هذه قصة عالم فيزيائي لامع اسمه ريتشارد فاينمان. على الرغم من أن معظم الناس لم يسمعوا به من قبل، فقد لعب فاينمان دور مهم في تطوير فيزياء القرن العشرين. في الواقع، تأثيره واضح حتى يومنا هذا.
ولد فاينمان في 11 مايو 1918، وكان له تأثير كبير على الفيزياء بشكل عام، وفيزياء الكم وفيزياء الميوعة الفائقة على وجه الخصوص. كان أيضاً جزء من أحد أشهر المشاريع في القرن العشرين – وهو مشروع دفع العلم إلى الأمام وأدى إلى دمار شامل. لذلك دعونا نلقي نظرة على حياة وعمل هذا العبقري الغامض.
إقرأ ايضاً:
عندما كان طفل، تم تشجيع ريتشارد فاينمان على التفكير بطريقة علمية.
حتى قبل أن يولد ريتشارد فاينمان، لقد كان يتوقع والده، ميلفل آرثر فاينمان، أن الطفل الذي لم يولد هو صبي، وسيصبح عالم عظيم. وبالتأكيد، تحقق توقعه – لكن كان لهذا علاقة كبيرة بكيفية نشأة ريتشارد.
كان ملفيل من الجيل الثاني من المهاجرين الأوروبيين الذين استقروا في شمال ولاية نيويورك. على الرغم من أنه كانت لديه تطلعات علمية، إلا أنه شعر، بصفته يهودي من الطبقة الوسطى، أن خياراته محدودة. لذا بدلاً من السعي وراء أحلامه الخاصة، عمل كبائع وعلق آماله على ابنه.
نتيجة لذلك، نشأ ريتشارد ليرى العالم بعقل علمي.
قبل أن يتمكن ريتشارد من التحدث، حفز والده عقل ابنه النامي ببلاط يحتوي على أنماط هندسية باللونين الأزرق والأبيض.
في وقت لاحق، كان ميلفل يأخذ ريتشارد إلى المتاحف ويترجم الحقائق والأرقام المعروضة إلى صور تسمح لابنه بتصور التفاصيل، وبالتالي الاحتفاظ بها.
لذلك، عند وصف الديناصور ريكس، أخبر ريتشارد أن الديناصور كان طويل القامة بما يكفي لوصول رأسه إلى نافذة غرفة نومه، لكن الرأس سيكون عريض جداً بحيث لا يمكن اختراقه.
تأكد ميلفل أيضاً من أن ريتشارد يفهم كيف ولماذا تعمل الأشياء – ومدى أهمية هذا الفهم.
في أحد الأيام، في رحلة تسلق جبلية، طلب ملفيل من ريتشارد تحديد كل طائر يصادفه. كلما كان ريتشارد في حيرة من أمره، كان ملفيل يقرأ اسم الطائر باللغات الصينية والبرتغالية والإيطالية.
قد يبدو هذا مجرد تباهي، ولكن كان هناك مغزى أكبر. اعتماداً على مكان وجودك، سيكون لدى الأشخاص المختلفين أسماء مختلفة لنفس الطائر. وهي أسماء لا تخبرك شيء عن الطائر نفسه. تأتي المعرفة الحقيقية من الملاحظة وفهم ما يفعله الطائر.
فاز فاينمان في مسابقات الرياضيات باستخدام نفس الأساليب التي طبقها لاحقاً على مشاكل الفيزياء المعقدة.
على الرغم من أنه كان قادر على اجتياز امتحانات الجبر في المدرسة الثانوية، إلا أن ريتشارد فاينمان واجه مشاكل كبيرة في التأقلم مع لعبة البيسبول والفتيات.
شعر براحة أكبر في المشاركة في مسابقات الرياضيات التي أقامتها رابطة الجبر.
تضع دروس الرياضيات بشكل عام أهمية كبيرة على كيفية توضيح العملية التي يتم بها الوصول من خلالها إلى حل مشكلة الرياضيات. لكن في المقابل، تتطلب مسابقات الرياضيات عكس ذلك تماماً. المهم هو الحل وليس كيف وصلت إليه.
ونظراً لأن هذه المنافسات تتطلب السرعة في ايجاد الحلول، فإن استخدام الأساليب التقليدية للوصول إلى إجابة ليس هو أفضل طريق للفوز.
بمعنى آخر، يتعين على المتنافسين استخدام الاختصارات. كان فاينمان، الذي نشأ على استخدام التخيل كأداة لحل المشكلات، رائع في هذا الأمر. كانت مسابقات الرياضيات هي المكان المثالي بالنسبة له للتألق.
بينما كان يحاول الطلاب الآخرون إجراء سلسلة من الحسابات، كان فاينمان يكتب شيئ واحد فقط: الإجابة.
على سبيل المثال، إحدى المشكلات البسيطة تضمنت سقوط قبعة من زورق تجديف يتجه نحو المنبع. سُئل المتسابقون عن المدة التي سيستغرقها المجدفون لاسترداد القبعة إذا مرت بعد سقوطها دون أن يلاحظها أحد مدة 45 دقيقة. تم تقديم سرعة الماء والقارب، لكن هذه التفاصيل كانت مشتتات لم يكن فاينمان بحاجة إليها. لقد تصور نفسه على أنه القبعة وأدرك على الفور أن الأمر سيستغرق نفس القدر من الوقت للعودة: 45 دقيقة.
هذه القدرة الفريدة على تصور المشاكل خدمت فاينمان جيداً طوال حياته المهنية.
غالباً ما لاحظ زملاؤه الفيزيائيون كيفية حل فاينمان للمشكلات بوضع نفسه في مكان ذرة أو إلكترون، وسأل نفسه بشكل أساسي عما سيفعله إذا كان جسيم ذري أو دون ذري.
في الكلية، أصبح هوس ريتشارد فاينمان بالفيزياء شاملاً.
خلال سنته الأولى في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، طلب فاينمان من رئيس مجلس الإدارة شرح فائدة دراسته للرياضيات. حصل ريتشارد فاينمان على الرد القديم: “إذا كان عليك أن تسأل، فهذا هو المادة الخطأ بالنسبة لك.”
كان فاينمان خبير في الرياضيات، حتى أنه سُمح له بتدريس فصل دراسي خلال سنته الأخيرة في المدرسة الثانوية. في الكلية، سئم من مادة الرياضيات، حيث أصبحت بسيطة للغاية بالنسبة له. نتيجة لذلك، حول فاينمان انتباهه إلى الفيزياء كطالب جامعي.
خلال هذا الوقت، نما حب فاينمان لحل مشاكل الفيزياء، وكذلك قدرته على استيعاب الصيغ من أجل الوصول إلى حل بشكل حدسي. كان يتوق لمزيد من المشاكل لحلها، لدرجة أن هو كان يوقف الناس في ممرات الكلية ويطلب منهم أن يظهروا له أي مسائل فيزيائية كانوا يعملون عليها.
لكن هذه المعرفة العميقة بالفيزياء النظرية أثرت على أدائه في مواضيع أخرى.
لقد كان أداءه سيء في مادة تاريخ الفن واللغة الإنجليزية. كذلك، احتقر فاينمان الموسيقى لدرجة أن سماعها جعله يشعر بشيء يشبه الألم الجسدي. لم يتصدر كراهيته للموسيقى سوى ازدرائه للفلسفة، التي اعتبرها “صناعة بناها منطقيون غير أكفاء”.
جاءت ردود الفعل هذه من نشأته. كان يعتقد أنه لا فائدة من إتقان اللغة الإنجليزية أو الفلسفة إلا تعلم الكلمات والأسماء التي صنعها البشر.
في عام 1942، انضم فاينمان إلى مشروع مانهاتن وقاد فريق ساعد في صنع القنبلة الذرية.
خلال السنوات الأولى من الحرب العالمية الثانية، كان كثير من الناس يتحدثون عن إمكانية تفتيت الذرة وبالتالي صنع قنبلة ذرية. بالنسبة لكبار علماء الفيزياء في العالم، لم يكن هناك نقاش حول ما إذا كان هذا ممكن أم لا – لقد كانت مجرد مسألة وقت.
كان العديد من هؤلاء العلماء يعملون في منشأة سرية للغاية في لوس ألاموس، نيو مكسيكو، لتطوير أول سلاح نووي في العالم.
أثناء إنهاء دراساته العليا في جامعة برينستون في عام 1942، تم تجنيد فاينمان البالغ من العمر خمسة وعشرين عام في مجموعة الأبحاث النووية المعروفة باسم مشروع مانهاتن – فريق من العلماء يعمل على سؤال واحد على وجه الخصوص: ما هو مقدار اليورانيوم المطلوب لبدء سلسلة من ردود الفعل النووية؟
تم إحضار ريتشارد فاينمان على متن الطائرة بسبب سمعته كعالم فيزيائي شاب لامع. ولكن سرعان ما أصبح قائد لفريقه الخاص، وهو الدور الذي كان مخصص بشكل عام للفيزيائيين المخضرمين.
اكتسب فاينمان احترامهم من خلال دفع الفريق لإيجاد أكثر الحلول غير التقليدية للمشاكل المطروحة. نتج عن هذه العملية بعض الشكاوى. بالنسبة للبعض، بدت نظرياته وفرضياته غريبة للغاية. ولكن أثبت عمل الفريق في وقت لاحق أن نظرياته الأولية صحيحة. بعد عدد قليل من هذه النجاحات، وضع الفريق ثقته الكاملة في فاينمان.
وجد الفريق أنه من السهل التوصل إلى الحسابات المطلوبة لصنع قنبلة. لكن كان من الصعب التعامل مع المواد المادية والتي شكلت التحدي الحقيقي.
لم يعد فاينمان يتخيل سيناريوهات مجردة. إذا كانت حسابات درجة انصهار معدن معين متوقفة بشكل طفيف، فقد يؤدي ذلك إلى موت وكارثة نووية.
أدت هذه المخاوف إلى قيام فريق فاينمان بإنتاج عمل مهم حول كيفية منع القنابل من الانفجار قبل الأوان بالإضافة إلى حساب الكتلة الحرجة الدقيقة لليورانيوم لبدء التفاعل المتسلسل النووي.
وكما هو معروف، أثمر كل هذا العمل الدقيق. قبل شروق الشمس بقليل في 16 يوليو 1945، اشتعلت النيران في السماء فوق صحراء نيو مكسيكو بسبب أول تفجير لقنبلة ذرية.
طريقة ريتشارد فاينمان في تصور المشاكل ساعدته في الفوز بجائزة نوبل.
يقول بعض الناس إن إتقان آلة موسيقية يستغرق ما بين عشرة ألف إلى عشرين ألف ساعة من التدريب. بعد كل هذا الوقت والعمل، سيتمتع الموسيقي بعلاقة حدسية مع آلته الموسيقية ويصبح ارتجال اللحن طبيعة ثانية – بلا مجهود عملي.
عملت عبقرية فاينمان بطريقة مماثلة: الساعات اللامتناهية التي قضاها في تخيل المشكلات تركته يتمتع بمعرفة رائعة بالجبر جنب إلى جنب مع شعور بديهي بالقوى المادية.
أصبح فهم فاينمان للرياضيات شامل لدرجة أنه سمح له بالعمل بحرية تامة في مجال العلوم النظرية. يمكنه بسهولة ترجمة التفاعل المادي إلى صيغة، أو العكس، من خلال تصور مجموعة لا نهاية لها من الكائنات تتفاعل عبر الزمان والمكان.
سُئل فاينمان ذات مرة عما إذا كان اللون يلعب دور في عمليته العلمية، وقال إنه غالباً ما يرى ألوان مثل X الغامق أو البنفسجي N عند تكوين صيغة. (اعترف بأنه ليس لديه أي فكرة عما إذا كان طلابه قد مروا بتجربة بصرية مماثلة).
في عام 1947، جعل فاينمان الأمور أسهل لطلاب فيزياء الكم عندما قدم مخططات فاينمان الخاصة به.
في هذا الوقت، نشر فاينمان نتائج العمل الذي كان يقوم به في المجالات الكهرومغناطيسية وكيفية تفاعلها مع الجسيمات المشحونة.
أصبح من الواضح على الفور أن الرسوم البيانية التي أدرجها في هذه النتائج قدمت طريقة مبسطة ببراعة لفهم المعادلات المعقدة. كان هذا هو الحال بشكل خاص بالنسبة لفيزياء الكم، حيث تغاضت مخططاته عن الحاجة إلى تضمين سلسلة من الحسابات المعقدة.
ومع ذلك، واجه فاينمان صعوبة في شرح مخططاته عندما حصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1965.
كان منتصف الليل في نيويورك عندما تم الإعلان عن الفائزين. لكن مع الفجر، كان الصحفيون على بابه، يطلبون منه شرح مساهمته في العلم. لقد بذل قصارى جهده، لكن لم يستطيعوا فهم شرح فاينمان.
وعندما طلب منه أحد الصحفيين تلخيص الأمر في دقيقة واحدة، قال فاينمان للصحفي: “اسمع يا صديقي، إذا كان بإمكاني إخبارك في دقيقة واحدة بما فعلته، فلن يستحق الأمر جائزة نوبل.”
الفصول القليلة التي قام فاينمان بتدريسها أصبحت أسطورية بين الطلاب والأساتذة.
على الرغم من أن ريتشارد فاينمان كان معروف كمدرس لامع، إلا أنه قام بعمل مثير للإعجاب في التنصل من واجباته التربوية. لكن أولئك الذين تمكنوا من حضور أحد الفصول القليلة التي قام بتدريسها، كانوا شهوداً على شيء مميز.
في منصبه الأخير في الجامعة، أمضى فاينمان عامين في تدريس المقرر التمهيدي للفيزياء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، حيث قدم للطلاب تجربة لا مثيل لها.
أخذ فاينمان طلابه في جولة سريعة عبر عالم الفيزياء، وأعاد تصوير المجال للطلاب بأكمله من منظوره الفريد.
بطبيعة الحال، لم يكن تدريسه حول تعلم أسماء الأشياء. لكن، شجع الطلاب على فهم المفاهيم من خلال تصور القوى المؤثرة.
مع استمرار تدريسه، كافح الطلاب الجدد وطلاب السنة الثانية لمواكبة ذلك، وانسحب بعضهم. لكن لم يكن فاينمان قلق بشأن فقدان الطلاب لأن الأساتذة وطلاب الدراسات العليا كانوا أكثر من متحمسين لملء أي مقاعد خالية.
نظراً لأن فصوله الدراسية كانت رائعة جداً، وبما أن ريتشارد فاينمان لم يكتب أي كتب عن عمله، فقد أدرك الكثير من الناس أهمية نسخ محاضراته. نُشرت هذه الملاحظات في سلسلة من الكتب الحمراء الصغيرة بعنوان Feynman Lectures on Physics. اعتاد الناس على تسميتها “الكتب الحمراء”.
حاولت العديد من الجامعات تضمين الكتب الحمراء في مناهجها، لكنها كانت بشكل عام معقدة للغاية بالنسبة للطلاب المبتدئين. لذلك، تم حذفها.
ومع ذلك، استشهد العديد من الأساتذة الذين قرأوها بأن الكتب مفيدة في إعادة تشكيل وجهات نظرهم حول الفيزياء.
ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى إصرار فاينمان على تدريس المعرفة البراغماتية حول كيفية حل المشكلات.
التركيز الذي وضعه على عملية حل المشكلات هو جزء كبير من إرث فاينمان ومساهمته في ميكانيكا الكم.
وما زال علماء الفيزياء يستخدموا الأدوات التي تركها وراءه لقياس أشياء مثل الضوء المنبعث من الذرة. كما قدم لنا العديد من الأساليب التحليلية التي يستخدمها علماء الفيزياء اليوم، وهي الأساليب التي تحدد كيفية إصدار الأحكام حول البيانات التجريبية.
الملخص النهائي
كل عالم قابل ريتشارد فاينمان اعتبره أحد أكثر العقول ذكاءً في هذا المجال. ولكن، على الرغم من تألقه وإسهاماته العديدة في الفيزياء، إلا أنه ليس اسم مألوف. لم يكن رجلاً لديه نظرية رئيسية واحدة. بدلاً من ذلك، قدم للفيزيائيين طريقة مختلفة للنظر إلى العالم وطرق مختلفة لإيجاد الحلول من خلال الأساليب العملية. هذه المساهمة، رغم أنها تبدو متواضعة، ساعدت في جعل الفيزياء على ما هي عليه اليوم.