في هذه الصورة بالأبيض والأسود الملتقطة في أوائل القرن العشرين، يجلس العشرات من العلماء مرتدين بدلات أنيقة أمام مبنى قوطي قديم.
لم يكن هذا اجتماعًا عاديًا - بل كان أحد أهم المؤتمرات العلمية في تاريخ البشرية، حيث جمع أعظم عقول الفيزياء في القرن العشرين.
ومن بين تلك الوجوه الصارمة كان ألبرت أينشتاين بشعره الفضي المميز، وفيرنر هايزنبيرج، وإروين شرودنجر، وماكس بلانك، والعديد من العلماء الآخرين - الذين بنوا معًا واحدة من أكثر النظريات العلمية ثورية: ميكانيكا الكم.
جمع مؤتمر سولفاي عام 1927 أبرز العلماء في العالم في ذلك الوقت (الصورة: ويكي).
يصادف هذا العام مرور 100 عام على الميلاد الرسمي لميكانيكا الكم. وقد أعلنت الأمم المتحدة عام 2025 عامًا دوليًا لعلوم وتكنولوجيا الكم، احتفالًا بمرور قرن على هذه الثورة العلمية، ومواصلة استكشاف إمكاناتها في القرن المقبل.
وهذه أيضًا فرصة لنا لإلقاء نظرة إلى الوراء على الرحلة غير العادية التي قطعتها نظرية غيّرت تمامًا الطريقة التي يفهم بها الناس الكون وخلقت تطبيقات في الحياة اليوم.
أصل الثورة
في صيف عام 1925، ذهب فيرنر هايزنبرغ - وهو فيزيائي ألماني شاب - إلى جزيرة هيليغولاند في بحر الشمال للهروب من حساسية حبوب اللقاح الشديدة التي كان يعاني منها.
في هذا المكان المعزول، فكّر في كتابة بحث ثوري "حول إعادة تفسير العلاقات الحركية والميكانيكية من منظور نظرية الكم". لكن ما لم يتوقعه هو أن يُفتتح هذا البحث، بعد نشره، عصرًا جديدًا في الفيزياء.
لقد أدرك العلماء بالفعل أن الفيزياء الكلاسيكية لنيوتن لا تستطيع تفسير العديد من الظواهر على المستوى الذري.
ساهم الفيزيائي العبقري ألبرت أينشتاين في تطوير الفيزياء - ميكانيكا الكم (الصورة: PBS).
اكتشف ماكس بلانك أن الطاقة تُمتص وتُصدر في "حزم" منفصلة تُسمى "الكم". استخدم أينشتاين هذه الفكرة لشرح التأثير الكهروضوئي. لكن هايزنبرغ وزملاؤه هم من وضعوا نظامًا نظريًا متكاملًا لفرع جديد من الفيزياء، ألا وهو ميكانيكا الكم.
ما يميز ميكانيكا الكم هو أنها ليست مجرد نظرية جديدة تحل محل القديمة، بل إنها تتطلب منا التخلي عن مفاهيمنا البديهية عن الواقع.
في العالم الكمي، يمكن للجسيمات أن توجد في حالات متعددة في نفس الوقت (يسمى التراكب الكمي)، ويمكنها التأثير على بعضها البعض على الفور حتى عندما تكون على بعد ملايين الأميال (التشابك الكمي)، ولا يمكننا معرفة كل من موضع وزخم الجسيم في نفس الوقت (وفقًا لمبدأ عدم اليقين لهايزنبيرج).
من النظرية إلى التطبيق الواسع النطاق
يعتقد الكثيرون أن ميكانيكا الكم مجرد معادلات رياضية معقدة في المختبر. لكنها في الواقع تغلغلت في كل جوانب الحياة الحديثة.
تعمل معظم الأجهزة الإلكترونية التي نستخدمها يوميًا وفقًا لمبادئ الكم. يحتوي هاتفك الذكي في جيبك على مليارات الترانزستورات، وهي أجهزة مُبتكرة بناءً على فهم ميكانيكا الكم لأشباه الموصلات.
بدون ميكانيكا الكم، لن يكون لدينا أجهزة كمبيوتر، ولا إنترنت، ولا نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)... أو الليزر - وهو اختراع مهم آخر يعتمد على مبادئ الكم - يُستخدم على نطاق واسع في أجهزة قراءة الباركود في محلات السوبر ماركت، وأجهزة قراءة الأقراص المضغوطة/أقراص الفيديو الرقمية، إلى جراحات العيون ونقل البيانات عبر كابلات الألياف البصرية...
تعمل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) على أساس مبدأ الرنين المغناطيسي النووي - وهي ظاهرة كمية (الصورة: ST).
يستفيد الطب الحديث أيضًا استفادةً كبيرةً من ميكانيكا الكم. تعمل أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) على مبدأ الرنين المغناطيسي النووي، وهي ظاهرة كمية.
وتعتمد علاجات السرطان الإشعاعية أيضًا على فهم الفيزياء الكمومية للنوى الذرية.
حتى ما يبدو بعيد المنال كعلم الكونيات يتطلب ميكانيكا الكم. نفهم سبب سطوع النجوم، وكيف تُكوّن عناصر ثقيلة، وكيف تموت في النهاية - كل ذلك بفضل ميكانيكا الكم.
وهو يفسر لماذا لا تنهار المادة الصلبة، ولماذا توصل المعادن الكهرباء، وعدد لا يحصى من الظواهر الأخرى في الطبيعة.
"الشخصيات الخفية" في التاريخ
عندما نتأمل تاريخ علماء فيزياء الكم، غالبًا ما لا نتعرف إلا على أسماء شهيرة مثل أينشتاين وهايزنبرغ وشرودنغر. لكن قصة تطور هذا المجال تشمل العديد من الشخصيات الأخرى المنسية، وخاصةً النساء.
كانت لوسي مينسينغ واحدة من هؤلاء النساء. عملت في نفس المجموعة مع هايزنبرغ، ودرست بعض التطبيقات الأولى لنظريته في ميكانيكا الكم.
هناك العديد من العالمات البارزات الأخريات اللواتي لم يحظين بالتقدير الذي يستحقنه في التاريخ. في عام ٢٠٢٥، سيُنشر كتاب سيرة ذاتية لست عشرة عالمة في تاريخ فيزياء الكم، مما يُسهم في تسليط الضوء على هذه المساهمات المنسية.
حاسوب كمي تم البحث عنه وتطويره في الصين (صورة: Quantum Insider).
هذا يُذكرنا بأن العلم ليس نتاج عبقريات فردية، بل هو ثمرة جهود جماعية لكثيرين. فكل اكتشاف يُبنى على العمل الذي سبقه، ونجاح ميكانيكا الكم هو ثمرة تعاون دولي يتجاوز الحواجز السياسية والثقافية.
الثورة الكمومية الثانية
إذا كان القرن العشرون قد شهد ولادة وتطور ميكانيكا الكم كنظرية علمية، فإن القرن الحادي والعشرين يبشر بعصر "الثورة الكمومية الثانية".
في تلك اللحظة بدأ البشر في استغلال الخصائص الغريبة لميكانيكا الكم بشكل مباشر لإنشاء تقنيات جديدة تمامًا.
تُعد الحواسيب الكمومية من أكثر التقنيات ترقبًا. فعلى عكس الحواسيب التقليدية التي تستخدم بتات لا يمكن أن تكون إلا في حالتي 0 أو 1، تستخدم الحواسيب الكمومية كيوبتات يمكنها أن تكون في كلتا الحالتين في الوقت نفسه بفضل مبدأ "التراكب الكمي".
وهذا يسمح لأجهزة الكمبيوتر الكمومية بإجراء العديد من الحسابات بالتوازي، مما قد يحل مشاكل قد تستغرق أجهزة الكمبيوتر التقليدية ملايين السنين لحسابها في أيام أو حتى ساعات.
تَعِد الحواسيب الكمومية أيضًا بإحداث ثورة في العديد من المجالات. ففي الطب، يُمكنها محاكاة هياكل جزيئية معقدة بدقة، مما يُساعد على تطوير أدوية جديدة بسرعة وكفاءة أكبر.
في علم المواد، تستطيع الحواسيب الكمومية تصميم مواد جديدة بخصائص فريدة. وفي مجال التمويل، يمكنها تحسين محافظ الاستثمار وتحليل المخاطر بمستويات غير مسبوقة.
تعد اليابان واحدة من الدول الرائدة في مجال أبحاث تكنولوجيا الكم (الصورة: DigWatch).
الاستشعار الكمي هو مجال تطبيقي واعد آخر، باستخدام التأثيرات الكمومية، هذه المستشعرات حساسة للغاية، وقادرة على قياس أصغر التغييرات في المجالات المغناطيسية أو الجاذبية أو الوقت.
يمكن استخدامها في الطب للكشف المبكر عن الأمراض، وفي الجيولوجيا لاستكشاف الموارد، أو لتحديد المواقع بدقة دون الحاجة إلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
يوفر الاتصال الكمي، وخاصةً التشفير الكمي، طريقةً لنقل المعلومات بأمان تام. واستنادًا إلى مبادئ ميكانيكا الكم، فإن أي محاولة للتنصت ستُغير الحالة الكمومية، وسيتم كشفها فورًا.
وقد بدأت العديد من البلدان بالفعل في بناء شبكات الاتصالات الكمية، وفي المستقبل، قد يصبح الإنترنت الكمي حقيقة واقعة.
التحديات والفرص لفيتنام
مع انطلاق الثورة الكمومية الثانية، تحتاج فيتنام إلى استراتيجية لتجنّب التخلف عن الركب. وقد أصبح الاستثمار في البحث والتعليم في مجال علوم الكمّ أمرًا مُلِحًّا.
نحن بحاجة إلى تدريب أجيال جديدة من العلماء والمهندسين الذين يفهمون تكنولوجيا الكم، وبناء البنية التحتية البحثية المناسبة.
في فيتنام، يتعاون العديد من الخبراء والعلماء معًا لبحث تكنولوجيا الكم (الصورة: نادي الرئيس).
التعاون الدولي مهمٌّ أيضًا. وكما يُظهر التاريخ، غالبًا ما تتحقق الإنجازات العلمية من خلال التعاون العابر للحدود. على فيتنام أن تُشارك بفعالية في مشاريع البحث الدولية المتعلقة بتكنولوجيا الكم، مُستفيدةً من تجارب الدول المتقدمة.
في الوقت نفسه، نحتاج أيضًا إلى نشر معرفة ميكانيكا الكم بين الناس. لا يزال الكثيرون يعتبرون هذا المجال معقدًا وبعيدًا، ولكن كما رأينا، فهو يؤثر على جميع جوانب الحياة الحديثة.
إن الفهم الأساسي لميكانيكا الكم سيساعد الناس على تقدير أهمية التقنيات الجديدة واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن المستقبل.
التطلع إلى المستقبل
عندما ننظر إلى صور رواد الفيزياء الكمومية، فإننا لا نرى فقط الأشخاص الذين غيروا الطريقة التي تفهم بها البشرية الكون، بل نرى أيضًا روح العلم - الشغف بالاستقصاء، والاستعداد لتحدي الأفكار القديمة، والتعاون عبر الحدود.
ولا تزال هذه الروح ضرورية للوصول إلى قمم العلم في القرن الحادي والعشرين.
إن هذا العام ليس فقط وقتًا للاحتفال بمرور 100 عام على ميكانيكا الكم، بل هو أيضًا وقت للنظر إلى المستقبل.
مع تطور تكنولوجيا الكم، نقف على أعتاب إمكانيات جديدة غير مسبوقة. قد تُسهم الحواسيب الكمومية في حل أكبر تحديات البشرية، بدءًا من تغير المناخ وصولًا إلى تطوير أدوية لعلاج الأمراض المستعصية.
قد يفتح الاستشعار الكمي آفاقًا جديدة لاستكشاف الكون وفهم أنفسنا. كما قد تخلق الاتصالات الكمومية عالمًا متصلًا أكثر أمانًا وخصوصية.
أظهرت ميكانيكا الكم أن الواقع أكثر تعقيدًا وسحرًا مما تخيلناه. ولعل أعظم درس تعلمناه من مئة عام من ميكانيكا الكم هو: كن مستعدًا دائمًا للمفاجآت، وكن دائمًا فضوليًا، ولا تتوقف أبدًا عن الاستكشاف.
المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/100-nam-co-hoc-luong-tu-nhung-con-nguoi-thay-doi-the-gioi-20250626124351568.htm
تعليق (0)