قطعا، نحن لا ننوي أن نخوض في تفاصيل تاريخ العلم؛ ومع هذا لا بد أن نقول شيئا يتعلق بالبصريات. وثمة أسباب عديدة لذلك. أولا وقبل كل شيء البصريات - خلافا للديناميكا التي تتناول حركة أشياء عينية كيانات لا تنطوي على أسرار - إنما تطرح سؤالا مهيبا: ما هو الضوء؟ ومن هذه الناحية، تتطلب البصريات مستوى من الفهم أعمق وأصعب مراسا من المستوى المطلوب في الديناميكا. وأيضا يظل هذا الفرع من أفرع الفيزياء، خصوصا من حيث اتحاده أخيرا بالكهرومغناطيسية، واحدا من أبرز الأمثلة على التساوق والترابط في العلم؛ وسيظل هذا أحد الخيوط الهادية لنا. وذلك ما ينبغي أن نتفحصه، ولو بإيجاز. لقد ورثنا عن الأقدمين فرضا جذابا، أتانا من مدرسة لوقيبوس وديمقريطس الذرية، وتبعا له الضوء مكون من نوع خاص من الذرات. يقذفها الجسم المضيء، وتلتقطه أعيننا بعد أن يرتد عن الجسم المستضاء. وهذا الفرض، المطروح في قصيدة لوكريتوس «في طبائع الأشياء»، يعد أيضا مثالا جيدا على التفسير كما تصوره وأراده الأقدمون تصورا مرضيا يصطنعه الشخص لنفسه، ويمكن نقله للآخرين شفهيا.

أما البداية الحقيقية للبصريات العلمية، أي البحث عن قواعد إمبيريقة  من خلال التجريب، فقد كانت مع كتاب ديكارت Dioptrique المنشور عام 1637. بعض من تلك القواعد أتت من الماضي البعيد. على سبيل المثال، عرف أرشميدس الانتشار الخطي للضوء أو قوانين الانعكاس على المرآة. وثمة قوانين أخرى حديثة تماما من قبيل القوانين المتعلقة بالانكسار (وكان سنل Snell قد اكتشفها قبلا) إنها قوانين تحكم تغير اتجاه شعاع الضوء بعبوره سطحا فاصلا بين وسيطين شفافين (الماء أو الهواء مثلا). وأيضا استخلص ديكارت عددا من المحصلات لقد خلب جنان معاصريه بنظريته عن أقواس القزح، التي فسرها في حدود الانعكاس والانكسار في قطيرات الماء.

إنه تفسير نافذ يمثل حالة من الحالات التي يقوم فيها العلم بفك خيوط سر واحد من أعقد ألغاز الطبيعة وأكثرها مراوغة ليست أقواس القزح مادة مألوفة للاستبصار الفلسفي العميق، ولا هي سر ملغز يجتذب العقل التأملي. وهي من الناحية الأخرى مسرة للشاعر الذي يجد فيها العديد من التأويلات. حين يكشف العلم عن الطبيعة الحقة لمثل هذه الظاهرة العاطفية الشاعرية، فإنه يضع نفسه في مرمى هجوم البعض بوصفه عدوا للشعر وللأحلام. وعلى العكس من هذا، يتعلم البعض أن يبصروا بشكل أفضل، أن يجعلوا النظرية تتنبأ بأقواس القزح الثانوية الباهتة، ويشعروا بالمعجزة من وجودها. ولن نهجر الشعر؛ فقط ننتظر منه أبعادا جديدة، أبعاد النظام الذي يعمر أرجاء الكون والعلم، على أي حال، سوف يغير كذلك تصورنا للعالم بأمثال تلك الكشوف التي يحرزها.

إن الذين يرغبون في الفهم ليسوا أقل خيالا من أولئك الحالمين. ويعطينا ميلاد نظرية الضوء مثالا توضيحيا بارعا على هذه الحقيقة. إنها حلقة من مسلسل العلم تكشف عن الكثير، لأنها تعرض جانبا من جوانب العلم حاسما وفاصلا، إذا ما كنا نرغب في استكناه حقيقة منهجه : حين يكون العقل شديد الثقة بقواه الخاصة، قد يخدع نفسه ويقع في الخطأ، ويصل إلى الفكرة الصائبة فقط عن طريق ضربة حظ.

كان المنهج على وجه الدقة هو شغل ديكارت الأساسي. وانتصر لمنهج يرتكز أساسا على العقل، أكثر من أن يرتكز على الخبرة والتجربة. إنه يقوم على تحليل كل مشكلة إلى مشكلات أصغر وأبسط، حتى يتبدى الحل في النهاية واضحا جليا . ويظل مرماه الأساسي هو التركيب الكامل المكتمل، وعن طريقه سوف يكون العقل قادرا على إدراك كل شيء بطريقة تتسم بالوضوح والتميز.. وقد جعلت هذه المقاربة من ديكارت ممثلا نموذجيا للواقعية realism؛ وهي الإيمان بإمكان الوصول إلى معرفة كاملة بالواقع والعنصر الأساسي في رؤيته للفيزياء هو تعريف المادة بالامتداد، ويمكن أن نقول تعريفها بالمكان المكان أيضا مادة، بل إن صميم أجزائه المؤتلفة يمكن أن تكون لهذا في حركة. وبالنسبة إلى الضوء، رفض ديكارت الفرض الجسيمي - لأنه لا يتواءم مع تفسير تغيرات الاتجاه التي تحدث حين الانكسار - وفضل أن يأخذ بتمويج المادة (أو الامتداد) المماثل لأمواج الصوت التي كانت خواصها آنذاك مفهومة.

وعبر الجيل التالي سوف يكتسب الفرض الموجي أرضية أوسع وأوسع، وذلك بفضل روبرت هوك وكريستيان هيغنز. مازالوا يفترضون أن الضوء ينتشر عبر وسيط، شفاف، مثلما تنتشر موجات الصوت عبر الهواء. كل نقطة منفردة في الوسيط تهتز وتتشكل الموجة من كل هذه الاهتزازات معا في انتشارها من نقطة إلى نقطة. أنجز هيفنز تفاصيل هذه النظرية وقام بترجمتها إلى لغة رياضية دقيقة واستدل من هذا على أن موجات الضوء لا بد أن تنتقل في خطوط مستقيمة، وأيضا نجح في تنضيد قوانين الانكسار وأيضا تأكدت الفكرة الموجية بفعل ظواهر الحيود التي لاحظها ليوناردو دافينشي قبل هذا بأمد طويل، ودرسها فيما بعد غريمالدي Grimaldi أحد مظاهرها شحوب حدة الظل، حافته التي تغيم إلى حد ما حين نفحصها عن كثب، أو الطريقة التي ينتشر بها الضوء بفعل جسيمات متناهية الصغر أو بفعل شبكة العنكبوت. كل هذا يوعز بأن أطوال موجات الضوء ليست بعيدة المنال حتى لو كانت قصيرة جدا .

ومع هذا يحمل الفرض الموجي في صلب ذاته ومنذ مولده خللا خطيرا، سوف يشتد إلحاحه بعد أن يتم هجران أفكار ديكارت المبدئية بوقت طويل إذا كان ثمة اهتزازات، فما هو الشيء الذي يهتز؟  ليس ثمة مشكلة حين ينتشر الضوء في وسيط ما مادي، فيمكن أن تقوم الذرات بهذا الدور. لكن ماذا يحدث في الفراغ وسوف تمثل إجابة هيفنز - وهي فرض الأثير. معلما من معالم تاريخ الفيزياء لسنوات كثيرة قادمة. كان الأثير عند هيفنزغير مادي، وسيط نافذ في كل شيء يتخلل المادة وحاضر في كل مكان حتى حينما يبدو أنه لا يوجد أي شيء إلا الخواء. وهو على الرغم من هذا وسيط ميكانيكي، لأنه يهتز حين تعبره موجات الضوء.

إذا اتفقنا على تعريف العلم الكلاسيكي بأنه وصف للواقع باستخدام مفاهيم يسهل على العقل تأويلها، فإن طرح هيفنز لفرض الأثير، قبيل أن يلتجئ نيوتن إلى الفعل عن مبعدة، إنما يشير إلى هوة أو صدع في هذا التصور للعلم. لكن دعنا لا نستبق الأمور.

كان لزاما على النظرية الموجية للضوء أن تباري الفرض الجسيمي، وهذا الأخير قد حبذه نيوتن. لن نعنى بتفاصيل هذه المناظرة الكبرى التي سوف يحسمها اكتشاف التداخل interference ويبقي على هذا الحسم لأمد طويل. كان توماس يونغ هو أول من اكتشف ظواهر التداخل في العام 1801، ولكي يجري تجربته الكلاسيكية التي تقوم على شقين طوليين، سلط الضوء على أحد جانبي صفيحة بها شقان طوليان متوازيان ولاحظ تغير هدب النور والعتمة على شاشة موضوعة على الجانب الآخر. وأدخل أوغست فرزنل A Fresnel تحسينات على هذه الإجراءات، وذلك باستخدام مرآتين مائلتين قليلا بدلا من شقين طوليين. فتح هذا الباب لملاحظات أفضل ودراسة تجريبية أكثر منهحية. تنتج ظواهر التداخل أيضا عن موجات على سطح الماء من الطبيعي إذن تأويل حصيلة هذه التجارب على أنها تأييد للفرض الموجي، وهذا على وجه الدقة، هو ما فعله يونغ وفرزنل وفي الآن نفسه، يقوم فرزنل بتطوير نظرية هيفنز، مما أتاح له التفسير الكمي لهدب التداخل وتطبيق النظرية على ظاهرة الحيود.

عند هذه النقطة وقعت حادثة جرى تقريرها من قبل ألف مرة ولكننا لا نستطيع أن نتفادى ذكرها مجددا. إنها تعطينا فرصة لكي نعرض مثالا لما يمكن أن نسميه التجربة الفاصلة . فقد قامت أكاديمية باريس للعلوم في العام 1819 بتفويض هيئة محكمين لتقويم أعمال تتناول ظواهر الحيود كان أعضاء هذه اللجنة هم بيو وأراغو و لابلاس -وغي لوساك وبواسون. وفي معرض هذا طرح فرزنل بين يدي اللجنة شروحا مفصلة لأفكاره محل البحث متمما إياها بحسابات إضافية لا يملك المرء إلا الإعجاب بتعليق هيئة المحكمين الذي سوف يغدو تمحيصا شاملا للمشكلة إن بواسون رياضي مقدام، اعتاد أن يقول بملء فمه ليس هناك إلا شيئان يجعلان الحياة جديرة بأن تعاش وهما ممارسة الرياضيات وتدريسها ، وقد اضطلع بتحليل تفصيلي شامل لأعمال فرزنل . يستخدم بواسون أدوات رياضية بالغة التعقيد، ربما كانت شديدة التقدم بالنسبة إلى فرزنل، وحسب شدة الضوء في العمق داخل ظلال شاشة دائرية تستعصي نتيجة حساباته على الفهم في صميم مركز الظل لا بد أن تظهر مساحة مضيئة من الشدة مساوية لشدة الضوء بكامله. تبدو هذه المحصلة نقضا ، وحينما قرر بواسون أن يشرك أرغو في معضلته، كان على شفا رفض عمل فرزنل بأسره. أشار أرغو إلى أنه ما أسهل أن يسير الأمر وكأن أحدا لن يلاحظ المساحة المضيئة محل التساؤل، فهي صغيرة للغاية. ثم أجرى تجاربه فقط ليتحقق من هذا ولدهشته الشديدة كانت تلك النقطة المضيئة التي لا يصدقها أحد موجودة بالفعل!

عادة ما تكون هذه النوعية من الأحداث أكثر إقناعا من مجمل مجموعة من الأدلة والبراهين المتأنية. وبعد إعلان بواسون وأرغو عن كشفهما، بات الفرض الموجي قدرا محتوما ولن يتشكك أحد بعد اليوم في أن الضوء اهتزاز ودعنا نختتم هذه الحكاية هاهنا في هذه اللحظة السعيدة التي لم تتبق في سمائها إلا سحابة واحدة - إنها الأثير المزعج المقلاق.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

مركز دار العلم للدراسات العقدية والتاريخية يقيم امتحانات نصف السنة الدراسية لطلبته

جامعة الكفيل تنظم سلسلة ورش علمية وتوعوية لتعزيز الوعي الأكاديمي والفكري لدى الطلبة

قسم صناعة الشبابيك يستعرض جهود ورشة صناعة أبواب المراقد المقدسة وشبابيك الأضرحة لملاكات العتبة العباسية المقدسة

شعبة الخطابة الحسينية النسوية تُقيم مسابقة حفظ الخطب الثلاث لطالبات الدورات الصيفية في كربلاء

المزيد

الآخبار الصحية

أول إرشادات غذائية قائمة على الأدلة لمعالجة الإمساك المزمن

صباح بلا إفطار؟.. صحتك في خطر!

هل يمكن للجلد أن يكشف عن صحتك العقلية؟.. دراسة حديثة تجيب

السر في مطبخك.. 6 أطعمة تمنح عظامك قوة الشباب

المزيد

الآخبار التكنلوجية

ناسا تكشف: كوكب الأرض أصبح أقل لمعانا خلال العقود الماضية

دراسة: الوقت الذي تستخدم فيه هاتفك قد يفضح حالتك النفسية

الهنغاري لاسلو كراسناهوركاي يفوز بجائزة نوبل للآداب 2025

رسميا.. إعلان الفائز بجائزة نوبل للسلام لعام 2025

المزيد

مواضيع ذات صلة

عالم مقلوب رأسًا على عقب

تدريجات ماخ اللونية

متتالية تأخر ضوء مصابيح الشوارع

خدعة البندول البصرية خدعة (بولفريش)

السحب الطائرة وشخصيات بلو مينيز الخيالية

النحل ونمل الصحراء والضوء المستقطب

فرشاة هايدينجر

لون الظلال

عنصر السلامة في النظارات الشمسية

قدرة سوبرمان على الرؤية بالأشعة السينية

الضوء الأحمر في لوحات التحكم

المثيرات البصرية الناجمة عن الإشعاع