لقاء أستاذ الفيزياء النظرية: عبد الناصر توفيق الملقب بـ"أينشتاين القرن"

في كل مواد العلوم في السنة الأولى من الكلية، فإنني اخترت التخصص في الفيزياء، رغم محاولات عميدة الكلية آنذاك -وكانت متخصصة في الكيمياء- أن تثنيني عن هذه الرغبة.

وواصلت سنوات الدراسة في الكلية بتفوق، وعينت معيدا بها، وحصلت على درجة الماجستير من جامعة أسيوط، ثم سافرت إلى ألمانيا للحصول على الدكتوراه، وبعد حصولي عليها قضيت فترة طويلة هناك أستاذا، وتنقلت بين أكثر من جامعة، وحصلت على الجنسية الألمانية.

ولأن قرار الاستمرار في الغربة لم يكن حاضرا عندي، فقد فضلت منذ سنوات العودة إلى الوطن قبل أن يتقدم بي السن، حتى أستطيع المساهمة في بناء مدرسة علمية في مجال الفيزياء النظرية.

وعملت بعد العودة في جامعة أسيوط، لكن لم يرق لي الحال هناك فاستقلت منها، وانتقلت إلى الجامعة الحديثة للعلوم والتكنولوجيا (إحدى الجامعات الخاصة)، حيث أسست بها المركز المصري للفيزياء النظرية، ثم استقر بي المقام الآن في جامعة المستقبل (إحدى الجامعات الخاصة)، وقد كنت أبحث دوما خلال تنقلي بين الجامعات المختلفة عن "البحث العلمي"، فحيثما يوجد مكان يوفر ظروفا مناسبة لهذا الغرض وتمويلا مناسبا لذلك، فهذا هو وطني.
الدكتور عبد الناصر توفيق أعلن عن نظريته لتوحيد النسبية والكمومية في أكثر من فعالية علمية (الجزيرة)

• رغم جهدك الملموس في محاولة بناء مدرسة علمية في الفيزياء النظرية، يبدو لي وكأنه تخصص "غير جماهيري" لا يدرك قيمة أبحاثه ونظرياته إلا المتخصصون فيه، حتى إننا كصحفيين علميين نتجنب كثيرا الكتابة فيه لصعوبته الشديدة، فهل السبب أنكم مقصرون في تقريب تخصصكم للجمهور العام؟

(تختفي ملامح الوجه الهادئة المميزة للدكتور توفيق لتفسح المجال لملامح متحمسة).. لسنا مقصرين، ولكن ما حدث هو أنه خلال الخمسين عاما الماضية، وبسبب طغيان المادة، التهمت العلوم التطبيقية النصيب الأكبر من كعكة تمويل البحث العلمي، ولعل ذلك ساهم في عدم إنجاز بحوث نظرية قوية تخلق جماهيرية لهذا التخصص الذي كان باحثوه -مثل ألبرت أينشتاين- هم صفوة الصفوة منذ بدايات القرن الماضي وحتى عام 1950.

وأثق تماما أنه لو أتيح التمويل المناسب لهذا التخصص، وعُرض جماهيريا بشكل بسيط، لأصبح باحثوه هم نجوم المجتمع، لأنه تخصص يضع الأساس الذي تُبنى عليه العلوم الأخرى، والدليل على ذلك أن العالم البريطاني ستيفن هوكينغ -وهو أحد رواد التخصص حتى وفاته في 14 مارس/آذار 2018- عندما كان يخرج من حين لآخر بنظريات جديدة، كان حديثه يثير الاهتمام العام.

• بعيدا عن ستيفن هوكينغ، لأن آراءه الصادمة ربما هي التي جذبت الاهتمام، لكني صراحة ألتمس كل العذر لجهات التمويل، فمن الطبيعي أن تمنح تمويلها لبحوث سيكون لها مردود تطبيقي.. فهل فعلا لا يوجد للفيزياء النظرية أي مردود تطبيقي؟

(تختفي ملامحة الهادئة أكثر وأكثر).. بالعكس فهي الأساس الذي تُبنى عليه كل العلوم التطبيقية، لذلك فإن وكالات التمويل العالمية للأبحاث العلمية، وأنا عضو في بعضها، تحرص على أن تعطيه نسبة 10% من تمويلها مقابل 90% للعلوم التطبيقية الأخرى، والحرص على استمرار تلك النسبة -رغم أنها ضئيلة ولا تلبي طموحاتنا- يعني أن الوكالات التمويلية تدرك جيدا أنه يجب الحفاظ على استمرار إبداعات الباحثين في هذا المجال، حتى وإن لم تكن له تطبيقات مباشرة.
الدكتور عبد الناصر توفيق (وسط) بجوار المصادم النيوكلوتروني بالمعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا شمال موسكو (الجزيرة)

• دعني أتوقف عند جملتك الأخيرة "حتى وإن لم تكن له تطبيقات مباشرة"، فهل يعني ذلك أن أبحاثكم تبنى عليها تطبيقات بشكل غير مباشر؟

بالضبط، فاختراع الإنترنت، الذي يقوم عليه التواصل في الحضارة الحديثة، خرج من "المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية "سرن" التي تقع على الحدود بين سويسرا وفرنسا، وتعتبر أكبر مختبر في العالم لدراسة فيزياء الجسيمات، حيث اختُرع داخلها شبكة "الويب" العالمية، وهي مكون أساسي للإنترنت، على يد العالم البريطاني "السير تيم بيرنرز لي" عام 1989، حيث قام بتطوير أول موقع ويب ومتصفح ويب لمواجهة تحديات تبادل المعلومات بين الباحثين من مواقع مختلفة داخل المنظمة، وفي عام 1990 أُنشئ أول موقع على شبكة الإنترنت في "سرن"، وأُطلق في عام 1991، وكان هذا بمثابة بداية التوفر العام لشبكة الويب العالمية.

وبالإضافة لذلك، فإن ألبرت أينشتاين نفسه لم يكن مهندسا أو مخترعا، ولكنه كان عالما نظريا، ومن قبله إسحاق نيوتن الذي كان أكثر جنوحا للنظرية من أينشتاين، ولكن النظريات التي وضعها الاثنان، قامت عليها الحضارة الحديثة، فاختراع الـ"جي بي إس" الذي استخدمتَه كي تصل لهذا المكان الذي نلتقي فيه الآن، هو تطبيق غير مباشر لنظرية النسبية لأينشتاين.

• كيف قام نظام "جي بي إس" على النظرية النسبية؟

(يطلب ورقة من ملف الأوراق الذي أحمله، وأمسك بقلمه لشرح العلاقة بين النظرية النسبية ونظام تحديد المواقع).. "النسبية العامة" تنص على أن الجاذبية تؤثر على الزمكان (يشمل الزمكان الأبعاد المكانية الثلاثة وهي الطول والعرض والارتفاع، مضافا لها البعد الرابع للزمن)، وفي مجالات الجاذبية الأقوى، يمر الوقت ببطء أكبر مقارنة بالمجالات الأضعف، وبسبب مجال الجاذبية الأرضية فإن الوقت يمر بشكل أبطأ قليلا على سطح الأرض، مقارنة بالأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي "جي بي إس" الموجودة في مدارها.

ووفقا للنظرية النسبية الخاصة، فإن الوقت ليس مطلقا، ولكنه يعتمد على الحركة النسبية للمراقبين، فالكائنات التي تتحرك بسرعات مختلفة تواجه الوقت بشكل مختلف، ويمر الوقت بشكل أبطأ بالنسبة لجسم سريع الحركة مقارنة بجسم ثابت، وتتحرك الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي "جي بي إس" بسرعات عالية جدا (حوالي 14 ألف كيلومتر في الساعة أو 9 آلاف ميل في الساعة)، ووفقا للنظرية النسبية الخاصة، فإن الساعات الموجودة على هذه الأقمار الصناعية تعمل بمعدل مختلف قليلا عن الساعات الموجودة على سطح الأرض، ووفقا للنسبية العامة، يكون مجال الجاذبية على ارتفاع الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي جي بي إس أضعف منه على سطح الأرض، وهذا يتسبب بتشغيل الساعات الموجودة على الأقمار الصناعية بشكل أسرع قليلاً من الساعات الموجودة على الأرض.

ويعني الجمع بين هذه التأثيرات أن الساعات الموجودة على الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي جي بي إس تعاني من تمدد زمني مقارنة بالساعات الموجودة على الأرض، وإذا لم يُصحح، فإن هذا الاختلاف في ضبط الوقت قد يؤدي إلى أخطاء كبيرة في دقة النظام في حدود الكيلومترات، لذلك يجب على المهندسين الذين يعملون في نظام تحديد المواقع العالمي أن يأخذوا في الاعتبار تأثيرات النسبية الخاصة بسبب سرعة القمر الصناعي، والنسبية العامة بسبب مجال الجاذبية الأضعف على ارتفاعات القمر الصناعي.

الجزيرة
تصفح في التطبيق
معاينة داخل التطبيقتخطي الروابط

انتقل الى المحتوى
البث الحي


تسجيل الدخول
علوم"الجزيرة نت" تحاور عالما عربيا سعى لإنهاء خصام نظريتي النسبية والكمومية

الدكتور عبد الناصر توفيق ابن القرية المصرية الذي نجح في إنهاء خصام تاريخي بين النسبية والكمومية (الجزيرة)حازم بدر
4/2/2024-آخر تحديث: 3/3/2024-02:08 م (بتوقيت مكة المكرمة)

مثل صوفي اختار الخلوة للتفرغ للذكر والدعاء والأوراد، اختار أستاذ الفيزياء النظرية عبد الناصر توفيق الملقب بـ"أينشتاين القرن"، التفرغ لعلم الفيزياء الذي وقع في عشقه منذ سنوات الدراسة الثانوية، ليبدع نظرية صفق لها أهل التخصص بعد أن أنهت الخصام بين النسبية العامة والكمومية.

لكن صاحبها الذي اختار أن يواصل البحث والعلم بعيدا عن الأضواء، ظل صامتا، تاركا للآخرين مهمة الحديث عنها.

ويبدو أن مريديه من الباحثين الشباب، أحزنهم غيابه عن الحضور الإعلامي رغم قيمة أبحاثه وأهميتها، فدشنوا مجموعة على فيسبوك تحت عنوان "توفيق أينشتاين القرن" للترويج لأعماله، ومن بينها هذه النظرية الرائدة، لتلفت تلك المجموعة انتباهنا وتدفعنا للبحث عن هذا الرجل الذي ترك بصمة تدفع الباحثين إلى أن ينفقوا من وقتهم لتلخيص أبحاثه والترويج لها.

طلبتُ من أحدهم، وهو بيتر إسكندر الباحث بجامعة "باريس دوفين" بفرنسا، وسيلة للتواصل مع الدكتور توفيق لإجراء مقابلة صحفية معه، فشعرت بسعادة بالغة لديه وكأني أطلب إجراء الحوار معه شخصيا، وهو ما زاد فضولي للحديث مع هذا الرجل الذي يبدو أنه لم يترك أثرا علميا فقط لدى مريديه من الباحثين الشباب، لكنه ترك أيضا أثرا إنسانيا وشخصيا.

لم أضيع وقتا طويلا، فقد تواصلت معه على الفور بعد الحصول على وسيلة التواصل، ليمنحني موعدا بعد أسبوعين، وزادت تلك الفترة الطويلة من فضولي وشغفي لهذا اللقاء الذي استمر مدة ساعة ونصف تنقلنا خلالها بين العلم والإيمان، لأقول لنفسي في ختامه "الآن عرفت لماذا يحبه إسكندر وأقرانه من الباحثين الشباب".. وفيما يلي نص الحوار.
الدكتور عبد الناصر توفيق (يسار) خلال حواره مع مراسل الجزيرة نت (الجزيرة)

• لو أردنا في البداية تلخيص صفحات سيرتك الذاتية الطويلة في سطور قليلة، فماذا تقول؟

(تنهيدة عميقة استعدادا لإجابة طويلة).. اسمي عبد الناصر محمود توفيق، من قرية تسمى "بني عمار" بمحافظة سوهاج "جنوب مصر"، ويقال إن عائلتي لها جذور تمتد إلى جعفر بن أبي طالب، لذلك تستطيع القول إنني أنتمي إلى عائلة متدينة، لكن ذلك لم يدفعني لدراسة العلوم الشرعية والدينية، فقد وقعت في عشق العلوم الطبيعية منذ المرحلة الإعدادية، والفضل في ذلك يرجع إلى أستاذ مادة العلوم بالمدرسة.

وزاد تعلقي بالعلوم، وتحديدا الفيزياء، في المرحلة الثانوية، لذلك كان القرار بعد حصولي على شهادة الثانوية العامة بمجموع كبير يؤهلني للالتحاق بكلية الطب، هو الإلتحاق بكلية العلوم جامعة أسيوط (جنوب مصر)، وزاد من هذه الرغبة بزوغ نجم العالم المصري فاروق الباز في ذلك الوقت.

لكن ورغم أن بزوغ نجم الباز جاء من تخصص الجيولوجيا، فإن قراري وأنا التحق بالكلية هو أن أتخصص في الفيزياء، لذلك ومع حصولي على أعلى الدرجات في كل مواد العلوم في السنة الأولى من الكلية، فإنني اخترت التخصص في الفيزياء، رغم محاولات عميدة الكلية آنذاك -وكانت متخصصة في الكيمياء- أن تثنيني عن هذه الرغبة.

وواصلت سنوات الدراسة في الكلية بتفوق، وعينت معيدا بها، وحصلت على درجة الماجستير من جامعة أسيوط، ثم سافرت إلى ألمانيا للحصول على الدكتوراه، وبعد حصولي عليها قضيت فترة طويلة هناك أستاذا، وتنقلت بين أكثر من جامعة، وحصلت على الجنسية الألمانية.

ولأن قرار الاستمرار في الغربة لم يكن حاضرا عندي، فقد فضلت منذ سنوات العودة إلى الوطن قبل أن يتقدم بي السن، حتى أستطيع المساهمة في بناء مدرسة علمية في مجال الفيزياء النظرية.

وعملت بعد العودة في جامعة أسيوط، لكن لم يرق لي الحال هناك فاستقلت منها، وانتقلت إلى الجامعة الحديثة للعلوم والتكنولوجيا (إحدى الجامعات الخاصة)، حيث أسست بها المركز المصري للفيزياء النظرية، ثم استقر بي المقام الآن في جامعة المستقبل (إحدى الجامعات الخاصة)، وقد كنت أبحث دوما خلال تنقلي بين الجامعات المختلفة عن "البحث العلمي"، فحيثما يوجد مكان يوفر ظروفا مناسبة لهذا الغرض وتمويلا مناسبا لذلك، فهذا هو وطني.
الدكتور عبد الناصر توفيق أعلن عن نظريته لتوحيد النسبية والكمومية في أكثر من فعالية علمية (الجزيرة)

• رغم جهدك الملموس في محاولة بناء مدرسة علمية في الفيزياء النظرية، يبدو لي وكأنه تخصص "غير جماهيري" لا يدرك قيمة أبحاثه ونظرياته إلا المتخصصون فيه، حتى إننا كصحفيين علميين نتجنب كثيرا الكتابة فيه لصعوبته الشديدة، فهل السبب أنكم مقصرون في تقريب تخصصكم للجمهور العام؟

(تختفي ملامح الوجه الهادئة المميزة للدكتور توفيق لتفسح المجال لملامح متحمسة).. لسنا مقصرين، ولكن ما حدث هو أنه خلال الخمسين عاما الماضية، وبسبب طغيان المادة، التهمت العلوم التطبيقية النصيب الأكبر من كعكة تمويل البحث العلمي، ولعل ذلك ساهم في عدم إنجاز بحوث نظرية قوية تخلق جماهيرية لهذا التخصص الذي كان باحثوه -مثل ألبرت أينشتاين- هم صفوة الصفوة منذ بدايات القرن الماضي وحتى عام 1950.

وأثق تماما أنه لو أتيح التمويل المناسب لهذا التخصص، وعُرض جماهيريا بشكل بسيط، لأصبح باحثوه هم نجوم المجتمع، لأنه تخصص يضع الأساس الذي تُبنى عليه العلوم الأخرى، والدليل على ذلك أن العالم البريطاني ستيفن هوكينغ -وهو أحد رواد التخصص حتى وفاته في 14 مارس/آذار 2018- عندما كان يخرج من حين لآخر بنظريات جديدة، كان حديثه يثير الاهتمام العام.

• بعيدا عن ستيفن هوكينغ، لأن آراءه الصادمة ربما هي التي جذبت الاهتمام، لكني صراحة ألتمس كل العذر لجهات التمويل، فمن الطبيعي أن تمنح تمويلها لبحوث سيكون لها مردود تطبيقي.. فهل فعلا لا يوجد للفيزياء النظرية أي مردود تطبيقي؟

(تختفي ملامحة الهادئة أكثر وأكثر).. بالعكس فهي الأساس الذي تُبنى عليه كل العلوم التطبيقية، لذلك فإن وكالات التمويل العالمية للأبحاث العلمية، وأنا عضو في بعضها، تحرص على أن تعطيه نسبة 10% من تمويلها مقابل 90% للعلوم التطبيقية الأخرى، والحرص على استمرار تلك النسبة -رغم أنها ضئيلة ولا تلبي طموحاتنا- يعني أن الوكالات التمويلية تدرك جيدا أنه يجب الحفاظ على استمرار إبداعات الباحثين في هذا المجال، حتى وإن لم تكن له تطبيقات مباشرة.
الدكتور عبد الناصر توفيق (وسط) بجوار المصادم النيوكلوتروني بالمعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا شمال موسكو (الجزيرة)

• دعني أتوقف عند جملتك الأخيرة "حتى وإن لم تكن له تطبيقات مباشرة"، فهل يعني ذلك أن أبحاثكم تبنى عليها تطبيقات بشكل غير مباشر؟

بالضبط، فاختراع الإنترنت، الذي يقوم عليه التواصل في الحضارة الحديثة، خرج من "المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية "سرن" التي تقع على الحدود بين سويسرا وفرنسا، وتعتبر أكبر مختبر في العالم لدراسة فيزياء الجسيمات، حيث اختُرع داخلها شبكة "الويب" العالمية، وهي مكون أساسي للإنترنت، على يد العالم البريطاني "السير تيم بيرنرز لي" عام 1989، حيث قام بتطوير أول موقع ويب ومتصفح ويب لمواجهة تحديات تبادل المعلومات بين الباحثين من مواقع مختلفة داخل المنظمة، وفي عام 1990 أُنشئ أول موقع على شبكة الإنترنت في "سرن"، وأُطلق في عام 1991، وكان هذا بمثابة بداية التوفر العام لشبكة الويب العالمية.

وبالإضافة لذلك، فإن ألبرت أينشتاين نفسه لم يكن مهندسا أو مخترعا، ولكنه كان عالما نظريا، ومن قبله إسحاق نيوتن الذي كان أكثر جنوحا للنظرية من أينشتاين، ولكن النظريات التي وضعها الاثنان، قامت عليها الحضارة الحديثة، فاختراع الـ"جي بي إس" الذي استخدمتَه كي تصل لهذا المكان الذي نلتقي فيه الآن، هو تطبيق غير مباشر لنظرية النسبية لأينشتاين.

• كيف قام نظام "جي بي إس" على النظرية النسبية؟

(يطلب ورقة من ملف الأوراق الذي أحمله، وأمسك بقلمه لشرح العلاقة بين النظرية النسبية ونظام تحديد المواقع).. "النسبية العامة" تنص على أن الجاذبية تؤثر على الزمكان (يشمل الزمكان الأبعاد المكانية الثلاثة وهي الطول والعرض والارتفاع، مضافا لها البعد الرابع للزمن)، وفي مجالات الجاذبية الأقوى، يمر الوقت ببطء أكبر مقارنة بالمجالات الأضعف، وبسبب مجال الجاذبية الأرضية فإن الوقت يمر بشكل أبطأ قليلا على سطح الأرض، مقارنة بالأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي "جي بي إس" الموجودة في مدارها.

ووفقا للنظرية النسبية الخاصة، فإن الوقت ليس مطلقا، ولكنه يعتمد على الحركة النسبية للمراقبين، فالكائنات التي تتحرك بسرعات مختلفة تواجه الوقت بشكل مختلف، ويمر الوقت بشكل أبطأ بالنسبة لجسم سريع الحركة مقارنة بجسم ثابت، وتتحرك الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي "جي بي إس" بسرعات عالية جدا (حوالي 14 ألف كيلومتر في الساعة أو 9 آلاف ميل في الساعة)، ووفقا للنظرية النسبية الخاصة، فإن الساعات الموجودة على هذه الأقمار الصناعية تعمل بمعدل مختلف قليلا عن الساعات الموجودة على سطح الأرض، ووفقا للنسبية العامة، يكون مجال الجاذبية على ارتفاع الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي جي بي إس أضعف منه على سطح الأرض، وهذا يتسبب بتشغيل الساعات الموجودة على الأقمار الصناعية بشكل أسرع قليلاً من الساعات الموجودة على الأرض.

ويعني الجمع بين هذه التأثيرات أن الساعات الموجودة على الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي جي بي إس تعاني من تمدد زمني مقارنة بالساعات الموجودة على الأرض، وإذا لم يُصحح، فإن هذا الاختلاف في ضبط الوقت قد يؤدي إلى أخطاء كبيرة في دقة النظام في حدود الكيلومترات، لذلك يجب على المهندسين الذين يعملون في نظام تحديد المواقع العالمي أن يأخذوا في الاعتبار تأثيرات النسبية الخاصة بسبب سرعة القمر الصناعي، والنسبية العامة بسبب مجال الجاذبية الأضعف على ارتفاعات القمر الصناعي.

• بالطبع هذا تأثير إيجابي لنظريتي النسبية، ولكن هناك تأثيرات سلبية، وأعني هنا إنتاج القنبلة الذرية.

أتفق معك، فمعادلة أينشتاين الأكثر شهرة والتي تقول "الطاقة تعادل الكتلة، مضروبة في مربع سرعة الضوء"، هي الأساس الذي بنيت عليه القنبلة الذرية، حيث تشير هذه المعادلة إلى أنه يمكن تحويل كمية صغيرة من الكتلة إلى كمية كبيرة من الطاقة.

ومن هذين المثالين، سواء "جي بي إس" أو القنبلة الذرية، يتضح الدور المهم للفيزياء النظرية، فهي تضع القاعدة التي يقوم عليها البناء العلمي في التخصصات المختلفة من الهندسة والكيمياء وعلم المواد وغيرها.

• أعتقد أن توضيحك لهذه العلاقة بين الفيزياء النظرية والعلوم الأخرى، يفسر لماذا أعطيت جائزة نوبل في الفيزياء عام 2023 لعلماء طوروا إنتاج نبضات ضوئية قصيرة جدا يتم قياسها بـ"الأتو ثانية"، في حين منحت في الكيمياء للعالم المصري أحمد زويل عام 1999 عن نجاحه في تصوير التفاعل الكيميائي بين الذرات والجزيئات في زمن "الفيمتو ثانية"؟

(ترتسم على وجهه ابتسامة عريضة).. أشكرك على هذا المثال التوضيحي، فهو أفضل تأكيد على قيمة الفيزياء النظرية، فزويل حصل على الجائزة في الكيمياء لنجاحه في تصوير التفاعلات الكيميائية في زمن "الفيمتو ثانية"، وقد تمكن من ذلك بمساعدة الليزر وهو عمل فيزيائي، والكاميرا التي استُخدمت للتصوير باستخدام الليزر، وهي عمل هندسي، لذلك لو لم يحدث تطور في الليزر والكاميرات التي تستخدمه، ما تمكن زويل من تحقيق اختراقه الذي منحه نوبل في الكيمياء.

ولكن نوبل في الفيزياء ذهبت في 2023 لعلماء طوروا الليزر بسرعات أعلى من الفيمتو ثانية، وقد يحصل آخرون مثل زويل على جائزة في الكيمياء إذا نجحوا في توظيف هذا الليزر المتطور في تطبيقات جديدة، وهذا يؤكد مجددا أن النظرية تضع الأساس لأي تطور.

• لماذا قلت "مجددا"؟ هل يعني ذلك وجود أمثلة أخرى تحب أن تطرحها في هذا الإطار؟

بالطبع توجد، فقد نجح علماء في عام 2015 في قياس الترددات المرتبطة بـ"الموجات التثاقلية"، وهذه الموجات تنبأ بها أينشتاين قبل نحو 100 عام ورُفضت من المجتمع العلمي حينها، ولكن بعد أن أصبحت هناك أجهزة قادرة على قياس الترددات المرتبطة بهذه الموجات، جرى إثبات النظرية.

• طالما أنه علم مهم، والزمن يثبت أهميته كما أوضحت في المثال الأخير، لماذا لا تمنحه الجهات المانحة مزيدا من التمويل؟ هل أنتم كباحثين غير قادرين على تسويق إنتاجكم البحثي ومنحه الجماهيرية الكافية؟

هناك نقطتان مهمتان للإجابة على سؤالك؛ أولهما أن هناك طغيانا للأبحاث التطبيقية الجاذبة للتمويل، فهذه الأبحاث تجلب أموالا عند تحويلها إلى منتجات، لذلك تمنحها جهات التمويل والشركات تمويلا سخيا. أما النقطة الأخرى، فهي أنه ومنذ عام 1950 لم يخرج بحث نظري قوي يخلق جماهيرية لهذا العلم، باستثناء نظرية "جسيم هيغز" عام 2012، وهي نظرية كان العالم البريطاني الحائز على نوبل في الفيزياء 2013 بيتر هيغز قد وضعها في عام 1964، وتتحدث عن الميكانيكية التي تجعل جُسيما صغيرا يأخذ كتلة، ولم تُثبَت تلك النظرية معمليا إلا عام 2012 عندما أصبحت هناك أدوات لإثباتها، وربما لو كان هذا الإثبات للنظرية قد حدث في السبعينيات، لحاز هيغز على شهرة واسعة النطاق.

• قد يكون هيغز معروفا لأهل التخصص، لكن أينشتاين ونظريته النسبية معروفة لدى العامة، فلماذا تفاعل الناس في الماضي مع أينشتاين ولم نتفاعل في هذا العصر مع هيغز ونظريته؟

أينشتاين لا يقارن.

• أعرف قيمته، لكن سؤالي: هل الناس كانت تفهم وقتها ما يقوله ولذلك تفاعلت معه؟

نظرية أينشتاين ليست صعبة، فهي مجموعة من الافتراضات التي بنى عليها بناء معينا، وللعجب أن هذا البناء كان سليما ولم يستطع أحد حتى الآن اكتشاف أي عيب فيه، وقد غيرت هذه النظرية (النسبية العامة) رؤيتنا لمكاننا في الكون، ففي عام 1915 كنا لا نعرف عن الكون إلا المجموعة الشمسية، وقبلها بقرنين كان الجدل: هل الشمس هي مركز الكون أم لا، ثم جاء أينشتاين ليأخذنا إلى آفاق أبعد لنتخيل الكون فيما وراء المجموعة الشمسية وكأنها رسالة أرسلها الله من السماء عبر هذا العالم من خلال معادلة بسيطة في شكلها، لكنها عميقة في مضمونها.

• هل يمكن أن تبسط لي هذه المعادلة؟

(يطلب مجددا ورقة من دفتر أوراقي ليخط عليها رسما يوضح المعادلة).. كما ترى فإن الجانب الأيسر من المعادلة يمثل هندسة الزمكان، بينما يمثل الجانب الأيمن محتوى المادة والطاقة، ووفقا لهذه المعادلة، عندما يحدث تغيير في المادة، تتغير هندسة الزمكان، فلو قلنا مثلا إن القمر ينجذب للأرض، فوفقا لهذا المعادلة فإن كتلة القمر تشوه نسيج الكون حول الأرض.

وبفضل هذا النظرية (النسبية العامة) أصبحنا أكثر فهما للكون من حولنا، أما النظرية الأخرى وهي (النسبية الخاصة) التي اختُرعت "القنبلة الذرية" على أساسها، فهي التي تهتم بالعلاقة بين المكان والزمان في غياب قوى الجاذبية المميزة للنظرية الأخرى.

• أتصور أن "النسبية العامة" هي الأشهر جماهيريا.. أليس كذلك؟

بالضبط، لأن هذه النظرية وضعت توقعات، وهذه التوقعات أُثبتت لاحقا، ومع كل إثبات كانت تكتسب زخما وشهرة كبيرة، ومن ضمن توقعات تلك النظرية التي ذكرها أينشتاين عام 1916، أن الضوء يمكن أن يسير في مسارات مقوسة، ويعني ذلك أن مجال الجاذبية لجسم ضخم مثل نجم أو مجرة، يمكن أن يثني مسار الضوء أثناء مروره عبر هذا المجال، وهي الظاهرة التي أسماها بـ"عدسة الجاذبية"، وقد أُثبتت في 1919 أثناء كسوف الشمس الذي شهدته أفريقيا، ففي أثناء الكسوف يُحجب ضوء الشمس، وتصبح النجوم القريبة من الشمس مرئية في السماء المظلمة، ووفقا لنظرية أينشتاين فإن مجال جاذبية الشمس يجب أن تؤدي إلى ثني الضوء الصادر عن هذه النجوم أثناء مروره قرب الشمس، وهو ما رُصد بالفعل، لتتأكد صحة ما ذكره أينشتاين بعد ثلاث سنوات.

• وما هو السر في رأيك خلف هذه العبقرية؟

هذا الرجل منحه الله قدرة ذهنية غير مسبوقة على إجراء اختبارات معملية في ذهنه، فبينما يحتاج الآخرون للذهاب للمعامل لإجراء تجاربهم، كان ذهن أينشتاين هو معمله، وهذه عبقرية غير مسبوقة، تأكدت يوما بعد آخر، وكان آخر تلك التأكيدات عام 2015 عندما أُثبتت "الموجات التثاقلية" التي تحدث عنها قبل نحو 100 عام.

• وما هو المقصود بالموجات التثاقلية؟

تتحدث هذه النظرية عن أن الأجسام الضخمة عند تسارعها، تنتج موجات في نسيج الزمكان والمعروفة باسم موجات الجاذبية، وتنتشر هذه الموجات بسرعة الضوء وتحمل معلومات عن حركة الأجسام الضخمة، وعندما أنجز أينشتاين هذه النظرية ووضعها في دراسة أُرسلت لإحدى الدوريات، فرفضت نشرها، واعتُبرت من قبل أحد المحكمين بمثابة "هراء"، ولكن هذا الهراء أُثبتت صحته في عام 2015 من خلال مرصد موجات الجاذبية بالليزر "ليغو" بأميركا، حيث اكتشفوا أن اندماج ثقبين أسودين يقعان على بعد حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية، تسبب بهزة في الكون أنتجت ترددات بسيطة أمكن قياسها في الأرض، وكان ذلك دعما لنظرية أينشتاين.

• إذا كان اندماج ثقبين أسودين على بعد حوالي 1.3 مليار سنة ضوئية تسبب بهذا التأثير على الأرض، ألا يعد ذلك دعما لنظرية متنبئ الزلازل الهولندي فرانك هوغربيتس الذي يتحدث عن أن اصطفاف الكواكب يمكن أن يكون له تأثير على الأرض، بما يؤدي لحدوث زلازل؟

(يؤمىء بالرفض).. الاهتزازت التي أحدثها هذا الاندماج كانت ضئيلة وتافهة جدا واحتاجت لأجهزة بالغة الدقة لرصدها، فكيف نتصور أن أحداثا أخرى تنجم عن أجرام وكواكب أقل في الحجم من تلك الثقوب السوداء يمكن أن تسبب تأثيرا على الأرض، وقولا واحدا فإنه لا يوجد أجرام سماوية لها تأثير على الأرض أقوى من تأثير القمر عليها، وهو التأثير المعروف باسم "المد والجذر"، حيث يؤدي تفاعل الجاذبية بين القمر والأرض إلى ارتفاع وانخفاض مستوى سطح البحر بنمط دوري، مما يخلق ما نلاحظه على شكل مد وجزر، لذلك إن كانت هناك أجرام سماوية يمكن الربط بينها وبين حركة الأرض وحدوث الزلازل، فالأولى أن يكون القمر.

• ننتقل من أينشتاين ونظريته النسبية إلى نظريتك "النسبية العامة المكممة" التي جعلت بعض الباحثين يسمونك بـ"أينشتاين القرن"، فما هي تلك النظرية وما الذي أردت توصيله من خلالها؟

دعنا في البداية نتحدث عن الفارق بين النظرية النسبية العامة والنظرية الكمومية، حتى نعرف لماذا أردتُ التوفيق بينهما في نظرية واحدة هي "النسبية العامة المكممة".

فالنسبية العامة هي التي تتحدث عن الكون الكبير، وترى أن الأجسام الضخمة مثل الكواكب والنجوم، تحني نسيج الزمكان حولها، ثم تتحرك الأجسام على طول مسارات منحنية يمليها هذا الانحناء، وما نعتبره جاذبية هو حركة الأجسام المتأثرة بانحناء الزمكان.

بينما النظرية الكمومية هي نظرية أساسية في الفيزياء تصف سلوك المادة والطاقة على مقاييس صغيرة جدا، مثل مقياس الذرات والجسيمات دون الذرية، ومن مبادئ هذه النظرية ما يعرف بـ"التشابك الكمي"، ويعني ذلك أنه يمكن أن تتشابك الجسيمات حيث ترتبط خصائص جسيم واحد بخصائص جسيم آخر، حتى لو كانت متباعدة.

وللعجب، فإن كلا من النظريتين قامت عليها تطبيقات وأثبتت الأيام دقة كل منهما، فالنسبية العامة قامت عليها الاكتشافات الكونية، والنظرية الكمومية هي الأساس الذي قام عليه علم الكيمياء الحديث والتفاعلات الكيميائية والصناعات الدوائية وثورة الأجهزة الإلكترونية.

ولكن رغم ذلك لم يتفق مريدو هاتين النظريتين، فأنصار النظرية الكمية يرون أنها الأصح في شرح الطبيعة، وأنصار النسبية العامة يدّعون أن نظريتهم هي الأصح، وسجل أينشتاين اعتراضات على النظرية الكمية بُنيت على إيمانه بالحقيقة الحتمية، وأعرب عن عدم ارتياحه للطبيعة الاحتمالية لنظرية الكم، وكان ينتقد بشكل خاص مفهوم "العمل الشبحي عن بعد" الذي يعرف الآن باسم "التشابك الكمي"، وقال عبارته الشهيرة "إن الله لا يلعب النرد مع الكون".

وكان السؤال الذي شغل المجتمع البحثي: لو أن النظريتين متعارضتان، فلماذا أثبتت الأيام أن كلا منهما صحيح؟ وقاد هذا السؤال علماء لمحاولة التوفيق بينهما، ومنهم الألماني ماكس بورن الحاصل على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1954، ولكن لم يوفق، ولكني نجحت في إحداث هذا التوافق عبر نظرية أسميتها بـ"النسبية العامة المكممة"، وأعلنت عنها في أكثر من دراسة بحثية نُشرت في دوريات متخصصة في الفيزياء النظرية.

• وكيف حققت التوافق الذي فشل في الوصول له ماكس بورن؟

وجدتُ التوافق بين النظريتين لأن هناك معارف تكونت بعد ماكس بورن تمكنتُ من الإلمام بها، لأن ذهني ليس مغلقا على تخصص بعينه، فأنا منفتح على كل ما ينشر ويكتب في النسبية العامة والكمومية والمعادلات الرياضية للنظريتين، والتي هي بمثابة "المفك" الذي نعمل به، وقادني استيعاب ما حدث خلال الستين عاما الماضية من تعديلات في النسبية العامة تضمنت إدخال معارف جديدة، وكذلك التعديلات التي تمت في النظرية الكمومية؛ إلى إحداث التوافق بين الاثنين.

• ما هو الأساس الذي بني عليه هذا التوافق؟

الفارق الأساسي بين النظريتين، يكمن في أن الكمومية لم تتطرق إلى تأثيرات الجاذبية، وهناك آخرون حاولوا إدخال الجاذبية إليها، وقد بنيتُ على ما توصل له هؤلاء، وأدخلتُ الكمومية المعدلة الخاصة بي، والتي تتضمن تأثيرات الجاذبية، إلى النسبية العامة، فحصلتُ على نظرية نسبية عامة تستطيع استعاب الكمومية وأطلقتُ عليها اسم "النسبية العامة المكممة".

(ويطلب مجددا ورقة من دفتر أوراقي ليخط عليها بناء هرميا، ثم يشرح).. ما أحدثتُه هو تغيير في النسبية العامة يبدأ من القاعدة، حيث أدخلت على القاعدة مكونات كمية، لتظهر هذه المكونات معي في كل طابق، وصولا لأن يكون لدي بناء متكامل وهو معادلة رياضية تجمع بين النسبية العامة والكمومية.

• كيف سيغير ذلك في العلم؟

يمكن أن أخدعك وأتحدث عن اختراقات ستحدث، ولكن الإجابة الأمينة هي أنه في تلك اللحظة التي نتحدث فيها، فإن الحقيقة المؤكدة تكمن في أن الفجوة بين النظريتين تلاشت أو قلّت على أقل تقدير، ولا أعلم انعكاس ذلك في مسيرة العلم، فقد تحدث تغييرات ضخمة غير متوقعة، وقد تحدث تغييرات بسيطة.

• ربما تقول ذلك تواضعا..

صدقا لا أعلم.. وأينشتاين نفسه لم يتخيل حجم التأثير الذي ستُحدثه نظريته النسبية العامة والخاصة، وقد أبدى استياء شديدا من أن نظريته "النسبية الخاصة" استخدمها مشروع مانهاتن بقيادة جي روبرت أوبنهايمر لاختراع القنبلة الذرية، وهو أحد أنجح المشروعات في التاريخ.

• كيف تصفه بذلك، رغم أن مُنتج هذا المشروع (أقصد القنبلة الذرية) تسبب بتدمير هيروشيما وناغازاكي باليابان؟

(مع ابتسامة).. يمكن أن تعتبر أوبنهايمر شيطانا، ولكن نجاحه كان في تحويل عمل نظري إلى منتَج في وقت قياسي للغاية.

• ولماذا لم يستعينوا بأينشتاين نفسه؟

أينشتاين هو أكثر عالم وُضع تحت مراقبة المخابرات الأميركية، ومن واقع دراستهم له، أدركوا أنه شخص كوني عملاق أضخم من أن يقوده شخص، فلجؤوا لآخرين ومنهم أوبنهايمر، والحقيقة أن أي عالم كان يتمنى أن يعمل في هذا المشروع.

• لو افترضنا أنك كنت تعيش في أميركا بهذا التوقيت وعرض عليك الاشتراك في هذا المشروع، فهل كنت ستقبل؟

(بدون تردد).. كنت سأقبل من باب الشغف العلمي، فهذا كان مشروعا ضخما في وقتها، توفرت كل الإمكانيات له لتحويل عمل نظري بحت إلى مُنتَج.

• لكن، ألا يعد ذلك من قبيل "العلم السيئ" الذي يضر ولا ينفع؟

في نظر العلماء الذين عملوا على هذا المشروع كان عملا في خدمة الإنسانية، لأنه يوجد على الطرف الآخر شخص مجنون اسمه هتلر كان يسعى أيضا لإنتاج القنبلة الذرية، وإنقاذا للعالم يجب على أميركا أن تصل قبله.

وفي المقابل، كان العالم الألماني الشهير فيرنر كارل هايزنبيرغ، يعمل في مشروع هتلر أيضا، وكان له مبرراته أيضا، فلكل عالم عالمه الخاص الذي يقبع في ذهنه.

• أفهم من ذلك أنه لا توجد معتقدات وقيم دينية تحكم قرارات واتجاهات العالم؟

(يشير بإبهامه إعجابا بالسؤال).. دعنا نوضح في البداية أمرا مهما، وهو أن علم الفيزياء يتكلم عن الماضي والحاضر، ففي الماضي يناقش شكل الكون والمجرات وما إلى ذلك، وفي الحاضر يضع الأساس الذي يقود لتكنولوجيا حديثة واختراعات تسهل حياتنا، والدين يتحدث عن الماضي والحاضر والمستقبل الذي يتمثل فيما بعد الموت، وهي غيبيات لا يمكن قياسها، لكننا نؤمن بها.

إذن أنت أمام علم يتقاطع مع الدين في عنصرين هما "الحاضر والماضي"، فإذا لم يكن لديك عقيدة قوية تقوم على أساس أن "الدين مقدس وغير قابل للاختبار، بينما العلم لا يعيش إلا بالاختبار"، و"الدين لا تشك فيه، ولكن العلم يجب أن تشكك وتشك فيه"، فيمكن حينها أن يشرد تفكيرك وتبدأ في الحديث عن العنصر الثالث وهو المستقبل، لذلك فإن كل علماء التخصص في الغرب أصيبوا بهذا الشرود الفكري.

• وهل نشأتك في صعيد مصر داخل أسرة متدينة كما أخبرتنا في بداية الحوار، وفّرت لك الحماية من الإصابة بهذا الشرود الفكري؟

(يصمت لفترة طويلة بعض الشيء).. بصراحة أصبت بهذا الشرود الفكري في مرحلة من حياتي المهنية، واحتجت لبعض الوقت حتى يحدث عندي التوازن بعد مزيد من القراءات التي شكلت عندي ثقافة دينية، جعلتني أستطيع التفرقة بين ما هو منزل ومقدس وما هو مستحدث، وأستطيع وصف ما هو منزل وما هو مستحدث، والتأطير لهذا وذاك.

• وكيف حدث هذا الشرود الفكري؟

حدث هذا الشرود الفكري في مرحلة الدراسة الجامعية، مع ظهور التيارات الدينية وقتها، وكان هناك وقتها صراع ديني عنيف حول ذهنية الناس، وكان التدين له علاقة بوجهة نظر رموز التيار الذي ينتمي له الشخص، وفي تلك الفترة حدث لي الشرود الفكري، فجنحت نحو الفكر اليساري، إلى أن استطعت استعادة توازني بعد التعمق في قراءة الفقه، لأخرج من بوتقة الجنوح نحو تيار ديني بعينه، وأصبح لي فهمي الخاص الذي جعلني أشتغل في الفيزياء وأظل مسلما شعائريا وعقائديا في مجتمع علمي أغلب أعضائه من الملحدين.