كيفية شرح الأشياء المعقدة بلغة بسيطة. ما هي آلية هيجز

ولتوضيح هذه المسألة بشكل مبسط قدر الإمكان، يمكننا أن نذكر القصة التالية كمثال:

ذات يوم جداً رجل مسنفخرج من المسجد، ومشى ثقيلاً، وعاد إلى بيته. وعلى الفور أحاط به الفقراء الذين عرفوا بتقواه ودينه، وبدأ يصرخ بحماس: "حاج بابا، جزاك الله خيرًا، أعنا". التفت حجيبابا إلى هؤلاء الفقراء وقال: "اذهبوا إلى ابني البقال، فليعطيكم شيئاً لتحضير الحساء، وإطعام عائلاتكم".

فرح الفقراء كثيرًا بهذا الأمر، وعندما وصلوا إلى محل البقالة، نقلوا كلام الرجل العجوز إلى صاحب المتجر. كان صاحب المتجر ابنًا مطيعًا جدًا، وحتى ذلك اليوم لم يعصي والده أبدًا. كان يسكب الحبوب في أكياس ورقية لكل واحد من الفقراء، وبعد ذلك يرافقهم إلى الخارج بأدب. عاد الفقراء الراضون إلى منازلهم وفتحوا حقائبهم على طول الطريق. صاح كل واحد منهم بفرح: «في حقيبتي أرز»، «وعندي شعيرية»، «وأعطوني كرات من الدقيق واللبن الرائب»، «وعندي عدس».

هؤلاء الفقراء الأربعة، الذين لم يتذكروا أنفسهم بالفرح، أسرعوا إلى المنزل، ممسكين بهذه الحقائب لأنفسهم، وفي الطريق التقوا بواحد منهم شخص سيء. وأخبروا هذا الرجل بما حدث. ولم يتحمل فرحتهم، وقال لهم: اذهبوا فوراً إلى حاجبابا وقولوا له: إن ابنك لم ينفذ أمرك. أعطى أحدنا الأرز والآخر عدسًا. لقد تصرف على هواه. فبينما أمرت أن تطعمه نوعاً واحداً من الطعام، لم يسمع لك». في البداية لم يعير الفقراء أي أهمية لكلام الرجل، لكن بعد ذلك ساورتهم الشكوك، وذهبوا جميعًا معًا إلى باحة المسجد لانتظار ظهور الرجل العجوز.

عندما رأوا الرجل العجوز اقتربوا منه وقالوا: لقد نفذ ابنك أمرك، لكنه لم يتصرف وفقًا لطلبك، بل وفقًا لتقديره. عندما سمع الرجل العجوز هذا من الفقير، انزعج بشدة، لكنه تمالك نفسه وقال: "حسنًا، الآن سنتحقق من ذلك. لكن ابني لم يعصني قط بعد».

وعندما دخلوا جميعًا إلى محل البقالة معًا، سأل الرجل العجوز ابنه: "يا بني، لماذا تصرفت حسب تقديرك عندما قدمت الطعام لهؤلاء الناس، وليس كما أمرتك؟" أجاب الابن بصوت مرتجف: لا يا أبي. إني لم أخالف أمرك حتى اليوم، ولن أخالفه بعده. قال الأب: ولكن هؤلاء الناس اشتكوا لي أنك تصرفت على هواك وأعطيت كل واحد منهم أنواعاً مختلفة من الطعام. قال الابن: لا يا أبي، لم أعصيك.

فأمرت أن يُعطى كل واحد منهم شيئاً ليُحضر الحساء، ففعلت. أعطيت كل واحد منهم المكونات التي يتم تحضير الحساء منها. هل أعطيت أي منهم كوسة أو جبنة أو فاصوليا أو زبادي؟ لا. لأن هذه المنتجات لا تستخدم لصنع الحساء. جميع المنتجات التي قدمتها لهم تم تصنيفها على أنها مناسبة لصنع الحساء.

ولما سمع الأب هذا التفسير أثنى على ابنه، واعتذر الفقراء معترفين بخطئهم.

وهكذا نشأت المذاهب. لأن الكلمة الواحدة لها عدة معانٍ. وكما أن عبارة "أي شيء للطبخ" تعني الأرز والعدس وغيرهما من المنتجات، فإن بعض الكلمات الواردة في القرآن أو الحديث لها عدة معانٍ. وقد رجح أئمة المذاهب معنى أو آخر من هذه الألفاظ، وكل معنى من هذه المعاني صحيح ومناسب. وبفضل هذه التفضيلات ظهرت المذاهب. وبالتالي فإن ظهور مذاهب مختلفة أمر منطقي للغاية.

الوقت يعتمد على الثواني والدقائق والساعات.

في حين أن أساس هذه الوحدات قد تغير عبر التاريخ، إلا أنه يمكن إرجاع جذورها إلى الدولة القديمةسومر.

يتم تحديد الوحدة الدولية الحديثة للوقت من خلال الانتقال الإلكتروني لذرة السيزيوم. ولكن ما هي هذه الكمية المادية؟

الوقت يقيس مدى تقدم الأحداث

الوقت هو مقياس لتطور الأحداث. ويعرف الفيزيائيون هذه الكمية بأنها تطور الأحداث من الماضي إلى الحاضر وإلى المستقبل. في الأساس، إذا كان النظام غير قابل للتغيير، فهو خارج هذا المؤشر. ويمكن اعتبار الزمن هو البعد الرابع للواقع، ويستخدم لوصف الأحداث في الفضاء ثلاثي الأبعاد. إنه ليس شيئًا يمكننا رؤيته أو الشعور به أو تذوقه، ولكن يمكننا قياس مروره.

يوضح السهم أن الزمن يتحرك من الماضي إلى المستقبل، وليس العكس

عقرب الساعة يدل على أن الزمن يتحرك من الماضي إلى المستقبل، وليس في الاتجاه الآخر. تعمل المعادلات الفيزيائية بشكل جيد سواء كانت الكمية تتقدم نحو المستقبل (زمن إيجابي) أو تتراجع إلى الماضي (زمن سلبي). ومع ذلك، في العالم الطبيعي هذه الكمية لها اتجاه واحد. إن السؤال عن سبب عدم الرجوع فيه هو أحد أكبر الأسئلة التي لم يتم حلها في العلم.

أحد التفسيرات هو أن العالم الطبيعي يتبع قوانين الديناميكا الحرارية. ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن إنتروبيا النظام المغلق تظل ثابتة أو تزداد. إذا تم اعتبار الكون نظامًا مغلقًا، فإن إنتروبيا (درجة الفوضى) لا يمكن أن تنخفض أبدًا. بمعنى آخر، لا يمكن للزمن أن يعود إلى الحالة الدقيقة التي كان عليها في نقطة سابقة. هذه الكمية لا يمكن أن تتحرك إلى الوراء.

تباطؤ أو تسريع

ساعة العمل تحافظ على الوقت بدقة. وفي الميكانيكا الكلاسيكية الأمر نفسه في كل مكان. ومع ذلك، فمن خلال نظريتي النسبية الخاصة والعامة لأينشتاين، نعلم أن الكمية مفهوم نسبي. يعتمد المؤشر على الإطار المرجعي للمراقب. يمكن أن يؤدي هذا إلى تباطؤ ذاتي، حيث يصبح الوقت بين الأحداث أطول (يتوسع) كلما اقترب أحدهما من سرعة الضوء.

تعمل الساعات المتحركة بشكل أبطأ من الساعات الثابتة، ويصبح التأثير أكثر وضوحًا عندما تقترب الآلية المتحركة من سرعة الضوء. تسجل الساعات الموجودة في مدار الأرض الوقت بشكل أبطأ من تلك الموجودة على السطح، وتتحلل جسيمات الميون بشكل أبطأ عند سقوطها، وأكدت تجربة ميكلسون-مورلي تقلص الطول وتوسع الحجم.

يساعد الواقع الموازي على تجنب مفارقة الزمن عند السفر عبر الزمن

يمكن تجنب المفارقة الزمنية للسفر عبر الزمن من خلال السفر إلى واقع موازٍ. السفر يعني التحرك للأمام أو للخلف في أوقات مختلفة، تمامًا كما يمكنك التنقل بين نقاط مختلفة في الفضاء. القفز إلى الأمام في الزمن يحدث في الطبيعة. رواد الفضاء على محطة فضاءيخضعون للتسارع عند عودتهم إلى الأرض ويتباطأون بالنسبة للمحطة.

المشاكل القائمة

ومع ذلك، السفر عبر الزمن يخلق مشاكل. إحداها هي العلاقة السببية، أو علاقة السبب والنتيجة. التحرك إلى الوراء يمكن أن يؤدي إلى مفارقة زمنية.

مفارقة الجد هي مثال كلاسيكي في العلوم. ووفقا له، إذا عدت وقتلت جدك قبل أن تولد والدتك أو والدك، فيمكنك منع ولادتك.

يعتقد العديد من علماء الفيزياء أن السفر عبر الزمن إلى الماضي أمر مستحيل، ولكن هناك حلول للمفارقة مثل السفر بين الأكوان الموازيةأو نقاط فرعية

إدراك الكمية الفيزيائية

تؤثر الشيخوخة على إدراك الوقت، رغم أن العلماء لا يتفقون مع هذه النقطة. العقل البشريقادرة على تتبع الوقت. النوى فوق التصالبية للدماغ هي المنطقة المسؤولة عن الإيقاعات الطبيعية اليومية أو اليومية. المنشطات العصبية والأدوية تؤثر بشكل كبير على إدراكها. المواد الكيميائية، التي تثير الخلايا العصبية، مما يجعلها تعمل بشكل أسرع، بينما يؤدي تقليل نشاط الخلايا العصبية إلى إبطاء إدراك الوقت.

في الأساس، عندما يبدو أن كل شيء من حولك يتسارع، ينتج الدماغ المزيد من الأحداث خلال فترة زمنية معينة. في هذا الصدد، يبدو أن الوقت يمر سريعًا عندما تستمتع بوقتك. ولكن يبدو أن تتباطأ خلال حالات طارئةأو خطر.

يقول العلماء في كلية بايلور للطب في هيوستن إن الدماغ لا يتسارع فعليًا، لكن منطقة مثل اللوزة تصبح أكثر نشاطًا. اللوزة الدماغية هي جزء من الدماغ المسؤول عن خلق الذكريات. كما تتشكل المزيد من الذكريات، يبدو أن الوقت قد امتد.

نفس الظاهرة تفسر لماذا يبدو أن كبار السن يدركون الوقت بوتيرة أسرع مما كانوا عليه عندما كانوا أصغر سنا. يعتقد علماء النفس أن الدماغ يشكل ذكريات للتجارب الجديدة أكثر من الذكريات المألوفة. نظرًا لوجود عدد أقل وأقل من الذكريات الجديدة في وقت لاحق من الحياة، يبدو أن الوقت يمر بشكل أسرع في إدراك الشخص الأكبر سنًا.

بداية الزمن ونهايته

يميل المزيد والمزيد من العلماء إلى الاعتقاد بأن كوننا ولد نتيجة انفجار قوي لنقطة تقليدية معينة، حيث لم يتم ملاحظة مؤشرات مثل الكتلة والوقت والفضاء.

ويشير عالم الفلك ستيفن هوكينج وزميله في كامبريدج نيل توروك إلى أن هناك فكرة أصلية ولدت منها الكلمة. كان هذان المفهومان هما اللذان يحتويان على الزمان والمكان.

من غير المعروف ما إذا كان للزمن بداية أم نهاية. أما الكون ففيه بدأ الزمن. وكانت نقطة البداية قبل 13799 مليار سنة عندما حدث الانفجار الكبير. والدليل على هذه العملية هو الإشعاع المتبقي في الفضاء وموقع المجرات المتراجعة. في هذا الوقت، تبدأ التحولات من مستوى واحد من التنظيم الطبيعي إلى آخر - من النواة إلى الذرة، ثم إلى الجزيء الذي نشأت منه المادة الحية.

يمكننا قياس إشعاع الخلفية الكونية كموجات ميكروويف من الانفجار الكبير، ولكن لم يتم ملاحظة أي إشعاع له أصول سابقة.

إحدى الحجج حول أصل الزمن هي أنه إذا توسع إلى ما لا نهاية، فستمتلئ السماء ليلاً بضوء النجوم القديمة.

هل ستكون هناك نهاية للزمن؟

الجواب على هذا السؤال غير معروف. إذا توسع الكون إلى الأبد، فسيستمر الزمن. إذا كان هناك انفجار عظيم جديد، فسينتهي جدولنا الزمني وسيبدأ العد التنازلي الجديد. في تجارب فيزياء الجسيمات، تخرج جسيمات عشوائية من الفراغ، لذلك يبدو أن الكون لن يصبح ساكنًا أو خالدًا. سوف يظهر الوقت…

لنفترض أننا: - أنا وأنت وChronoscopist - طارنا على متن طائرة المحيط الهادي. في الطريق، شربنا نحن الثلاثة الأفسنتين، وأصبحنا صاخبين، وكسرنا باب المرحاض، ولهذا ألقينا في البحر من خلال مخرج الطوارئ. ولحسن الحظ، تم اكتشاف جزيرة بولينيزية صغيرة غير مسماة بالقرب من المكان الذي سقطنا فيه. بمجرد وصولنا إلى الشاطئ، اتفقنا وقررنا اعتبارها ولاية جديدة تسمى الولايات المتحدة الأفسنتينية (الولايات المتحدة الأمريكية).

عندما تم طردنا من الطائرة، بطبيعة الحال لم نحصل على أي أمتعة.

لذلك، فإن جميع أصولنا الملموسة وغير الملموسة ليست سوى باب المرحاض الذي أخذته معك. وبشكل عام، على الرغم من الأفسنتين، فقد تبين أنك الأكثر اقتصادا بيننا: لقد اكتشفت بالصدفة فاتورة بقيمة مائة دولار في محفظتك. وهكذا، في الولايات المتحدة الأمريكية لدينا أصول غير مالية - باب - وأصول مالية، وهي أيضا عرض النقود - مائة دولار. هذا هو كل مدخراتنا. وبما أنه ليس لدينا أي شيء آخر على الإطلاق، يمكننا أن نقول هذا: لدينا أصل مادي واحد - باب، مدعوم بمخزون نقدي قدره مائة دولار. أي أن بابنا يكلف مائة دولار.

بعد أن استيقظنا قليلاً، قررنا أننا بحاجة إلى الاستقرار بطريقة ما. أسرعنا كان الكرونوسكوبيست. أعلن على الفور أنه ينشئ بنكًا وأنه مستعد للاستفادة من المدخرات النقدية للسكان بنسبة 3 في المائة سنويًا - حسنًا، لا يمكن لأي شخص أن يظل خاملاً. تعطيه مائة دولار، فيكتبها في دفتر في قسم "الخصوم - الودائع". لكنني لم أتناول حساء الكرنب أيضًا - عبثًا قضيت الكثير من الوقت في التحقيق في الاحتيال الاقتصادي - أعرف كيف آخذ منك بابًا ومائة دولار. أقترح عليك أن تأخذ مائة دولار من النمو بمعدل 5 بالمائة سنويًا. قمت بتمزيق قطعة من الورق من دفتر ملاحظاتي وكتبت عليها: "سند بقيمة 100 دولار بفائدة 5٪ سنويًا". تشعر وكأنك قد اكتفيت. تأخذ المال من Chronoscopist المنزعج من الوديعة وتعطيه لي مقابل ضماني.

آخذ المائة دولار الخاصة بك وأعيدها إلى بنك Chronoscopist المبتهج.

وبطريقة ودية، يمكننا أن نهدأ من هذا الأمر ونذهب ونفعل شيئًا آخر - هز شجرة نخيل أو الغوص بحثًا عن المحار - وكسب خبزنا اليومي، إذا جاز التعبير. لكنك تعلم - أنا عبقري مالي لا يمكن كبته، مثل هذه التفاهات مثل جوز الهند والمحار لا تهمني. بعد أن تجولت في جزيرتنا - على بعد خمسين خطوة الساحل الجنوبيإلى الشمال والثلاثين - من الغرب إلى الشرق - أتوصل إلى مزيج رائع. لقد أتيت إليك وأعرض عليك كسب نسبة مئوية أخرى سنويًا من الصفر. خذ قرضًا من بنك Chronoscopist بفائدة 4 بالمائة واشتري مني سندًا آخر بفائدة 5 بالمائة.

أكتب على الفور السند الثاني بقيمة مائة دولار على دفتر ملاحظات وألوح به أمام أنفك. دون تفكير مرتين، ركضت إلى البنك وأخذت قرضًا بقيمة مائة دولار مضمون بسندي الأول بقيمة مائة دولار. إنهم هناك - لقد أودعتهم هناك. أعطني المائة دولار التي اقترضتها وأخفي السند الثاني في محفظتك - والآن لديك ما قيمته مائتي دولار من سنداتي.

وقد أودعت مائة دولار في البنك - والآن لدي مائتي دولار مودعة هناك. يقفز أخصائي الكرونوسكوب من الفرح إلى الأعلى والأسفل: أعمال الائتمان تزدهر.

هل تعتقد أنني سأتوقف عند هذا الحد؟ نعم، الآن – لقد أصدرت لك بالفعل سندًا ثالثًا. اركض إلى البنك للحصول على قرض مضمون بالسند الثاني. في المساء، بعد أن ركضنا حول الجزيرة بهذه المائة دولار ومزقنا كل الأوراق من دفتر السندات، لدينا الصورة التالية. لديك سندات بقيمة خمسة آلاف دولار، ولدي ودائع بقيمة خمسة آلاف دولار في البنك. الآن أشعر أن الوقت قد حان للسيطرة على بابك. أعرض أن أشتريه منك بمائة دولار. لكنك مؤذ - ليس هناك سوى باب واحد - وتتقاضى ألف دولار. حسنًا، ألف دولار هي ألف دولار - بعد كل شيء، لدي ما يصل إلى خمسة آلاف دولار على الودائع. على القطعة الأخيرة من الورقة، أرسل أمر دفع إلى Chronoscopist لتحويل ألف دولار من إيداعي إلى وديعتك واستلام باب منزلك.

فإذا سلمنا حساباتنا لخبير اقتصادي أميركي حاصل على دبلوم من جامعة هارفارد، فسوف يخبرنا أن الولايات المتحدة لديها أصول ملموسة بقيمة ألف دولار على شكل أبواب، وعشرة آلاف دولار من الأصول المالية على شكل سندات وودائع. أي أن قيمة ممتلكاتنا الإجمالية زادت 110 مرات خلال اليوم.

ما هي فيزياء الجسيمات؟


بول سورنسون

فيزيائي

"نحن نجمع الأشياء الصغيرة معًا لنقسمها إلى أشياء أصغر حتى نحصل على أصغر شيء ممكن. وبهذه الطريقة سنعرف مما تتكون كل المادة."

ما هو بوزون هيغز؟


فيزيائي

"كل شيء حولنا مصنوع من أجزاء صغيرة، مثل الليغو. ولكن من تلقاء نفسها، فإن هذه الأشياء المكعبة ستتحرك بسرعة لا تصدق، مثل البرق. لا يمكننا أن نعيش في مثل هذا العالم - سيكون جنونًا كاملاً! لذلك أدرك العلماء أنه لا بد أن يكون هناك شيء يبطئ كل شيء. شيء مثل الغراء الذي يمنع الأشياء من التطاير بشكل أسرع مما يمكننا غمضة عين. لاحظ مدى سرعة انتشار الضوء في جميع أنحاء الغرفة عندما نشعل المصباح. لكن معظم الأشياء الأخرى لا يمكنها التحرك بالسرعة نفسها. ومن الصعب جدًا رؤية هذا الغراء. ولهذا الغرض، تم استخدام آلات عملاقة وكمية هائلة من الطاقة - عندها فقط تمكنا من رؤيتها والآن نعرف على وجه اليقين أنها موجودة بالفعل.

ما هي آلية هيجز؟


ديفيد ميلر

فيزيائي

"تخيل حفل كوكتيل: يتم توزيع السياسيين المشاركين بالتساوي في جميع أنحاء الغرفة، والجميع يتحدثون مع أقرب جيرانهم. تدخل رئيسة الوزراء السابقة الغرفة، وعلى الفور يندفع نحوها أقرب زملائها ويشكلون حشدًا حولها.<…>نظرًا للحشد المستمر من الأشخاص حولها، فإنها تكتسب كتلة أكبر من المعتاد، أي أنها تتمتع بقدر أكبر من الجمود بنفس سرعة الحركة في جميع أنحاء الغرفة. بمجرد أن تبدأ في الحركة، سيكون من الصعب عليها التوقف، وبمجرد أن تتوقف، سيكون من الصعب عليها البدء في الحركة مرة أخرى. في الفضاء ثلاثي الأبعاد ومع الأخذ بعين الاعتبار جميع التعقيدات النسبية، هذه هي آلية هيغز. من أجل إعطاء كتلة للجسيمات الأولية، قمنا بإدخال حقل خلفية إضافي، والذي يتم تشويهه محليًا عندما تتحرك الجسيمات من خلاله. وهذا التشويه — أي تجمع المجال حول الجسيم — يؤدي إلى زيادة كتلته.»

كيف تعمل المناعة؟
وما هي المحاضرات من النوع C


آنا لوباتو

عالم المناعة

"جسمنا لا يحب الضيوف حقًا، خاصة أولئك الذين لا يبدون كأصدقاء. عندما يدخل شخص ما إلى الداخل، فإن خلايانا "تنظر" إليه أنواع مختلفةعين. ترى "العيون" المختلفة أشكالًا وأشكالًا مختلفة، حتى تتمكن من فهم نوع الكائنات الفضائية وماذا تفعل معهم. إنهم ليسوا مثل العيون العادية، لكنهم يتصرفون مثل الأيدي الصغيرة التي تلمس الأشياء. لقد قمت بدراسة نوع واحد فقط من هذه "العيون" التي "ترى" أشياء غريبة، مثل العفن الذي ينمو على الطعام الفاسد. لكن هذه "العيون" لا تفعل كل شيء بمفردها. لديهم العديد من الأصدقاء والمساعدين، وكلما زاد عددهم، كان ذلك أفضل. يهاجمون معًا الغريب ويأكلونه. بعد أن يأكلوا، يظهرون بقايا الطعام لأصدقائهم حتى يعرفوا أي الأشرار يستحق القتال. هذه هي الطريقة التي يحمينا بها جسمنا من الأمراض”.

ما مدى قوة الكمبيوتر الكمي؟


أوميش فازيراني

أستاذ في جامعة كاليفورنيا

"يأكل أسطورة قديمة. في رأيي، يتعلق الأمر ببيربال، الصدر الأعظم في بلاط الإمبراطور المغولي أكبر. كان الإمبراطور سعيدًا جدًا بخدمته لدرجة أنه سأل عن الهدية التي يمكن أن يقدمها لشكره. رد الوزير بالتمني للأرز. سأل عن الخلية الأولى رقعة الشطرنجضع حبة واحدة، في الثانية - اثنتان، في الثالثة - أربع، إلخ. بدأ أمين الصندوق في حساب حبات الأرز، وقبل أن يصلوا إلى نهاية رقعة الشطرنج، كانت مخزن الحبوب بأكمله فارغًا. وبنفس الطريقة، تظهر خوارزمية حساب التفاضل والتكامل الكمي زيادة هائلة في القوة.

كيفية تصور الثقب الأسود؟


روبرت فروست

متخصص
حسب التعليمات التربوية

"خذ قطعة كبيرة من ورق التغليف، ومدها بين يديك وضع كرة صغيرة في المنتصف بحيث تنحرف بسبب وزنها. أسقط بضع قطرات من الماء على الورقة وشاهدها وهي تتدحرج على الفيلم مباشرة إلى الكرة. وهذا سيوضح كيفية عمل الجاذبية. قم بإزالة الكرة ودع الطفل يتحسس الفيلم بإصبعه ويفهم - كلما قمت بسحبه للخلف (كلما كان الشيء أثقل)،كلما أصبح القمع أقوى. ثم اطلب من طفلك أن يقوم بعمل ثقب في منتصف الفيلم، والذي سيمثل جسمًا ثقيلًا جدًا. سوف تنزلق قطرات الماء من خلال هذه الفتحة. لقد أتضح أن الثقب الأسود- هذا جسم ثقيل لدرجة أنه يثني الفضاء. كل ما يدخل فيه (مثل القطرات)لا يعود أبدا."

لماذا انهار البنك
ليمان براذرز

(نقطة انطلاق الأزمة الاقتصادية العالمية 2008)؟


ناثان مايرز

خبير اقتصادي

"اشترى أحد الأشخاص 10 قطع من سنيكرز من المتجر مقابل دولار واحد للواحدة وباعها مقابل 1.50 دولار خلال اليوم في المدرسة. لقد اعتقد أنه إذا كان الأمر بهذه السهولة، فيمكنه بيع 100 قطعة شوكولاتة في اليوم التالي. ولكي يشتري 100 قطعة سنيكرز، كان عليه أن يقترض 10 دولارات من الأصدقاء. ولكن عندما جاء إلى المدرسة في اليوم التالي، كانت هناك بالفعل آلة بيع في القاعة تبيع الشوكولاتة مقابل 75 سنتا. وبطبيعة الحال، لم يرغب أحد في شرائها منه مقابل 1.50 دولار، لذلك اضطر أيضًا إلى خفض السعر إلى 75 سنتًا. ونتيجة لذلك، فإن الأموال التي تمكن من الحصول عليها لم تكن كافية حتى لسداد ديونه لأصدقائه، فضربوه”.

كيف نشأت جميع المجموعات الحيوانية الحديثة فجأة؟


مارك سرور

عالم الحفريات

"قبل 545 مليون سنة، ظهرت فجأة جميع مجموعات الحيوانات الحديثة على هذا الكوكب (باستثناء الإسفنج وقناديل البحر التي ظهرت سابقًا).ليس من السهل تفسير هذه الظاهرة، التي تسمى الانفجار الكامبري، لأنها ترتبط بعوامل عديدة.

أولاً، يجدر مقارنة الأرض من العصر الكريوجيني والإدياكاري. في الأول كانت تشبه كرة ثلجية ضخمة، وفي الثانية بدأت في الاحماء. في جو دافئأصبح من الأسهل على الحيوانات أن تتطور. نظرًا لعدم وجود منافسة بينهما في ذلك الوقت، فقد بدأوا في اتخاذ الأشكال الأكثر غرابة. لقد نجت بعض التجارب التطورية لنا فقط في شكل حفريات. وكان البعض الآخر أكثر نجاحًا، حيث قامت هذه الحيوانات بنقل المعلومات للآخرين حول كيفية بناء أجسامهم بشكل أفضل.

للتوضيحخذ خمسة تصاميم متطابقة
من طوب الليغو

من أجل الوضوح، خذ خمسة هياكل متطابقة مصنوعة من طوب ليغو. سوف يمثلون تلك المخلوقات التي نجدها في بداية العصر الكمبري. ثم أضف التفاصيل إليهم بشكل عشوائي. كل كتلة تضاف ستمثل تجربة تطورية ناجحة. حتى بعد إضافة ثلاث قطع إلى كل من الهياكل، سترى كيف تبدأ أنواعها في الاختلاف، وكلما زاد عدد المكعبات التي تضيفها، كلما أصبحت الهياكل أقل تشابهًا مع بعضها البعض.

وهذا تفسير بديهي لما نسميه القناة التنموية، دون الخوض في الغابة العلمية لعلم الوراثة التنموية وديناميكيات التطور الكلي. تجربة ليغو توضح مدى الشكر الانتقاء الطبيعيتتجذر السمات الناجحة ويبدأ هيكل جسم الحيوانات في الاختلاف بشكل لا رجعة فيه. وهذا ما حدث خلال الانفجار الكامبري، الذي مهد الطريق للتنوع البيولوجي الحديث.

ووفقا لعلماء الفيزياء، فإن الأبعاد المكانية الإضافية، إذا كانت موجودة بالفعل، تنهار. وبالعودة إلى مثال النملة، يمكننا أن نلف قطعة من الورق بحيث تشكل أسطوانة. في هذه الحالة، إذا بدأت النملة بالزحف في اتجاه واحد، فإنها ستعود في النهاية إلى النقطة التي بدأت منها. وهذا مثال على البعد المضغوط. إذا زحفت نملة بشكل موازٍ لطول الأسطوانة، فإنها لن تعود أبدًا إلى نقطة البداية (خصوصًا إذا تخيلنا أن الأسطوانة الورقية طويلة إلى ما لا نهاية). وهذا مثال على القياس "المسطح". وفقا لنظرية الأوتار، نحن نعيش في عالم حيث الأبعاد الثلاثة المألوفة للفضاء هي "مسطحة"؛ ولكن هناك أبعادًا إضافية ملتوية في دائرة نصف قطرها صغيرة جدًا 10 سم عند -30درجة أو أقل."

الوقت يعتمد على الثواني والدقائق والساعات.

وفي حين أن أساس هذه الوحدات قد تغير عبر التاريخ، إلا أنه يمكن إرجاع جذورها إلى دولة سومر القديمة.

يتم تحديد الوحدة الدولية الحديثة للوقت من خلال الانتقال الإلكتروني لذرة السيزيوم. ولكن ما هي هذه الكمية المادية؟

الوقت يقيس مدى تقدم الأحداث

الوقت هو مقياس لتطور الأحداث. ويعرف الفيزيائيون هذه الكمية بأنها تطور الأحداث من الماضي إلى الحاضر وإلى المستقبل. في الأساس، إذا كان النظام غير قابل للتغيير، فهو خارج هذا المؤشر. ويمكن اعتبار الزمن هو البعد الرابع للواقع، ويستخدم لوصف الأحداث في الفضاء ثلاثي الأبعاد. إنه ليس شيئًا يمكننا رؤيته أو الشعور به أو تذوقه، ولكن يمكننا قياس مروره.

يوضح السهم أن الزمن يتحرك من الماضي إلى المستقبل، وليس العكس

عقرب الساعة يدل على أن الزمن يتحرك من الماضي إلى المستقبل، وليس في الاتجاه الآخر. تعمل المعادلات الفيزيائية بشكل جيد سواء كانت الكمية تتقدم نحو المستقبل (زمن إيجابي) أو تتراجع إلى الماضي (زمن سلبي). ومع ذلك، في العالم الطبيعي هذه الكمية لها اتجاه واحد. إن السؤال عن سبب عدم الرجوع فيه هو أحد أكبر الأسئلة التي لم يتم حلها في العلم.

أحد التفسيرات هو أن العالم الطبيعي يتبع قوانين الديناميكا الحرارية. ينص القانون الثاني للديناميكا الحرارية على أن إنتروبيا النظام المغلق تظل ثابتة أو تزداد. إذا تم اعتبار الكون نظامًا مغلقًا، فإن إنتروبيا (درجة الفوضى) لا يمكن أن تنخفض أبدًا. بمعنى آخر، لا يمكن للزمن أن يعود إلى الحالة الدقيقة التي كان عليها في نقطة سابقة. هذه الكمية لا يمكن أن تتحرك إلى الوراء.

تباطؤ أو تسريع

ساعة العمل تحافظ على الوقت بدقة. وفي الميكانيكا الكلاسيكية الأمر نفسه في كل مكان. ومع ذلك، فمن خلال نظريتي النسبية الخاصة والعامة لأينشتاين، نعلم أن الكمية مفهوم نسبي. يعتمد المؤشر على الإطار المرجعي للمراقب. يمكن أن يؤدي هذا إلى تباطؤ ذاتي، حيث يصبح الوقت بين الأحداث أطول (يتوسع) كلما اقترب أحدهما من سرعة الضوء.

تعمل الساعات المتحركة بشكل أبطأ من الساعات الثابتة، ويصبح التأثير أكثر وضوحًا عندما تقترب الآلية المتحركة من سرعة الضوء. تسجل الساعات الموجودة في مدار الأرض الوقت بشكل أبطأ من تلك الموجودة على السطح، وتتحلل جسيمات الميون بشكل أبطأ عند سقوطها، وأكدت تجربة ميكلسون-مورلي تقلص الطول وتوسع الحجم.

يساعد الواقع الموازي على تجنب مفارقة الزمن عند السفر عبر الزمن

يمكن تجنب المفارقة الزمنية للسفر عبر الزمن من خلال السفر إلى واقع موازٍ. السفر يعني التحرك للأمام أو للخلف في أوقات مختلفة، تمامًا كما يمكنك التنقل بين نقاط مختلفة في الفضاء. القفز إلى الأمام في الزمن يحدث في الطبيعة. يعاني رواد الفضاء في المحطة الفضائية من التسارع عند عودتهم إلى الأرض ويتباطأون بالنسبة للمحطة.

المشاكل القائمة

ومع ذلك، السفر عبر الزمن يخلق مشاكل. إحداها هي العلاقة السببية، أو علاقة السبب والنتيجة. التحرك إلى الوراء يمكن أن يؤدي إلى مفارقة زمنية.

مفارقة الجد هي مثال كلاسيكي في العلوم. ووفقا له، إذا عدت وقتلت جدك قبل أن تولد والدتك أو والدك، فيمكنك منع ولادتك.

يعتقد العديد من علماء الفيزياء أن السفر عبر الزمن إلى الماضي أمر مستحيل، ولكن هناك حلول لهذه المفارقة، مثل السفر بين أكوان متوازية أو نقاط فرعية.

إدراك الكمية الفيزيائية

تؤثر الشيخوخة على إدراك الوقت، رغم أن العلماء لا يتفقون مع هذه النقطة. العقل البشري قادر على تتبع الوقت. النوى فوق التصالبية للدماغ هي المنطقة المسؤولة عن الإيقاعات الطبيعية اليومية أو اليومية. المنشطات العصبية والأدوية تؤثر بشكل كبير على إدراكها. المواد الكيميائية التي تثير الخلايا العصبية تجعلها تعمل بشكل أسرع، في حين أن تقليل نشاط الخلايا العصبية يؤدي إلى إبطاء إدراك الوقت.

في الأساس، عندما يبدو أن كل شيء من حولك يتسارع، ينتج الدماغ المزيد من الأحداث خلال فترة زمنية معينة. في هذا الصدد، يبدو أن الوقت يمر سريعًا عندما تستمتع بوقتك. ولكن يبدو أنها تتباطأ في أوقات الطوارئ أو الخطر.

يقول العلماء في كلية بايلور للطب في هيوستن إن الدماغ لا يتسارع فعليًا، لكن منطقة مثل اللوزة تصبح أكثر نشاطًا. اللوزة الدماغية هي جزء من الدماغ المسؤول عن خلق الذكريات. ومع تشكل المزيد من الذكريات، يبدو أن الوقت يطول.

نفس الظاهرة تفسر لماذا يبدو أن كبار السن يدركون الوقت بوتيرة أسرع مما كانوا عليه عندما كانوا أصغر سنا. يعتقد علماء النفس أن الدماغ يشكل ذكريات للتجارب الجديدة أكثر من الذكريات المألوفة. نظرًا لوجود عدد أقل وأقل من الذكريات الجديدة في وقت لاحق من الحياة، يبدو أن الوقت يمر بشكل أسرع في إدراك الشخص الأكبر سنًا.

بداية الزمن ونهايته

يميل المزيد والمزيد من العلماء إلى الاعتقاد بأن كوننا ولد نتيجة انفجار قوي لنقطة تقليدية معينة، حيث لم يتم ملاحظة مؤشرات مثل الكتلة والوقت والفضاء.

ويشير عالم الفلك ستيفن هوكينج وزميله في كامبريدج نيل توروك إلى أن هناك فكرة أصلية ولدت منها الكلمة. كان هذان المفهومان هما اللذان يحتويان على الزمان والمكان.

من غير المعروف ما إذا كان للزمن بداية أم نهاية. أما الكون ففيه بدأ الزمن. وكانت نقطة البداية قبل 13799 مليار سنة عندما حدث الانفجار الكبير. والدليل على هذه العملية هو الإشعاع المتبقي في الفضاء وموقع المجرات المتراجعة. في هذا الوقت، تبدأ التحولات من مستوى واحد من التنظيم الطبيعي إلى آخر - من النواة إلى الذرة، ثم إلى الجزيء الذي نشأت منه المادة الحية.

يمكننا قياس إشعاع الخلفية الكونية كموجات ميكروويف من الانفجار الكبير، ولكن لم يتم ملاحظة أي إشعاع له أصول سابقة.

إحدى الحجج حول أصل الزمن هي أنه إذا توسع إلى ما لا نهاية، فستمتلئ السماء ليلاً بضوء النجوم القديمة.

هل ستكون هناك نهاية للزمن؟

الجواب على هذا السؤال غير معروف. إذا توسع الكون إلى الأبد، فسيستمر الزمن. إذا كان هناك انفجار عظيم جديد، فسينتهي جدولنا الزمني وسيبدأ العد التنازلي الجديد. في تجارب فيزياء الجسيمات، تخرج جسيمات عشوائية من الفراغ، لذلك يبدو أن الكون لن يصبح ساكنًا أو خالدًا. سوف يظهر الوقت…

mob_info