدم فيها الإلكتروليت الصلب والذي يتكون من غشاء من البوليمر الصلب. بالعادة يتم الاستفادة بشكل كبير من الأوكسجين المنتج من هذه العملية في عدة مجالات مثل: استخدامه في إثراء المخزون الأوكسجيني للمنازل الخضراء المستخدمة في عمليات إنتاج الغذاء.
تقنية إنتاج الهيدروجين من الغاز الحيويHydrogen from》 Biomass》
تقنيات تحويل الغاز الحيوي من الممكن تقسيمها إلى: عملية تعتمد بمبدأها على الكيمياء الحرارية، أو الكيمياء الحيوية. العملية المعتمدة على الكيمياء الحرارية تعتبر أقل تكلفة بسبب عدم تواجده حد حراري، وبالتالي العملية تحدث في درجات حرارة عالية مسببة نمط عالي متردد من التفاعلات. هذه التفاعلات قد تتضمن تفاعلات تغوير، أو تحليل حراري في غياب الأوكسجين، منتجة بذلك بخار غني بالهيدروجين هذا الغاز يسمى بسينجاز. سينجاز يعتبر خليط من غازي الهيدروجين، وأول أوكسيد الكربون.
تقنية خلايا الوقود عالية الحرارة 《High Temperature Fuel Cells》
تنقسم تقنية خلايا الوقود إلى تصميمين الأول يعتمد على كربونات سائلة MCFC، والثاني يعتمد على الأكاسيد الصلبة SOFC. التقنية تعمل تحت درجات حرارة عالية، مستخدمة وقود الميثان مباشرة، يحدث داخلها مرحلة التفاعل المسماة بالتشكيل الداخلي، والتي يتنج منها الهيدروجين. هذه التقنيات لا تحتاج هيدروجين نقي مثل خلايا وقود غشاء تبادل البروتون المذكور سابقًا، وحمض الفسفوريك، ولكن من الممكن أن تعمل مباشرة بالغاز الطبيعي، والغاز الحيوي. بالإضافة إلى أن هذه الأنظمة من الممكن تصميمها لإنتاج هيدروجين نقي يستخدم كوقود للسيارات.
غيّرت الحروب الشاملة العالم وحولته إلى الشكل الذي نعرفه اليوم، مؤدية إلى انهيار امبراطوريات وصعود أخرى. متجاوزة بتأثيرها الحدود الجغرافية التي تحدث فيها بسبب تأثيرها على الثقافة والإيديولوجية والاقتصاد والسكان. وسنتعرف في مقالتنا هذه عن هذا النوع من الحروب. فما هي الحرب الشاملة؟
ما هي الحرب الشاملة؟
عرّفت الحرب الشاملة على أنّها صراع عسكري يكون فيه أطراف النزاع مستعدين لتقديم كل التضحيات اللازمة من أرواح وموارد لتحقيق النصر المطلق. [1] وهي على عكس الحرب المحدودة التي يستخدم بها أجزاء من قوة المتحاربين وشعوبهم ومواردهم المادية [2]، حيث تؤدي بسبب شموليتها إلى التعبئة العامة الكاملة للقوى البشرية وموارد الحرب.
الفرق بين الحرب الشاملة والحرب المحدودة
ما يميّز الحرب المحدودة عن الشاملة أيضًا بأن المتحاربين يحددون عمدًا أهدافهم السياسية والعسكرية من الحرب وحجم وطبيعة القوات والوسائل التي تشترك في الصراع ومناطق القتال، والأهداف المطلوب تدميرها أو الاستيلاء عليها. ولذلك يختلف مجال ومدة الحروب المحدودة اختلافًا كبيرًا طبقًا للقيود التي تفرضها الأطراف المتحاربة.[2] أما الحرب الشاملة فتستلزم حشد كل القوات وتوجيهها إلى الخصم بغرض تدميره اقتصاديًا وعسكريًا. فيتضاءل التمايز بين المقاتلين وغير المقاتلين بل ويختفي أحيانًا تمامًا نظرًا لأن الأطراف المتعارضة تعتبر كل الموارد البشرية تقريبًا، حتى غير المقاتلة منها، جزءًا من المجهود الحربي. [3]
على الرغم من الغموض الذي يكتنف الفوارق بين نوعي الحرب إلّا أنّ المؤرخين والقادة العسكريين وصنّاع السياسات دأبوا على استخدام المصطلحين لأغراض تقسيم التاريخ إلى عصور. وأيضًا كوسيلة للترويج للحرب الشاملة باعتبارها أقصى أشكال النزاع. [5]
2 – لماذا تلجأ الدول لهذا النوع من الحروب؟
أدى التوسع الاقليمي إلى التزامات مختلفة في الحروب، أضف إلى ذلك الحاجة لضمان نصر سريع ليتم استخدامه كمفتاح للمساومة الدبلوماسية المفيدة. فغياب النصر السريع يخلق احتمالًا لقيام الانقسامات السياسية التي قلبت تاريخيًا ميزان القوى المنتصرة في العاصمة لصالح القوات المنسحبة [4]. مما قد يضطر الأطراف المتحاربة إلى استخدام كامل قوتها لإضعاف الخصوم، إضافة إلى استهداف المدنيين خوفًا من تمردهم. لأن حقيقة الغزو والاحتلال تولد التماسك، وتقلل من القيود المفروضة على التعبئة العسكرية، وتزيد من الاستعداد لتحمل التكاليف. [4]
3 – أمثلة عن الحروب الشاملة
استخدم مصطلح الحرب الشاملة لأول مرة في القرن التاسع عشر. حيث حدد العلماء “الحرب الشاملة” كفئة منفصلة من الحرب [8]. لكن صنفت الكثير من الحروب تاريخيًا كحروب شاملة، مثل الغزو المغولي خلال العصور الوسطى [6]. فقد اجتاح مناطق بأكملها ودمّر حضارتها وقتل سكانها العزّل. كما استخدم هذا المصطلح كإشارة إلى الحروب النابليونية التي أطلقت عليها تسمية الحرب المطلقة في مصادر أخرى. واعتبر بعض المؤرخين معركة بوردينيو بين فرنسا وروسيا عام 1812 أول حرب شاملة في التاريخ [7]. في حين قال آخرون ذلك عن الحرب الأهلية الأميركية [1].
وتعد الحربان العالميتان الأولى والثانية مثالًا دامغًا في التاريخ عن فظاعة وهول الحروب الشاملة. حيث حشدت الحرب العالمية الأولى جميع الدول الأوروبية تقريبًا ومستعمراتها في حرب شاملة بتكاليف باهظة. ليس فقط للأفراد العسكريين الذين فُقدوا في المعركة، ولكن لمجتمعات بأكملها. مما أثر بشكل كبير على التمويل والثقافة والصناعة. [3]
ووصلت الحرب العالمية الثانية في شمولها إلى أقصى الدرجات مع استعمال الأسلحة النووية في هيروشيما ونكازاغي. فوضعت الدول أمام خيارات قاسية وجعلتها تدرك حجم الأهوال التي قد يسببها ذلك النوع من الحروب. إلّا أنّ الحروب الشاملة بقيت خيارًا متاحًا للدول ولكن في أقصى درجات النزاع، كحرب أميركا على العراق في عام 2003.
ورغم وجود أنواع وتصنيفات أخرى للحروب إلّا أنّ الحروب الشاملة هي الأكثر دموية لما تسببه من هلاك للإنسانية إن لم تحكمها ضوابط وقوانين رادعة. ورغم أننا نعيش في أكثر العصور سلامًا إلّا أنّ أهوال تلك الحروب وتأثيراتها باقية إلى يومنا هذا.
تحليل الأسهم هو تقييم لأداة تداول معينة أو ناحية استثمار أو حتى السوق نفسه ككل. يحاول محللو الأسهم تحديد النشاط المستقبلي لأداة الاستثمار موضع الاهتمام أو للسوق بأكمله [1].
ما أهمية تحليل الأسهم؟
إجراء بحث قبل الشروع في الاستثمار أمر لا بد منه. إذ لا يمكنك وضع افتراضات عن قيمة الاستثمار وأدائه المستقبلي إلا بعد إجراء بحث شامل. حتى إذا كنت تتبع نصائح التداول الشائعة بحذافيرها فمن الضروري البحث وتحليل المعطيات، فقط للتأكد من أنك تستثمر في الاتجاه الصحيح ومن ثم تنتظر العوائد بشيء من الطمأنينة.
تخيل نفسك قبل شراء أي شيء سواء كانت سيارة أو هاتف، ألا تقوم بإجراء قدر من البحث حول أدائه وجودته؟ الاستثمار ليس استثناءً للقاعدة. إن ما توشك على الاستثمار فيه هو أموالك التي تكبدت فيها الكثير، لذلك يجب أن تمتلك معرفة معقولة بناحية الاستثمار التي اخترتها [5]. فتحليل الأسهم هو وسيلة للمستثمرين والمتداولين لاتخاذ قرارات البيع والشراء. من خلال دراسة وتقييم البيانات السابقة والحالية، يبحث المستثمرون والمتداولون عن أفضلية في الأسواق نتيجة اتخاذ قرارات مدروسة بعناية [1]. وهناك نوعان رئيسيان من تحليل الأسهم التحليل الأساسي (fundamental analysis) والتحليل الفني (technical analysis).
التحليل الأساسي
يركز التحليل الأساسي على البيانات من مصادرها، بما فيها السجلات المالية والتقارير الاقتصادية وأصول الشركة وحصة السوق. لإجراء تحليل أساسي على شركة أو قطاع عام، يحلل المستثمرون المقاييس المتضمَّنة في البيانات المالية للشركة – الميزانية العمومية (balance sheet) وبيان الدخل وبيان التدفق النقدي وحتى الحواشي.
كما يتم تحليل تقرير الأرباح (earnings report) الصادر عن الشركة خلال البيان الذي يستعرض أرباحها ربع السنوية (quarterly earnings)، ما يتحرق المستثمرون شوقًا إليه للتأكد من مقدار الإيرادات والمصروفات والأرباح التي حققتها الشركة. عند إجراء تحليل الأسهم على البيانات المالية لشركة ما، يتحقق المحلل عادة من نسب ربحية الشركة، والسيولة، والقدرة على الوفاء بالديون، والكفاءة، ومسار النمو، والفاعلية المالية.
النسبة الحالية والنسبة السريعة
تُستخدم النسبتان الحالية (current ratio) والسريعة (quick ratio) لتقدير ما إذا كانت الشركة قادرة على سداد التزاماتها قصيرة الأجل بأصولها الحالية المتاحة. تُحسب معادلة النسبة الحالية بقسمة الأصول المتداولة على الخصوم المتداولة، والأرقام التي يمكن الحصول عليها من الميزانية العمومية. على الرغم من أنه لا يوجد شيء يسمى نسبة حالية مثالية، إلا أن النسبة الأقل من 1 يمكن أن توحي لمحلل الأسهم بأن شركة في حالة مالية سيئة وقد لا تكون قادرة على تغطية التزامات الديون قصيرة الأجل عند استحقاقها.
فتصبح النسبة الحالية هي المستخدمة من قبل كيانات الشركات لاختبار قدرة الشركة على الوفاء بالتزاماتها قصيرة الأجل، أي خلال سنة واحدة. أما النسبة السريعة فتعد مقياسًا لكفاءة الشركة في الوفاء بالتزاماتها المالية الحالية، مع أصولها السريعة، أي الأصول التي يمكن تحويلها بسهولة إلى نقد في مدة قصيرة[3].
ما هو دور المحلل؟
بالعودة إلى الميزانية العمومية، قد يرغب محلل الأسهم في معرفة مستويات الديون الحالية على عاتق الشركة. في هذه الحالة، قد يستخدم محلل الأسهم نسبة الديون، والتي يتم حسابها بقسمة إجمالي المطلوبات على إجمالي الأصول. عادةً ما تعني نسبة الدين الأعلى من 1 أن الشركة لديها ديون أكثر من الأصول. إذا كانت الشركة حينئذ تتمتع بدرجة عالية من النفوذ، فقد يستنتج محلل الأسهم أن ارتفاع أسعار الفائدة قد يزيد من احتمالية تعثر الشركة في السداد.
على المحلل أيضًا أن يعي قرارات البنك المركزي وتأثيرها. فالعلاقة بين سوق الأسهم والفائدة عكسية نوعًا ما. إذ يؤدي الارتفاع العام في أسعار الفائدة إلى الإضرار بأداء الأسهم. فيرى الأفراد عائدًا أعلى على مدخراتهم عند التعامل مع الأصول محدودة المخاطرة كالسندات أو شهادات الإيداع ما يضعف شهية الاستثمار في الأسهم ويؤدي إلى انخفاض الطلب عليها.
كما يتضمن تحليل الأسهم مقارنة البيانات المالية الحالية للشركة ببياناتها المالية في السنوات السابقة لإعطاء المستثمر فكرة عما إذا كانت الشركة في حالة نمو أم استقرار أم تدهور. يمكن أيضًا مقارنة البيانات المالية للشركة مع تلك الخاصة بشركة واحدة أو أكثر في نفس المجال. قد يتطلع محلل الأسهم إلى مقارنة هامش الربح التشغيلي (operating profit margin) لشركتين متنافستين، من خلال النظر في بيانات الدخل الخاصة بهما.
هامش الربح التشغيلي
هو مصطلح يشير إلى نسبة الربح المحقق من المبيعات بعد طرح تكاليف الإنتاج المتغيرة، مثل الأجور والمواد الخام، ودون طرح الفوائد والضرائب. يوضح مقدار الإيرادات المتبقية بعد دفع مصاريف التشغيل ويخبرنا بالجزء المتبقي من الإيرادات لتغطية التكاليف غير التشغيلية. يُحسب من طريق قسمة الإيرادات التشغيلية على مجموع الإيرادات. يُنظر إلى شركة بهامش تشغيلي 0.30 على نحو أفضل من أخرى بهامش 0.03. يعني هامش التشغيل 0.30 أنه مقابل كل دولار من الإيرادات، يتبقى لدى الشركة 30 سنتًا بعد تغطية تكاليف التشغيل. بمعنى آخر، تستخدم الشركة 70 سنتًا من كل دولار في صافي مبيعاتها لدفع تكاليفها المتغيرة أو التشغيلية[4].
التحليل الفني
يركز التحليل الفني على دراسة حركة السعر الماضي والحاضر للسهم للتنبؤ باحتمالية تحركات الأسعار في المستقبل. يقوم المحللون الفنيون بتحليل السوق المالي ككل ويهتمون بشكل أساسي بالسعر والكثافة، بالإضافة إلى عوامل العرض والطلب التي تحرك السوق. الرسوم البيانية هي أداة رئيسية للمحللين الفنيين لأنها تعرض رسمًا توضيحيًا لاتجاه السهم خلال فترة زمنية محددة. باستخدام الرسم البياني مثلًا، قد يحدد المحلل الفني مناطق معينة كمستوى دعم (support) يقع أدنى حركة السعر ويرتد منه السعر صعودًا أو مقاومة (resistance) يقع أعلى حركة السعر ويرتد منها السعر هبوطًا بعد حركة صعود سابقة.
أثناء حركة الأسعار تتكون القمم والقيعان نتيجة لتبادل المشترين والبائعين السيطرة على السوق. وببساطة يمكن القول أن كل قاع سابق هو دعم من المتوقع أن يرتد منه السعر بالصعود، وكل قمة سابقة هي مقاومة من المتوقع أن يرتد منها السعر بالهبوط[2].
لا يكون التحليل الفني للأسهم فعالاً إلا عندما تؤثر قوى العرض والطلب تحديدًا على اتجاه السعر الذي تم تحليله. عندما تكون العوامل الخارجية داخلة في حركة الأسعار، قد لا ينجح تحليل الأسهم باستخدام التحليل الفني. تشمل الأمثلة على تلك العوامل الخارجية: تجزئة الأسهم (stock splits)، وعمليات الدمج (mergers)، وإعلانات توزيعات الأرباح، وإقامة الدعوى الجماعية، وموت المدير التنفيذي للشركة، وشن هجوم إرهابي، واكتشاف فضائح محاسبية، وتغيير الإدارة، وتغييرات السياسة النقدية، إلى آخره من الأحداث.
يمكن إجراء كل من التحليل الأساسي والفني على نحو مستقل وقد يستخدم بعض المحللين كلتا الطريقتين معًا. يعد استخدام تحليل الأسهم عمومًا لدراسة الأسواق طريقة ممتازة ومُحققة لوضع أفضل استراتيجية استثمار لمحفظتك.
مهما كان نوع الإشعاعات التي تتعرض لها أجسامنا، فإنها تتفاعل معها من خلال الطاقة التي تُخلفها في الخلايا البشرية. وتنتقل هذه الطاقة عبر الإلكترونات التي تنشأ على طول مسار الإشعاع مخلفة بذلك آثارًا تختلف باختلاف تفاعل الخلية مع الإشعاع. فكيف تتفاعل الخلية الحية مع الإشعاع؟ وما هي الآثار التي يسببها هذا التفاعل؟
طرق تفاعل الإشعاعات مع الخلايا الحية
تتفاعل الإشعاعات مع الخلايا الحية بشكل مباشر أو غير مباشر؛ ويستغرق التفاعل غير المباشر (10-18 ثانية) أضعاف ما يستغرقه التفاعل المباشر (10-9 ثانية) من الوقت من أجل إحداث الأثر البيولوجي. وللإشارة فقط، فإن هذه المدد الزمنية المذكورة لا تمثل الوقت اللازم لظهور الآثار البيولوجية على الجسم البشري، بل تمثل الوقت الذي تبدأ فيه التفاعلات بين الذرات والجزيئات. أما الوقت الذي يبدأ فيه موت الخلايا فإنه يستمر من بضع ساعات إلى عدة شهور. ويمتد الوقت الذي تبدأ معه الآثار البيولوجية بشكل ملاحظ من بضع ساعات إلى عدة سنوات. أما بالنسبة للآثار الوراثية، فقد تمتد إلى عدة أجيال [1].
الفعل المباشر
يشمل «الفعل المباشر-direct action» الذي تتركه الإشعاعات في الخلية الحية إثارة وتأيين الذرات، حيث تمتص إلكترونات الذرات طاقة الإشعاع فتحولها إلى طاقة حركية تساعدها إما على الانطلاق خارج مدارات الذرة (التأين)، أو على التموضع في المدارات الخارجية للذرة (الاستثارة) [1].
الفعل غير المباشر
يتمثل «الفعل غير المباشر-indirect action» في التأثير الذي تُحدِثه الجزيئات غير البيولوجية التي تفاعلت مع الإشعاع، حيث تتحول جزيئات الماء المتواجدة داخل الخلية إلى «جذور حرة-free radicals» بعد تأينها، ثم تتفاعل هذه الجذور مع الأجسام البيولوجية المحيطة بها [1].
الآثار المباشرة وغير المباشرة للإشعاعات
ويهيمن الضرر الذي يسببه الفعل المباشر على الضرر غير المباشر بالنسبة للجسيمات ذات «نقل الطاقة الخطي-linear energy transfer» العالي كجسيم ألفا والنيوترونات. بينما يكون التأثير غير المباشر أكثر أهمية بالنسبة للجسيمات ذات نقل الطاقة الخطي الضعيف كالإلكترونات والفوتونات. وللتذكير فقط، فإن نقل الطاقة الخطي هو متوسط الطاقة الذي يحرره الإشعاع عند قطعه مسافة معينة داخل الوسط الذي يتفاعل معه. ويكون عاليا بالنسبة للجسيمات الثقيلة كالأيونات وجسيم ألفا ومنخفضًا بالنسبة للجسيمات الخفيفة كالإلكترونات مثلًا [1].
استجابة الخلايا الحية للإشعاع
تتفاعل الجسيمات الناتجة عن امتصاص طاقة الإشعاع مع مختلف الأجسام البيولوجية المحيطة بها. لكن يبقى التفاعل مع الحمض النووي هو المُسَبب الأول لضرر الخلية والذي قد يؤدي إلى موتها.
تضرر الحمض النووي
يؤدي تعرض الحمض النووي للإشعاعات إلى عدة أنواع من الإصابات، بعضها قابل للترميم والبعض الآخر غير قابل لذلك، إذ يتضرّر جانب واحد من لولبي الحمض النووي أو كلا الجانبين وغير ذلك من الإصابات التي قد تطرأ على الحمض النووي. وبفضل قدرته على الترميم، فإن عدد الإصابات التي تنتهي بالخلية إلى الموت قليل جدا مقارنة بالعدد الإجمالي للإصابات [1].
موت الخلية
عند فشل عملية الترميم، ينتهي الأمر بالخلايا البيولوجية إما إلى الموت أو إلى فقدان قدرتها على الانقسام. ويحدث هذا إما بـ «الاستماتة-Apoptosis» أو بـ «النخر-necrosis» أو بـ «كارثة الانقسام- «mitotic catastropheأو بـ «الشيخوخة المستحثة-induced senescence». تنتحر الخلايا بشكل مبرمج في عملية الاستماتة، ويحدث هذا لبعض أنواع الخلايا عند تعرضها لجرعة منخفضة من الإشعاعات. بينما تموت الخلايا بالنخرـالذي ينتج عن فقدان الغشاء الخلوي لوظائفه- بعد التعرض لجرعة عالية. بالنسبة لفقدان القدرة على الانقسام الناتج عن كارثة الانقسام، فإنه يحدث عندما تدخل الخلايا مرحلة الانقسام الخلوي قبل أن تكمل عملية ترميم الحمض النووي. وتكون نسبة حدوثه أعلى في الوقت الذي يلي التعرض للإشعاع مباشرة. وتفقد الخلايا أيضُا قدرتها على الانقسام في الشيخوخة المستحثة، لكنها تبقى قادرة على القيام بوظائف التمثيل الغدائي [1].
آثر المتفرج
رغم عدم تعرضها للإشعاع، تتضرر الخلايا المجاورة لتلك التي تم إشعاعها، وهذا ما يعرف بـ «أثر المتفرج-bystander effect ». وفي محاولة لتفسير هذه الظاهرة، اقترح البعض أن الخلايا التي تتعرض للإشعاعات ترسل إشارات إلى قريباتها، فتبدأ هذه الأخيرة بالدخول في عملية الاستماتة أو ما يعرف بالموت المبرمج [1].
آثار الإشعاعات على الجسم البشري
تنتج آثار الإشعاعات الظاهرة على الجسم البشري عن تراكم الآثار التي تحدث لكل خلية. ويمكن تقسيم الآثار على المستوى الخلوي إلى قسمين: قسم يشمل الموت المبكر للخلية أو إيقاف أو تأخير عملية الانقسام، وقسم يتجلى في التغيرات الدائمة التي تتعرض لها الخلايا نتيجة للإشعاع، حيث تنتقل هذه التغيرات للخلايا الوليدة. وحسب هذين القسمين، نجد نوعين من الآثار التي قد يتعرض لها الجسم البشري: الآثار الحتمية والآثار العشوائية [2].
الآثار الحتمية
عند التعرض لجرعة من الإشعاعات، قد يؤدي موت الخلايا وإيقاف عملية الانقسام إلى نقص حاد في الخلايا التي يحتاجها أحد الأعضاء للقيام بوظائفه بشكل طبيعي. ولا تبدأ الأضرار في الظهور-في هذه الحالة- إلا حين تُجاوِز الجرعة عتبة محددة لهذا العضو حيث يكون عدد الخلايا المتضررة كبيرًا. وتزداد خطورة الضرر مع ارتفاع الجرعة التي يمتصها العضو. أما حين تكون الجرعة تحت العتبة المحددة، فلا يلحق أي ضرر بالأداء الوظيفي للعضو الذي تعرض للإشعاع. وهذا ما يسمى بـ «الأثر الحتمي-«Deterministic effect[2].
الآثار العشوائية
تحدث «الآثار العشوائية-stochastic effects» عندما تتغير الخلية بشكل دائم. ويؤدي هذا التغير إما إلى تطور مرض السرطان بالنسبة للفرد المُتعرِّض للإشعاع أو إلى ظهور آثار وراثية بالنسبة لخَلَفِ هذا الفرد. ويزداد احتمال حدوث هذا النوع من الآثار مع ارتفاع الجرعة التي يمتصها الجسم أثناء تعرضه للإشعاع [2].
