سأنهي هذه الوحدة من خلال التحدث قليلاً عن بعض الأفكار
من تاريخ الفلسفة والعلوم،
مركّزاً على نيوتن ولابلاس.
هذا ليس تاريخ تفصيلي وشامل
أريد فقط أن ألقي الضوء على أفكار قليلة
ستساعد على التمهيد للوحدة التالية،
عندما نصادف الشواش أو تأثير الفراشة.
هدفي الرئيس ليس أن أسرد رواية تاريخية،
بل أن نلقي نظرة على بعض الأفكار التاريخية
فربما تساعد بالشرح، أو تمهد
لبعض الأفكار عن العلوم، وكيف تشرح العلوم العالم،
وبعض الافتراضات عن العالم، التي أعتقد أنّها لاتزال معنا اليوم.
وهذه بعض الأفكار بأنّ اكتشاف الشواش
والظواهر ذات الصلة المختلفة
تسببت لنا....، لا أعتقد أن نرميها كلياً،
لكن ربما إعادة البحث أو إعادة الدراسة قليلاً.
على أية حال، قصتنا تبدأ مع إسحاق نيوتن.
في 1687، نشر نيوتن كتاب Principia Mathematica الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية،
الذي يعتبر الإنجاز الأكبر للثورة العلمية على عدة أصعدة
إذاً، هناك الكثير الذي فعله نيوتن في هذا،
لكن واحد من الأشياء الرئيسية التي فعلها، وضع نظرية الحركة.
فسّر لماذا الأشياء تتحرك.
وجسّد هذا بشكلٍ واضح
لما معروف الآن بقانون نيوتن الثاني للحركة.
أنتم على الأرجح رأيتم هذا من قبل
إن كنت قد أخذتم دورساً في الفيزياء أو العلوم الطبيعية.
إذاً هذه المعادلة تقول ــ
على الجهة اليسرى لدينا: F_net
F هي القُوى وnet تعني كلي.
إذاً إنّنا ننظر للقُوى الكليّة التي تؤثر على الشيء.
السهم فوق F يعني أنّ القوة مقدار القوة الموجهة.
عندما ندرس القُوى الكلية،
يجب أن نأخذ بعين الاعتبار ليس فقط كم هي قوة الدفع أو السحب،
لكن اتجاه السحب أو الدفع.
الأشعة هي طريقة رياضية لفعل هذا.
الجهة اليمنى للمعادلة هي ma
a هو التسارع.
إنّه معدل التغيير لمعدل التغيير للموضع،
أو معدل التغيير للسرعة ــ
كم هي سرعة شيئاً ما بالتباطئ أو التسارع
مثل القوى، التسارع هو مقدار شعاعي
لكي أصف الحركة
لا يكفي فقط تحديد حجم التسارع بل يجب تحديد الاتجاه أيضاً
و m هي كتلة الشيء.
إذاً ما يقوله قانون نيوتن الثاني هو
أنّ إذا عرفت القُوى الكلية المؤثرة على الشيء،
وأنا أعرف كتلة الشيء،
أستطيع أن أكتشف تسارعه،
ومن تسارعه أستطيع أن أكتشف كيف سيتحرك.
الفكرة الأساسية هي القُوى تحدد الحركة
بنفس السياق فإن التوابع،
التوابع التكرارية والمعادلات التفاضلية،
هذا ما كنا ندرسه لحتى الآن،
هي حتمية.
إذاً قانون نيوتن الثاني هو قاعدة
تخبرنا كيف تتحرك الأشياء إذا عرفنا القوى المؤثرة عليهم.
إذاً القانون الثاني هو ... افكر به كنظرية للحركة،
يقول لماذا تتحرك الأشياء
جزء رئيسي آخر لكتاب مبادئ نيوتن
كان أنّه روّج لفكرة أنّ القوانين الفيزيائية شمولية
وبطرقٍ عدّة أعتقد أنّ هذا أكثر الأجزاء ثورية بعمل نيوتن.
إذاً لقد قال أنّ قوانين الفيزياء
التي تصف كيف للشيء أن يسقط في كامبردج، إنكلترا،
هذه القوانين هي نفسها في بروكسل أو بكين أو بوغوتا أو أيّ مكان.
فوق ذلك ليس فقط بأي مكان على الأرض بل أي مكان بالكون.
إذاً، نفس القانون الذي يصف كيف لتفاحة أن تقع في إنكلترا
يصف كيف يدور القمر حول الأرض أو كيف تدور الأرض حول الشمس.
إذاً، كما قلت من قبل، كتاب مبادئ نيوتن يعتبر
الإنجاز الأكبر للثورة العلمية.
وللتلخيص بكلمات موجزة،
فكرة الثورة العلمية
هي أنّ المعرفة يمكن أن تتولد من خلال ملاحظة حذرة
وتجربة مكررة،
بناءً على عمل الآخرين،
وأنّ تلك المعرفة معبّرة
بهيكل منطقي متسق متماسك
والذي غالباً رياضي بالطبيعة
إذاً نيوتن في الثورة العلمية
يعطي وسيلة لفترة من التاريخ العقلاني يدعى التنوير
والتي أفكر بها كامتداد لمعظم سنوات الـ 1700.
التنوير اتحد
مع انتشار الحقوق الفردية والديمقراطية،
واستمرار التقدم العلمي،
الإيمان بقوة المنطق والعقل على السلطة والمذاهب
إذاً خلال التنوير
بدأت طريقة علمية ونظرة علمية بالترسّخ.
وأنا نوعاً ما أفكر بهذا كهيكل نيوتوني
إذاً، بعض الأفكار عن العالم وعن العلوم
التي ليس متضمنة مباشرةً بقوانين نيوتن
لكنها نوعاً ما تستخلص بشكل طبيعي منهم.
إذاً، في الهيكل النيوتوني،
العالم رياضي، ميكانيكي ومادي.
إنّه ميكانيكي لأنّ الأشياء تحدث لسبب،
الأشياء تتحرك بسبب قوى تؤثر عليهم.
إذاً الحركة يمكن أن تفسّر.
الأشياء تحدث ليس فقط هكذا لكن لأسباب معينة.
إنّه ميكانيكي بحيث أنّ العالم يُرى
كأنّه مصنوع من أشياء، أشياء مادية.
حتى القوى التي تؤثر بوضوح على مسافة كالجاذبية،
شوهدت عندما تم نقلها بواسطة وسيط مادي ملموس.
إذاً إنّه عالم من الأشياء التي تحدث لسبب.
وأخيراً العالم يُرى على أنّه رياضي.
قوانين الطبيعة، وربما الطبيعة بذاتها،
تُرى على أنّها رياضية.
وغاليلو لديه اقتباس لخص هذه الفكرة بشكل لطيف.
إذاً غاليلو يقول: "الفلسفة مكتوبة في هذا الكتاب الكبير للكون،
والذي يبقى مفتوحاً لنظرنا باستمرار.
لكن الكتاب لا يمكن فهمه
إلّا إذا تعلّم أحداً ما أن يدرك اللغة
وأن يقرأ الأبجدية المؤلف منها.
إنّه مكتوب بلغة الرياضيات.
إذاً على الرغم من أنّ الاقتباس عمره مئات السنين،
أستطيع أن أتخيل أستاذ في الجامعة يقوله اليوم.
إذاً في الهيكل النيوتوني
العالم ميكانيكي، مادي ورياضي.
الصورة التي تظهر
هي للكون كأنّه ساعة عملاقة، أو آلة عملاقة.
التروس والعتلات تدفع بعضها البعض،
جاعلين هذا يحدث جاعلين أشياء أخرى تحدث،
ومن ثم جاعلين أشياء أخرى تحدث،
لكن دائماً متبعين قوانين الحركة.
العالم النيوتوني واحد من السبب والتأثير.
يوجد هناك قوانين وترتيب محدد.
وحتى إن لم نفهم كل هذه القوانين،
العالم النيوتوني يحمل العهد
بأنّ العالم في الأساس مكان مفهوم ومنطقي.