تعرف على أشهر علماء الفيزياء في التاريخ

(علماء الفيزياء) كل هذا التقدم العلمي الذي حققناه في عصرنا الحالي لم يأتي من فراغ. إنه بلا شك نتيجة الإنجازات التي حققها علماء الفيزياء عبر العصور. ضريبة على إنجازاتهم! تعرف على قائمة أبرز علماء الفيزياء في كل العصور.

علماء الفيزياء واختراعاتهم:

أناكسيماندر 546 ق.م – 610 ق.م:

أناكسيماندر هو مؤيد لفكرة أن الأرض لا تحتاج إلى أي شيء تحتها لدعمها. قال إن الأرض تطفو في مركز اللانهاية وثابتة في مكانها لأنها مسافة متساوية من جميع أجزاء الكون بهذه الفكرة غيّر نظرتنا لكوكب الأرض.

 بينما قدم في نفس الوقت فكرة سحب الجاذبية بين الأرض الكواكب والنجوم في السماء. 

“في رأيي فكرة أناكسيماندر هذه هي واحدة من أكثر الأفكار جرأة وثورية في تاريخ الفكر البشري.” كارل بويبر (1902-1994)  فيلسوف العلم.

أرخميدس 212 – 287 ق.م:

أخذ أعظم علماء العصور القديمة (أرخميدس) الرياضيات والفيزياء والهندسة إلى آفاق جديدة.

 أسس علوم الفيزياء الميكانيكية والفيزياء الهيدروستاتيكية واكتشف قانون الروافع والبكرات واكتشفت أحد أهم المفاهيم في الفيزياء وهو مركز الجاذبية.

 عمله المتبقي الذي طبق معادلات رياضية متقدمة على العالم المادي ألهم غاليليو غاليلي وإسحاق نيوتن في دراستهما لقوانين الحركة.

يوهانس كيبلر 1630-1571:

كسر يوهانس كيبلر التقليد القديم في علم الفلك من خلال اكتشافه أن الأجرام السماوية تتبع مدارات بيضاوية. كانت قوانين كيبلر لحركة الكواكب تقدمًا مذهلاً ومهمًا في فهمنا للكون. سمح قانون كيبلر الثالث لإسحاق نيوتن بإنشاء قانون التربيع العكسي للجاذبية. واكتشف كيبلر نفسه قانون التربيع العكسي لشدة الضوء.

وجد كيبلر أن أعيننا تعكس الصور وأن أدمغتنا تصحح الصور المقلوبة. كان كيبلر أول من أظهر كيفية عمل اللوغاريتمات مما سمح للفيزيائيين باستخدام اللوغاريتمات دون القلق بشأن صحتها.

مايكل فاراداي 1791-1867:

يمكن القول إن مايكل فاراداي أعظم فيزيائي تجريبي في كل العصور قام بتغيير مجال مغناطيسي لتوليد تيار كهربائي يمر في الأسلاك الكهربائيه. اكتشف الحث الكهرومغناطيسي والذي يستخدم في معظم محطات توليد الطاقة اليوم.

اكتشف فاراداي أيضًا الدوران الكهرومغناطيسي ، وما سبق المحركات الكهربائية ، واكتشف أن النفاذية المغناطيسية هي خاصية لكل مادة. تعد قوانينه الخاصة بالتحليل الكهربائي مركزية في مجال الكيمياء الكهربائية حيث لعب دورًا رئيسيًا في تأسيسه.

كما اخترع “كهف فاراداي”. هذا يمنع البرق من إتلاف أي شيء بالداخل ، ويمنع التداخل الخارجي من التأثير على التجارب الكهربائية الحساسة التي تنطوي على الإلكترونات.

اكتشف أيضا وجود علاقة بين المغناطيسية والضوء من خلال إظهار أن الحقول المغناطيسية تدور مستوى استقطاب الضوء. كان فاراداي أول من حوّل الغاز إلى سائل ، واكتشف مركب البنزين (عنصر مهم جدًا).

جيمس كليرك ماكسويل 1879-1831:

بشرت أعمال جيمس كليرك ماكسويل بعصر جديد في الفيزياء. وحد القوتين الكهربائية والمغناطيسية وأظهر أنهما في الواقع قوة واحدة. أظهرت معادلته أنه عندما تتسارع الشحنة الكهربائية ، فإنها تصدر موجات كهرومغناطيسية تنتقل بسرعة الضوء. الاستنتاج بأن الضوء نفسه ظاهرة كهرومغناطيسية. وبذلك قام بدمج الكهرباء والمغناطيسية والبصريات.

وصفت نظريته الحركية للغازات مصادر الحرارة بدقة وقدمت نظرية الاحتمالات إلى فيزياء الجسم الأساسية اليوم. وكان ماكسويل أول شخص ينتج التصوير الفوتوغرافي الملون. ومع حدث كبير في الرياضيات والفيزياء شرح سلوك حلقات زحل قبل أكثر من 100 عام من تأكيد المركبة الفضائية فوييجر لتفسيره.

إرنست رذرفورد 1937-1871:

إرنست رذرفورد هو والد الكيمياء النووية والفيزياء النووية الذي اكتشف النواة والبروتونات وجسيمات ألفا وبيتا وتوقع وجود النيوترون فيها.

اكتشف مفهوم نصف العمر النووي وحقق أول تحول متعمد لعنصر إلى آخر، وتحقيق رغبات الخيميائيين القدماء.

عدد كبير غير عادي من العلماء الشباب الذين قضوا وقتًا معا إرنست فازوا بجوائز نوبل، وهم جيمس تشادويك ، سيسيل بويل ، نيلز بور ، أوتو هان ، فريدريك سودي ، جون كوكروفت ، إرنست والتون ، إدوارد أبليتون.

نيلز بور 1962-1885:

غيّر نيلز بور الطريقة التي نرى بها الذرات والعالم. بعد أن أدرك أن الفيزياء الكلاسيكية تنكسر بشكل سيئ لأي حجم دون ذري ، أعاد بور صياغة الذرة بحيث تحتل الإلكترونات المدارات المتاحة حول النواة ، في حين أن المدارات الأخرى ممنوعة. بهذه الصيغة أسس بور ميكانيكا الكم. ساعد بور في إعادة بناء فهمنا لكيفية عمل الطبيعة على المستوى الذري.

فيرنر هايزنبيرغ 1976-1901:

ساهم فيرنر هايزنبيرغ في إنشاء ميكانيكا الكم  وطور معادلات ميكانيكا المصفوفة وقال إن الجسيمات ذات الحجم الذري تتصرف بشكل مختلف تمامًا عن الجسيمات الأكبر. من حين لآخر تأثيرات غريبة كرهها ألبرت أينشتاين لكن هايزنبيرغ أظهر أن الله دائمًا ما يرمي النرد في الفضاء.

ينص مبدأ عدم اليقين لهايزنبيرغ على أن للجسيمات خصائص مزدوجة لا يمكن معرفة أي منهما بالضبط. على سبيل المثال ، حتى لو عرفنا موقع الجسيم بدقة عالية لا يمكننا معرفة زخمه بدقة عالية لذلك هناك دائمًا درجة معينة من عدم اليقين.

إرفين شرودنغر 1961-1887:

أنشأ إرفين شرودنغر صياغة ديناميكية الموجة لميكانيكا الكم تسمح بدرجة معينة من التصور ، على عكس ميكانيكا المصفوفة فيرنر هايزنبيرغ. وصف شرودنغر الإلكترونات على أنها موجات تنتشر في الخارج ولا تنتشر في أي مكان آخر. أشار شرودنغر إلى ميكانيكا الموجة والمصفوفة إلى فيرنر. على الرغم من الاختلافات الواضحة ، إلا أنها متكافئة رياضياً.

في سنواته الأخيرة لم يعد شرودنغر راضيًا عن ميكانيكا الكم واشتهر بفكرته عن تجربة القط التي سعت إلى إثبات عبثية تفسير كوبنهاجن لميكانيكا الكم. على عكس التوقعات كان كتابه المفضل كعالم فيزيائي هو كتاب تشارلز داروين عن أصل الأنواع.

كتاب شرودنغر “ما هي الحياة؟” (1944) ، على الرغم من أنه ليس أصليًا كان له تأثير كبير على مستقبل علم الوراثة والبيولوجيا الجزيئية. كتب شرودنغر أن الجينات هي بلورات لا حلقية ورمز للحياة ، وقد ألهم كتابه العديد من العلماء وساهم في اكتشاف الهيكل فرانسيس كريك وجيمس واتسون وموريس ويلكنز.

بول ديراك  1984-1902:

أعاد بول ديراك صياغة ميكانيكا الكم بالكامل بـ “معادلة ديراك” المذهلة. وصفت معادلة ديراك سلوك الإلكترونات ، بما في ذلك الإلكترونات التي تتحرك بسرعات نسبية وتوقعت وجود المادة المضادة.

كان ديراك قادرًا أيضًا على استنتاج وجود استقطاب الفراغ وهذا يكشف أن ما اعتقدنا أنه مساحة فارغة مليء في الواقع بأزواج قصيرة العمر من الجزيئات المضادة.

أنشأ ديراك الديناميكا الكهربائية الكمومية لشرح تكوين وفناء فوتونات الضوء في الذرات وأدت معادلاته اللاغرانجية لميكانيكا الكم إلى تخليق مسار ريتشارد فاينمان.

أظهر ديراك نموذجًا مبكرًا لنظرية الأوتار موضحًا أن تكميم الشحنة يحدث تلقائيًا إذا كان هناك أحادي القطب المغناطيسي في أي مكان في الكون.

ريتشارد فاينمان 1988-1918:

طور ريتشارد فاينمان معادلات لاغرانج لميكانيكا الكم إلى أداة كاملة وقابلة للاستخدام من خلال تكامل المسار. من هناك واصل تطوير لغة رياضية جديدة مخططات فاينمان. هذا يسمح بإجراء حسابات دقيقة في QED.

في هذه الأيام لا غنى عن مخططات فاينمان للحسابات المتعلقة بنظرية الكم  بما في ذلك النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. في عام 1957 أوضح فاينمان أن معادلة القوة النووية الضعيفة مكسورة. تُعرف هذه النظرية باسم (نظرية Feynman-Ger-Mann Sudarshan-Marshak). 

تقنية النانو هي من ابتكار فاينمان الذي ألقى محاضرة عام 1959 في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا بعنوان “هناك مساحة كبيرة في القاع”. تطرق حديث فاينمان الحالم إلى مواضيع مثل ما يمكن للعلماء تحقيقه إذا تمكنوا من معالجة الذرات الفردية.

في ذلك الوقت كانت رؤيته ذات تأثير ضئيل لكن في الآونة الأخيرة استوعبت التكنولوجيا أفكاره. تركت طريقة فاينمان الجذابة في الحديث عن الفيزياء انطباعًا عميقًا وألهمت العلماء وغير العلماء على حد سواء لمعرفة المزيد حول كيفية عمل عالمنا.

علماء الفيزياء العرب والمسلمين:

أبو بكر الرازي:

بذل أبو بكر الرازي العديد من الجهود العلمية في الطبيعة بما في ذلك المادة. حيث قال: “المادة ليست فقط أجزاء غير قابلة للتجزئة”. وقال أبو بكر :أنواع الأجسام هي الوزن والسطوع والظلام والنور. كما أن الأرض أكبر من القمر وأصغر بكثير من أشعة الشمس. تُعرَّف الرؤية بأنها أشعة الضوء المرئي التي تنعكس على العين.

ابن سينا:

إن أهم إنجازات الطبيعة هي في مجال ميكانيكا ابن سينا ​​الذي حدد أنواع القوة وعناصر الحركة. 

كما صنف القوات إلى ثلاثة أنواع. يمكن إزالتها لها القدرة على إعادة الأشياء إلى حالتها الطبيعية ، ونحن نسميها قوى الطبيعة. هذا معروف اليوم بالجاذبية. القوة هي القوة القسرية التي تحرك الجسم أو تسنده ، والثالث هو القوة الكامنة ، التي تحرك الجسم بإرادة محدودة.

كما قدم في كتابه (الشفاء) ستة أمور تتعلق بالحركة ونصوص قانون الأول لحركة ابن سينا ​​منذ أكثر من أربعة قرون قبل ليوناردو دافنشي وقبل غاليليو قبل أكثر من خمسة قرون وقبل إسحاق نيوتن أكثر من ستة قرون.

أبو ريحان البيروني:

ترك حوالي 100 عمل في التاريخ والرياضيات وعلم الفلك وما إلى ذلك ، لكن أهم آثاره هي: إيجاد طريقة لتحديد وزن معين ، كما أجرى بحثًا نظريًا وتطبيقيًا حول التوازن بين الضغط والسوائل ، وكيف يرتفع الماء من النبع من الأسفل إلى الأعلى ، وكيف تم تنبيه السائل في وعاء متصل بالمستوى. تختلف هذه الحاويات في الشكل والحجم. تطوير نظرية مفادها أن الأرض تدور حول محورها وتستخرج محيط الأرض.

بنو موسى بن شاكر:

اشتهر ابن موسى بن شاكر ومحمد وأحمد والحسن مجالاتهم العلمية مثل علم الفلك والرياضيات والهندسة والميكانيكا. 

مثال: اهتم محمد بن موسى بدراسة وتطوير علم الفلك والرياضيات والفلسفة وعلوم الغلاف الجوي. كما اخترع مع أخيه محمد الساعات البرونزية الكبيرة التي استفاد منها معاصروه ، واخترع هيكلًا ميكانيكيًا يتسع للحاويات الملأ تلقائيًا في كل مرة تخرج فيها.

أبو يوسف الكندي:

ولما كان يطلق عليه فيلسوفًا عربيًا ، فقد ترك مجموعة مؤلفات تحتوي على 244 كتابًا بين الأوراق والمقالات. لأنه ذهب ليقول نسبة الحواس التي تمثل ذروة الفكر البشري. ينبع من وجود أو عدم وجود مكان لأشعة الشمس أو الظل.

حسن بن الهيثم:

وهو كاتب وباحث في مجال العلوم وحقق إنجازات كبيرة ومنشورات عديدة في أغراض علمية مختلفة  ومن أهمها كتاب آراء وجهات نظر وكتاب كل الأساسيات وكتاب الرياضيات وكتاب حساب المعاملات وكتاب وصف أصول إقليدس في الهندسة والأرقام والكتاب القائم على تحليل المشكلات الهندسية وكتاب الأشكال الدلالية  ومقال عن التحليل وبنائه بورن سيركل الشركس ومقال عن اختبار خصائص عمود المثلث الخفيف ومقال عن المرايا والكرات المحترقة ومقال عن تفسيرات الظل ومقال عن التفسيرات و الحساب الهندية.

كتب الحسن بن الهيثم العديد من النظريات في مجال علم الضوء  وتوصل فيما بعد إلى نظرية جديدة أصبحت جوهر البصريات الحديثة وهي أن الرؤية أظهرت ذلك أن حققت بواسطة أشعة الضوء التي تضرب العين من الأشياء المرئية. 

ومن أهم إنجازاته أنه شرح التشريح الكامل للعين ووظيفة كل قسم وبلغت ذروته في اكتشافه للخداع البصري والسراب. جاء هذا الاختراع بعد أن تمكن من تحديد آلية الرؤية.

عبد الرحمن الخازني:

   يبدو أن الخازني كان مسؤولاً حكومياً رفيعاً في عهد سنجار بن مالك شاه  وسلطان الإمبراطورية السلجوقية ، وقد قام بمعظم أعماله في ميرف حيث اشتهر بمكتبته ومن أشهر أعماله: كتاب توازن الحكمة ودراسة الحكمة الفلكية والجداول الفلكية للمغني.

كتاب توازن الحكمة هو موسوعة من ثمانية مجلدات لميكانيكا العصور الوسطى والضغط الهيدروستاتيكي  مع 50 فصلاً وهو أيضًا دراسة للتوازن الهيدروستاتيكي والتفكير الكامن وراء الإحصاء والضغط الهيدروستاتيكي كما أنه يغطي موضوعات غير ذات صلة في.

علماء الفيزياء الكلاسيكية:

إسحاق نيوتن 1727-1643:

اخترع إسحاق نيوتن حساب التفاضل والتكامل (رياضيات التغيير). بدونها لن نكون قادرين على فهم سلوك الأجسام الصغيرة مثل الإلكترونات أو الأجسام الكبيرة مثل المجرات.

يعتبر كتابه الشهير (Principia) من أهم الكتب العلمية التي تمت كتابتها على الإطلاق. استخدم فيه نيوتن الرياضيات لشرح الجاذبية والحركة.

في البداية  لم يستطع أحد فهم فيزياء نيوتن الجديدة. في أحد الأيام عندما مر نيوتن أشار أحد الطلاب إلى طالب آخر وقال “هذا رجل كتب كتابًا لا يفهمه هو ولا أي شخص آخر.”

اكتشف نيوتن قانون الجاذبية الكونية وأثبت أن القمر يدور حول الأرض بنفس الطريقة التي تسقط بها التفاحة من الشجرة.

طور نيوتن قوانين الحركة الثلاثة (قوانين نيوتن) التي تعتبر مركزية في علم الحركة وأثبت أيضًا أن ضوء الشمس يتكون من جميع ألوان قوس قزح ، وكان نيوتن أول من استخدم مقرب عاكس صالح للاستخدام  في العالم.

غاليليو غاليلي 1642-1564:

كان غاليليو من أوائل الذين استخدموا التلسكوب لفحص السماء وعندما اكتشف أكبر أربعة أقمار كوكب المشتري  وكان أيضًا أول من اكتشف أقمارًا تدور حول كواكب أخرى.

واكتشف أيضا أن كوكب الزهرة يمر بمراحل مثل القمر. 

أول دليل عملي غير حسابي على أن الشمس هي مركز النظام الشمسي. كما اكتشف قانون البندول.

وجد غاليليو أن الجاذبية تسرع كل شيء بالتساوي بغض النظر عن الكتلة وأن تسارع الجسم بسبب الجاذبية يتناسب مع مربع وقت سقوطه وعرف يحدد مبدأ القصور الذاتي.

بعبارة أخرى اكتشف قانون نيوتن الأول للحركة. حطمت اكتشافاته في مجال الميكانيكا الفيزياء الأرسطية المعيبة التي هيمنت على الفكر الغربي لمدة 2000 عام.

ألبرت أينشتاين 1955-1879:

أعاد ألبرت أينشتاين كتابة قوانين الطبيعة وغير تمامًا الطريقة التي نفهم بها سلوك الأشياء البسيطة مثل الضوء والجاذبية والمكان والزمان. كان يعلم أنه بغض النظر عن مدى سرعة البشر فيما يتعلق بالضوء ، فإنهم سيسافرون بسرعة 300 مليون متر في الثانية للضوء في حال  قياسه لها في فراغ.

وقد أدى ذلك إلى حقيقة جديدة غريبة مفادها أن الأشخاص الذين يتحركون بسرعة كبيرة يمرون ببطء أكثر من غيرهم ممن يتحركون بسرعة أبطأ وهكذا المكان والزمان يندمجان حقًا في ظاهرة واحدة تسمى الزمكان.

اكتشف أينشتاين المعادلة الشهيرة E = mc2 والتي توضح أنه يمكن تحويل الطاقة والمادة إلى بعضهما البعض. كما أعاد كتابة قانون الجذب العام لنيوتن والذي كان ساري المفعول منذ عام 1687.

أظهر أينشتاين في نظريته العامة للنسبية أن المادة قد تؤدي إلى انحناء الزمكان وتخلق ما يسمى بالجاذبية ، وأظهر أينشتاين أيضًا أن مسار الضوء يتبع منحنى الجاذبية في الفضاء. وأظهر أن الوقت يمر بشكل أبطأ عندما تصبح الجاذبية قوية جدًا. وأوضح الظاهرة الكهروضوئية، مرسخًا بذلك أن الضوء يستطيع التصرف كأمواج أو كجسيمات.