ها نحن البشرء تسكن فوق قطعة صخرية كبيرة تسمى كوكبًا يدور حول
مفاعل اندماج نووي يسمى نجمًاء وهذا النجم ليس إلا واحدًا ضمن مجموعة
ضخمة من النجوم تسمى المجرة؛ والمجرة هي جزء من مجموعات من المجرات
يشاركنا فيها عدد كبير من الكائنات الحية الأخرى على هذا الكوكب. فيبدو
عام للكون ومكوناته. و«العلم» هو الاسم الذي نطلقه على مجموع اجهودتاً
ومساعينا لفهم طبيعة الكون. وصحيح أن التوصل إلى هذا الفهم لم يكن
بالأمر اليسير كما أنه كل البعد عن أن يوصف بالكمال. إلا أنناء على ما
يبدو: نواصل إحراز التقدم.
تتناول مسألة فهم الكون؛ في كتابنا الأول الذي حمل عنوان: «أهم خمس
الثقة لوجود دليل تجريبي على صحتها. وفي كتابنا الثاني: «الطفرات العلمية
وجود دليل تجريبي يثبت صحتها. أما في هذا الكتاب. فستحاول إطلاعك على
المشكلات الكبرى التي لم تحل بعد والتي لا يزال العلماء يعملون على التوصل
تثبت صحتها كما ,. وسوف ننظر إلى الأحداث والمعارف التي قادت إلى

أكبر خمس مشكلات في العلوم
هذه المشكلات المستعصية؛ ثم سنعرض أحدث ما توصل إليه العلماء لحلها.
وسيُدخِل سيدني هاريس 118:715 5:0:18(7 رسام الكاريكاتير العلمي الأول في
يشرح الأفكار فقط بل يسلط عليها الضوء من منظور جديد أيهٌ
جرى اختيار هذه المشكلات المستعصية -- مشكلة واحدة من كل فرع
من الفروع الكبرى للعلوم الطبيعية - بناءً على قوتها التفسيرية وصعوبتها
ومجالها وآثارها بعيدة المدى. وإضافة إلى مناقشة أكبر المشكلات المستعصية
من المشكلات الأخرى في كل مجال. فقد تزداد أهمية أي من تلك المشكلات حين
نا فصلًا آخر بعنوان «مجلدات الأفكار» يحتوي
تجدها أكثر جاذبية لك. ّ
ونود في هذا المقام أن نشكر
القوة الجبارة. ولا يمكن كبح جماحها. ولما كان تتبع وملاحقة المعرفة العلمية
ٌ ئلا من الوقت والجهد والمقدرة العقلية. فإن التطبيقات
ات. والمشكلة في أمر الغوريلا ذات الثمانمائة رطل
2ع 10158 على
يراقبها باحتراس. ونحن نتمنى أن يساعد هذا الكتاب في

الفصل الأول
العلوم في الميزان
«إن علامة العقل المتعلم هي الرضا بمدى الدقة التي تسلم بها
العلم ليس مرادقًا للتكنولوجيا
فمع أن التكنولوجيا التي تهيمن على الثقافة الحديثة مستمدة من المعرفة
دوافع مختلفة تمام الاختلاف. ولكي نستبين هذا الأمر سنضع الاختلافات
الأساسية بين العلم والتكنولوجيا في منظورها السليم: ففي حين يرجع السبب
الأساسي في ممارسة العلم إلى الرغبة الجوهرية للبشر في معرفة الكون وفهمه.
نجد أن السعي الحثيث وراء التكنولوجيا يرجع إلى الرغبة الجوهرية للبشر في
التأثير على الحياة البشرية. وربما يتخذ ذلك التأثير شكل كسب قوت اليوم
أو مساعدة الآخرين أو حتى استخدام القوة ضد الآخرين لتحقيق مصلحة
وفي حين يجد الأفراد أنفسهم يمارسون العلم «المحض» والعلم «التطبيقي»

ويليام جلادستون 6.209:60 0 نلة10 وزير المالية البريطاني في القرن التاسع
عشر مع مايكل فاراداي 7808087 100188 عن اكتشاف فاراداي الرئيسي
الذي ربط بين القوة الكهربية والقوة المغناطيسية بقوله: «كل هذا حسن:
ستفرض عليه الضرائب يومًا ماء» وها قد جاء اليوم الذي نجد فيه ما يقرب
من نصف ثروات الدول المتقدمة يُحْصَلَ عليها نتيجة لربط فاراداي الطاقة
قبل ترجمة الأفكار العلمية إلى تكنولوجيا. هناك أمور إضافية يجب أن
تؤخذ في الاعتبار؛ فإلى جانب مسألة أي الآلات التي «يمكن» تصميمهماء هناك

العلوم في اليزاك
ولعل علم الأخلاق هو المجال
ّ وقلع ا هو أحد فروع العلريا
والموضوعية هي الفارق الرئيني بين العلوم الطبيعية والدراسات. الإنسا ّ
تبذل العلوم ‎١‏ جهدًا كبيرًا من أجل دراسة طريقة عمل الكون بطر؛
موضوعية قدر المستطاع.؛ في حين لا تهدف الدراسات الإنسانية لتحقيق مثل
الأيرلندية في القرن التاسع عشر) عندما كتبت تقول: «الجمال يكمن في عين
ناظره.» بالقول: «الجمال وكذلك الحق والعدل والإنصاف جميعها تكمن في
إن العلم بعيد كل البعد عن أن يوصف بأنه كيان جامد يصعب عليه
التعامل مع أوجه فالعلوم الطبيعية مثلًا تدرس البيئة التي تحيط
بنا وفي الوقت نفسه تدرس البشر فيما يخص تشابههم الوظيفي مع أشكال
الحياة الأخرى. في حين تدرس العلوم الإنسانية السلوكيات العقلية والانفعالية
للبشر والأعراف التي تحددها التفاعلات الاجتماعية والسياسية والاقتصادية
وفي حين يساعد هذا التصور المنظّم في فهم العلاقات بوجه عام فإن العالم
الحقيقي أعقد من ذلك بكثير؛ فعلم الأخلاق يساعدنا في تحديد الموضوعات التي
يتعين بحثهاء وأي مناهج البحث التي يمكن أن نستخدمها. وأي الت
التي ينبغي أن نتجنبهاء لا لشيء سوى لأنها قد تمثل خطرًا جسيمًا على خير
البشرية ومصلحتها. إضافة إلى ذلك فإن للاقتصاد والعلوم السياسية دودًا
رئيسيًا إذ إن العلوم لا يمكنها أن تدرس سوى ما تقبله الثقافة السائدة من
اج الرأسمالية والعمالة والقبول السياسي.
ناحية معدات
خطوات المنهج العلمي
إن نجاح العلوم في تحليل الطريقة التي يعمل بها الكون هو نتيجة للتفاعل
الديناميكي بين الملاحظات والأفكار. هذه العملية التفاعلية تعرف باسم المنهج

شكل ‎:١-١‏ الأنشطة الفكرية.
العلمي. (انظر الشكل ١-؟)‏ في مرحلة «الملاحظة»؛ تدرك الحواس البشر؛
بعض الظواهر المحددة سواء كان ذلك باستخدام أدوات مساعدة أو من
دون استخدامها. وفي حين أن العلوم الطبيعية بها الكثير من موضوعات
نجد أن العلوم الإنسانية لا تحتوي إلا على عدد صغير من الموضوعات
عمليات التفكير الإنساني تُجْمَع
أن يبدأ العقل - أثناء
سعيه للتوصل إلى نظام مرتب - في تكوين أنماط وتفسيرات. وهذه العملية
تسمى مرحلة «الفرضيات». إن المنطق الذي يستخدم ملاحظات محددة لتكوين

العلوم في اليزاك
الملاحظة: حقائق أو أحداث فيزيا
الفرضيات: التعبير عن الطبيعة العامة للظاهرة محل الملاحظة. القرحية العزلة
انتب الفتيق بقوع حدث مستقري با تلان م الفزسيقر التنبؤ
التجربة: إجراء اختبار لمعرفة ما إذا كانت النتائج المتوقعة التجربة
يستحدث أم لا
إذا 5 م , -ٌٍ اإعادة الخطوات
التتبؤء فهذا يدعم الفرضية النتائج مع التنبؤ
شكل ‎:3-١‏ وصف عام للمنهج العلمي.
إن الاستنتاجات القائمة عليه تتضف بقدر هائل من عدم المصداقية بالمقارنة
مع الأنواع الأخرى من الاستنتاجات. وفي حين يميل بعض الناس إلى التسرع في
الحكم واستباق الأمور. فإن هذا الأمر لا يجوز في المنهج العلمي؛ لأن المراحل
المتعاقبة من المنهج تعيد الفرضية إلى الواقع. ِ
غالبًا ما تُصاغ الفرضية كوحدة واحدة أو كجزء بلغة مختلفة عن تلك
المهارات الرياضية تتطلب قدرًا كبيرًا من الجهد لاكتسابهاء فإن شرح الفرضيات
العلمية لغير اللتخصصين في الرياضيات يتطلب ترجمة المفاهيم الرياضية إلى
لغة الحياة اليومية. غير أن معنى الفرضية قد يتأثر - للأسف - أثناء عملية
الترجمة هذه.
وبمجرد صياغة الفرضية. يمكن استخدامها للتنبؤٌ ببعض الأحداث
المستقبلية التي من المتوقع أن تحدث بطريقة معينة إذا كانت الفرضية
صحيحة. وهذا «التنبؤ» يمكن أن يُستمد من الفرضية عن طريق استخدام

أكبر خمس مشكلات في العلوم
الاستنتاج الاستنباطي. على سبيل المثال. يقول القانون الثاني لنيوتن: إن القوة
إذن تكون القوة 19 وحدة. ومن المناسب أن تُنَقُدذ هذه المرحلة عن طريق
أجهزة الحاسب الآلي حيث إنها تعمل على أساس الاستدلال الاستنباطي.
أما المرحلة التالية بعد «التنبؤ» فهي القيام بالتجربة لنرى هل سيدعم
هذا التنبؤ الدليل أم لا. وهنا يجدر القول إنه ربما يكون من اليسير تصميم
بعض التجارب غير أن تنفيذ أغلب التجارب يواجه صعوبات جمة في معظم
تتطلب عددًا كبيرًا من العاملين -- والتي عن طريقها يُحْصَلَ على عدد هائل
بيانات المفيدة. فكثيرًا ما يكون من العسير الحصول على التمويل اللازم»
وبعد ذلك تكون هناك صعوبة في استثمار الجهد والوقت اللذين تحتاجهما
عليها. وفي حين تمتلك العلوم الطبيعية ميزة القدرة على عزل الثيء محل
الدزيسة عن أي شيء آخر (تأمُل أنابيب الاختبار). فإنه يتعين على العلوم
التوصل إليها تدريجيًّا من خلال عقول أناس مختلفين لدى كل منهم مفاهيمه
الخاصة (تأمل الاستقصاءات).
ويمجرد اكتمال مرحلة التجربة. تُقارن النتيجة مع التنبؤ؛ ويما أن
الفرضية تتصف بالعموم في حين تكون نتائج التجربة محددة. فإن النتيجة
التي تتوافق فيها التجربة مع التنبو لا ت:
وعلى الجانب الآخر إذا لم تتوافق نتائج التجربة مع ‎١‏
‏بعض جوانب الفرضية خاطئة. ويطلق على هذه الخاصية في المنهج العلمي
الدحض والتفنيد (8ةلئطة 219:8 وهي من الشروط الأساسية التي
؛ ولكن يمكن لتجربة واحدة إثبات خطئي.
ينبغي إعادة صيا.
أي عدد من التجارب إثبات صوا
عندما يتبين أن الفرذ بعض جوا
على أن تحديد كم التغيير المناسب الذي يجب إحداثه قد يكون من لهام

العلوم في اليزاك
نفسها مرارًا وتكرارًا؛ فعند مقارنة نتائج التجربة بالتنبؤ إما أن تث
آخر للمنهج العلمي يحافظ على استمرار هذه العملية في
م وهو التكرار 2801088508 ويعني هذا الجانب أن أي ملاحظ لديه
الخبرة والأدوات الكافية يجب أن يكون قادرًا على تكرار التجارب أو التنبؤات
السابقة لكي يحصل على نتائج مشابهة. وبمعنى آخر فإن العلم يشهد إعادة
التحقق من الفرضيات والنظريات السابقة على نحو مستمر؛ فعلى سبيل المثال
حاول فريق من العلماء في مختبر بيركلي بجامعة كاليفورنيا تخليق عنصر
جديد عن طريق قصف أهداف من الرصاص بشعاع حاد من أيونات الكريبتون
ثم تحليل العناصر الناتجة؛ بعدها أعلن علماء بيركلي اكتشافهم للعنصر رقم
‎٠8‏ وذلك عام ححقاء
ويعد تخليق عنصر جديد أمرًا ذا أهمية كبيرة ويرجع ذلك إلى خصائص
ذلك العنصر المختلفة والجديدة. وفي حالة العنصر 118. فقد كان تخليق
العنصر من شأنه أن يؤدي إلى دعم الأفكار السابقة بشأن استقرار العناصر
؛. مع ذلك فقد عجز علماء في مختبرات أخرى (مثل مختبر 651 في ألمانياء
ومختبر 68011 في فرنساء ومختبر 801057 في اليابان) عن العنصر
فريق كبير من مختبر بيركلي التجربة لكنه فشل أيضًا
في الحصول على النتائج نفسها التي أعلنت من قبل. وعندئذ أعاد فريق بيركلي
تحليل بيانات التجربة الأصلية باستخدام شفرات برمجية معدلة غير أنهم
ٍ عن إثبات وجود العنصر 118؛ ومن ثم تراجعوا عن النتائج التي
جارب؛ ففي فبراير عام 3001 أعلن
مشر بروكهاقن: الفوحي في افيريورك عن تتيجة قائمة عل تجار لجرت
على خاصية تعرف باسم العزم المغناطيسي للميون كه ثتنع 10010 ع 102807611
0 (الميون هو جسيم سالب الشحنة شبيه بالإلكترون. ولكنه ذو كتلة
أكبر بكثير) بحيث أوضحت هذه النتيجة أن مقدار العزم المغناطيسي للميون
جاء أكبر قليلًا من تنبو النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (ستجد في الفصل
الثاني المزيد من التفاصيل عن هذا النموذج). ولما كان تنبؤ النموذج القياسي