شارل أوغسطين: عالم الفيزياء الذي أسس علم الكهروستاتيكا

يُعد شارل أوغسطين دي كولومب (Charles-Augustin de Coulomb) واحدًا من أبرز علماء الفيزياء في القرن الثامن عشر. وهو عالم فيزياء ومهندس فرنسي وُلد عام 1736 في مدينة أنغوليم بفرنسا. اشتهر بتجاربه الرائدة في مجال الكهرباء والمغناطيسية، وخلّد اسمه في التاريخ عبر قانون كولومب الذي يُعتبر أساس علم الكهروستاتيكا (Electrostatics). كما سُمّيت وحدة قياس الشحنة الكهربائية “الكولومب” (Coulomb) تخليدًا لإسهاماته العظيمة.

نشأة وحياة شارل أوغسطين

نشأ كولومب في أسرة من الطبقة المتوسطة، وكان منذ صغره مولعًا بالعلوم والرياضيات. التحق بمدرسة الهندسة العسكرية في ميزيير، ثم عمل مهندسًا عسكريًا في المستعمرات الفرنسية بجزر الهند الغربية. وخلال مسيرته العملية، لم يكن مجرد ضابط عسكري، بل كان باحثًا شغوفًا بالتجارب العلمية، وهو ما قاده لاحقًا إلى أعظم إنجازاته في الفيزياء.

بعد عودته إلى فرنسا، كرّس كولومب حياته للبحث العلمي، وأصبح عضوًا في الأكاديمية الفرنسية للعلوم.

قانون كولومب: الأساس في علم الكهرباء

أشهر إنجازات كولومب هو صياغته لـ قانون كولومب عام 1785، الذي يصف قوة التجاذب أو التنافر بين الشحنات الكهربائية. وينص القانون على أن:

هذا القانون يُشبه قانون الجاذبية لنيوتن، لكنه يصف القوى الكهربائية بدلاً من قوى الجاذبية. وقد كان بمثابة حجر الأساس لتطور الكهرومغناطيسية لاحقًا، التي شكلت ثورة علمية غيرت مسار الفيزياء الحديثة.

تجارب كولومب وأدواته العلمية

لتأكيد قانون كولومب، ابتكر العالم الفرنسي جهازًا ثوريًا يُعرف باسم ميزان الالتواء (Torsion Balance).

• يتكون هذا الجهاز من قضيب خفيف مثبت بخيط رفيع، يمكنه قياس القوى الصغيرة جدًا.

• ساعده هذا الاختراع على حساب القوى الكهربائية بدقة لم تكن ممكنة قبله.

بفضل هذا الابتكار، أصبح من الممكن قياس الشحنات والتجاذب الكهروستاتيكي بشكل كمي، وهو ما فتح الباب أمام تطورات كبرى في علم الفيزياء.

إسهامات كولومب في المغناطيسية والاحتكاك

لم تقتصر أعمال كولومب على الكهرباء فقط، بل امتدت لتشمل:

1. المغناطيسية: درس قوى التجاذب والتنافر بين الأقطاب المغناطيسية، وطبّق مبادئ مشابهة لقانونه الكهربائي.

2. الاحتكاك الميكانيكي: وضع دراسات مهمة عن قوى الاحتكاك، تُستخدم حتى اليوم في الميكانيكا والهندسة.

3. المواد: درس مقاومة المواد وصلابتها، وأسهم في تطوير الهندسة المدنية والعسكرية.

كولومب والثورة الفرنسية

عاش شارل في فترة مضطربة سياسيًا، حيث اندلعت الثورة الفرنسية عام 1789. بسبب مواقفه السياسية وارتباطه بالنظام الملكي، اضطر إلى التقاعد مبكرًا والابتعاد عن الحياة العامة. ومع ذلك، استمر في إجراء أبحاثه في الخفاء حتى وفاته عام 1806.

تكريم كولومب وإرثه العلمي

لا تزال إنجازات كولومب حاضرة حتى اليوم:

• وحدة الشحنة الكهربائية “الكولومب” (C) سُمّيت باسمه.

• يُعتبر قانون كولومب أحد القوانين الأساسية في دراسة الكهرباء والمغناطيسية.

• أدت أبحاثه إلى مهد الطريق أمام عمالقة الفيزياء مثل ماكسويل وفاراداي، الذين طوروا النظرية الكهرومغناطيسية.

كما أن مبادئه حول الاحتكاك والصلابة لا تزال تُدرّس في الجامعات حول العالم، وهو ما يثبت أن إرثه العلمي يتجاوز الكهرباء ليشمل مجالات أوسع.

تأثير أعمال كولومب في العصر الحديث

يمكن القول إن تأثير كولومب يتجلى في معظم جوانب حياتنا اليومية:

• التكنولوجيا الحديثة: الهواتف الذكية والحواسيب تعتمد على مبادئ الكهرباء التي وضعها.

• الطب: الأجهزة الطبية مثل جهاز رسم القلب والأشعة السينية تعتمد على نظريات الكهروستاتيكا.

• الهندسة الكهربائية: تصميم الشبكات الكهربائية والمولدات مبني على الأسس التي ساهم كولومب في وضعها.

بدون قانون كولومب، كان من الصعب تخيل التقدم الذي وصلت إليه البشرية في مجال الإلكترونيات والاتصالات.

شارل أوغسطين والتعليم العلمي

لم تقتصر إسهامات كولومب على الاكتشافات والتجارب فقط، بل كان له دور بارز في نشر الفكر العلمي والتعليم الأكاديمي في فرنسا. فقد ألّف عدة مقالات علمية نُشرت في الأكاديمية الفرنسية للعلوم، وكانت مرجعًا مهمًا للباحثين والمهندسين. كما أن دراسته العميقة لقوانين الكهرباء والمغناطيسية ساعدت على إرساء مناهج علمية منهجية في الجامعات الأوروبية. بفضل هذا الدور، أصبح كولومب أحد الجسور التي ربطت بين الفيزياء الكلاسيكية كما وضعها نيوتن، والفيزياء الحديثة التي طورها ماكسويل وأينشتاين لاحقًا.

خاتمة

يظل شارل أوغسطين شخصية بارزة في تاريخ العلم، فقد أسس بفكره وتجاربـه علم الكهروستاتيكا، وترك بصمة لا تُمحى في الفيزياء الحديثة. بفضل قانون كولومب وأبحاثه، تمكن العلماء من فهم القوى الكهربائية والمغناطيسية، وهو ما مهّد لاحقًا لابتكار الكهرباء الحديثة التي تقوم عليها حضارتنا اليوم.

لقد أثبت كولومب أن الفضول العلمي والبحث الدؤوب يمكن أن يغيّرا مجرى التاريخ، وأن إسهامات عالم واحد قادرة على إضاءة طريق أجيال بأكملها.