تاريخ علم الفيزياء الكلاسيكي والمعاصرة
تاريخ علم الفيزياء الكلاسيكي والمعاصرة
ملاحظة : يحتوي هذا الموقع على أكثر من 600 كتاب فيزياء إلكتروني pdf ـ يمكن الوصول إليها من صفحة : كتب الفيزياء
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تطورت الفيزياء كما نعرفها اليوم ، من سلسلة الملاحظات التي جمعتها
الحضارات القديمة حول مختلف الظواهر الطّبيعية وخاصة منها الفلكية ،
والمتعلقة بالتقويم وتقدير الزمن، كحركة الشّمس وأدوار القمر وتشكيلات النجوم. وقد توصل الفلاسفة الإغريقيون إلى استنباط نظريات أولية لتفسير تلك الظواهر، وذلك باتباع منهج منطقي واستدلالي بحت في ما يسمى بالفلسفة الطّبيعية. وقد قدم أرسطو
في كتابه "الفيزياء" (الطبيعيات) أول النظريات حول طبيعة الحركة والقوى.
وقد ضلت هذه الأفكار، والتي تعرف بالفيزياء الأرسطوطاليسية، مهيمنة على
التراث الفلسفي لعدة قرون.
الفيزياء في الحضارة العربية والإسلامية
كان للحضارة العربية-الإسلامية دور رئيسي في بداية صياغة هذا علم الفيزياء (الذي كان يعرف عند العلماء المسلمين بالطبيعيات).
فقد أنفذ ميراث الفلاسفة الإغريق من الضياع بترجمته إلى اللغة العربية ثم
وقع إثرائه وتنقيحه وتصحيحه. فقد قدم العلماء المسلمون المحيطون بمعرفة
الأولين من أمثال أرسطو وبطليموس (وغيرهم) نظرياتهم الخاصة وإبتكارات عديدة في مجال علم الفلك، والبصريات، والميكانيكا. فعلى سبيل المثال لا الحصر، يعتبر ابن الهيثم رائد علم البصريات في كتابه المناظر. كما قدم البتاني (858-929) تحسينات لحسابات بطليموس حول مدارات الشمس والقمر، ووضع ابن باجة ( 1095-1138) أولى قوانين الحركة ومفهوم السرعة.
بعض العلماء المسلمين وإسهاماتهم في الفيزياء
الكندي (803-873) : البصريات وعلم الفلك [5].
عباس بن فرناس (810-887) : الميقاتية والطيران.
ثابت بن قرة (836-901) : تعريف الحركة والوزن والجاذبية [6].
الفارابي (872-950) : علم الفلك وتجارب حول الصوت وطبيعة الفراغ[7].
السيزجي (945-1020) : عاصر البيروني، قال بحركة الأرض حول الشّمس وقام بصناعة إسطرلاب معتمد على مركزية الشّمس[8].
ابن الهيثم (965-1039) : إلى جانب أعماله في علم البصريات والفلك. إكتشف قانون القصور الذاتي في علم الحركة[9].
البيروني (973-1048) : وضع بعض المفاهيم الأساسية في علم الحركة مثل التسارع والإحتكاك كما قام بتحديد الأوزان النوعية لعدّة مواد بإعتماد التجربة[10].
الصوفي (986-903) : قام بالتعرف من خلال أرصاده الفلكية على مجرة المرأة المسلسلة وسحابة مجلان[11].
ابن سينا :
عمر الخيام 1044
ابن رشد 1128
الجزري 1206
الفيزياء الحديثة
بتأثير من جذوة العلوم العربية-الإسلامية، أدى تطور المنهج العلمي، خلال القرن السابع عشر، إلى وضع أسس علم الفيزياء الحديث من قبل فرانسيس بيكون وغاليليو غاليلي وإسحاق نيوتن وفصله نهائيا عن الفلسفة. وقد تمكن هذا الأخير من تشكيل المبادئ الأساسية للميكانيكا الكلاسيكية، وهي تصف إلى حد الآن وبشكل جيد قوانين الحركة والقوى والطاقة، على مستوى حياتنا اليومية. وقد تحقق ذلك بفضل اكتشافه، مع غوتفريد لايبنتز، لأحد أهم أدوات الفيزياء الرياضية وهو الحساب التفاضلي.
وفي القرن الثامن عشر، أثناء الثورة الصناعية، تطورت مفاهيم نقل الحرارة، وتبادل الطاقة، وعمل المحركات، وانتشرت مبادئ ما يعرف بالديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية.
أما في القرن التاسع عشر، فاكتشفت القوانين الأساسية للكهرومغناطيسية والطّبيعة الموجية للضوء، وكذلك بنية المادة الذّرية وقوانين الإشعاع.
ومع بدايات القرن العشرين، ظهرت صياغات نظرية جديدة أمام عجز الميكانيكا الكلاسيكية في تفسير بعض جوانب الضوء وديناميكا الجسيمات الذرية. وتوصل ألبرت أينشتاين إلى وضع نظرية النسبية الخاصة التي تصف الأجسام المتحركة بسرعة تقارب سرعة الضوء وتأثيرات ذلك على المفاهيم البديهية للمكان والزمن، وبعد ذلك لنظرية النسبية العامة، التي تصف طبيعة قوة الجاذبية وعلاقتها بهندسة الزمكان.
وفي جانب آخر إستطاعت الميكانيكا الكمومية وصف سلوكات الجسيمات الأولية والذرات والجزيئات، وفي هذا المقياس تختلف القوانين الفيزيائية عن تلك التي تخضع لها الأجسام ذات الأحجام العادية
البصريات: جاء في كتاب تراث الإسلام لأرلوند أنَّ علم البصريات وصل إلى الأوج بظهور ابن الهيثم أبي علي الحسن البصري (ت٤٢٩هـ/ ١٠٣٨م)، الذي وصفتْه دائرة المعارف البريطانية بأنه رائد في علم البصريات بعد بطليموس، وهو في الواقع أعظم الفيزيائيين المسلمين، ومن علماء العالم في البصريات.
ولا غرو؛ فقد تقدم علم البصريات على يد ابن الهيثم تقدمًا هائلاً؛ إذ أضاف إليه إضافاتٍ تُعَد كنوزًا من كنوز العلوم البصرية.
وبحوث علم البصريات بحد ذاتها من أهم البحوث في الفيزياء؛ لاتصالها الوثيق بكثير من المخترعات والمكتشفات، ولعلاقتها الشديدة بعلم الفلك، الذي تطوَّر بحكم تقدم البحوث البصرية هذا التقدم المذهل.
إذًا فليس يسيرًا ما أنجزه المسلمون عن طريق ابن الهيثم بالدرجة الأولى، خاصة إذا ما علم أن أثرَ كتاب البصريات (المناظر) لابن الهيثم في علماء أوربا - ومنهم روجر بايكون (ت٦٩٢هـ/ ١٢٩٢م)، وفيتلو (ت٦٦٩هـ/ ١٢٧٠م) - أن أثرَه كان واضحًا جليًّا في بحوثهم في كتاباتهم البصرية، حتى إن كِتاب فيتلو في البصريات مأخوذٌ في معظمه - كما ورد في كتاب تراث الإسلام - عن كتاب البصريات لابن الهيثم.
وإذا عُلم أن كتاب فيتلو هذا كان المنهل الرئيسي لـ ليوناردو دافينشي (ت ٩١٧هـ/ ١٥١٩م) ولـ كبلر (ت ١٠٤٠هـ/ ١٦٣٠م) صاحب الاكتشافات المهمة في علمي الفلك والبصريات - وإليه تنسب القوانين الثلاثة في حركات الأجرام السماوية - وأن كبلر من شدة إعجابه وتأثره بكتاب فيتلو، سمَّى أعظم كتبه في العدسات "على آثار فيتلو"، إذا عُلم هذا، أُدرك أيُّ عملٍ جليل ومفيد للبشرية جمعاء قدم المسلمون في مجال البصريات.
لقد ضاعت الأصول العربية لمصنف ابن الهيثم في البصريات، ولكنه حُفِظ في ترجمته اللاتينية، وهو كتاب يقع في سبع مقالات تتناول بالتفصيل جميع الموضوعات التي يُعنَى بها اليوم علمُ "البصريات الهندسية"، ومنها انتشار الضوء، وتركيب العين، وفي خداع النظر، وفي انعكاس النور، وأنواع المرايا، كما سيرد بعد قليل.
وقد تناوله عددٌ من العلماء الأجلاء بالتحليل والتقويم والتفسير والنقد، ولعل أهمهم في الماضي كمال الدين الفارسي (ت٧٢٠هـ/ ١٣٢٠م) الذي صنَّف كتابًا سماه "كتاب تنقيح المناظر"، وفي العصر الحديث الأستاذ مصطفى نظيف، حيث وضع كتابًا في جزأين سماه "الحسن بن الهيثم".
ومن الإضافات التي أدخلها ابن الهيثم في علم البصريات وذكرها في كتابه، وهي ذات أهمية علمية وعملية نظرية - قولُه: إن شعاع النور يأتي من الجسم المرئي إلى العين، وليس كما كان الرأي عند إقليدس وأتباع بطليموس "الشعاع يترك العين ليقع على الجسم المرئي، ومن ثم تحصل الرؤية".
وقد عد ابن الهيثم الضوءَ شكلاً من أشكال النار، تنعكس على قبة السماء الجوية؛ أي: إن الضوء الذي يصل إلينا من الأجرام السماوية (الأشعة)، يترتب على ذلك أن النَّجم يظهر في الأفق قبل أن يكون قد بلغه بالفعل.
وكذلك تظهر الشمس والقمر في الأفق عند الشروق والغروب، وهما في حقيقة الأمر دون الأفق.
واختبر ابن الهيثم انكسار الأشعة الضوئية داخل الأوساط الشفافة (الهواء والماء)، فأضاف إلى قانون الانعكاس مفهومًا علميًّا آخر، وهو أن زاويتي السقوط والانعكاس (وهما متساويتان) تقعانِ في مستوًى واحد.
ولقد اقترب ابن الهيثم - نتيجةَ تجارِبه الطويلة والكثيرة في القطوع الكروية (أوعية زجاجية مملوءة ماءً) - من الكشوف النظرية في تكبير العدسات، ذلك الكشف الذي تحقق عمليًّا في إيطاليا بعد وفاة ابن الهيثم بنحو ثلاثة قرون، بل ومضى أكثر من ستة قرون حتى تمكن سنل "snell" أو يقال له: سنلس "snellus" (ت١٠٣٦هـ/ ١٦٢٦م) وديكارت (ت ١٠٦٠هـ/ ١٦٥٠م) - من اكتشاف قانون الجيوب الهندسي.
ومن الإنجازات التي تتعلق بعلم البصريات كذلك، الدراسات العظيمة في المرايا المحرقة، والتي مكنت ابن الهيثم من التوصل إلى استنباط انعكاس شعاعي فاق في قوته جميع ما توصَّل إليه اليونان من قبل، وتؤكد هذه الدراسات إدراكَ ابن الهيثم العميق التام لطبيعة عمل البؤرة الحارقة، والصورة المنكوسة، وعمل حلقات وألوان من الضوء عن طريق التجارِب التي قام بها.
ومما يجدر ذكرُه كذلك ملاحظتُه الرائعة لصورة الشكل النصفي للقمر في الشمس أثناء الكسوف، وذلك على جدار يقابل ثقبًا صغيرًا يتخلل درفتي نافذة، فكانت تجرِبتُه هذه التجربةَ الأُولى الرائدة في الغرفة المظلمة التي أدت إلى اكتشاف آلات التصوير camera abscure.
وحري أن يذكر في هذا الصدد اكتشافُ المسلمين: أن الضوء ينتشر بسرعة محددة، لكنها خفيَّة عن الحس؛ فقد ورد في كتاب "المناظر" لابن الهيثم أن وصولَ الضوء يعبر ثقبًا رفع عنه الستار، إلى جسم مقابل، لا يكون إلا في زمان، وإن كان (هذا الزمان) خفيًّا عن الحس.
ولقد توصل ابنُ الهيثم من خلال نظراته الثاقبة ودراساته الرياضية إلى أن ارتفاع طبقة الجو المحيطة بالأرض عن سطح الأرض، يبلغ زهاء عشرة أميال.
وقد عد شرام هذه الدراسة أولَ دراسة في تاريخ الفيزياء أُجريت في تقدير ارتفاع الجو المحيط بالأرض.
ومن الأمور التي عالجها المسلمون في بحوث البصريات ووصلوا فيها إلى نتيجة: ظاهرة قوس قزح؛ فقد ورد في كتاب "نهاية الإدراك" لـ قطب الدين الشيرازي (ت ٧١٠هـ/ ١٣١١م) أن قوس قزح "ينشأ من وقوع أشعة الشمس على قطيرات الماء الصغيرة الموجودة في الجو عند سقوط الأمطار، وحينئذٍ تعاني الأشعة انعكاسًا داخليًّا، وبعد ذلك تخرج إلى عين الرَّائي".
وأخيرًا يحسن أن يذكر ما ذكروه على لسان مسيو ساشل - وقد كان ساشل حجة في موضوعات البصريات - أن كتاب البصريات لابن الهيثم "إنما هو مصدرُ معارفنا للبصريات".
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
تحميل كتب فيزياء كلاسيكية pdf
تحميل كتب فيزياء كلاسيكية pdf
تعليقات