انضم إلينا
اغلاق
هل تفهم النسبية؟ مساقات تشرح لك نظرية أينشتاين الأهم

هل تفهم النسبية؟ مساقات تشرح لك نظرية أينشتاين الأهم

شادي عبد الحافظ

محرر علوم
  • ض
  • ض

النظرية النسبية ربما هي أشهر إنجازات العلم، وأكثرها قربًا للأحاديث العامة، لذلك تجد أن هناك رغبة لدى الكثيرين، كانوا متخصصي فيزياء أو غير متخصصين، طلبة أو من أعمار سنية أكبر، لتعلمها بشكل مبسط، إلا أن المشكلات تظهر مع الصفحات الأولى من الكتاب أو الدقائق الأولى من المحاضرة، حيث يصطدم البعض بكم يبدو صعب الهضم من الاصطلاحات والمفاهيم الفيزيائية والرياضياتية، والذي عادة ما يوقفهم عن استكمال طريقهم في التعلم.

      

هنا، يجب أن نوضح أن النظرية النسبية هي جزء من الفيزياء، ولذلك فإن البداية "من الصفر" الخاصة بها تتعلّق بتعلم بعض القواعد الأساسية للفيزياء والرياضيات قبل الدخول إليها، وهنا يأتي دورنا لتمهيد تلك المنطقة الفاصلة قبل الولوج إلى عالم النظرية النسبية، حيث يمكن بالفعل عبر عدة مصادر مبسطة أن تتعرف على بعض الأساسات الهامة دون الحاجة أن تكون متخصصًا أو طالب جامعة، ولنبدأ معًا من الرياضيات، هل يمكن لنا تعلمها بسهولة؟

 

البداية الصحيحة

نعم، في الحقيقة، والمصادر الخاصة بالرياضيات قريبة منك ربما أكثر مما تظن، إنها منهج الرياضيات الخاص بمرحلة الثانوية العامة في دولتك، والذي يتشابه في كل العالم تقريبًا، ورغم أنك للوهلة الأولى قد تظن أننا نمزح، إلا أن هناك بالفعل العديد من المزايا الخاصة بتلك الفكرة، أولها هو الإتاحة، فمصادر تعلم الرياضيات للمرحلة الثانوية العامة متاحة في كل مكان، سواء الكتب، أو عبر اليوتيوب، أو حتى يمكن لك أن تلجأ لمدرس في مدرستك القديمة، وثانيها هو البساطة، فالكتاب أو المدرس يشرح لطالب بالمرحلة الثانوية، لذلك فهو يراعي التوضيح والتبسيط والتكرار حتى يتأكد من فهمك للمادة.

  

يمكن لك عبر الخوض في هذا المنهج أن تدرس بعض الأساسيات الهامة في موضوعات التفاضل والتكامل، الجبر، الميكانيكا الكلاسيكية حتى مستوى جيد جدًا، وموضوعات أخرى كالمتجهات والهندسة الفراغية، المتتاليات، اللوغريتمات، والأعداد المركبة.. الخ. سوف يساعدك ذلك كثيرًا لتكوين قاعدة تخرج منها لمستوى متقدم بعد ذلك، وسوف تجد بسهولة - بأية مكتبة قريبة - بعض الكتب التي تقدم تمارين إضافية محلولة ممتعة، كذلك يمكن لك تأمل تلك الفيديوهات البسيطة والمفيدة الخاصة بقناة (الكتاب.نت) على اليوتيوب لتعلم بعض الأساسات، عليك التجول في قوائم القناة فهي مفيدة جدًا.

    

  

من جهة أخرى يعتبر التعرف إلى مقدمات الميكانيكا الكلاسيكية أساسيًا من أجل الدخول فيما بعد للنظرية النسبية، هنا سوف نقدم لك ثلاثة اقتراحات، الأول هو، كما قلنا، ميكانيكا الثانوية العامة، والثاني هو مساق بوب ايجل، المشهور على اليوتيوب باسم DrPhysicsA، وهو يقدم الفيزياء الأساسية في رحلة مكونة من 58 محاضرة قصيرة تحت قائمة A level physics Revision ، يشرح ايجل منهجه ببساطة تامة، ويستخدم أقل عدد ممكن من المعادلات ، يستخدم الورقة والقلم، لكن الأهم في ذلك كله، كبداية، هو الجزء الخاص بالميكانيكا فقط، من جهة أخرى فإن قناة ميشيل فان بيزين Michel van Biezen على يوتيوب أكثر من رائعة، منظمة بشكل أكبر وتقدم الفيزياء بتوسع أكبر، مع الكثير من المسائل والمراجعات، يضيف مايكل مقدمات جيدة في علم الفلك، الجبر، الهندسة، التفاضل، والكيمياء، لكن مهمتنا هي الميكانيكا الكلاسيكية.

  

مساقات غاية في البساطة

الآن ننتقل إلى النظرية النسبية، يمكن لك أن تبدأ من هنا لكن حينما تتوقف عند اصطلاح ما، مفهوم رياضياتي أو فيزيائي، سوف تضطر أن تصعد للأعلى، في كل الأحوال سوف يكون لنا هدف خاص من تقديم المساقات هذه المرة، وهو أن تكون بسيطة "جدًا"، و"جدًا" تعني أن شخص عادي بمستوى الثانوية العامة يمكن له بسهولة شديدة أن يفهم ما يتحدث عنه المساق، تعني كذلك أن تلك المساقات لن تأخذ الكثير من وقتك، فقط مدد قصيرة لكل منها، وأخيرًا فإنها لا تعتمد على رياضيات متقدمة، حتّى أنها لا تستخدم التفاضل والتكامل، مثلًا، فقط رياضيات بسيطة.

   

أول المساقات هو ربما غير معروف لدى الكثيرين، لكنه رغم ذلك يعد الأبسط في شرح النظرية النسبية، لسببين رئيسيين، الأول هو أنه يقدم النظرية النسبية بلا حاجة لمقدمات رياضياتية إلا بعض الجبر وحساب المثلثات، والثاني هو أن عنوان المساق هو One Dimensional Relativity، أي أن مقدمه يشرح النسبية للمبتدئ من الصفر دون الحاجة لتعقيدات وجود الأبعاد ثلاثة، وفقط يعرض المفاهيم بالنسبة لبعد واحد، وذلك يسهل التعلم بشكل كبير جدًا.

   

  

المساق في 26 حلقة قصيرة، متوسط طول الواحدة منها هو 10 دقائق، يمكن لك أن تنهيه ببساطة في عدة أيام، لكن لا شك أن هذا النوع من المساقات - على بساطته الشديدة - لا يمكن اجتيازه دون ورقة وقلم، أي أنه يجب أن تتابع مع مقدم المساق بشكل أكثر تفاعلًا من "الفُرجة"، اكتب المعادلات في ورق كبير، وادرسها من حين لآخر، وتأمل الأفكار التي يقدمها من عدة جوانب، واخرج من حين لآخر للبحث على الويب.

  

سوف يقدم هذا المساق مقدمة ممتعة لأساسات النظرية النسبية الخاصة على مستوى من الرياضيات الخفيفة، كذلك تقدم نفس القناة مساق غير معروف رائع في ميكانيكا الموجات للمهتمين بمقدمة سابقة لميكانيكا الكم، لا يساويه في الروعة - ويفوقه في التنظيم والتقديم - سوى آخر يقدمه ميشيل فان بيزين على قناته، وهو كذلك يقدم منهجه في النظرية النسبية للمبتدئين من الصفر، في حوالي 45 حلقة يتراوح طول الواحدة منها حول الخمسة دقائق، بيزن مدرس محترف، يهتم بالمسائل، ويستخدم السبورة كأنك في فصل دراسي، وهو واحد من أروع مساقات النسبية -بحسب علم الكاتب- للمبتدئين.

    

  

دعنا في تلك المرحلة نتعرف إلى مشاركة عربية هامة في شرح النظرية النسبية للمبتدئين من قناة (فيزيا العربية)، حيث يقدم ماهر صوّاف مساقين مبسطين في النظرية النسبية للمبتدئين (أحدهما للخاصة والآخر للعامة)، في حوالي 10 حلقات لكل منهما، والحلقة بمدة حوالي 20 دقيقة في المتوسط، وما يميز أسلوب المساق هو درجة السهولة والبساطة التي يقدم بها المادة العلمية، وفي بعض الأحيان يقفز المساق لمناطق غاية في الصعوبة، وينجح بالفعل في تبسيطها قدر الإمكان

    

لكن، وعلى الرغم من استخدامه لكم قليل من الرياضيات، فإن مساق صوّاف يعتبر صعبًا على مبتدئ، حيث يستخدم في كثير من الاحيان اصطلاحات تفترض معرفة مسبقة بها، وفي بعض الأحيان يكون الموضوع من التعقد بحيث لا يتمكن المقدم بسهولة من تبسيطه، لكن في المجمل يمكن القول إن هذا هو أفضل إنتاج عربي في هذا المجال، وجدير بالذكر الإشارة إلى أن القناة تقدم عدد من المساقات الأخرى الهامة والأكثر بساطة عن الكوانتم، الأوتار، المجال الكمومي، والكونيات، تلك القناة لا يمكن تفويتها.

  

  

النسبية العامة

وبذكر النسبية العامة، نلاحظ أن ما تحدثنا فيه من مساقات، منذ بداية طريقنا، كان في النسبية الخاصة فقط، وهي المقدمة الأسهل للنسبية بالطبع، لكننا لا نجد الكثير من المصادر التي تقوم بتبسيطها في صورة يمكن هضمها بسهولة، لكن رغم ذلك، بجانب مساق صوّاف السابق، هناك أيضًا مساقين غاية في السهولة يشرحان النسبية العامة، ويمكن لك خوض أي منهم مع رياضيات بسيطة للغاية، فقط بعض المعرفة بالجبر وحساب المثلثات وربما بعض المتجهات.

   

الأول والأفضل هو المقدم من بوب إيجل، في الحقيقة لم أجد من يشرح النسبية العامة - والخاصة كذلك - أفضل منه، يعيبه فقط عدم التنظيم بعض الشيء، لكنه رغم ذلك من أفضل مبسطي الفيزياء على اليوتيوب، خاصة أنه يشرح بالورقة والقلم، ويقدم - في حوالي 7 ساعات فقط - المفاهيم الرياضياتية المعقدة بصورة غاية في البساطة وفقط ضمن الحدود التي نحتاجها لتوضيح فكرة محددة في الفيزياء، كذلك يتميز بأنه يرسم استنتاجاته بشكل واضح وجيد وسلس بحيث لا تتوه منه في الطريق.

  

  

أما الثاني فهو الفيزيائي مايكل، والذي يقدم النسبية العامة فقط في ثماني حلقات بسيطة مدة الواحدة منها حوالي 10 دقائق، يمكن لك الانتهاء منها مرة واحدة، لكن على بساطتها الشديدة فإن مايكل يشرح بعض المفاهيم العامة والهامة كانحناء الزمكان وعلاقته بالعجلة وأنواع الكتلة وطبعا مبدأ التكافؤ بسلاسة تامة، يصلح هذا المساق البسيط كمقدمة خفيفة للنسبية العامة، ورغم استخدامه للرياضيات لكنه لم يتطرق لرياضيات النسبية العامة نفسها، والتي يصعب، في كل الأحوال، أن يتم شرحها في مساق مبسط لأنها معقدة للغاية تتطلب معارف مسبقة ببعض الرياضيات المتقدمة، لكن الأنجح في ذلك كان بوب إيجل كما ذكرنا منذ قليل، وقناة الفيزيا العربية.

         

   

ثم، في النهاية، دعنا نتحدث عن مساق حديث هام من جامعة ستانفورد، تجده على منصة كورسيرا، بعنوان "فهم أينشتين: نظرية النسبية الخاصة Understanding Einstein: The Special Theory of Relativity Stanford University"، وهو واحد من أهم وأبسط المساقات التي تقدم النسبية للمبتدئين، ويتميز عن سابقيه بأنه مقدم بشكل منهجي منظم جدًا، كما أن مقدمه - لري راندل من جامعة أوكسفورد - يعي جيدًا قدرات المبتدئين، حتى أنه يضع في الأسبوع الأول للمساق مقدمة رياضياتية هامة تعطيك كل ما تريده من الرياضيات المطلوبة للمساق، والتي بدورها ليست أكثر من بعض الجبر.

  

المساق في ثمانية أسابيع، ساعتان للمحاضرات كل أسبوع وعدد كبير من المصادر الخارجية الهامة والممتعة التي تفتح لك الباب للعديد من الأفكار الجديدة، ويمكن لطالب بمستوى الثانوية العامة أن يخوضه بسهولة، بشمل جميع الموضوعات الأساسية في النسبية الخاصة، لكنه في الأسبوع الأول يعطي مقدمة أساسية عن أينشتين وحياته وموقع نظريته في تاريخ الفيزياء، ويختم المساق بمقدمة ممتعة عن النسبية العامة، هذا المساق - كما أظن - هو أفضل اختيار للمبتدئين، ويمكن لك اجتياز أي من المقترحات المبسطة قبله للتسهيل. تجده هنا

  

بعد هذا يمكن لك ببساطة الخوض في مساقات أكثر قوة، هنا لن تحتاج لأي ارشادات من أجل البحث، فأنت الآن تعرف الكثير بالفعل عن النظرية النسبية، وعن احتياجاتك للرياضيات، والفروع الأخرى من الفيزياء الكهربية والمغناطيسية، وهنا سوف تتمكن بسهولة من اختيار المساق المناسب لك، وان كان الأقرب في مرحلة كتلك هو مساقات فتى الفيزياء المشاكس "ليونارد ساسكيند"، والتي يعرضها جميعًا، لمستوى السنة الأولى الجامعية، بموقع يحوي كل مساقاته والتي تنطلق من الميكانيكا الكلاسيكية حتّى نظرة الأوتار، تجده هنا

     

  

حسنًا، دعنا في النهاية نوضح أن تلك كانت تفضيلات كاتب التقرير، والتي استخدمها من فترة في أثناء محاولاته، كغير متخصص، لتعلم الرياضيات والفيزياء الأساسية، ولم يكن يصدق أن بدايات بتلك الدرجة من البساطة والتواضع يمكن بسهولة أن تنقله لمستوى أعلى كثيرًا مما كان يظن، والفكرة الأساسية هي أن تبدأ دائمًا بأبسط مستوى ممكن، حتّى وإن بدا تافهًا، إلا أن بدايات كتلك هي ما يعطيك الحماسة لتتقدم بخطى بطيئة لكنها ثابتة، ويحسّن قدراتك شيئًا فشيئًا مع الوقت، إن أهم النقاط التي يجب أن تنتبه لها بينما تتعلم شيئًا ما هي أنه لا أحد يجري وراءك، ولا حاجة لك للحصول على جائزة ما أو تقدير بعينه، أنت فقط تتعلم لتستمتع، لذلك فامض ببطئ، وبساطة، وهدوء.

تركيا وإسرائيل.. واقع العلاقات واحتمالات التقارب

تقارير متصدرة


آخر الأخبار