رشوان محمود
06-25-2010, 04:37 PM
الجاذبية ونيوتن والأسبقية الأسلامية
اعداد : أ. رشوان محمود
كلنا يعرف أن الأجسام القريبة من الأرض تسقط عليها , بما نسميه قوة الجاذبية . فإذا حاولنا أن نقذف كرة رأسياً إلى أعلى , لا تلبث بعد قليل حتى تعود إلى الأرض بفعل الجاذبية . وإذا قذفنا الكرة في إتجاه مائل على الرأسي , فهي ترسم مساراً منحنياً ثم تعود إلى الارض على بعد من النقطة التي قذفت منها , ويتوقف هذا البعد على قوة القذف وزاوية اتجهاهها , ويعزى ذلك ايضاً الى قوة الجاذبية .
ويتحرك القمر حول الأرض بسرعة تقدر بألفين وثلاثمائة ميل في الساعة , وينحني مساره باستمرار نحو الأرض ولكن دون أن يسقط عليها , ولولا هذا الانحناء لبعد القمر في الفضاء ولانتهى به سفر سنة واحدة الى مكان سحيق في الفضاء .
إن قانون الجاذبية الكونية يعد اكبر تعميم أنجذه الفكر البشري , وهو حقيقة ثابتة , وأما قصة تفاحة نيوتن فهي من خيال هواة الأساطير , ولكنها على أية حال تحمل قسطاً من التبسيط والتشويق .
وفي عام 1687 م نشر نيوتن عمله في بحثه الرياضي مبادئ الفلسفة الطبيعية , قانون الجذب العام : " كل الأجسام في الكون تتجاذب مع الجسيمات الاخرى بتأثير قوة تتناسب طردياً مع كتلتها وعكسياً مع مربع المسافة بينهما "
F = GM1M2 / r^2
فلقد وجد نيوتن أن قوة الجاذبية لجسم ما تزداد اطراداً بازدياد كتلته , ولما كانت الأرض من الضخامة بحيث يحقر بجانبها كل شئ اخر مما نلقاه في حياتنا العادية , فإنك لن تدرك أثر الجاذبية فيما عاداها من الأجسام , وحسبنا دائماً أن الجاذبية من خصائص الارض وحدها دون غيرها , فالجاذبية من خواص الأجسام كلها صغيرها وكبيرها مهما كان تركيبها الطبيعي و الكيميائي , ولكننا لا نكاد نلمس أثرها للأجسام الصغيرة لضألة مقدارها .
ويمكن اثبات أن قوة الجاذبية تزداد بزيادة كتلة الجسم , فلو أننا وضعنا في كفتي ميزان ثقلين متعادلين تماماً , ثم وضعنا تحت احدى الكفتين ثقلا كبيراً لوجدنا أن قلب الميزان يميل نحوها , وتفسير ذلك هو وجود قوة جاذبية بين الثقل في كفة الميزان والثقل الكبير تحتها . ويمكن تقدير هذه القوة بمعادلة كفتي الميزان بوضع أثقال في كفة الميزان الاخرى . وبتكرار هذه التجربة عدة مرات مع استبدال الثقل الكبير بأثقال اخرى , سنجد أن قوة الجاذبية سوف تزداد بزيادة الكتل .
وقد وجد نيوتن ايضاً , أن قوة التجاذب بين الكتل تقل اطرادا مع مربع المسافة بين بينهم , فلو فرض أن جسمين المسافة بينهما 1 سم وقوة التجاذب بينهما تساوي 36 وحدة من وحدات القوة , فإنه عندما تكون المسافة بينهما 2سم ستصبح قوة التجاذب بينهما 9 وحدات بدلا من 36 – أي الربع - , وعندما تصير المسافة بينهما 3سم , فإن قوة التجاذب بينهما ستصبح 4 وحدات ... وهكذا .
وربما كان من أقوى البراهين على صحة قانون الجاذبية , اكتشاف السيارتين نبتون وبلوتو , فقد كان أساس حساب مواقعها في الفضاء السماوي هذا القانون الطبيعي .
وبالرغم من ذلك , فإن كل من عاصروا نيوتن وخلفاؤه وجدوا صعوبة في تقبل مفهوم تلك القوى المتبادلة على مسافة ما . تسألوا : كيف من الممكن لجسمين أن أن يتجاذبا مع بعضهما البعض دون أن يكون هناك اتصال فيما بينهما ؟! . نيوتن نفسه لم يستطع الإجابة على هذا السؤال .
إن النظرة إلى وصف التفاعلات بين الأجسام التي لا تكون على اتصال فيما بينها جاءت بعد وفاة نيوتن بفترة طويلة , فقد أمكن النظر إلى تفاعلات الجاذبية بطريقة مختلفة , وذلك بإدخال مفهوم حقل الجاذبية المتواجد في كل نقاط الفراغ عندما يوضع جسم كتلته M , فإن حقل الجاذبية سوف يمارس عليه قوة تتسبب في زيادة سرعته , فحقل الجاذبية للارض يجعل الأجسام الساقطة سقوطاً حراً تزيد من سرعتها بمقدار 9،8 م/ ث في الثانية الواحدة فيما يسمى بتسارع الجاذبية g .
F = M g
حيث تسمى قوة جاذبية الأرض للجسم بالوزن . وهذا يقودنا إلى حقيقة أن جميع الأجسام بغض النظر عن كتلتها وبإهمال مقاومة الهواء سوف تسقط بنفس مقدار التسارع g , فمثلاً إذا القينا قطعة من الحديد وريشة في ان واحد من ارتفاع ما , فإنهما سوف يصلان معاً في نفس اللحظة الى سطح الأرض .
تعليق أ. رشوان محمود :
يطلق لفظ الجاذبية الأرضية على تلك القوة التي تجذب الأجسام نحو مركز الارض , والتي تجعل لهذه الاجسام وزناً , وهي تعمل على نقطة تعرف بمركز الثقل , فإذا كانت الأرض غير تامة الاستدارة , كان من الطبيعي أن تتفاوت قوى الجاذبية في نقاط مختلفة من سطحها , وأن يتفاوت بالتالي وزن الجسم الواحد عند خط الاستواء وعند القطبين الشمالي والجنوبي تفاوتاً ضئيلاً , فنجده عن خط الاستواء اخف منه عند القطبين وذلك بسبب بعده عن مركز الارض .
وأما لفظ التجاذب فهو خاصية عامة للمواد تجعل الاجسام الموجودة في الكون تتجاذب بعضها لبعض وفقاً لقانون الجذب العام الذي صاغه نيوتن . وقوة التجاذبية هي احدى القوي الأربعة الأساسية في الكون : القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية القوية . وريغم أن الجاذبية هي الأضعف بين هذه القوى الا أن نشاطها عبر مسافات سيكون عظيماً , فإذا تحدثنا عن المستوى الذري فإننا نهمل تلك القوة للتعبير عن تجاذب الالكترون للنواة في الذرة وذلك لأن كتلة الالكترون والنواة صغيرة جداً , ولذلك فإن التجاذب بينمها لن يكون بسبب قوة الجاذبية ونما يعزى هذا التجازب الى شحنتيهما ويسمى تجازب كهربي وهو ناتج عن جهد كولوم . لكننا لا نستطيع إهمال قوة الجاذبية إذا تحدثنا عن المجموعة الشمسية – على سبيل المثال – حيث يظل أي كوكب في مداره لا يخرج عنه ابداً لانه يكون متأثراً بقوتين متكافئتين وهما : قوة الطرد المركزي الناتجة من سرعة دورانالكوكب وقوة الجذب بين الكوكب والشمس
الاسبقية الاسلامية
شان كل العلوم التي تتقدم وتتطور مع تعاقب الأمم والحضارات , قامت العلوم الطبيعية عند علماء المسلمين في بدئها على مؤلفات اليونان , تلك التي استند فيها اليونانيون على الفلسفة المجردة في محاولاتهم فهم الطبيعة , ودون أن يكون للتجربة دور يذكر في تلك المحاولات .. غير أن علماء المسلمين ما لبثوا أن طوروا هذا الأساس وجعلوا تلك العلوم تستند الى التجربة والاستقراء عوضا عن الاعتماد على الفلسفة أو التأملات والأفكار المجردة .
المشهور عند عموم الناس أن اسحاق نيوتن مكتشف قانون الجاذبية والذي يثبت فيه أن كل جسم مادي يجذب غيره من الأجسام المادية بقوة تزيد أو تنقص حسب الكتلة والمسافات بين تلك الأجسام , لكن هل هذه هي الحقيقة ؟
بعيداً عن العواطف والكلام النظري المجرد , فإن جهد علماء المسلمين جاء واضحاً وصريحاً تدعمه النصوص الموثقة في مخطوطاتهم والتي ألفوها قبل مجئ نيوتن بسبعة قرون , فقد عرف العرب منذ القرن التاسع الميلادي قوة التثاقل الناشئة عن جذب الأرض للأجسام واطلقوا عليها القوة الطبيعية , وقد أدرك علماء المسلمين أن هذه القوة تتعاظم كلما كبر الجسم , وفي هذا الصدد يقول بن سينا المتوفي سنة 1037 في كتابه الاشارات والتنبيهات ان : " القوة في الجسم الأكبر , اذا كانت متشابهة للقوة في الجسم الأصغر حتى لو فصل من الأكبر مثل الاصغر و تتشابه القوتين بالاطلاق , فانها في الجسم الاكبر اقوى واكثر أذ فيها القوة شبيه تلك وزيادة " . وهذا دليل على وجود قوة تجاذب بين الأجسام المادية .
وقد وقف علماء المسلمين تماما على الجاذبية الأرضية , ويتضح ذلك جلياً في كتاباتهم , ومنها ما جاء على لسان أبي الريحان البيروني في كتابه المسعودي , حيث يقول : " الناس على الأرض منتصبوا القامة على استقامة اقطار الكرة , وعليها ايضا تؤول الأثقال الى اسفل " .
ومنها ما جاء في كتابات أبي الفتح عبد الرحمن المنصور الخازني , حيث يقول : " إن الأجسام الساقطة تنجذب نحو مركز الارض وإن اختلاف قوة الجذب يرجع الى المسافة بين الجسم الساقط وهذا المركز " .
ويشبه الادريسي جاذبية الارض بجذب المغناطيس للحديد في كتابه نزهة المشتاق في اختراق الافاق , حيث يقول : " الأرض جاذبة لما في ابدانها من ثقل بمنزلة حجر المغناطيس الذي يجذب الحديد " .
المجد الضائع :
الكثير من القوانين المعروفة نسبت لغير اصحابها وطمست بصماتهم , واختفت الحقيقة أو كادت تختفي , فمع دخولنا القرن الحادي والعشرون نسي العالم أن الحضارة الأوربية التي تتميز بالتكنولوجيا الحديثة قامت في الأصل على الحضارة الاسلامية التي سادت قبل الف عام , ونسي العالم أن في ذلك العهد هم الذين اكتشفوا علم الجبر وانهم صمموا الأشكال الأولى للمظلات والطوربيد وانهم هم الذين حددوا حجم الأرض بدقة شديدة في الوقت الذي كان الأوربيون يتصورون أن الارض مسطحة !
أن المخطوطات اكبر دليل على أن علماء المسلمين لهم السبق في اكتشاف الجاذبية فلهم الفضل في ذلك , أما نيوتن فهو جاء بالتبعية في تجميع تلك المعلومات القديمة واعادة صياغتها في قالب رياضي .
ومن هنا فأنني اهيب بمجتمع العلماء أ يعيدوا النظر في نسبة بعض القوانين , وأن يسعوا جادين بأحقية بعض علماء المسلمين في نسب بعض الانجازات في العلوم الطبيعية
رشوان محمود
اعداد : أ. رشوان محمود
كلنا يعرف أن الأجسام القريبة من الأرض تسقط عليها , بما نسميه قوة الجاذبية . فإذا حاولنا أن نقذف كرة رأسياً إلى أعلى , لا تلبث بعد قليل حتى تعود إلى الأرض بفعل الجاذبية . وإذا قذفنا الكرة في إتجاه مائل على الرأسي , فهي ترسم مساراً منحنياً ثم تعود إلى الارض على بعد من النقطة التي قذفت منها , ويتوقف هذا البعد على قوة القذف وزاوية اتجهاهها , ويعزى ذلك ايضاً الى قوة الجاذبية .
ويتحرك القمر حول الأرض بسرعة تقدر بألفين وثلاثمائة ميل في الساعة , وينحني مساره باستمرار نحو الأرض ولكن دون أن يسقط عليها , ولولا هذا الانحناء لبعد القمر في الفضاء ولانتهى به سفر سنة واحدة الى مكان سحيق في الفضاء .
إن قانون الجاذبية الكونية يعد اكبر تعميم أنجذه الفكر البشري , وهو حقيقة ثابتة , وأما قصة تفاحة نيوتن فهي من خيال هواة الأساطير , ولكنها على أية حال تحمل قسطاً من التبسيط والتشويق .
وفي عام 1687 م نشر نيوتن عمله في بحثه الرياضي مبادئ الفلسفة الطبيعية , قانون الجذب العام : " كل الأجسام في الكون تتجاذب مع الجسيمات الاخرى بتأثير قوة تتناسب طردياً مع كتلتها وعكسياً مع مربع المسافة بينهما "
F = GM1M2 / r^2
فلقد وجد نيوتن أن قوة الجاذبية لجسم ما تزداد اطراداً بازدياد كتلته , ولما كانت الأرض من الضخامة بحيث يحقر بجانبها كل شئ اخر مما نلقاه في حياتنا العادية , فإنك لن تدرك أثر الجاذبية فيما عاداها من الأجسام , وحسبنا دائماً أن الجاذبية من خصائص الارض وحدها دون غيرها , فالجاذبية من خواص الأجسام كلها صغيرها وكبيرها مهما كان تركيبها الطبيعي و الكيميائي , ولكننا لا نكاد نلمس أثرها للأجسام الصغيرة لضألة مقدارها .
ويمكن اثبات أن قوة الجاذبية تزداد بزيادة كتلة الجسم , فلو أننا وضعنا في كفتي ميزان ثقلين متعادلين تماماً , ثم وضعنا تحت احدى الكفتين ثقلا كبيراً لوجدنا أن قلب الميزان يميل نحوها , وتفسير ذلك هو وجود قوة جاذبية بين الثقل في كفة الميزان والثقل الكبير تحتها . ويمكن تقدير هذه القوة بمعادلة كفتي الميزان بوضع أثقال في كفة الميزان الاخرى . وبتكرار هذه التجربة عدة مرات مع استبدال الثقل الكبير بأثقال اخرى , سنجد أن قوة الجاذبية سوف تزداد بزيادة الكتل .
وقد وجد نيوتن ايضاً , أن قوة التجاذب بين الكتل تقل اطرادا مع مربع المسافة بين بينهم , فلو فرض أن جسمين المسافة بينهما 1 سم وقوة التجاذب بينهما تساوي 36 وحدة من وحدات القوة , فإنه عندما تكون المسافة بينهما 2سم ستصبح قوة التجاذب بينهما 9 وحدات بدلا من 36 – أي الربع - , وعندما تصير المسافة بينهما 3سم , فإن قوة التجاذب بينهما ستصبح 4 وحدات ... وهكذا .
وربما كان من أقوى البراهين على صحة قانون الجاذبية , اكتشاف السيارتين نبتون وبلوتو , فقد كان أساس حساب مواقعها في الفضاء السماوي هذا القانون الطبيعي .
وبالرغم من ذلك , فإن كل من عاصروا نيوتن وخلفاؤه وجدوا صعوبة في تقبل مفهوم تلك القوى المتبادلة على مسافة ما . تسألوا : كيف من الممكن لجسمين أن أن يتجاذبا مع بعضهما البعض دون أن يكون هناك اتصال فيما بينهما ؟! . نيوتن نفسه لم يستطع الإجابة على هذا السؤال .
إن النظرة إلى وصف التفاعلات بين الأجسام التي لا تكون على اتصال فيما بينها جاءت بعد وفاة نيوتن بفترة طويلة , فقد أمكن النظر إلى تفاعلات الجاذبية بطريقة مختلفة , وذلك بإدخال مفهوم حقل الجاذبية المتواجد في كل نقاط الفراغ عندما يوضع جسم كتلته M , فإن حقل الجاذبية سوف يمارس عليه قوة تتسبب في زيادة سرعته , فحقل الجاذبية للارض يجعل الأجسام الساقطة سقوطاً حراً تزيد من سرعتها بمقدار 9،8 م/ ث في الثانية الواحدة فيما يسمى بتسارع الجاذبية g .
F = M g
حيث تسمى قوة جاذبية الأرض للجسم بالوزن . وهذا يقودنا إلى حقيقة أن جميع الأجسام بغض النظر عن كتلتها وبإهمال مقاومة الهواء سوف تسقط بنفس مقدار التسارع g , فمثلاً إذا القينا قطعة من الحديد وريشة في ان واحد من ارتفاع ما , فإنهما سوف يصلان معاً في نفس اللحظة الى سطح الأرض .
تعليق أ. رشوان محمود :
يطلق لفظ الجاذبية الأرضية على تلك القوة التي تجذب الأجسام نحو مركز الارض , والتي تجعل لهذه الاجسام وزناً , وهي تعمل على نقطة تعرف بمركز الثقل , فإذا كانت الأرض غير تامة الاستدارة , كان من الطبيعي أن تتفاوت قوى الجاذبية في نقاط مختلفة من سطحها , وأن يتفاوت بالتالي وزن الجسم الواحد عند خط الاستواء وعند القطبين الشمالي والجنوبي تفاوتاً ضئيلاً , فنجده عن خط الاستواء اخف منه عند القطبين وذلك بسبب بعده عن مركز الارض .
وأما لفظ التجاذب فهو خاصية عامة للمواد تجعل الاجسام الموجودة في الكون تتجاذب بعضها لبعض وفقاً لقانون الجذب العام الذي صاغه نيوتن . وقوة التجاذبية هي احدى القوي الأربعة الأساسية في الكون : القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية القوية . وريغم أن الجاذبية هي الأضعف بين هذه القوى الا أن نشاطها عبر مسافات سيكون عظيماً , فإذا تحدثنا عن المستوى الذري فإننا نهمل تلك القوة للتعبير عن تجاذب الالكترون للنواة في الذرة وذلك لأن كتلة الالكترون والنواة صغيرة جداً , ولذلك فإن التجاذب بينمها لن يكون بسبب قوة الجاذبية ونما يعزى هذا التجازب الى شحنتيهما ويسمى تجازب كهربي وهو ناتج عن جهد كولوم . لكننا لا نستطيع إهمال قوة الجاذبية إذا تحدثنا عن المجموعة الشمسية – على سبيل المثال – حيث يظل أي كوكب في مداره لا يخرج عنه ابداً لانه يكون متأثراً بقوتين متكافئتين وهما : قوة الطرد المركزي الناتجة من سرعة دورانالكوكب وقوة الجذب بين الكوكب والشمس
الاسبقية الاسلامية
شان كل العلوم التي تتقدم وتتطور مع تعاقب الأمم والحضارات , قامت العلوم الطبيعية عند علماء المسلمين في بدئها على مؤلفات اليونان , تلك التي استند فيها اليونانيون على الفلسفة المجردة في محاولاتهم فهم الطبيعة , ودون أن يكون للتجربة دور يذكر في تلك المحاولات .. غير أن علماء المسلمين ما لبثوا أن طوروا هذا الأساس وجعلوا تلك العلوم تستند الى التجربة والاستقراء عوضا عن الاعتماد على الفلسفة أو التأملات والأفكار المجردة .
المشهور عند عموم الناس أن اسحاق نيوتن مكتشف قانون الجاذبية والذي يثبت فيه أن كل جسم مادي يجذب غيره من الأجسام المادية بقوة تزيد أو تنقص حسب الكتلة والمسافات بين تلك الأجسام , لكن هل هذه هي الحقيقة ؟
بعيداً عن العواطف والكلام النظري المجرد , فإن جهد علماء المسلمين جاء واضحاً وصريحاً تدعمه النصوص الموثقة في مخطوطاتهم والتي ألفوها قبل مجئ نيوتن بسبعة قرون , فقد عرف العرب منذ القرن التاسع الميلادي قوة التثاقل الناشئة عن جذب الأرض للأجسام واطلقوا عليها القوة الطبيعية , وقد أدرك علماء المسلمين أن هذه القوة تتعاظم كلما كبر الجسم , وفي هذا الصدد يقول بن سينا المتوفي سنة 1037 في كتابه الاشارات والتنبيهات ان : " القوة في الجسم الأكبر , اذا كانت متشابهة للقوة في الجسم الأصغر حتى لو فصل من الأكبر مثل الاصغر و تتشابه القوتين بالاطلاق , فانها في الجسم الاكبر اقوى واكثر أذ فيها القوة شبيه تلك وزيادة " . وهذا دليل على وجود قوة تجاذب بين الأجسام المادية .
وقد وقف علماء المسلمين تماما على الجاذبية الأرضية , ويتضح ذلك جلياً في كتاباتهم , ومنها ما جاء على لسان أبي الريحان البيروني في كتابه المسعودي , حيث يقول : " الناس على الأرض منتصبوا القامة على استقامة اقطار الكرة , وعليها ايضا تؤول الأثقال الى اسفل " .
ومنها ما جاء في كتابات أبي الفتح عبد الرحمن المنصور الخازني , حيث يقول : " إن الأجسام الساقطة تنجذب نحو مركز الارض وإن اختلاف قوة الجذب يرجع الى المسافة بين الجسم الساقط وهذا المركز " .
ويشبه الادريسي جاذبية الارض بجذب المغناطيس للحديد في كتابه نزهة المشتاق في اختراق الافاق , حيث يقول : " الأرض جاذبة لما في ابدانها من ثقل بمنزلة حجر المغناطيس الذي يجذب الحديد " .
المجد الضائع :
الكثير من القوانين المعروفة نسبت لغير اصحابها وطمست بصماتهم , واختفت الحقيقة أو كادت تختفي , فمع دخولنا القرن الحادي والعشرون نسي العالم أن الحضارة الأوربية التي تتميز بالتكنولوجيا الحديثة قامت في الأصل على الحضارة الاسلامية التي سادت قبل الف عام , ونسي العالم أن في ذلك العهد هم الذين اكتشفوا علم الجبر وانهم صمموا الأشكال الأولى للمظلات والطوربيد وانهم هم الذين حددوا حجم الأرض بدقة شديدة في الوقت الذي كان الأوربيون يتصورون أن الارض مسطحة !
أن المخطوطات اكبر دليل على أن علماء المسلمين لهم السبق في اكتشاف الجاذبية فلهم الفضل في ذلك , أما نيوتن فهو جاء بالتبعية في تجميع تلك المعلومات القديمة واعادة صياغتها في قالب رياضي .
ومن هنا فأنني اهيب بمجتمع العلماء أ يعيدوا النظر في نسبة بعض القوانين , وأن يسعوا جادين بأحقية بعض علماء المسلمين في نسب بعض الانجازات في العلوم الطبيعية
رشوان محمود