مقدمة - إبداعات النار .. مجلة عالم المعرفة

تقليص
X
 
  • تصفية - فلترة
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • مقدمة - إبداعات النار .. مجلة عالم المعرفة

    مقدمة - إبداعات النار .. مجلة عالم المعرفة

    مقدمة

    تاريخ الكيمياء هو قصة السعي البشري، وهو سعي شارد غريب الأطوار مثل الطبيعة البشرية نفسها . كان التقدم يأتي في نوبات متقطعة، وكان يأتي من جميع أنحاء العالم.

    وكان من الضروري أن نضع بعض النظام لأن المدى الذي يغطيه هذا التاريخ كبير (حوالي 100 ألف سنة)، وقد قسمنا المتن بذلك إلى ثلاثة أقسام متمايزة بعضها عن بعض في الزمن، وإن كانت أقساما كبرى : القسم الأول الفصول (71) ويغطي الفترة من مائة ألف عام قبل العصر المكتوب، وحتى القرن الثامن عشر، وفيه نعرض لخلفية الثورة الكيميائية . والقسم الثاني (الفصول 8-14) ويغطي الفترة من أواخر القرن الثامن عشر وحتى الحرب العالمية الأولى، ويتعرض للثورة الكيميائية وما تبعها . والقسم الثالث ( الفصول 15 - 20 ) ويغطي الفترة من الحرب العالمية الأولى وحتى 1950 ، ويقدم الثورة الكيميائية وتوابعها، كما يقدم إشارات الثورات قادمة.

    كان هناك دائما رافدان لتيار الكيمياء : التجربة والنظرية. غير أن المناهج التجريبية النسقية لم تكن مستخدمة بانتظام قبل القرن السابع عشر بينما لم تتطور النظريات الكمية إلا بحلول القرن الثامن عشر. ويمكن أن ندفع بأن الكيمياء الحديثة لم تبدأ كعلم إلا مع الثورة الكيميائية في القرن الثامن عشر، إلا أننا نقول إن التجارب الأولى قام بها الحرفيون، بينما اقترح الفلاسفة النظريات الأولى. ولا يمكن فهم الثورة إلا إذا عرفنا ما الذي تثور ضده أو تتمرد عليه. ولذا فإننا سنبدأ روايتنا بأعمال المعالجين والفنانين وحائكي الثياب والعاملين بالفلزات، وسنبين كيف استخدم الفلاسفة مشاهداتهم للحرفيين - وسواء أكانت واضحة أم لا - ليصنعوا أوليات النظريات الكيميائية . وقد أصبحت واحدة من هذه النظريات - نظرية العناصر الأربعة النار والماء والتربة والهواء لأرسطو - مركزا للجهود التجريبية على مدى ما يقرب من ألفي عام.

    وثمة سببان لبقائها هذه الفترة الطويلة . كان للنظرية إغراء حدسي فقد كان من المفترض أن العناصر الأربعة موجودة بنسب خلط معينة في جميع المواد . وبالفعل، عندما كان الخشب يحترق، كان من الممكن مشاهدة الهواء (الدخان يرتفع إلى أعلى، والماء (النسخ) يتقاطر، والتربة (الرماد) تتكون، والنار اللهب) تتصاعد . كانت النظرية أيضا واعدة : فلو كانت جميع المواد مكونة من خليط من العناصر، إذن من الممكن تغيير نسب هذه العناصر في إحدى المواد لتخلق مادة أخرى - أى إجراء تحويل . وكان أكثر عمليات التحويل جذبا للاهتمام هي تحويل الفلزات الأساسية إلى ذهب - وقد تمت ملاحقة هذا التحويل بجهد لا يكل منذ الألفية الأولى قبل الميلاد، وحتى ألفي عام تقريبا بعد الميلاد.

    شكلت جهود السيميائيين - الذين قاموا باختبار نظرية تحويل العناصر تشعبا في تطور الكيمياء كان التيار الرئيسي هو أن تراكم الحقائق الكيميائية في تتابع وراء بعضها البعض بواسطة الحرفيين سوف يؤدي إلى سقوط النظرية . لكنه كان تشعبا مهما . قام السيميائيون بتطوير تقنيات لها تطبيقات في الكيمياء العملية، وأثروا في الصورة العامة لمن يمارسون الكيمياء التجريبية، فصارت هذه الصورة مترافقة مع الغموض والسحر والتصوف والخداع، وحتى عندما تحول السيميائيون عن إنتاج الذهب إلى أمور أكثر عطاء للغير مثل إنتاج الأدوية فيما نسميه الإصلاح الكيميائي في القرن السادس عشر)، فإن صورة الكيمياء استغرقت بعض الوقت لتتغير. وبهذا الشكل، حقق هذا التحول في الاتجاه - الذي تزامن مع الثورة العلمية في القرن السابع عشر - احتراما من نوع جديد للتجريب الكيميائي وألهم تحولات جادة أنتجت الثورة الكيميائية.

    وكانت الثورة الكيميائية التي قادها الكيميائي الفرنسي لافوازييه، ثورة ضد الغموض وعدم الدقة في الفكر والتجريب. وعندما كان الدخان يدعم بشكل غامض فكرة أن الهواء عنصر، كان المفكرون المدققون يتساءلون عما إذا كان الدخان هو العنصر النقي للهواء، وإذا كان كذلك، فلماذا يكتسب الهواء أحيانا خواص مختلفة ومقدرة متباينة على التفاعل؟

    وعندما كانت خفة وزن الرماد تدعم بغموض فكرة أن شيئا ما يغادر الخشب في أثناء التسخين، كان المفكرون المدققون يتساءلون: لماذا تكتسب الفلزات زيادة في الوزن إذا سخنت؟ وقد لفظت الثورة الكيميائية - بشدة ونهائيا - السحر كتفسير، والسلطة كدليل، والتخمينات غير القابلة للتحقق منها كنظرية كيميائية . وقد أرست الثورة الكيميائية - بشكل قوي ونهائي - الحاجة إلى القياسات الكمية الدقيقة في التحليل التجريبي، والحاجة إلى اللغة الواضحة النقية في التفكير التحليلي، والحاجة إلى النتائج التجريبية القابلة للتحقق والتثبت منها لدعم النظرية الكيميائية.

    وأصبحت نتيجة رفض العناصر الأربعة لأرسطو ظهور العشرات الأخرى. وقد استخدم الكيميائيون أدواتهم من الأجهزة الجديدة وأفكارهم ليكتشفوا العناصر الجديدة والقوانين التي تحكم تفاعلاتها . وصارت الكيمياء علما، والتفاعلات يمكن التحكم فيها، وأصبح الإنتاج الكيميائي صناعة والكيميائيون محترفين.

    ومع كل هذا التقدم، ظلت هناك فجوة كبيرة في النظرية : ما القوى التي تمسك بالعناصر معا؟ فسرت النظريات الكهروكيميائية، في القرن التاسع عشر، كيف تمسك الشحنات المتضادة بعض العناصر ببعضها الآخر، لكن فشلت هذه النظريات - كما فشلت كل نظرية أخرى - في تفسير وجود أبسط مركب على الإطلاق الهيدروجين الجزيئي، الذي يتكون من اتحاد ذرتين متماثلتين من الهيدروجين. وكان من المستحيل من دون تفسير لذلك أن يستطيع أحد التنبؤ بشيء، اللهم إلا شيئا واحدا هو: أن الأمر يتطلب ثورة أخرى. وقد جاءت هذه الثورة في هذه المرة أسرع كثيرا . جاءت مع القرن الجديد، القرن العشرين ثورة الكم الكوانطا».

    ونظرية الكم أساس ثورة الكم، هي نتاج تزاوج جهود الفيزيائيين والكيميائيين لفهم النشاط الإشعاعي والمقدرة على التفاعل وبنية الذرة. وكان رذرفورد، مؤسس نموذج الذرة على شكل الكوكب السيار، فيزيائيا تبعا لنشأته، لكنه حاز جائزة نوبل في الكيمياء. وكان لويس الكيميائي يملك من البصيرة الناتجة عن المعلومات المستفيضة عن التفاعلات الكيميائية) ما جعله يقترح الرباط ثنائي الإلكترون - والذي أسس الكيميائيون عليه نظرية الكم للرباط الكيميائي . وبدأ انفجار المعلومات التجريبية والفهم النظري قبل ثورة الكم - لكنه اكتسب بها تسارعا - وأدى إلى انقسام الكيمياء إلى فروع. وأصبحت الكيمياء الحيوية، والكيمياء العضوية، والكيمياء غير العضوية، والكيمياء التحليلية، والكيمياء الفيزيائية مجالات مستقلة على الرغم من أن تفاعلها معا كان أساسيا لتقدم كل منها .

    وكان التقدم هو ما أنجزه الكيميائيون. فنحن نستطيع اليوم أن نتنبأ بخواص المواد حتى قبل أن نصنعها، ونفترض أي المواد كان موجودا لحظة تولد الحياة نفسها . لكن ما الذي يخبئه الأفق في الكيمياء؟ من الصعب التكهن بذلك. فمن المؤكد أن أرسطو كان سيفاجأ بنتائج لافوازييه، وكان لافوازييه ستذهله استنتاجات لويس . وهكذا، بالتأكيد سنذهل - ونسعد بالكيمياء القادمة.

    اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	عالم_المعرفة_الكويتية(266)(1)(1)_7.jpg 
مشاهدات:	4 
الحجم:	54.2 كيلوبايت 
الهوية:	252459 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	عالم_المعرفة_الكويتية(266)(1)(1)_8.jpg 
مشاهدات:	5 
الحجم:	89.0 كيلوبايت 
الهوية:	252460 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	عالم_المعرفة_الكويتية(266)(1)(1)_9.jpg 
مشاهدات:	3 
الحجم:	86.8 كيلوبايت 
الهوية:	252461 اضغط على الصورة لعرض أكبر. 

الإسم:	عالم_المعرفة_الكويتية(266)(1)(1)_10.jpg 
مشاهدات:	3 
الحجم:	52.4 كيلوبايت 
الهوية:	252462

  • #2
    Introduction - Creations of Fire .. World of Knowledge Magazine

    Introduction

    The history of chemistry is the story of human endeavor, an eccentric endeavor like human nature itself. Progress came in fits and starts, and came from all over the world.

    It was necessary to establish some order because the span of this history is large (about 100 thousand years), and we have divided the text into three distinct sections in time, although they are major sections: The first section, chapters (71), covers the period from one hundred thousand years before the written era, until the eighteenth century, and in it we present the background of the chemical revolution. The second section (chapters 8-14) covers the period from the late eighteenth century until the First World War, and deals with the chemical revolution and what followed it. The third section (chapters 15-20) covers the period from the First World War until 1950, and presents the chemical revolution and its consequences, as well as signs of revolutions to come.

    There have always been two tributaries to the current of chemistry: experiment and theory. But systematic experimental methods were not in regular use before the seventeenth century, and quantitative theories were not developed until the eighteenth century. It might be argued that modern chemistry did not begin as a science until the chemical revolution of the eighteenth century, but we say that the first experiments were carried out by craftsmen, while the first theories were proposed by philosophers. A revolution cannot be understood unless we know what it is that it is revolting against. So we will begin our account with the works of healers, artists, cloth weavers, and metal workers, and show how philosophers used their observations of craftsmen—whether explicit or not—to produce the first chemical theories. One of these theories—Aristotle’s theory of the four elements of fire, water, earth, and air—became the focus of experimental effort for nearly two thousand years.

    There are two reasons for its longevity. The theory had intuitive appeal: it was assumed that the four elements were present in certain proportions in all substances. Indeed, when wood was burned, air (smoke rising, water (copying) dripping, soil (ash) forming, and fire (flaming) could be seen rising. The theory also held promise: if all matter was a mixture of elements, then it was possible to change the proportions of these elements in one substance to create another—that is, to perform a transmutation. The most interesting of the transmutations was the transmutation of base metals into gold—a transmutation pursued tirelessly from the first millennium BC to almost two millennia AD.

    The efforts of the semioticians—who tested the theory of transmutation—particularly marked a ramification in the development of chemistry. The main trend was that the accumulation of chemical facts in succession by craftsmen would lead to the collapse of the theory. But it was an important ramification. The semioticians developed techniques that had applications in practical chemistry, and they influenced the public image of those who practiced experimental chemistry, which became associated with mystery, magic, mysticism, and deception. Even when the semioticians turned from the production of gold to more benevolent things such as the production of medicines (what we call the chemical reform of the sixteenth century), the image of chemistry took some time to change. In this way, this shift in direction—which coincided with the scientific revolution of the seventeenth century—brought a new kind of respect for chemical experimentation and inspired the serious transformations that produced the chemical revolution.

    The chemical revolution, led by the French chemist Lavoisier, was a revolution against ambiguity and imprecision in thought and experimentation. When smoke mysteriously supported the idea that air was an element, careful thinkers wondered whether smoke was the pure element of air, and if so, why did air sometimes acquire different properties and different reactivity?

    When the lightness of ash mysteriously supported the idea that something was leaving wood during heating, careful thinkers wondered why metals gained weight when heated? The chemical revolution had decisively and definitively dismissed magic as an explanation, authority as evidence, and unverifiable conjecture as chemical theory. The chemical revolution had decisively and definitively established the need for precise quantitative measurements in experimental analysis, the need for clear and pure language in analytical thinking, and the need for verifiable and verifiable experimental results to support chemical theory.

    ​​​​​​​The rejection of Aristotle's four elements led to the emergence of dozens more. Chemists used their new tools and ideas to discover new elements and the laws governing their reactions. Chemistry became a science, reactions could be controlled, chemical production became an industry, and chemists became professionals.

    With all this progress, there remained a large gap in the theory: what forces hold the elements together? Electrochemical theories, in the nineteenth century, explained how opposite charges hold some elements together, but these theories failed - as did every other theory - to explain the existence of the simplest compound ever, molecular hydrogen, which consists of the union of two identical hydrogen atoms. Without an explanation for this, it was impossible for anyone to predict anything, except one thing: that it would require another revolution. This time, this revolution came much faster. With the new century, the twentieth century, came the quantum revolution.

    Quantum theory, the basis of the quantum revolution, is the result of the combined efforts of physicists and chemists to understand radioactivity, the ability to react, and the structure of the atom. Rutherford, the founder of the planetary model of the atom, was a physicist by birth, but he won the Nobel Prize in Chemistry. Lewis, the chemist, had the insight, derived from extensive knowledge of chemical reactions, to propose the two-electron bond—on which chemists founded the quantum theory of the chemical bond. The explosion of experimental information and theoretical understanding began before the quantum revolution—but was accelerated by it—and led to the division of chemistry into branches. Biochemistry, organic chemistry, inorganic chemistry, analytical chemistry, and physical chemistry became independent fields, although their interaction was essential to the progress of each. The progress was made by chemists. We can now predict the properties of materials even before we make them, and we can assume what materials were present at the moment life itself was born. But what lies ahead in chemistry? It is difficult to predict. Aristotle would surely have been surprised by Lavoisier’s results, and Lavoisier would have been astonished by Lewis’s conclusions. And so we are sure to be astonished—and delighted—by the chemistry to come.

    تعليق

    يعمل...
    X