مدخل إلى نظرية التعقيد والتفكير المنظومى ¹

علَّمتنا الأساطير، والفلسفة وعلوم القرن السابع عشر، والثامن عشر، والتاسع عشر، مُكلَّلةً بقوانين ميكانيك نيوتن، أن العالم يسير بانضباط عالي الدقة في مكان وزمان مطلقين. وكما يبدو من ظاهر حركة الكواكب والنجوم، وتوالي الليل والنهار، والفعل ورد الفعل، بل هو يعمل كالساعة المتقنة. غير أن ظهور النظرية النسبية بتأكيد تغير الزمان والمكان وتفسير الجاذبية المرتبط بها في مطلع القرن العشرين وفيزياء الكم Quantum physics)) وما كشفته من تقلُّب الأشياء وعدم الدقة واحتماليات الحقيقة لا ثباتها وما أحدثته من تطبيقات تكنولوجية متعاظمة، كشفت لنا أن ما نراه وندركه هو مزيج من النظام والفوضى، مر ويمر بتاريخ متعرّج من التعقيد. بدأ من الصفر (النقطة المفردة في الانفجار الكبير) وصولاً إلى أعداد هائلة من الجسيمات والمادة، وكمياتٍ أعظم بكثير من الطاقة والمعلومات، والأعظم منها من المادة المظلمة والطاقة المظلمة.

عند تفحص الطبيعة من ناحية المكان (الأبعاد؛ الأطوال والحجوم)، ثمَّة الأبعاد التي يتعامل بها الإنسان والأحياء الأخرى، وتكون بحدود ملمترات إلى سنتمترات، وأمتار وكيلومترات، والتي تُسمى أحيانا بالعالم الوسطي (Meso World). وثمة أبعاد مهولة تتمثل بحدود الكون المرئي، وتصل إلى 10²⁵م (متر) تنتشر فيها مليارات المجرات، التي تتألف من مليارات النجوم وأعداد أكبر من الكواكب والكويكبات. وهذه المسافات تُقاس عادةً بالسنة الضوئية كوحدة قياس والتي تبلغ 10¹⁵ × 9م. هذا المجال من الكون مع الحيز الذي يتعامل به الإنسان يُسمَّى بالعالم الكبير (Macro World). في المقابل ثمة العالم الصغير (Micro World) الذي يبدأ بالميكرومتر (مكم = 1000 / 1 ملم) نزولًا إلى النانومتر (1000 / 1 مكم أو 10^-9 × 1م وما دونه. وفي العالم الصغير يمكن تمييز مستويين من الأبعاد؛ الأبعاد النانوية (Nano Dimensions) التي تنحصر بين 1 و100 نانومتر (nm) والأبعاد الذرية التي تُقاس بالأنكستروم (10/1 nm) وما دون ذلك. المواد في العالم الصغير (النانوي) يمكن أن تُظهر صفات تختلف كثيرًا عما تُظهره في العالم الكبير بسبب المساحة السطحية العالية نسبة إلى الحجم؛ فالمواد غير الموصلة للكهرباء يمكن أن تصبح موصلة له، كما أن بعضها يتوهّج بدرجات حرارة أقل كثيرًا عما هو في العالم الكبير، أو تُظهر خواص مغناطيسية جديدة واختلافًا في درجة الذوبان أو التفاعلات الكيميائية وغير ذلك. ولهذه الأبعاد أهمية كبيرة جدًا؛ حيث تفسر جزئيا الخواص والفعاليات الغريبة التي تُظهرها المواد والخلايا الحية؛ كون أجزائها الفعالة الرئيسة ذات أبعاد نانوية. كما أن سلوك المادة في العالم الصغير الذي تحكمه بشكلٍ واضح قوانين ميكانيك الكم، يُظهر الحالات الفريدة المتمثلة بازدواجية الوجود كأجسام وموجات في نفس الوقت، وظاهرة التراكب الكمومي (Superposition) حيث تكون الجسيمات في اللحظة المعينة في أي مكان حسب احتمالياتها، وحالة الاختراق (Tunnelling) حيث تخترق الجسيمات حواجز الطاقة دون ارتقائها. وظاهرة التشابك (Entanglement) بين الجسيمات التي تُبدي ترابطًا سلوكيًّا بغض النظر عن المسافة الفاصلة بينها. هذه الخواص تظهر بفعل ما يُعرف بالتماسك (Coherence) بينما لا تبدو هذه القوانين واضحةً في العالم الكبير، الذي تحكمه قوانين ميكانيك نيوتن والنسبية، بسبب ظاهرة فك التماسك (Decoherence).

غير أن الأجسام والنُّظم في العالم الكبير (رغم كبر حجمها) تتألف بدورها من مكونات ونظم تقع في أبعاد العالم الصغير (إلكترونات وبروتونات وذرات وجزيئات)؛ ما يجعل من ظواهر ميكانيك الكم تعمل في العالم الكبير أيضًا في بعض مظاهرها على الأقل (Abbott et al., 2008). وهذا ما يدفع الفيزيائيين لإيجاد نظرية موحدة (نظرية كل شيء) والتي تفسر سلوك المادة والطاقة والمعلومات. لقد توصل الفيزيائيون حسب (2015) Turok إلى معادلة شاملة يُقال عنها: إنها تشمل الفيزياء كلها.

مع ذلك فجهود العلماء لا تتوقف من أجل إيجاد نظرية شاملة تتضمن نظرية الأوتار (String Theory) أيضًا التي تم توحيد نُسخها المختلفة في نظرية M. كذلك محاولة توحيد النسبية مع ميكانيك الكم في نظرية الانبثاق (Emergency Theory) من قبل فريق Klee Irwin (2018). مع ذلك، وبسبب محدودية حواسنا التي تُمكِّننا من تصور وفهم الحقيقة كما نبه إليها الفيلسوف الألماني عمانوئيل كانت سنة 1781م في كتابه «نقد العقل المحض». واختلاف معرفتنا بالأشياء حسب الأدوات والتقنيات التي نستخدمها في كشفها؛ كالتلسكوبات والمجاهر ... إلخ. والتي تتطور باستمرار، والزمن المتأخر دائما لإدراكنا بالشيء لتأخُر وصول الإشارة من الشيء إلى الدماغ، وعملية المعالجة فيه، لا يُمكننا الوصول إلى الحقائق النهائية أبدًا، لكننا بالبحث نقترب منها أكثر دائمًا. وهكذا لا توجد نظرية «كل شيء» وإنما تُوجد آخر نظرية متطورة؛ فالمعرفة متجدّدة دائمًا حسب (2014) Marcelo وآخرين.

بينت الأبحاث والدراسات في شتى فروع العلم في العقود الأخيرة، عدم كفاية فهم الظواهر المختلفة، خصوصًا المعقدة منها؛ كالطقس والزلازل، والنظم البيئية للأحياء، وعمل الدماغ البشري، وحركة المجتمعات، وتقلبات الأسواق، وعمل الجينات، وغيرها، على أسس المنهج التبسيطي الاختزالي وكذلك المنهج الآلي الحتمي، وضرورة أن تكون الدراسات للنظم الكلية كما هي في الواقع، بكل تقلباتها واحتمالات نتائجها. كما بينت أهمية تضافر العلوم المختلفة؛ كالرياضيات، والحاسوب، والفيزياء والكيمياء وعلوم الحياة، والعلوم الاجتماعية، والاقتصاد وغيرها في تناول الظاهرة. حصل هذا بعد عقود من التفارق والتطور المنفرد لكل علم على حدة، باعتماده المنهج التبسيطي الاختزالي بتفكيك الظاهرة المعقدة إلى أجزائها المكوِّنة، والذي كان ضروريًا في المراحل السابقة على مدى 300 سنة، وأدَّى إلى بلوغ كلَّ منها مستويات رفيعةً من تراكم المعلومات والمعطيات، والكشف عن القوانين التي تحكم مكوناتها ومجالات دراستها.

هوامش

1- سبق أن نشر هذا الفصل كمقال للمؤلّف في موقع الحوار المتمدن، عدد 6144، في 2019/2/13م، وأُعيد هنا مع بعض التغيير.