الوسم: الأكاديمية بوست

ما هو متحور أوميكرون؟

ما هو متحور أوميكرون؟

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

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

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

سرعة انتقاله وشدة المرض

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

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

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

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

هل أوميكرون يصيب المتعافين من عدوى كورونا؟

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

تغيرات في المتحور

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

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

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

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

فعالية الاختبارات الحالية

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

فعالية اللقاحات

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

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

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

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

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

الإجراءات الموصى بها للناس

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

المصادر

نظرية الاحتمال بين الماضي والمستقبل

انتشر القمار في المجتمع الفرنسي قديمًا بشكل كبير إلى أن وصل أنه كان الأكثر شهرة وحداثة في المجتمع في منتصف القرن السابع عشر. وبعدما أصبح أكثر تعقيدًا وأضخم كانت هناك حاجة ملحة للوصول إلى طرق رياضية أحدث لتحقيق المكسب. فاستعان لاعب القمار الشهير في ذلك الوقت الذي لم يكن يخسر وقتها أي مواجهة إلا بصعوبة <<Chevalier De Mere – شوفالييه دي ميري >> الحاصل على جائزة نوبل ب <<Blaise Pascal – بليز باسكال >> فبدأ باسكال التعاون مع صديقه العالم << Pierre De Fermat – بيير دي فيرما>> لمناقشة هذه المشكلة، وتوصلوا من ذلك إلى الأصل الرياضي للاحتمالات ووضعوا أساس ما يسمى بالاحتمال الكلاسيكي. ففي هذا المقال نناقش نظرية الاحتمال بين الماضي والمستقبل.

تاريخ نظرية الاحتمال

  1. العصور القديمة: ظهرت لعبة رمي النرد في ألعاب الحظ عبر كل العالم تقريبًا منذ أكثر من 3500 سنة في اليونان والإمبراطورية الرومانية والصين والهند وغيرهم من الدول. وكان يُصنع النرد وقتها من عظام الحيوانات مثل الماعز والخروف، وتواجدت هذه الصناعة بشكل أكبر في اليونان والإمبراطورية الرومانية.
  2. القرنين السادس عشر والسابع عشر: في هذه الفترة كانت قد حصلت ألعاب الحظ وألعاب الكروت على اهتمام أكبر. وكتب عالم الرياضيات << Gerolamo Cardano – جيرولامو كاردانو >> دليل قصير سنة 1524م والذي احتوى على أول معالجة رياضية عن الاحتمالات ونُشرت بعد قرن تقريبًا سنة 1633م. وكان قد عرض العالم كاردانو في هذا الدليل أن احتمالية حدث ما تكون بين صفر وواحد والناتج عشوائي. وعندما تكون احتمالية حدث ما هي (p) وعدد المرات التي تحدث هي (n) فإن عدد المرات التي ستحدث هي (np). واعتقد العلماء وقتها أنه لم يقدم جديدًا ولكنه ما زال يعتبر الأب الحقيقي لعلم لنظرية الاحتمال. ثم جاء العالمان بليز باسكال وبيير دي فيرما وقدموا تعريف الاحتمالات والقيمة المتوقعة والاحتمال المشروط وذلك يعتبر ميلاد الاحتمالية الكلاسيكية. ثم نشر العالم الهولندي << Christian Huygens – كريستيان هوغنس >> أول بحث له عن نظرية الاحتمال عام 1657م وأعاد تقديم فكرة احتمالية حدث معين واستعان بتعريفات أبو الاحتمالات العالم كاردانو. وظلت كتاباته هي الأشهر حتى القرن الثامن عشر.
  3. القرنين الثامن عشر والتاسع عشر: وضع العالم <<Jacob Bernoulli – ياكوب بيرنولي >> أساس نظرية الاحتمال وحل مشكلة الأرقام الكبيرة التي قابلت العلماء فيما سبق. ثم العالم << Pierre Simon – بيير سيمون >> وهو أول من قام بمحاولات لتطوير نظرية الاحتمالات في ألعاب الحظ، وأقام تطبيقات عديدة في الرياضيات والعلوم الاجتماعية مثل معدل الوفيات وغيرها، وساهم بشكل كبير في علم الإحصاء.
  4. الاحتمالية الحديثة: ترأس هذه المرحلة عالم الرياضيات الروسي << Alexander Nikolaje – أليكسندر نيكوليجي >> وقدم إسهامات كبيرة في القرن العشرين، وهو الخبير الأول وقد نشر كتاب أساسيات نظرية الاحتمال، ووضع الأساسيات الحديثة لعلم الاحتمالات. [2]

تعريف نظرية الاحتمال

نظرية الاحتمال هي الفرصة لحدوث شئ معين بناءً على بعض التجارب، على سبيل المثال عندما نقول فرصة سقوط المطر اليوم 30%. وتكون الاحتمالات دائمًا ما بين 0% إلى 100% أو ما بين الصفر والواحد. ولكن عندما تكون 0% هذا يعني أن هذا لن يحدث مطلقًا، وعندما تكون 100% معنى ذلك أنه سيحدث بكل تأكيد ولا يعد ذلك احتمال.

فإذا كان أمامك صندوق من الكرات وكل كرة عليها رقم من 1 إلى 6، فكل الاحتمالات الممكنة هي كل أرقام هذه الكرات وتعبر عن العينة أي أن العينة هي { 1 و 2 و 3 و 4 و 5 و 6 }، واحتمال حدوث كل حدث من هذه الاحتمالات هي 1 مقسومًا على عدد الاحتمالات، واحتمالية حدوث العينة كلها يساوي واحد. [1]

فكيف نعد هذه الاحتمالات؟

يوجد طرق متعددة لمعرفة عدد الاحتمالات، وأشهرهم:

  1. طريقة التجميع (Multplication Rule): على سبيل المثال إذا كان لدينا موقع به 4 ألوان و3 خطوط و3 أماكن مختلفة لوضع الصور، فنستطيع أن نحصل على عدد الاحتمالات الممكنة لظهور تصميم الموقع بضرب عدد الألوان في عدد الخطوط في عدد الأماكن أي أننا في هذا المثال بإمكاننا أن نحصل على 36 تصميم مختلف.
  2. التباديل: إحدى طرق عد الاحتمالات وتهتم بترتيب العناصر، حيث نحصل على عدد احتمالات ترتيب العناصر بشكل مختلف، على سبيل المثال أ-ب-ج من الممكن أن نحصل منهم على 6 أشكال بتغيير الترتيب.
  3. التوافيق: وهي طريقة تتشابه مع التباديل دون الاهتمام بالترتيب، ونستخدمها عندما نريد الحصول على احتمالات لعدد من العناصر أقل من عدد الاحتمالات الكلي، على سبيل المثال إذا أردنا الحصول على احتمالية تواجد موقع 3 كرات داخل صندوق من أصل 10 كرات. [1]

أهمية دراسة الاحتمالات وتطبيقاتها

تتداخل الاحتمالات مع العديد من المجالات ومنها:

  • الإحصاء: وتعتبر الاحتمالية هي أساس ولغة الإحصاء، وتمكننا بطرق عديدة باستخدام البيانات لنتعلم عن العالم.
  • الفيزياء: وتساعدنا على فهم الفيزياء الكمية، والتي تتضمن الاحتمالات في أساسياتها لدراسة الطبيعة.
  • الأحياء: تترابط الجينات بقوة مع الاحتمالات، وخاصة في دراسة الجينات والوراثة والطفرات.
  • علم الكمبيوتر: حيث تلعب الاحتمالات دورًا كبيرًا في دراسة الخوارزميات العشوائية وتعلم الألة والذكاء الاصطناعي.
  • التمويل: وهي أساس التمويل الكمي، وترقب أسعار المخزون مع مرور الوقت يعتمد بشكل كامل على الاحتمالات.
  • العلوم السياسية: أصبحت الاحتمالات في هذا المجال ذات اهمية كبيرة مؤخرًا، وأصبح هناك ارتباطًا أكبر بالكم والإحصاء مثل توقع وفهم نتائج الانتخابات.
  • الطب: تطورت التجارب الإكلينيكية العشوائية التي فيها يُقسم المرضى إلى مجموعتين واحدة تحصل على العلاج الأساسي والأخرى تحصل على كبسولات فارغة ليس فيها علاج. وساعدت الاحتمالات الطب كثيرًا في مثل هذه الحالات في السنوات الأخيرة.
  • الحياة: حيث أن الحياة غير مؤكدة، والاحتمالات هي عدم التأكد، لذلك استخدام الاحتمالات في اتخاذ القرارات في حياتنا يساعدنا كثيرًا. [3]

مصادر

[1] Britannica

[2] Britannica

[3] Springerlink

فنان جوائز نوبل

قد لا يكون هناك جوائز نوبل للفنون لكن هناك فنان يرسم كل الفائزين بجوائز نوبل وهو السويدي «Niklas Elmehed-نيكلاس إلميد» المدير الفني لجميع وسائل الإعلام لمؤسسة نوبل؛ وهو من أنشأ «المفهوم البصري-visual identity» وصمم موقع Nobelprize.org الموقع الرسمي لجائزة نوبل.

يشرف إلميد على الجانب الفني المنشور عبر وسائل التواصل الاجتماعي الخاصة بالمؤسسة منذ عام 2014، وتسببت رؤيته الفنية في زيادة عدد متابعي حسابات تويتر وفيسبوك ويوتيوب حتى بلغت عدد زيارات الموقع حوالي 30 مليون متصفح كل عام بعدما أنشأ الهوية البصرية/الجرافيكية والصور المصاحبة للتغريدات والمشاركات.

الهوية البصرية للموقع الرسمي لجوائز نوبل

ورغم أنه مسؤول عن جميع الصور الرسمية لجائزة نوبل منذ أكتوبر 2012 المنتشرة في وسائل الإعلام والصحافة، إلا أنه لا يرسم كل شئ بنفسه فقد درب بعض أفضل الفنانين في السويد لرسم وتنفيذ الصور المميزة المصاحبة لجوائز نوبل منذ ذلك العام، فاكتسبت شكلها المميز والمحبب لهواة العلوم.

احتفالا بمئوية العظيم إينشتاين

كيف بدأ؟

عُين نيكلاس الميد كمدير فني لمؤسسة نوبل الإعلامية ومسؤولًا عن محتواها المرئي خلال إعلانات جوائز عام 2012، ففي هذا العام قام إلميد برسم أول بورتريه سريع بقلم تحديد أسود لأن المؤسسة لم تتمكن من العثور على صور لبعض الفائزين للنشر على المنصات الرقمية الرسمية لجائزة نوبل، فقام الفنان برسم بعض الاسكتشات السريعة للفائزين والتي تم استخدامها بشكل مكثف من قبل وسائل الإعلام الإخبارية الكبرى!

في عام 2014 حصل إلميد على مهمة إنشاء هوية بصرية لوحات الرسمية للفائزين فخطرت له فكرة الخطوط العريضة السريعة السوداء مع الظلال الزرقاء والصفراء ذلك لأنه يبلغ بأسماء الفائزين قبل الإعلان عنهم ببضع ساعات فقط لضمان السرية!

اللوحات المميزة للأعوام من 2014 إلى 2017

لوحات من ذهب!

تُرسم تلك اللوحات بالأكريليك الأسود وتغطى برقائق الذهب فقد خضعت جائزة نوبل عام 2017 لتغييرات جذرية لمحتواها البصري وتقرر أن اللون الرئيسي للأعلان السنوي عن الفائزين سيكون ذهبيًا، ويفضل أن يكون ذهبيًا مجسمًا وليس مجرد لون طلاء مسطح.

«طُلب مني تعديل لوحاتي الزرقاء والصفراء والتي ميزت إعلان جوائز نوبل بين عامي 2014 و2017 ، إلى المظهر الذهبي الجديد، وجربت كثيرًا باستخدام أنواع مختلفة من الطلاء الذهبي حتى وقعت على رقائق الذهب؛ وهي عبارة عن رقائق معدنية رفيعة للغاية يمكنك وضعها على اللوحة باستخدام غراء خاص، أعتقد أن الصور جنبًا إلى جنب مع الخطوط العريضة السوداء المرسومة على خلفية بيضاء لها تأثير قوي ومميز للغاية»-نيكلاس إلميد.

ماذا يفعل باقي العام؟!

يعمل إلميد على مشروعات فنية مستقلة معظم الوقت لكنه يقوم أيضًا بإنشاء محتوى مرئي لعملاء آخرين غير جائزة نوبل، على سبيل المثال؛ يقوم بتصميم بعض الرسوم المتحركة لفريق كرة القدم الوطني السويدي!.

كما أنه يمارس الرياضة بشكل منتظم ويلعب كرة القدم والكيك بوكسينغ عدة أيام في الأسبوع كما أنه متزوج ولديه ثلاثة أطفال: ابن عمره 15 عامًا وابنتان تبلغان 12 و 8 أعوام.

احتفالا بمئوية العظيم إينشتاين

مصادر

موقع الفنان

موقع نوبل

الأدوات العلمية عند كافنديش وروبرت هوك

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

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

الأدوات

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

الفرق بين الأدوات الرياضية والعلمية

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

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

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

أدوات أخرى

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

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

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

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

سمات استخدام الأدوات الحديثة

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

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

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

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

مؤيدو الأدوات ومعارضوها

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

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

الفحص المجهري لروبرت هوك

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

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

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

روبرت هوك في مواجهة مارجريت كافنديش

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

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

مفهوم كافنديش عن الطبيعة

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

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

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

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

Margaret Cavendish’s Critique of Experimental Science

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

Robert Hooke: English scientist who discovered the cell

صراع ويليام هارفي وديكارت، صدام بين التجريبية والعقلانية

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

صراع ويليام هارفي وديكارت على أنقاض جالينوس

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

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

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

رفض ديكارت نظرية المضخة الآلية القلبية لويليام هارفي!

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

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

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

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

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

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

صدام بين العقلانية والتجريبية

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

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

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

المصادر

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

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

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

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

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

نبذة عن دور العالمين في جائزة نوبل الكيمياء 2021

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

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

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

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

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

إلهام الطبيعة

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

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

ما هو التحفيز؟ وما هو المحفّز؟

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

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

المحفزات تسرع التفاعلات الكيميائية في القرن التاسع عشر

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

هل نجحت المعادن كمحفزات؟

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

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

ماذا عن المحفزات العضوية؟ هل تنجح؟

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

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

فائزان بنوبل الكيمياء 2021

تفكير بنيامين ليست خارج الصندوق!

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

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

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

رهان بنيامين ليست!

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

انتباه ديفيد ماكميلان للمحفزات العضوية

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

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

أيون الإيمينيوم

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

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

صياغة ديفيد ماكميلان لمصطلح “التحفيز العضوي-organocatalysis”

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

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

ازدهار استخدام التحفيز العضوي

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

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

تصنيع الإستركنين بكفاءة أكبر بـ 7000 مرة!

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

أهمية الحفز العضوي في إنتاج المستحضرات الدوائية الصيدلانية!

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

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

الأفكار البسيطة هي الأصعب دائما!

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

المصادر:

medicalnewstoday [1]
[2] Nobel Prize website

توقعات جوائز نوبل 2021، من سيفوز؟

توقعات جوائز نوبل 2021، كيف نعرف من سيفوز بجوائز نوبل 2021؟ وكيف تنجح «تحليلات كلارفيت-Clarivate Analytics» في توقع الفائزين بجائزة نوبل على مر الأعوام؟ وهل ستصدق توقعات جوائز نوبل 2021 ؟

27 نوفمبر 1895: وقع ألفريد نوبل وصيته الأخيرة ومنح النصيب الأكبر من إرثه المادي لسلسلة من الجوائز في الفيزياء والكيمياء وعلم وظائف الأعضاء والطب والأدب والسلام – باسم جوائز نوبل وتُمنح “لأولئك الذين منحوا، خلال العام السابق، أكبر فائدة للبشرية”.

ميدالية نوبل

ما هي «تحليلات كلارفيت-Clarivate Analytics»؟

سيكتشف العالم الفائزين بجوائز نوبل 2021 خلال أقل من أسبوع حيث تعلن الجوائز الأهم علميًا كل عام يوم الاثنين الأول من شهر أكتوبر وهو يوافق 4 أكتوبر هذا العام، لكن بدأت الإثارة من الآن، حيث يحاول العديد من المحللين التنبؤ بمن يحصد الجوائز كل عام.

ومن أهم المتوقعين سنويًا شركة «كلاريفيت-Clarivate» التي تأسست عام 2016 وتدير مجموعة من الخدمات العلمية تركز بشكل كبير على تحليلات البحث العلمي والأكاديمي، وبراءات الاختراع ومعايير الامتثال للجودة والاختبارات الصيدلانية والتكنولوجيا الحيوية.

تدير كلاريفيت منصة «شبكة العلم – Web of Science» وهي قاعدة بيانات معروفة في الوسط العلمي للأبحاث العلمية وتنشر من خلالها قائمة الباحثين الأكثر تأثيًرا في العالم سنويًا تحت مسمى «كلاريفيت الاستشهاد-Clarivate Citation» منذ تسعة عشر عامًا، وتستند إلى بيانات النشر والاقتباس لـ 52 مليون مقالة علمية مفهرسة في قاعدة بياناتهم منذ عام 1970 حتى الآن.

«إذا كنت قد رأيت أبعد، فذلك بالوقوف على أكتاف العمالقة.»

إسحاق نيوتون

لماذا تعد «كلاريفيت الإستشهاد-Clarivate Citation» أهم مؤشرات نوبل؟

يتم اختيار الفائزين بجوائز الاستشهاد عن طريق تحديد الأوراق البحثية الرائدة في مجالاتها والتي تم الاستشهاد بها أكثر من 2000 مرة خلال السنوات العشر الماضية في أبحاث علمية أخرى من نفس المجال وهم 5700 بحث فقط أي أقل من 0.01% من الأبحاث!

ويتم اختيار الباحثين لأدائهم الاستثنائي في واحد أو أكثر من المجالات العلمية؛ من بين هؤلاء الحاصلين على «جوائز الاستشهاد-citation laureates» هناك 59 شخصًا حصلوا على جوائز نوبل بعد ذلك بوقت قصير!

«كلاريفيت الإستشهاد-Clarivate Citation»، توقعات جوائز نوبل 2021

الطب وعلم وظائف الأعضاء

جان-بيير شانجوا

«لمساهمته في فهمنا للمستقبلات العصبية وخاصة تحديد مستقبلات الأسيتيل-كولين النيكوتينية وخصائصها الفراغية»

«جان-بيير شانجوا-Jean-Pierre Changeux» فرنسا |  الولايات المتحدة الأمريكية. أستاذ فخري  في كوليج دو فرانس ومعهد باستور بباريس؛ الكلية الدولية. معهد كافلي المخ والعقل. وجامعة كاليفورنيا سان دييغو، سان دييغو،كاليفورنيا.

«تاداميتسو كيشيموتو»

و«تاداميتسو كيشيموتو-Tadamitsu Kishimoto» اليابان

أستاذ مختبر تنظيم المناعة، مركز أبحاث WPI لبحوث علم المناعة الرائدي، جامعة أوساكا، أوساكا.

«توشيو هيرانو»

«توشيو هيرانو-Toshio Hirano» اليابان

رئيس المعاهد الوطنية لعلوم وتكنولوجيا الكم والإشعاع، تشيبا. أستاذ فخري  بجامعة أوساكا، أوساكا.

لتحديدهم وعزلهم فيروس هانتا، كعامل الحمى النزفية المصحوبة بمتلازمة الكلى.

«كارل م. جونسون»

«كارل م. جونسون-Karl M. Johnson» الولايات المتحدة الأمريكية، وقد عمل سابقًا في مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها؛ ويعمل كأستاذ مساعد فخري بجامعة نيو مكسيكو.

«هو وانغ لي»

و«هو وانغ لي-Ho Wang Lee» كوريا الجنوبية وهو أستاذ فخري بجامعة كوريا، سيول، والرئيس السابق وعضو الأكاديمية الوطنية للعلوم.

لاكتشافهم بروتين Interleukin-6 ووصفهم خواصهُ الفسيولوجية والباثولوجيا التي ساهمت في تطوير علم الدواء.

الكيمياء

«باري هاليويل»

لأبحاثه الرائدة في كيمياء الجذور الحرة، بما في ذلك دور الجذور الحرة ومضادات الأكسدة في إحداث الأمراض للبشر.

«باري هاليويل-Barry Halliwell» سنغافورة، وهو مستشار التعيينات الأكاديمية والتميز البحثي, نائب رئيس جامعة سنغافورة الوطنية (NUS)؛ ورئيس المجلس الاستشاري الطبي الحيوي وكالة العلوم والتكنولوجيا والبحوث (A * STAR)، وأستاذ  قسم الكيمياء الحيوية، كلية يونغ لو لين للطب، بجامعة سنغافورة الوطنية.

«وليام ل.جورجنسن»

لدراسته وإيجاده طرقًا ذكية في الكيمياء الحاسوبية للأنظمة العضوية والجزيئية الحيوية في المحاليل، مما يساهم في تصميم وتصنيع الأدوية الجديدة.

«وليام ل.جورجنسن-William L. Jorgensen» الولايات المتحدة الأمريكية، ويعمل أستاذًا في الكيمياء في قسم الكيمياء، جامعة ييل، نيو هيفن، كونيتيكت.

«ميتسو ساواموتو»

لاكتشاف وتطوير البلمرة الجذرية الحية المحفزة بالمعادن.

«ميتسو ساواموتو-Mitsuo Sawamoto» اليابان، ويعمل كأستاذ بمعهد بحوث الحدود، جامعة تشوبو، كاسوجا، إيتشي، وأستاذ فخري بجامعة كيوتو، كيوتو اليابان.

الفيزياء

«أليكسي واي كيتاييف»

للحساب الكمي الطوبولوجي، حيث يتم تشفير المعلومات الكمومية وحمايتها باستخدام الخصائص الطوبولوجية للأنظمة متعددة-الأجسام.

«أليكسي واي كيتاييف-Alexei Y. Kitaev» الولايات المتحدة الأمريكية، وهو أستاذ بأكاديمية رونالد وماكسين ليندي للفيزياء النظرية والرياضيات، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومعهد المعلومات والمادة الكمية، باسادينا، كاليفورنيا.

«مارك إي جي نيومان»

لإجراء أبحاث واسعة النطاق حول أنظمة الشبكات بما في ذلك العمل على بنية المجتمع ونماذج الرسم البياني العشوائية

«مارك إي جي نيومان-Mark E. J. Newman» الولايات المتحدة الأمريكية، وهو أستاذ بجامعة أناتول رابوبورت المتميزة للفيزياء، قسم الفيزياء ومركز دراسة النظم المعقدة، جامعة ميشيغان، آن أربور، ميتشيغن.

«جورجيو باريزي»

للاكتشافات الرائدة في الديناميكا اللونية الكمومية وفي دراسة الأنظمة المعقدة المضطربة.

«جورجيو باريزي-Giorgio Parisi» إيطاليا، وهو أستاذ فخري للفيزياء النظرية، جامعة روما لا سابينزا، روما.

الاقتصاد

«ديفيد ب.أودريتش»

للبحث الرائد في ريادة الأعمال والابتكار والمنافسة.

«ديفيد ب.أودريتش-David B. Audretsch» الولايات المتحدة الأمريكية، ويعمل كأستاذ متميز ورئيس قسم للتنمية الاقتصادية، ومدير معهد استراتيجيات التنمية، كلية أونيل للشؤون العامة والبيئية، جامعة إنديانا، بلومنغتون، إنديانا.

و«ديفيد ج تيس-David J. Teece» الولايات المتحدة الأمريكية، مدير مبادرة توشر لإدارة رأس المال الفكري، أستاذ إدارة الأعمال معهد ابتكار الأعمال، كلية هاس للأعمال، جامعة كاليفورنيا، بيركلي، بيركلي، كاليفورنيا.

«جويل مكير»

لدراسات تاريخ وثقافة التقدم التكنولوجي وعواقبه الاقتصادية.

«جويل مكير-Joel Mokyr»الولايات المتحدة الأمريكية، حاصل على أستاذية روبرت هـ. ستروتز في الآداب والعلوم، وأستاذ الاقتصاد والتاريخ، جامعة نورث وسترن، إيفانستون، إلينوي.

«كارمن م.رينهارت»

«كارمن م.رينهارت-Carmen M. Reinhart» الولايات المتحدة الأمريكية، حاصلة على أستاذية مينوس أ. زومباناكيس في النظام المالي الدولي، كلية هارفارد كينيدي، كامبريدج، ماساتشوستس.

«كينيث س. روجوف»

«كينيث س. روجوف-Kenneth S. Rogoff» الولايات المتحدة الأمريكية، وهو أستاذ الاقتصاد وحاصل على أستاذية توماس د. كابوت في السياسة العامة، قسم الاقتصاد، جامعة هارفارد، كامبريدج، ماساتشوستس.

للمساهمات في الاقتصاد الكلي الدولي ورؤى حول الديون العالمية والأزمات المالية.

هكذا جاءت توقعات كلاريفيت، فهل ستصدق؟ هذا ما سنتابعه سويًا في 4 أكتوبر القادم، تابعونا.

الشفق القطبي، ألوان السماء الرائعة

هذه المقالة هي الجزء 6 من 18 في سلسلة دليلك لفهم أهم الأجرام والظواهر الفلكية

الشفق القطبي، ظاهرة مضيئة في الغلاف الجوي العلوي للأرض تحدث بشكل أساسي في خطوط العرض العالية لنصفي الكرة الأرضية؛ يسمى الشفق القطبي في نصف الكرة الشمالي باسم (aurora borealis) أو (aurora polaris) أو الأضواء الشمالية (northern lights)، وفي نصف الكرة الجنوبي يطلق عليها اسم (aurora australis) أو الأضواء الجنوبية (southern lights). في هذا المقال سوف نتعرف على الشفق القطبي، ألوان السماء الرائعة.

تفسير الظاهرة

يبدأ النشاط الذي يخلق الشفق القطبي من الشمس. لأنها عبارة عن كرة من الغازات فائقة السخونة تتكون من جزيئات مشحونة كهربائيًا تسمى الأيونات. هذه الأيونات، التي تتدفق باستمرار من سطح الشمس، تسمى الرياح الشمسية (solar wind). عندما تقترب الرياح الشمسية من الأرض، فإنها تلتقي بالمجال المغناطيسي للأرض. فبدون هذا المجال المغناطيسي الذي يحمي الكوكب، فإن الرياح الشمسية ستدفع الغلاف الجوي الهش للأرض، وتقضي على الحياة بأكملها. حيث يحجب الغلاف المغناطيسي معظم الرياح الشمسية، وتواصل الأيونات، التي يتم دفعها للسفر حول الكوكب، الذهاب لمسافات أبعد في النظام الشمسي. يمكن مشاهدة الفيديو الذي يشرح هذه العملية عبر هذا الرابط

على الرغم من أن الغلاف المغناطيسي يحجب معظم الرياح الشمسية، إلا أن بعض الأيونات تصبح محاصرة لفترة وجيزة في مناطق احتجاز على شكل حلقة حول الكوكب. تتمركز هذه المناطق، في منطقة من الغلاف الجوي تسمى الأيونوسفير، حول القطبين المغناطيسيين للأرض. تحدد الأقطاب المغناطيسية الأرضية المحور المائل للحقل المغناطيسي للأرض. وهي تقع على بعد حوالي 1300 كيلومتر (800 ميل) من القطبين الجغرافيين، لكنها تتحرك ببطء.

في الأيونوسفير، تتصادم أيونات الرياح الشمسية مع ذرات الأكسجين والنيتروجين من الغلاف الجوي للأرض. تتسبب الطاقة المنبعثة خلال هذه الاصطدامات في ظهور هالة ملونة متوهجة حول القطبين تسمى الشفق القطبي. يحدث معظم الشفق القطبي على ارتفاع 97-1000 كيلومتر (60-620 ميلًا) فوق سطح الأرض. ويحدث الشفق القطبي الأكثر نشاطًا عندما تكون الرياح الشمسية في أقوى حالاتها. عادة ما تكون الرياح الشمسية ثابتة إلى حد ما، لكن الطقس الشمسي، أي تبادل سخونة وبرودة أجزاء مختلفة من الشمس، يمكن أن يتغير يوميًا.

كيفية قياس الطقس الشمسي

غالبًا ما يقاس الطقس الشمسي بالبقع الشمسية. البقع الشمسية والتي هي أبرد جزء من الشمس وتظهر على شكل نقاط داكنة على سطحها الأبيض الساخن. وترتبط الانفجارات الشمسية (Solar flare) والانبعاثات الكتلية الإكليلية (coronal mass ejections) بالبقع الشمسية. حيث أن الانفجارات الشمسية والانبعاثات الكتلية الإكليلية هي انفجارات مفاجئة وإضافية للطاقة في الرياح الشمسية. يتم تتبع نشاط البقع الشمسية على مدار 11 عامًا. ويكون الشفق القطبي الساطع والمتسق أكثر وضوحًا خلال ذروة نشاط البقع الشمسية. وقد يحدث بعض النشاط المتزايد في الرياح الشمسية خلال كل اعتدال شمسي (equinox). تعرف هذه التقلبات المنتظمة بالعواصف المغناطيسية (magnetic storms). يمكن أن تؤدي العواصف المغناطيسية إلى ظهور الشفق القطبي في خطوط العرض الوسطى خلال فترة الاعتدال الربيعي والخريفي. يمكن أن تتداخل العواصف المغناطيسية والشفق القطبي النشط أحيانًا مع الاتصالات. حيث يمكنهم تعطيل إشارات الراديو والرادار، كما يمكن للعواصف المغناطيسية الشديدة أن تعطل أقمار الاتصالات.

تاريخ الشفق القطبي

على الرغم من أن عالم الفلك الإيطالي جاليليو جاليلي هو من صاغ اسم الشفق القطبي (aurora borealis) في عام 1619م. نسبة إلى أورورا (Aurora) إلهة الفجر الرومانية وبورياس (Boreas) إله الرياح الشمالية اليوناني. فقد كان أول تسجيل محتمل للأضواء الشمالية في رسمة كهف قديمة عمرها 30000 عام في فرنسا. منذ ذلك الوقت، تعجبت الحضارات في جميع أنحاء العالم من هذه الظاهرة السماوية، ونُسبت جميع أنواع الأساطير إلى هذه الأضواء الراقصة. وتشير إحدى أساطير الإنويت في أمريكا الشمالية إلى أن الأضواء الشمالية هي أرواح تلعب الكرة برأس حيوان الفظ، بينما اعتقد الفايكنج أن هذه الظاهرة كانت ضوءًا ينعكس من درع الفالكيري (العذارى الخارقات اللواتي يجلبن المحاربين إلى الحياة الآخرة).

وقد ذكر علماء الفلك الأوائل أيضًا الأضواء الشمالية في سجلاتهم. حيث سجل عالم فلك ملكي في عهد ملك بابل نبوخذ نصر الثاني تقريره عن هذه الظاهرة على لوح يرجع تاريخه إلى عام 567 قبل الميلاد، بينما لاحظ تقرير صيني من عام 193 قبل الميلاد ظاهرة الشفق القطبي، وفقًا لوكالة ناسا. لم يتم وضع النظريات العلمية حول الأضواء الشمالية حتى مطلع القرن العشرين. عندما اقترح العالم النرويجي كريستيان بيركلاند أن الإلكترونات المنبعثة من البقع الشمسية تنتج أضواء الغلاف الجوي بعد اصطدامها بالمجال المغناطيسي للأرض. أثبتت النظرية في النهاية أنها صحيحة، ولكن بعد فترة طويلة من وفاة بيركلاند.

ألوان الشفق

تختلف ألوان الشفق القطبي اعتمادًا على الارتفاع ونوع الذرات المعنية. إذا اصطدمت الأيونات بذرات الأكسجين عاليًا في الغلاف الجوي، ينتج عن التفاعل توهج أحمر، وهو شفق قطبي غير معتاد. إن اللون الأكثر شيوعًا هو اللون الأخضر المائل للأصفر، والذي يحدث عندما تصطدم الأيونات بالأكسجين على ارتفاعات منخفضة. وينتج الضوء المحمر والمزرق الذي يظهر غالبًا في الحواف السفلية للشفق عن طريق تصادم الأيونات بذرات النيتروجين. كما يمكن أن تنتج الأيونات التي تصطدم بذرات الهيدروجين والهيليوم شفقًا أزرق وأرجوانيًا، على الرغم من أن أعيننا نادرًا ما تكتشف هذا الجزء من الطيف الكهرومغناطيسي.

هل تحدث هذه الظاهرة على كواكب أخرى؟

بالإضافة إلى الأرض، فإن الكواكب الأخرى في النظام الشمسي التي لها أغلفة جوية ومجالات مغناطيسية كبيرة، مثل كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون، تظهر نشاطًا شفقيًا على نطاق واسع. كما تم رصد الشفق القطبي على قمر المشتري آيو (Io)، حيث يتم إنتاجها من خلال تفاعل الغلاف الجوي لآيو مع المجال المغناطيسي القوي للمشتري.

أماكن ووقت مشاهدتها

أفضل مكان لمشاهدة الأضواء الشمالية

أفضل مكان لمشاهدة الأضواء الشمالية هو أي وجهة في المنطقة الشفقية، وهي المنطقة الواقعة ضمن نصف قطر يبلغ حوالي 1.550 ميلاً (2500 كيلومتر) من القطب الشمالي، وفقًا لمرصد ترومسو الجيوفيزيائي. هذا هو المكان الذي يحدث فيه الشفق القطبي بشكل متكرر، على الرغم من أن الظاهرة يمكن أن تزحف جنوبًا خلال العواصف الشمسية القوية بشكل خاص. عندما تكون داخل المنطقة، من الأفضل أن تكون بعيدًا عن أضواء المدينة قدر الإمكان لزيادة الرؤية. لكن من الصعب جدًا الوصول إلى وسط البرية في القطب الشمالي، حتى مع وجود مرشد، لذلك من الأفضل أن تذهب إلى وجهة ذات بنية تحتية قوية مثل فيربانكس في ألاسكا ويلونايف في كندا وسفالبارد في النرويج ومنتزه Abisko الوطني في السويد وروفانيمي في فنلندا وإلى حد كبير في أي مكان في أيسلندا.

أفضل وقت لمشاهدة الأضواء الشمالية

أفضل وقت في السنة لمشاهدة الأضواء الشمالية فهو بين سبتمبر وأبريل، عندما تصبح السماء مظلمة بما يكفي لرؤية الشفق القطبي لأن المناطق الشمالية تشهد شمس منتصف الليل (midnight sun)، وهي ظاهرة تحدث في الصيف وتؤدي إلى 24 ساعة من ضوء النهار. تحدث معظم الأحداث عادة بين الساعة 9 مساءً و 3 صباحًا، وفقًا للمعهد الجيوفيزيائي بجامعة ألاسكا فيربانكس. ضع في اعتبارك مراحل القمر، حيث قد يملأ القمر الكامل الساطع سماء الليل بالضوء. وتحقق من تنبؤات الطقس المحلية أيضًا، لأنك لن تكون قادرًا على مشاهدة الشفق القطبي من خلال السحب.

المصادر

مستقبل علم البيانات في كرة القدم

كرة القدم من أهم الصناعات في العالم، هي ليست مجرد لعبة فقط فقد تحولت إلى عالم من الأموال والقرارات الهامة التي تتطلب التقنيات الهامة ومن أهم هذه التقنيات هي علم البيانات. بدأ استخدام علم البيانات في كرة القدم بشكل قد لا يُرى من بعض الأرقام إلى أن أصبح به تتخذ أهم الفرق العالمية القرارات الكبرى داخل الفريق فنيًا وإداريًا. فما هو مستقبل علم البيانات في كرة القدم؟

١. تحويل الكم الهائل من البيانات إلى رسالة بسيطة

عندما يذهب محلل بيانات للعمل مع فريق كرة قدم يُزحم كل من حوله بالبيانات اعتقادًا منه أن ذلك يجعلهم يعتقدون أن هذا المحلل على مستوى متقدم. ولكن البساطة تُفيد أكثر والتركيز على ما يهم الفريق فقط أقوى، ومن الممكن التركيز على أهداف قليلة محددة يجلب نجاح أفضل.

٢. الاهتمام باستقدام اللاعبين المناسبين

للمدرب وجهة نظر صحيحة حينما يقول أن هذا اللاعب جيد أو ذلك اللاعب غير جيد، ولكن في المنطقة الرمادية في الاختلاف وعدم القدرة على التحديد بدقة تكون الإحصاء أكثر قدرة على اتخاذ القرار أفضل من الإنسان. وتحديد ما يستحقه اللاعب سنويًا؛ حيث إن كان هذا اللاعب يجلب لك الفوز في مباراتين فقط يستحق ١٠ مليون يورو، وإن كان لاعب آخر يحقق الفوز في ٤ مباريات يستحق ٢٠ مليون يورو، فتحديد ذلك مهم جدًا للفريق. ولكن إذا أخطأت أكثر من مرة في مثل هذه الأمور سيفتح ذلك لمسار مشكلة مالية كبيرة للمؤسسة. ولقد أصبح خبراء البيانات هم الأفضل عالميًا حاليًا في التوقيع مع اللاعبين طبقًا لتقارير صحفية عديدة من أهمها موقع بي بي سي. [2]

٣. الأولوية في اتخاذ القرارات

تريد أغلب الأندية العالمية الاستثمار في البيانات ولكنها قد لا تعطي الأولوية في اتخاذ القرار لنتائج البيانات. ويوجد العديد من محترفي كرة القدم السابقين ويتخذون القرار بناءً على خبرتهم السابقة في الملاعب. وفي نهاية السنة عندما نريد أن نشاهد تأثير دراسة البيانات قد نجده قليلًا جدًا، ولكن هناك تطورات عديدة في اتخاذ القرارات. وعلى سبيل المثال موقف مدرب فريق تشيلسي  عندما عرض عليه محللو البيانات أن كيبا الحارس الثاني في الفريق هو أفضل من ميندي الحارس الأساسي في ضربات الترجيح وبالفعل فازوا في المباراة بفضل كيبا. 

٤. تحديد الهدف

حيث من الممكن سؤال محلل بيانات عن احتياج الفريق هل يحتاج الفريق إلى أخصائي تغذية أم تخصص آخر سيفيد أكثر. والتوجه إلى أي اتجاه فهل تقضي وقتًا ومجهودًا أكثر هل في الاستثمار في اللاعبين أم مدربين أم إنشاء ملاعب ومراكز تدريب وهكذا. وكل ذلك يستطيع محلل البيانات وضع إجابة مناسبة له. 

٥. استخلاص أدق التفاصيل من تتبع بيانات اللاعبين

حيث مع التطور المستمر لتتبع البيانات يصبح من الأسهل توظيف مواقع اللاعبين في الملعب والشكل الثلاثي للكرة وموقعها مهم في ذلك. وهذا يعتبر بيانات قيمة بشكل لا يصدق. وبالتطور أكثر يتم تطوير تحرك اللاعبين في المساحات والحركة بدون كرة. ولم يصل هذا حتى الآن في أكبر الأندية العالمية مثل ليفربول وأرسنال. 

ولقد أصبح وجود الأجهزة للحصول على البيانات مثل ساعات اليد أمرًا اعتياديًا في تدريبات الفرق. [1]

٦. خلق مساحات في الملعب

ما يفرق كرة القدم عن الرياضات الأخرى أنها لعبة تعتمد على المساحات. وتملك اللاعب المساحه يعني ببساطة أنه إذا كانت الكرة في مكان ما أي لاعب سيصل إليها أولًا وتحديد كل موقع على الملعب. ومن أكثر اللاعبين قدرة خارقة في أنه يعرف متى يتحرك ومتى يظل في مكانه هو الأرجنتيني الشهير ميسي. ومن ذلك يصنع فرص ومساحات لزملائه في الملعب، وذلك يعني أن الحركة تفيد وعدم الحركة يفيد في بعض الحالات. 

٧. الاستفادة في النقل من الألعاب الأخرى إلى كرة القدم

على سبيل المثال كرة السلة حيث من الممكن تطبيق كيف يستطيع لاعب عمل حاجز على لاعبي الخصم لإعطاء الفرصة لزميله لكي ينطلق إلى الداخل. وأيضًا طريقة استخدام الجسم بشكل قانوني وذلك يحدث في كرة القدم ولكن لا يتم تطبيقه بشكل صحيح. 

ومن كرة القدم الأمريكية من الممكن تعلم كيفية الجري في بعض الطرق المحددة في الملعب وفتح المساحات والفرص. 

٨. تعلم الآلة: تقييم كل المهارات اللازمة لكل لاعب

بمعنى أن هناك ٣٠ مهارة يجب أن يتقنها اللاعب في هذا المركز. وليكن اللاعب ميسي جيد في ٢٥ مهارة وغير جيد في ٥ مهارات. فهل نحن بحاجة إلى تقوية مهارة من المهارات الجيدة أم تنميه أحد المهارات غير الجيدة. 

ويقتصر العمل بها الآن على لاعب مهاجم يحصل على ٤ فرص محققة لإحراز أهداف فيسجل هدفين فتصبح نسبة التهديف ٥٠٪. [3]

٩. التنبؤ المستقبلي

وهو التحول من الوصف الاحصائي لما حدث في المباريات السابقة إلى التنبؤ بما قد يحدث في المباريات القادمة، وذلك من أهم التقنيات. 

١٠. زيادة التفاهم والتواصل

تقليل الفراغات أو المسافات بين محللي البيانات والمدرب أو المدير الرياضي أو مسؤول التعاقدات. وتحويل كل الأسئلة التي يبحث عنها الممارسون للعبة إلى لغة يفهمونها وتحقيق تواصل بشكل أفضل. 

مصادر

[1] training ground guru

[2] BBC

[3] SCISPORTS

فلسفة البيانات: الأيديولوجيا الجديدة

فلسفة البيانات هي الأيدلوجية الجديدة أو شكل جديد للدين الذي يصبح فيه تدفق المعلومات هو القيمة العليا كما وصفه عالم الاجتماع << يوفال نوح هراري – yuval Noah harari >>. واُستخدم هذا المصطلح لأول مرة بواسطة ديفيد بروكس في مجلة النيويورك تايمز في مقاله الشهير في فبراير 2013م. فماذا نعرف عن فلسفة البيانات: الأيديولوجيا الجديدة.

تاريخيًا

في شهر فبراير سنة 2013م، كتب < David Brooks – ديفيد بروكس > أنه إذا طُلب منه وصف الفلسفة المتصاعدة هذه الأيام سيقول أنها فلسفة البيانات. وفي عالم يتزايد فيه كمية البيانات الضخمة فسوف نعتمد على البيانات لمحاولة دراسة أشكال السلوكيات.

وفي عام 2015م  ألقى < Steve lohr  – ستيف لوهر > الضوء على قدرة البيانات الضخمة على تحول المجتمع.

في 2016م قال يوفال نوح هراري أنه من الممكن اعتبار كل الصراعات السياسية والتركيبات الاجتماعية بنظام عمل بيانات في كتابه التاريخ الملخص الذي تحدث فيه عن فلسفة البيانات. وأوضح أن الكون يتكون من تدفقات البيانات وقيمة أي ظاهرة تٌحدد على أساس توافر البيانات عنها، وعلى المتحمسين للبيانات زيادة تدفق البيانات لتوصيل بيانات أكثر. وقال ان النتيجة الطبيعية من هذه العملية أن الإنسان سيعطي الخوارزميات السلطة لاتخاذ أهم القرارات في حياته مثلا من يتزوج وأي مسار عمل يختار وهكذا. 

النقد الموجه إلى مصطلح فلسفة البيانات

الكائنات الحية ليست عبارة عن خوارزميات.

تنص فلسفة البيانات أن تكون كل البيانات عامة حتى البيانات الشخصية حتى يعمل النظام بشكل كامل وهذا ما يواجه مقاومة حتى الاّن.

استغلال شركات عالمية مثل شركة كامبردج أناليتيكا  المستخدمين وبيانات الأشخاص على فيسبوك حيث من الممكن بعدد الإعجابات على منشورات الفيسبوك معرفة الشخصية ومعرفة صفات الأشخاص القريبين منك.

https://arketyp.com/wp-content/uploads/2019/08/AdobeStock_34144555.jpg

المميزات

من أهم المميزات الحصول على معلومات هامة عن الطرق وتقليل الحوادث بفضل شركة جوجل.

سهولة إحصاء المعلومات عن عدد المرضى مثل تقدير عدد إصابات مرض السكري في العالم والتجهيز الجيد.

مقاومة الامراض الوبائية المنتشرة بسرعة عن طريق الكشف عليها مباشرة ومشاركة المعلومات مثل فيروس كورونا وزيكا.

عمل الأبحاث الإكلينيكية على المرضى وتجارب الأدوية بشكل اسهل واسرع لمحاولة الوصول إلى نتائج أسرع.

العيوب

تعتبر البيانات أكثر المصادر قيمة على الكوكب حتى أكبر قيمة من البترول. ولكن تم استغلال البيانات في تفسير أفكار وعقائد الناس مثل استخدامها في الانتخابات الأمريكية الأخيرة التي فاز فيها ترامب. واستخدامها ايضًا في البريكست.

وتعمل خوارزميات متعددة على التعرف على الأشخاص أكثر من أشد الناس معرفة بهم. حيث من 10 إعجابات يمكن التعرف عليك أكثر من زميل عملك. ومن 150 إعجاب يمكن المعرفة عنك أكثر من والديك. ومن 300 لايك يمكن المعرفة عنك أكثر مما يعرفه شريكك.

يتضح أن العالم في مقمة عصر فلسفة البيانات ولكن التطبيق من العدم سيظل جدالًا واسعًا حتى وإن تم تطبيقه بشكل لا إرادي.

مصادر

singularity hub

كيف يساعدنا تعلم الآلة على مقاومة الإرهاب؟

الإرهاب هو استخدام التمييز المقصود والقوة غير القانونية لخلق الرعب بين عامة الناس لتحقيق أهداف دينية أو سياسية. في سنة ٢٠١٩م، نُفذت ١٤٢١ حادثة إرهابية تسببت في قتل ٦٣٦٢ شخص منتشرة بشكل أكبر في جنوب آسيا والشرق الأوسط. ويوجد على موقع «Global Terrorism Dataset – GTD» معلومات عن الأعمال الإرهابية منذ سنة ١٩٧٠م إلى  ٢٠١٨م  بها أكثر من ١٨١ ألف حدث إرهابي. فكيف يساعدنا تعلم الآلة على مقاومة الإرهاب؟

استخدم فريق من الباحثين تعلم الآلة لتوقع واستكشاف الهجمات الإرهابية وتوضح الاختبارات النهائية أن الأنظمة تتنبأ بدقة بالهجمات في المناطق التي تأثرت سابقًا بالإرهاب. ولكن حدوث « black swan – كارثة إرهابية كبرى» لا يمكن توقعها وتنتشر أسرع ما يمكن.

استخدم الباحثون البيانات المتاحة للهجمات التي حدثت من ٢٠٠٢ إلى ٢٠١٦ م في ١٣ منطقة حول العالم.

تستطيع أحد أنظمة الباحثين التنبؤ بالهجمات في غضون أسبوع قبل الحادثة في المناطق التي توجد بها عدد كبير من المناطق التي تعرضت سابقًا للهجمات الإرهابية حيث العراق وجنوب غرب آسيا خطر حدوث هجمات إرهابية يكون بعد ٢٠٠ أسبوع من الحادث الذي سبقه، أما في المناطق الأقل حدوثًا للهجمات فمن المتوقع ٤٠٠ أسبوع لحدوث هجمات بعد آخر هجمة مثل روسيا وشرق أوروبا.  [1]

https://img-cdn.tnwcdn.com/image?fit=1280%2C720&url=https%3A%2F%2Fcdn0.tnwcdn.com%2Fwp-content%2Fblogs.dir%2F1%2Ffiles%2F2021%2F08%2FUntitled-design-2-2.jpg&signature=8abb90e5eac84daa03def3beab2ec611

تناسب طردي وعكسي للهجمات الإرهابية

وقد طرحت الدراسات أن الهجمات الإرهابية تتكرر في نفس المكان حيث يتناسب طرديًا مع عدد منفذي الهجمات الإرهابية وتوفير التكلفة للقيام بالعملية والقيمة التي يحصلون عليها.

وتوقع أيضًا الفريق وجود تناسب عكسي بين احتمالية حدوث الهجمات الإرهابية والكثافة السكانية. حيث تُنفذ العمليات في المناطق الأقل كثافة سكانية، وأيضًا تتناسب عكسيًا مع تحضر المكان حيث صعوبة الوصول إلى الأماكن الحضرية. 

أهم العوامل المؤثرة التي يدرسها علماء تعلم الآلة في دراسة الهجمات الإرهابية

  1. الانتحارية: هل المُقدِم على العمل لغرض انتحاري أم لديه أهدافًا أخرى؟
  2. تحقيق الهدف: هل نجح المخطط الذي أراده الإرهابيون أم لا؟
  3. نوع السلاح الرئيسي الذي تم استخدامه في العمل:
  •  هل أسلحة بيولوجية أم كيميائية؟
  •  يضربون بالأسلحة أم بالمتفجرات؟
  • يستخدمون رصاص حقيقي أم غير حقيقي أم أسلحة بيضاء؟
  • يستخدمون مركبات أم سيارات مفخخة؟
  1. المنطقة: أمريكا الشمالية وأمريكا الوسطى وأمريكا الجنوبية وجنوب غرب آسيا وجنوب آسيا ووسط آسيا وأوروبا وشرق أوروبا والشرق الأوسط وشمال أفريقيا والصحراء الأفريقية وأستراليا وأوقيانوسيا. 
  2. النوع: حيث ينقسم الى عدة أقسام منها ما هو اغتيال أو هجوم مسلح أو خطف أو سرقة أو هجوم على منشأة أم غير معروف. [6]

أهم التقنيات المستخدمة

الشبكة العصبونية والتعلم العميق حيث وصلت دقة التنبؤ بانتحارية الأعمال الإرهابية حاليًا إلى ٩٨٪. ووصلت دقة التنبؤ بالنجاح في تنفيذ العملية إلى ٨٧٪ باستخدام الشبكة العصبونية و٩٣٪ بالتعلم العميق. وتحديد نوع السلاح بدقة ٧٣٪ بالشبكة العصبونية، بينما وصلت إلى ٩٤٪ بالتعلم العميق.

أما في تحديد المنطقة المستهدفة فوصلت دقة الشبكة العصبونية إلى ٨١٪، بينما دقة التعلم العميق ٩٧٪. وفي تحديد نوع الهجوم وصلت دقة الشبكة العصبونية إلى ٧٩٪ والتعلم العميق إلى ٩١٪.

فيتضح من ذلك أن كفاءة هذه التقنيات قوية وتتفوق تقنية التعلم العميق أكثر من الشبكة العصبونية. 

طريقتان لمنع تفاقم العمليات الإرهابية

  1. حماية المنشآت والأفراد وتحقيق الأمان. 
  2. منع الإرهابيين من القيام بمخططهم عن طريق القبض عليهم قبل التنفيذ. [5]

أهم التطبيقات في استخدام تعلم الاّلة في مواجهة الإرهاب

  1. التنبؤ بوقت ومكان الهجمات الإرهابية من خلال محاولة معرفة وسائل التواصل ومعلومات التحويلات المالية المخالفة للقوانين والسفر غير الطبيعي والبحث على الإنترنت. 
  2. التعرف على توجهات الأشخاص للتطرف، حيث أن بعض الشركات تبني أنظمة للتعرف على اتجاه الأشخاص عن طريق الفيديوهات التي يشاهدونها ومحاولة مقابلتها بعرض فيديوهات أخرى تواجه ظاهرة التطرف. 
  3. محاولة التعرف على الإرهابيين، حيث تم تحليل بيانات ٥٥ مليون هاتف شخصي لأشخاص في باكستان سنة ٢٠٠٧م. ولُُوحظ أن  ١٥ ألف شخص في تفكيره أن يصبح إرهابيًا، ولكن هذه العملية قد تكون غير دقيقة وغير مؤكدة وقد تتغير المعلومات من وقت لآخر. [5]

أهم التحديات التي تواجه العلماء في استخدام تعلم الآلة في مواجهة الإرهاب

  1. مشاكل متعلقة بحقوق الإنسان، حيث لا يوجد قانون دولي يُمّكن من مراقبة جميع الأفراد، ووضعهم على اختبارات الذكاء الاصطناعي. 
  2. تجميع البيانات قد يكون عشوائيًا وغير دقيقًا. 
  3. انعدام الأمان في استخدام البيانات، حيث من الممكن بيع البيانات لجهة أخرى. 
  4. انعدام الشفافية. 
  5. عدم وجود معايير أساسية مضبوطة. 
  6. الشك وعدم التأكد والتحايل على معرفة أمور شخصية و استغلالها.

مصادر

[1] neural

[2] science advances

[3] hindawi

[4] tech xplore

[5] التحالف الإسلامي العسكري لمحاربة الإرهاب

[6] IJACSA

مستقبل الشبكات العصبونية الاصطناعية

صنع العلماء نموذجًا لخلية عصبونية اصطناعية من فتحات رقيقة من الجرافين توازي مساحة طبقة من جزيئات الماء. ولكن بدلًا من استخدام الإلكترونات أصبحوا يستخدمون الأيونات مثلما يحدث في دماغ الإنسان. 

تعتمد كفاءة دماغ الإنسان بشكل أساسي على الخلية العصبية والقنوات العصبية والأيونات التي تنتقل من خلية لأخرى مرورًا بالقنوات. وسريان الأيونات الناتج من هذه العملية يخلق تيارًا إلكترونيًا يرتفع وينخفض، فتسمح هذه الإشارات بالتواصل بين الخلايا العصبية. 

يستطيع الذكاء الاصطناعي فعل ذلك ولكنه يستخدم طاقة أكثر بكثير، تصل إلى عشرات الآلاف من الطاقة التي يستخدمها الدماغ. ويكمن تحدي العلماء في تمكين الذكاء الاصطناعي من القيام بهذه المهام باستخدام طاقة توازي الطاقة التي يستخدمها دماغ الإنسان. بالإضافة إلى أن دراسة علم النانو في السوائل مهمة في هذا البحث؛ لأنه يدرس كيف تتفرق السوائل في قنوات أقل من ١٠٠ نانومتر. وأوضحت دراسات جديدة كيف أن مجالًا كهربائيًا يشبه طبقة وحيدة من جزيئات الماء ويتحول إلى مجموعات. 

أهم تطبيقات الشبكات العصبونية الاصطناعية

  • بدلًا من قراءة وحفظ مجموعات من الكتب أو الذهاب للمدرسة للتعلم. سيكون هناك أجهزة في الدماغ توفر لنا المعلومات حينما نطلبها، وقد يتحقق ذلك بحلول سنة ٢٠٤٠م.
  • جهاز يُوضع على سطح الدماغ قادر على التواصل مع الخلايا العصبية ويسجل نشاطهم حتى يخبرهم كيف يتصرفون في المواقف التي تواجه الشخص. 
  • واحدة من أهم التطبيقات هي التحفيز العميق للدماغ. حيث تُوضع أقطاب كهربائية في الدماغ لتحفيز مناطق معينة لتقليل اعراض بعض مشاكل الدماغ مثل أمراض الشلل الرعاش والصرع. وقد استخدم أكثر من ١٥٠ ألف شخص حول العالم هذه الخلية العصبية الاصطناعية. 
  • هذا الجهاز يستطيع التحكم في الأعصاب في أجزاء أخرى من الجسم؛ حيث يستخدمه الأطباء لمساعدة الأشخاص المصابين بالشلل على الحركة مرة أخرى.
  • بالإضافة إلى أن فريق من العلماء من جامعة بنسلفانيا استطاعوا النجاح في تقوية قدرات الذاكرة للأشخاص عن طريق تحفيز مناطق في الدماغ باستخدام الأقطاب الكهربية. 

إيلون ماسك صاحب شركة نيورالينك التي تعتبر أشهر الشركات في هذا المجال

 هدف هذه الشركة هو دمج الكمبيوتر بدماغ الإنسان، حيث الاستفادة من تطور تفكير الإنسان وتأثيره على تطور التفكير في آلة واحدة تدمج بينهما. تستخدم نيورالينك خطوطًا في الدماغ مرتبطة بجهاز يستطيع دمج نشاط الدماغ مع الخلية العصبية الاصطناعية. وصورت الشركة فيديو لقرد عمره ٩ سنوات يستطيع ممارسة لعبة على الكمبيوتر باستخدام هذه التقنية.

يطور الفريق أيضًا شرائح تُوضع في دماغ الإنسان من خلال إبرة دقيقة جدًا، هدفها مساعدة الشخص على رفع وتحميل المعلومات مباشرة من الدماغ كما في فيلم The Matrix. ويعمل العلماء أيضًا على تصنيع شريحة دقيقة جدًا تساعد على الوصول إلى أماكن معينة في الدماغ وتسهيل الجراحة. فهل ستوافق على جعل دماغك عبارة عن آلة في العقود القادمة؟

بالإضافة إلى القدرة على نقل المعلومات من خلية عصبية اصطناعية إلى أخرى. يقوم بهذا العمل فريق باحثين فرنسي مع علماء من جامعة مانشستر في إنجلترا. والخطوة القادمة هي محاولة إثبات أن هذه الأنظمة تستطيع أن تستخلص خوارزميات تعليمية أساسية، والتي بدورها تعتبر أساسًا لبداية عصر دمج الشبكات العصبية في الدماغ مع الشبكات العصبونية الاصطناعية. 

عيوب الشبكات العصبونية الاصطناعية

ولكن ذلك له عيوب؛ حيث من الممكن بيع هذه المعلومات الخطيرة عنك القادمة من الدماغ مباشرة. 

ومن الممكن أن تستخدم بشكل أكبر وأساسي في قواعد التوظيف. 

مصادر

interesting engineering

science direct

كيف يفسر علم النفس السلوكيات المتعلّقة بالجوع والطعام؟

من البديهي القول أن الحاجة إلى الطعام هي واحدة من الحاجات الفيزيولوجية الأساسية للحياة. لذلك فإن هذه الحاجة لم تحافظ فقط على الحياة البشرية، بل لعبت دورًا أساسيًا في صقل  سلوكيات الإنسان الحديث عبر التطور لملايين السنين. في القرن العشرين، بدأت محاولات علم النفس في تفسير السلوكيات المتعلقة بالطعام. فما هي أبرز النظريات حول ماهية الجوع؟ وكيف يفسر علم النفس السلوكيات المتعلّقة بالجوع والطعام؟

نظريات النقطة المحددة:

يعتقد غالبية الأشخاص أن الجوع ينتج عن نقص في الطاقة، بحيث أن جسدنا يطلب الطعام للحفاظ على مستوى الطاقة لديه. ويسمّى هذا الاعتقاد ب”Set-point assumption – اعتقاد النقطة المحددة”. وهو يقارن الجسم بالمنظم الحراري (الترموستات) الذي يعطي الحرارة أو التبريد بحيث تصبح حرارة المنزل أقرب إلى النقطة المحددة (Set-point).

وقد طرح العلماء نوعين من نظريات النقطة المحددة هما:

  • نظرية توازن السكري: تعتبر هذه النظرية أن هدف تناول الطعام الأساسي هو الحفاظ على توازن مستوى السكري. وتصف هذه النظرية بشكل رئيسي شعوري الجوع والشبع وتربطهما بمستوى السكر في الدم. إذ تعتبر أننا نشعر بالجوع عند انخفاضه، وننهي وجبتنا عند استعادة مستواه الطبيعي.
  • نظرية توازن مستوى الدهون:  تعتبر أن كل شخص يملك مستوى دهون، وأن أي انحراف عن هذا المستوى يقابله تعديلات في نسب الأطعمة، وتصف هذه النظرية عملية تنظيم وزن الجسم (على الأمد الطويل).

إذًا فإن هاتين النظريتين لا تتعارضان، بل هما تتكاملان في وصف عمليات الجوع والشبع (بدء الوجبة وإنهائها) من جهة، ووصف تنظيم وزن الجسم من جهة أخرى.

نقد نظريات النقطة المحددة:

واجهت نظريات النقطة المحددة العديد من الانتقادات بحيث اعتبرها الكثير من الباحثين غير كافية لتفسير سلوكيات تناول الطعام.

لا تفسّر هذه النظريات اضطرابات الأكل المنتشرة حول العالم، كالسمنة مثلًا. إذ تدل هذه الاضطرابات أن الأشخاص يميلون إلى الأكل بالرغم من وجود مخزون كافٍ من الطاقة (الدهون) في جسدهم.

كذلك فإن هذه النظريات غير قابلة للتطبيق في حالة  أسلافنا، الذين كانوا يمرون بفترات متقطعة من توفر الطعام بكثرة أحيانًا وفترات أخرى من نقص الطعام الحاد. لذلك كانوا بحاجة لتناول أكبر كمية ممكنة من الدهون خلال توفرها لتخزينها لفترات لاحقة.

بالإضافة إلى ذلك، يعتبر الباحثون أن نقص مستوى السكر في الدم نادرًا ما يحفز الشعور بالجوع. إذ إن الشخص يحتاج لحقن إبرة الأنسولين (مادة تخفّض مستوى السكر في الدم)، لكي يشعر بالجوع.

كما أن الكثيرين من الباحثين يعتبرون أن هذه النظريات تتجاهل الكثير من العوامل التي تؤثر في سلوكيات الأكل كالتذوق والتعلم والعادات الاجتماعية وغيرها.

نظريات الجوع والطعام الحديثة:

نظرية الحافز الإيحابي للطعام:

على عكس نظريات النقطة المحدّدة، تعتبر نظرية الحافز الإيجابي أن الذي يدفعنا لتناول الطعام ليس هو نقص مخزون الطاقة بل توقع اللذة التي تنتج عن الطعام. وقد أثبتت العديد من الدراسات ثبات هذه النظرية عند البشر وعند الحيوانات. نذكر منها دراسة أُجريت عام 1980 على فئران بحيث تم إضافة وجبات من الشوكولا والخبز على وجباتها الأساسية (الكافية أساسًا). وبيّنت النتائج زيادة بنسبة 84% في كمية السعرات الحرارية، وازداد وزنها بحوالي 48% بعد 120 يوم.

أثبتت الدراسات كذلك أن العديد من العوامل تؤثر في كمية الطعام المتناولة؛ مثل نكهات الأطعمة وتوقيت الوجبات ووجود العائلة أو الأصدقاء خلال الوجبة، وغيرها من العوامل.

نظرية وودز- Woods :

عارض الباحث ستيفن وودز نظرية النقطة المحددة أيضًا، واعتبر أن تناول الطعام يشوش التوازن في الجسد. إذ أن بعد تناول وجبة طعام، تتدفق كمية كبيرة من الدم إلى الجهاز الهضمي، وترتفع نسبة السكر في الدم، كما ترتفع حرارة الجسم.

لذلك اعتبر وودز أنه من الصحي تناول العديد من الوجبات الصغيرة ( 6 إلى 7 مرات في اليوم) بدل تناول 3 وجبات كبيرة.

النظرية التطورية للجوع والطعام:

بحسب النظرية التطورية للطعام، طوّرت الثدييات نظام تغذية لتجنب فقدان مخزون الطاقة، وذلك لأن الثدييات (وأسلافنا من البشر) عاشت في محيط ذي كميات طعام غير ثابتة. لذلك يميل البشر إلى تناول كميات كبيرة من السكريات والدهون والأطعمة المالحة، بهدف تخزين كميات من الطاقة. يمكننا بهذا فهم سبب تفاقم اضطراب السمنة في المجتمعات الحديثة حيث الأطعمة متوفرة بشكل دائم وبكميات كبيرة.

المصادر:

edx

University of British Columbia

إقرأ أيضًا: ما هو الدافع (الحافز) في علم النفس

التطبيب عن بعد: العلاج دون الخروج من المنزل

عندما نشعر بالتعب نحاول سريعًا عمل عدة تجهيزات لحجز موعد مع الطبيب المختص في خلال ساعة مثلًا، ثم الذهاب إلى المستشفى أو العيادة للاطمئنان ثم الاتجاه إلى أقرب صيدلية للحصول على العلاج الموصوف.

هذا الأمر قد يكون مرهقًا لبعض الناس، وخاصة الأشخاص الذين يسكنون بعيدًا عن مركز المدينة. ولكن الآن أصبح من الممكن الحصول على خدمة طبية أي وقت وفي أي مكان، ودون مغادرة منزلك والقضاء على راحتك اعتمادًا على التقدم التكنولوجي الذي نعيشه. 

يساعد التطبيب عن بعد المريض على التواصل مع مقدمي الرعاية الصحية باستخدام التكنولوجيا وعدم الحاجة إلى زيارة المستشفى. وتستطيع مناقشة الأعراض والمشاكل الطبية، وأخذ القياسات الخاصة بك من الأجهزة لمراقبة حالتك، وتحصل على تشخيص ووصفة طبية لطلب العلاج أيضًا من خلال المواقع المختصة بالصيدليات. 

للتطبيب عن بعد ٣ أنواع

  1. الطب التفاعلي ويُسمى أيضًا بالمباشر، وفيه يتواصل الطبيب مع المريض في نفس الوقت عن طريق الفيديو أو الصوت. 
  2. فحص المريض عن بعد باستخدام معدات طبية محمولة مثل فحص ضغط الدم ونسبة السكر في الدم وغيره من القياسات الهامة. 
  3. مشاركة وإرسال الوثائق؛ حيث يشارك مقدمو الرعاية الصحية معلومات عن صحة المريض مع مختصين أكثر خبرة للتشاور في الحالة. 

متى يصبح التطبيب عن بعد مناسبًا لحالتك؟

التطبيب عن بعد غير مناسب للحالات الطارئة مثل الأزمات القلبية والجلطات والجروح والتمزقات والكسور التي تحتاج إلى أشعة وتركيب جبيرة. ولكنه مفيد في الحالات الخفيفة التي قد تحتاج إلى استشارة على سبيل المثال، إذا كنت تعتقد وجود عدوى بسبب جرحٍ ما. وإذا كنت في أجازة وتشعر بمشكلة في الحلق. وإذا كنتي تحتاجين إلى وسائل منع الحمل، واذا كانت لديك أعراض كالزكام والإسهال ومشاكل العين الخفيفة.

الفرق بين التطبيب عن بعد والرعاية الصحية عن بعد

قد يعتقد البعض أنه لا فرق بينهما، ولكن هناك فرقًا واضحًا؛ حيث تُعرِف منظمة الصحة العالمية التطبيب عن بعد بأنه الشفاء عن بعد بإعطاء الحرية للعلاج بدون الخروج من المنزل. أما الرعاية الصحية عن بعد فهي مفهوم أعم وأشمل، وتتضمن استخدام المعلومات إلكترونيًا والتقدم التكنولوجي لدعم وتطوير الرعاية الصحية والصحة العامة. وتمتد الرعاية الصحية عن بعد لتغطية الأحداث غير الإكلينيكية مثل تحديد مواعيد واستكمال التعليم الطبي من خلال الإنترنت وأيضًا تدريب الأطباء.  

فوائد خدمات التطبيب عن بعد

المرضى الذين يعيشون في أماكن بعيدة أو لديهم جدول مزدحم سيساعدهم التطبيب عن بعد، وسيقلل أيضًا من المصاريف الصحية. متوسط التطبيب عن بعض للجلسة ٧٩ دولار ومتوسط زيارة الطبيب ١٤٩ دولار. كما أن استخدام التطبيب عن بعض مبكرًا يُقلل الحاجة إلى دخول العناية المركزة التي تكلف الغرفة ١٧٠٤ دولار كما ورد في دراسة أمريكية سنة ٢٠١٧م. كما أنه يقلل من فترات انتظار المرضى. 

وفي أحداث كورونا التي نعيشها يعمل العديد من الأطباء على تقييم الحالة عن طريق التواصل عن طريق الإنترنت وإعطاء نصائح بشأنها وأخذ قرار عمل اختبار أم لا بدون تكلفة.

تقدم بعض المستشفيات والعيادات خدمات استشارة عامة تتضمن التحدث إلى طبيب عام لتقييم حالتك بتكلفة تبدأ من ١٩ دولار. وتقدم بعض المستشفيات استشارات حول القلق العام قد تُكلف الشخص ٩ دولار. وأيضًا استشارة عن أدوية منع الحمل والتحدث مع مختصين بتكلفة تبدأ من ١٠ دولار. ومشاكل ضعف الانتصاب من الممكن مناقشتها مع طبيب مختص بتكلفة ٣٠ دولار. بالإضافة إلى أن الطريقة الأسهل لمعرفة إذا كان طبيبك يقدم هذه الخدمة أم لا هي سؤاله. 

هذا ليس معناه عدم زيارة الطبيب ولكن تقليل فترة الانتظار في العيادة أو المستشفى.

عيوب التطبيب عن بعد

  • تكلفة مُعدات الاتصال السلكية واللاسلكية.
  • إدارة البيانات والتدريب التقني.
  • احتمال انخفاض التفاعل البشري بين الأطباء والمرضى. 
  • زيادة خطر تعرض المعلومات الصحية للسرقة من خلال التخزين الالكتروني والنقل.

تاريخ التطبيب عن بعد

في الولايات المتحدة الأمريكية سنة ١٨٧٩م، أقر الأطباء أن التواصل مع المرض عن طريق الاتصال قلل عدد الزيارات. سنة ١٩٢٢م، توقع العلماء أن يتواصل المرضى مع الأطباء من خلال التلفزيون واستخدام ذراع الروبوت للفحص. 

سنة ١٩٤٨م، أول صورة أشعة تم إرسالها. 

١٩٥٩م، نُقل عدد من الصور لطلاب القطاع الطبي بهدف التدريب من جامعة لأخرى. 

سنة ١٩٦٤م، بدأ الأطباء التواصل بغرض العلاج على بعد أميال طويلة.

وفي أوائل القرن العشرين استخدم الأستراليون الذين يعيشون في المناطق النائية أجهزة الراديو التي تعمل بالمولد الكهربائي للحصول على الخدمة الطبية للطيران الملكي في أستراليا. وسنة ١٩٧٦م، أُسست أول عيادة إلكترونية في مستشفى ماساتشوستس العام لتقديم الخدمات الصحية للموظفين والمسافرين. 

وسنة١٩٨٩م، أطلقت شركة ميدفون الأمريكية أول نظام تفاعلي للطب الإلكتروني يعمل على خطوط الهاتف للقياسات والتشخيص. 

وفي سنة ١٩٩٠م، أقامت نفس الشركة نسخة خلوية متنقلة تعمل على خدمة ١٢ مستشفى في الولايات المتحدة. 

وفي هذه الفترة يتوقع العلماء أن يحقق التطبيب عن بعد ٣٥ مليار دولار ويصبح أهم طريقة لتوصيل الخدمة الصحية. 

إنشاء الأقمار الصناعية في أفريقيا سهل من إنشاء الطب الإلكتروني سنة ٢٠١٠م في مناطق من كينيا والسنغال. وفي سنة ٢٠١٤م أنشأت حكومة لكسمبورج مشغل الاقمار الصناعية «SBS» بالتعاون مع منظمات حكومية وغير حكومية للعمل على منصة الصحة الإلكترونية لتحسين الصحة العامة في المناطق النائية. 

وفي سنة ٢٠١٥م أيضًا في دولة بنين قُدمت خدمات واستشارات الأمومة والحمل عن طريق التطبيب عن بعد وخاصة في المناطق النائية. 

أهم تطبيقات التطبيب عن بعد

  • إدارة ومتابعة الأمراض المزمنة؛ حيث أن ٧٥٪ من المصروفات الصحية في الولايات المتحدة تذهب إلى الأمراض المزمنة مثل القلب والسكر والسرطان. 
  • إدارة الأدوية حيث التذكير بالمواعيد دائمًا واتباع الطرق الصحيحة لاستخدام الأدوية ومتابعتها باستمرار. 
  • مشاركة المعلومات الطبية مع مختصين أكثر خبرة للتقارير والتحاليل وإعطاء المعلومات اللازمة للمريض عن مرضه.
  • تقليل استخدام غرفة العناية المركزة حيث التحدث مع طبيب أولًا من خلال الفيديو، وتقرير اذا كان هناك حاجة للذهاب إلى المستشفى أم لا من خلال إرسال التقارير والتحاليل لمتخصصين آخرين.
  • عدم نقل الأطفال كثيرًا من مستشفى إلى أخرى حيث وجود بعض الكاميرات التي توضح الطفل من زوايا مختلفة ومعرفة رأي الأطباء. 
  • بعض التطبيقات التي تحول جهازك الخاص إلى أداة للتشخيص عن طريق سماعات صغيرة، وبعض الأدوات التي تقوم بقياسات هامة كقياس الضغط والسكر.
https://www.pinterest.com/pin/384072674475489034/

الصيدلة عن بعد

تقديم الرعاية الصحية عن طريق الاتصالات للمرضى في الأماكن التي لا يتواجد بها صيدلي. وتشمل وصفات العلاج الدوائي، وتقديم المشورة للمرضى، ومراقبة وإعادة التفويض بالعقاقير التي تحتاج إلى وصفة طبية. وأيضًا عن طريق مواقع صيدليات البيع بالتجزئة، ومن خلال دور رعاية المسنين أو دور الرعاية الصحية. 

طب الأسنان عن بعد

استخدام التكنولوجيا لتقديم الرعاية الصحية الخاصة بالفم والأسنان عن بعد، وتتضمن تقديم الاستشارات والتعليم وتوعية وتثقيف المجتمع. ففي سنة ١٩٩٤م عن طريق وزارة الدفاع الأمريكية لتسهيل توصيل الرعاية الصحية للطلاب في مجال الفم والأسنان. ومنذ بداية التسعينيات أصبحت التقنيات لها دورًا كبيرًا في أشكال التطبيب عن بعد عمومًا. بالإضافة إلى أن ثلث الأمريكيين لا يزورون طبيب الأسنان بانتظام بسبب عدم القدرة على تحمل التكاليف، وصعوبة الوصول، والخوف من عيادة الأسنان. 

أهم التخصصات الطبية التي بدأت بتطبيق التطبيب عن بعد

  • أطباء الأشعة حيث يُطلب منهم العمل مع العديد من التخصصات والتواجد في أماكن متعددة، ولكن باستخدام التكنولوجيا يستطيع طبيب الأشعة استقبال الصور عالية الجودة ثم التواصل مع المختصين والمرضى للتحدث بشأنها. 
  • الصحة النفسية حيث تتواصل أي وقت ومن أي مكان لحضور الجلسة الخاصة بك مع طبيبك. 
  • الجلدية حيث يفحص الطبيب الأعراض الظاهرة ويقيم الحالة ويصف العلاج. 
  • الطبيب العام حيث تقييم الحالة اولًا قبل التواصل مع طبيب آخر ذو تخصص أعلى أو الذهاب إلى المستشفى.

مقومات نجاح التطبيب عن بعد في الدول العربية والأفريقية

  • حسن استخدام التكنولوجيا ووسائل الاتصال وسرعة مناسبة للإنترنت. 
  • الجاهزية الكاملة في المستشفيات التي تقدم الخدمات الصحية عن طريق الإنترنت. 
  • تدريب مقدمي الرعاية الصحية على التعامل مع وسائل الإتصال، بالإضافة إلى التدريب على التواصل مع المرضى من خلال الصوت أو الفيديو.
  • تسهيل طرق وأسعار الخدمات الصحية عن طريق الإنترنت بما يتناسب مع المجتمع. 
  • تزويد معدلات الأمان في الاتصالات وبيانات المرضى وطرق الدفع. 

وفي دراسة في أحد المستشفيات بالولايات المتحدة، يتواصل ٣٣٪ من المرضى من خلال الرسائل و ٣٤٪ من خلال الفيديو. ويشترك ٤٨٪ مع المرضى في خدمة زيادة التثقيف الطبي. 

وانتشار هذه الخدمات ليس معناه عدم الذهاب إلى المستشفى ولكن ازدياد في التنظيم وسهولة الوصول للخدمات للمرضى.

ما هو المستعر الأعظم؟

هذه المقالة هي الجزء 7 من 18 في سلسلة دليلك لفهم أهم الأجرام والظواهر الفلكية

ما هو المستعر الأعظم وكيف يحدث؟

المستعر الأعظم (supernova) هو انفجار نجم. إنه أكبر انفجار يحدث في الفضاء. النجوم تشبه الناس نوعًا ما. يولدون ويعيشون حياة كاملة ثم يموتون. ولكن، هذا تبسيط مبالغ فيه. لأن النجوم عملاقة وهي أيضًا عبارة عن تفاعلات كيميائية. تمامًا مثل النار، ستحترق النجوم في النهاية من خلال إمداد الوقود الخاص بها. الفرق هو أنه عندما تستنفد النار وقودها، فإنها لا تنفجر إلى شيء ضعف حجمها الأصلي، ولا تنهار مرة أخرى على نفسها لتشكل مادة فائقة الكثافة. عندما يحترق النجم، يمكن أن تحدث أشياء كثيرة. لكن العامل الرئيسي هو أن القوى التي توازن هذا الجسم العملاق تصبح في حالة اختلال. إليك كيف تشرحها وكالة ناسا: النجوم الضخمة تحرق كميات هائلة من الوقود النووي في مراكزها. ينتج عن ذلك أطنان من الطاقة، لذا يصبح المركز ساخنًا جدًا. فتولد الحرارة ضغطًا هائلًا، كما أن الضغط الناتج عن الاحتراق النووي للنجم يمنع هذا النجم من الانهيار.

النجم في حالة توازن بين قوتين متعارضتين. تحاول جاذبية النجم أن تضغط على النجم في أصغر وأضيق مساحة ممكنة. لكن احتراق الوقود النووي في قلب النجم يخلق ضغطًا خارجيًا قويًا. هذا الدفع الخارجي يقاوم الضغط الداخلي للجاذبية. عندما ينفد وقود نجم ضخم، فإنه يبرد. يؤدي هذا إلى انخفاض الضغط، وبالتالي تفوز الجاذبية وينهار النجم فجأة. تخيل أن شيئًا ما له كتلة أكثر بمئة مرة من كتلة الأرض ينهار في 15 ثانية. يحدث الانهيار بسرعة كبيرة بحيث تخلق موجات صدمة هائلة تتسبب في انفجار الجزء الخارجي من النجم. الانفجار الناتج هو مستعر أعظم.

دور المستعر الأعظم في حفظ توازن الكون

كل هذه الطاقة المتفجرة تفعل بعض الأشياء. إنها تنثر اللبنات الأساسية للكون التي تشكل لب معظم النجوم مثل الهيدروجين والهيليوم والكربون. وتُشكل سحابة الحطام الناتجة سديمًا تحدثنا عنه مؤخرًا. وبالتالي، فإن المستعر الأعظم هو جزء من دائرة الحياة السماوية. لكن هذا الضغط الناتج عن انهيار النجم يتسبب أيضًا في أن يصبح اللب شديد الكثافة. يسمى قلب النجم الناتج بالقزم الأبيض. عادةً ما يكون حجم القزم الأبيض بحجم الأرض، وله نفس كتلة النجم في حجم أصغر بكثير، مما يجعله كثيفًا بشكل لا يصدق. لا ينبعث منه الضوء بفضل الاندماج، مثل معظم النجوم. بدلًا من ذلك، فإنه يعطي إشعاعًا حراريًا يمكن أن يكون مرئيًا للعلماء. إذا كان النجم كبيرًا بما يكفي، يمكن أن يحول هذا النواة فائقة الكثافة إلى ثقب أسود.

تاريخ المستعر الأعظم

تاريخيًا، من المعروف أنه تم تسجيل سبعة مستعرات عظمى فقط قبل أوائل القرن السابع عشر. أشهرها حدثت عام 1054م. وشوهدت في أحد قرون الثور الموجود في كوكبة الثور. تظهر بقايا هذا الانفجار اليوم على شكل سديم السرطان، الذي يتكون من مقذوفات متوهجة من الغازات التي تطير إلى الخارج بطريقة غير منتظمة ونجم نيوتروني نابض سريع الدوران، يسمى النجم النابض في المركز. تم تسجيل المستعر الأعظم لعام 1054م من قبل المراقبين الصينيين والكوريين. كما يمكن أن يكون قد رآه الهنود الأمريكيون الجنوبيون الغربيون، كما هو مقترح من قبل بعض اللوحات الصخرية المكتشفة في أريزونا ونيو مكسيكو. كان ساطعًا بدرجة كافية ليتم رؤيته خلال النهار، واستمر لمعانه الكبير لأسابيع. من المعروف أن المستعرات الأعظمية البارزة الأخرى قد لوحظت من الأرض في أعوام 185 و393 و1006 و1181 و1572 و1604.

شوهد الأقرب والأكثر سهولة في ملاحظته من بين مئات المستعرات الأعظمية التي تم تسجيلها منذ عام 1604م لأول مرة في صباح 24 فبراير 1987، بواسطة عالم الفلك الكندي “إيان ك.شيلتون” أثناء عمله في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. تم تعيين هذا الجسم الخافت للغاية في السابق SN 1987A، وبلغت قوته 4.5 في غضون ساعات قليلة، وبالتالي أصبح مرئيًا بالعين المجردة. كان المستعر الأعظم الذي ظهر حديثًا يقع في سحابة ماجلان الكبيرة على مسافة حوالي 160 ألف سنة ضوئية. أصبح على الفور موضوع مراقبة مكثفة من قبل علماء الفلك في جميع أنحاء نصف الكرة الجنوبي وتمت مراقبته بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. بلغ سطوع SN 1987A ذروته في مايو 1987م، وبلغت قوته حوالي 2.9، وانخفض ببطء في الأشهر التالية.

أنواع المستعر الأعظم

المستعرات العظمى من النوع الثاني

لنلقِ نظرة على النوع الثاني الأكثر إثارة أولاً. لكي ينفجر نجم على شكل مستعر أعظم من النوع الثاني، يجب أن يكون أكبر بعدة مرات من كتلة الشمس (تتراوح التقديرات من ثمانية إلى 15 كتلة شمسية). مثل الشمس، سينفد الهيدروجين ثم وقود الهيليوم في لبه. ومع ذلك، سيكون لديها كتلة وضغط كافيان لصهر الكربون. إليك ما سيحدث بعد ذلك. تتراكم العناصر الأثقل تدريجيًا في المركز على هيئة طبقات مثل طبقات البصل، حيث تصبح العناصر أخف في اتجاه الجزء الخارجي من النجم.

بمجرد أن يتجاوز قلب النجم كتلة معينة (حد Chandrasekhar)، يبدأ النجم في الانهيار (لهذا السبب، تُعرف هذه المستعرات الأعظمية أيضًا باسم supernovas الانهيار الأساسي). يسخن اللب ويصبح أكثر كثافة. في نهاية المطاف، يرتد الانفجار الداخلي عن القلب ويطرد المادة النجمية إلى الفضاء ويشكل المستعر الأعظم. وما يتبقى يشكل جسم فائق الكثافة يسمى النجم النيوتروني، وهو جسم بحجم المدينة يمكنه حشد كتلة الشمس في مساحة صغيرة.

هناك فئات فرعية من المستعرات الأعظمية من النوع الثاني، مصنفة بناءً على منحنيات الضوء الخاصة بها. ينخفض ​​ضوء المستعرات الأعظمية من النوع II-L بشكل ثابت بعد الانفجار، بينما يظل ضوء النوع II-P ثابتًا لبعض الوقت قبل أن يتلاشى. كلا النوعين لهما توقيع الهيدروجين في أطيافهما. يعتقد علماء الفلك أن النجوم التي تكون كتلتها أكبر بكثير من الشمس (حوالي 20 إلى 30 كتلة شمسية) قد لا تنفجر على شكل مستعر أعظم. وبدلاً من ذلك ينهاروا على أنفسهم ليشكلوا ثقوبًا سوداء.

النوع الأول من المستعرات الأعظمية

تفتقر المستعرات الأعظمية من النوع الأول إلى بصمة الهيدروجين في أطيافها الضوئية. يعتقد عمومًا أن المستعرات الأعظمية من النوع Ia تنشأ من النجوم القزمة البيضاء في نظام ثنائي قريب. عندما يتراكم غاز النجم المرافق على القزم الأبيض، يتم ضغط القزم الأبيض تدريجيًا وينطلق في النهاية تفاعلًا نوويًا سريعًا داخله يؤدي في النهاية إلى انفجار مستعر أعظم كارثي. يستخدم علماء الفلك المستعرات الأعظمية من النوع Ia كشموع معيارية (standard candles) لقياس المسافات الكونية، حيث يعتقد أنها تتوهج بنفس السطوع عند قممها.

تخضع المستعرات الأعظمية من النوع Ib و Ic أيضًا لانهيار النواة تمامًا كما تفعل المستعرات الأعظمية من النوع الثاني، لكنها فقدت معظم أغلفة الهيدروجين الخارجية. في عام 2014، اكتشف العلماء النجم المرافق الخافت الذي يصعب تحديد موقعه في مستعر أعظم من النوع Ib. استغرقت عملية البحث عقدين من الزمن، حيث كان النجم المرافق يلمع بشكل أكثر خفوتًا من المستعر الأعظم اللامع.

هل يحدث هذا غالبًا؟

نعم و لا. مع وجود بلايين من النجوم عبر مجرات لا حصر لها في كوننا، هناك احتمال كبير لوجود نجم يتحول إلى مستعر أعظم في مكان ما. إنها مجرد مسألة ما إذا كان يمكننا رؤيته. إنها بعض من ألمع الأشياء التي لاحظها البشر على الإطلاق في سماء الليل وغالبًا ما ترى في المجرات الأخرى. لكن من الصعب رؤية المستعرات الأعظمية في مجرتنا درب التبانة لأن الغبار يحجب رؤيتنا. في عام 1604م، اكتشف “يوهانس كيبلر” آخر مستعر أعظم تمت ملاحظته في مجرة درب التبانة. اكتشف تلسكوب شاندرا التابع لناسا بقايا مستعر أعظم حديث. انفجر في درب التبانة منذ أكثر من مائة عام.

من أشهر المستعرات الأعظمية التي لاحظها البشر هو تكوين سديم السرطان. في عام 1054م، لاحظ علماء الفلك الصينيون انفجارًا في السماء. ظل هذا المستعر الأعظم، المسمى SN 1054، مرئيًا لمدة عامين قبل أن يتلاشى فيما نعرفه الآن باسم سديم السرطان.

لماذا يدرس العلماء المستعر الأعظم؟

يحترق المستعر الأعظم لفترة قصيرة فقط من الزمن، لكنه يمكن أن يخبر العلماء كثيرًا عن الكون. أظهر أحد أنواع المستعرات الأعظمية للعلماء أننا نعيش في كون متوسع، عالم ينمو بمعدل متزايد باستمرار. قرر العلماء أيضًا أن المستعرات الأعظمية تلعب دورًا رئيسيًا في توزيع العناصر في جميع أنحاء الكون. عندما ينفجر النجم، فإنه يطلق العناصر والحطام في الفضاء. العديد من العناصر التي نجدها هنا على الأرض مصنوعة في لب النجوم. تنتقل هذه العناصر لتشكل نجومًا وكواكبًا جديدة وكل شيء آخر في الكون.

المصادر:

  1. Nasa
  2. space center
  3. britannica
  4. space
Exit mobile version