عن أهمية الخطأ في العلم

عندما يفكر معظم الناس في الطريقة التي يتقدم بها العلم، فإنهم عادة لا يفكرون في الإخفاقات على طول الطريق

لدى معظم الناس صورة ما في رؤوسهم حول كيفية تحقيق الاكتشافات العلمية. على سبيل المثال، الصورة الكلاسيكية لعالمة تخربش معادلات بالطباشير الأبيض على لوحة خضراء، أو للعالمة المجنونة في المختبر، وجسدها مستلقي على السرير مع الكثير من الأقطاب الكهربائية والبرق... أحيانًا يعمل الأمر بهذه الطريقة، و في بعض الأحيان لا يحدث ذلك.

ومع ذلك، عندما يفكر معظم الناس في الطريقة التي يتقدم بها العلم، فإنهم عادة لا يفكرون في الإخفاقات على طول الطريق. وهذا غريب جدًا، لأنه من الواضح أنه لن تكون كل التجارب في المختبر ناجحة، وستكون جميع الأفكار الموجودة على السبورة صحيحة - وربما يكون من الأصح القول أن معظم الأفكار ومعظم التجارب صحيحة غير ناجحة، الفشل.

أتذكر فيلمًا وثائقيًا عن الطريقة التي توصلوا بها إلى حل مشكلة رياضية، وهي نظرية فيرما الأخيرة، وهي مشكلة لم يتم حلها منذ ثلاثمائة عام. كان هناك عالم ياباني عمل على نظرية تتعلق بهذا الأمر، وأتذكر ما قاله عنه صديقه: "كان يرتكب الكثير من الأخطاء، لكنه كان يمتلك موهبة الخطأ دائمًا في الاتجاه الصحيح". وهناك حكمة في هذه الجملة أكثر بكثير مما قد نعتقد للوهلة الأولى: العالم الذي يبحث في شيء لم يتم التحقيق فيه بعد، يسير على طريق غير محدد، ومن السهل جدًا أن يخرج عن المسار ويضيع.

وحتى أعظم العباقرة يمكن أن يكونوا مخطئين. على سبيل المثال، يشتهر أينشتاين في الغالب بنظريته النسبية، لكنه نشر العديد من المقالات الرائدة الأخرى في مجالات أخرى من الفيزياء - على سبيل المثال، حساب حجم الذرات والجزيئات، وكذلك إثبات أن الضوء يتصرف أحيانًا مثل تيار من الجسيمات. الجسيم، بهذا المعنى، هو كوانتا، وبالتالي فإن أينشتاين هو أيضًا أحد الآباء

نظرية الكم

ولكن عندما واجه أينشتاين بعض التنبؤات الغريبة التي تنطوي عليها نظرية الكم، رفض قبولها. على سبيل المثال، تقول إحدى نتائج هذه النظرية أن هناك أشياء لا يمكن قياسها بشكل كامل: فإذا عرفت سرعة جسيم مثلا، لا يمكنك أن تعرف موقعه على وجه اليقين. وبعبارة أخرى، هناك بعض العشوائية الأساسية في الطبيعة. ولم يوافق أينشتاين على قبول ذلك، فقال "إن الله لا يلعب النرد". وكان مقتنعًا بأن الأمر لا يمكن أن يكون كذلك، حتى قال له ماكس بلانك ذات مرة: "أينشتاين، توقف عن إخبار الله بما يجب أن يفعله". لكن أينشتاين كان مخطئا، وهذه النظرية صحيحة في نهاية المطاف.

وحتى عالم الفيزياء ستيفن هوكينج، الذي اشتهر بأبحاثه الرائدة حول إمكانية وجود "الثقوب السوداء" في الفضاء - لكنه كان يعلم أيضًا أنه قد يكون مخطئًا. قالت نظريته الخاصة إنه من المستحيل رؤية الثقوب السوداء بالتلسكوب العادي، لأن الضوء غير قادر على الهروب منها للوصول إلينا - لذلك من حيث المبدأ، يمكن أن تكون نظريته بأكملها عبارة عن مجموعة من الهراء الذي لا يمكن إثباته أبدًا.

لذا، ومن باب "التأمين"، في حالة كونه مخطئًا، فإنه يراهن مع صديقه على عدم وجود السود (ضد نظريته). إذا لم تكن الثقوب السوداء موجودة، فسوف يحصل على مجلة بيسبول، وإذا كانت موجودة، فسوف يشتري لصديقه اشتراكًا في مجلة بنتهاوس. لذا، إذا كان مخطئًا بشأن الثقوب السوداء، على الأقل حصل على مجلة عن البيسبول...

سيكون من الصحيح جدًا أن نقول إن الطريقة التي يتقدم بها العلم هي من خلال الأخطاء. يقوم العلماء بجمع المعلومات من التجارب والملاحظات، وإنشاء النظريات ثم محاولة التنبؤ بالأحداث المستقبلية باستخدام هذه النظريات.

عندما يأتي هذا الحدث المستقبلي، أو يتم إجراء تجربة مناسبة، نتحقق مما إذا كانت النظرية صحيحة: إذا كان الأمر كذلك، فستبقى، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فقد حان الوقت للبحث عن واحدة أخرى.

كل نظرية، ولا يهم مدى أهمية النظرية أو من اخترعها أو مدى صحتها في الماضي - فكل نظرية معرضة للاختبار في أي لحظة. على سبيل المثال، كان هناك مفهوم في العلم يسمى "الأثير". كان الأثير مادة شفافة غير محسوسة تملأ كل الفضاء المحيط بها بحيث يستحيل الفراغ (الفراغ): حيثما يوجد فراغ، يتسلل الأثير بسرعة ويملأ الفراغ المفقود. هذه النظرية عن الأثير قديمة جدًا - منذ أيام أرسطو الفيلسوف اليوناني الذي عاش عدة مئات من السنين قبل الميلاد، ولا تزال معتقدة في القرن التاسع عشر، أي قبل ألفي عام. الكثير من الوقت، أليس كذلك؟

ولكن مع تقدم العلم، حاول العلماء البحث عن دليل على وجود الأثير. تم التخطيط وتنفيذ العديد من التجارب، لكن لم يتمكن أي منها من العثور على أي دليل على وجود هذه المادة المراوغة.

ثم، في القرن التاسع عشر، بدأ الفيزيائيون في دراسة الضوء بشكل أكثر عمقًا، وبطريقة أكثر تفصيلاً، لمحاولة اكتشاف سرعة الضوء. فإذا انطلقنا من فرضية أن الكون مملوء بهذه المادة غير المرئية وهي الأثير، فإن الأرض عندما تدور حول الشمس تتحرك في الأثير كما تبحر السفينة في البحر. إذا نظرنا إلى الأمر بطريقة مختلفة قليلاً، فسنبدو كما لو أننا واقفون في مكاننا، والموقع يتدفق من حولنا مثل النهر.

الآن، يقول المنطق أنه إذا كان الضوء "يسبح" في هذا التيار الأثيري، فعندما يتحرك "ضد التيار" (Za، في اتجاه حركة الأرض) يجب أن يكون أبطأ، وعندما يسبح في اتجاه مجرى النهر (Za، ضد اتجاه حركة الأرض) اتجاه حركة الأرض)- ينبغي أن يكون أسرع.

تم إجراء بعض التجارب في هذا الاتجاه، لكنها كانت بدائية للغاية، ولم تكن دقيقة بما يكفي لحساب سرعة الضوء الهائلة. ثم جاء عالمان، مايكلسون ومورلي، وقاما بتصميم تجربة كان من المفترض أن تكتشف بدرجة عالية من اليقين

وهذا التغير في سرعة الضوء إن وجد. لكنهم لم يجدوا شيئا. ونتيجة لهذه التجربة وعدة تجارب أخرى، تم التخلي عن فكرة الأثير هذه، وذلك بعد أكثر من ألفي عام كانت فيها متجذرة بعمق في التفكير العلمي. ولم يبق منها اليوم سوى عبارة مثل «فوق موجات الأثير» وغيرها من العبارات، وهي أصداء بعيدة لهذه الفكرة العلمية التي تم التخلي عنها في نهاية المطاف.

لذا ستتناول هذه المحاضرة أهمية الخطأ في عملية تطور العلم. على سبيل المثال، سأعطي الموضوع الذي يعجبني كثيرًا، "Perpetum Mobila". شرح مختصر - Fraptum Mobila هي آلة لا تحتاج إلى طاقة لتعمل. فكر في سيارة تعمل بدون غاز، أو جهاز تلفزيون يعمل بدون كهرباء. تسمى بالعبرية - "آلة الحركة المستمرة": بما أن هذه السيارة لا تحتاج إلى وقود للقيادة، فيمكنها القيادة إلى الأبد، وهذا هو أصل الاسم.

في بداية القرن الثامن عشر، في ألمانيا، كان هناك رجل اسمه أورفيوس. كان أورفيوس رجلاً موهوبًا: ميكانيكيًا، وصانع ساعات، وحتى طبيبًا إلى حدٍ ما. مثل هذا العامل الماهر، رجل بأيدٍ أمينة. عمه من هوم سنتر. كان مصدر رزق أورفيوس هو السفر من مدينة إلى أخرى في ألمانيا وإظهار اختراعاته للجمهور. مثل هذا الاستعراض. إذا كان الاختراع مثيرًا للاهتمام، وتذكر أنه في ذلك الوقت لم يكن هناك الكثير من الآلات المتطورة، فقد كان عامل جذب معين، كان ينشئ ورشة صغيرة في المدينة ويبيع التذاكر للناس لعدة أشهر لرؤية الآلة قريب من.

أعظم نجاح حققه أورفيوس، من بين جميع الآلات التي صنعها، كان عجلة فريدة من نوعها. كانت العجلة المعنية كبيرة جدًا، ويبلغ قطرها عدة أمتار، وتزن عدة مئات من الكيلوغرامات. يضع أورفيوس العجلة على منصة، ثم يدفعها دفعة خفيفة، وتبدأ العجلة في التسارع إلى معدل معين من الثورات، أي حوالي 26 دورة في الدقيقة. لا شك أنه كان من المدهش تمامًا أن تدور عجلة ثقيلة كهذه بهذه السرعة نتيجة دفعة بسيطة فقط.

ولكن بعد ذلك سيفعل أورفيوس شيئًا مدهشًا حقًا: سيربط العجلة، من خلال المحور، بحبل إلى دلو ويسحب الماء، ويرفع الأثقال
الثقل، وجميع أنواع المظاهرات الأخرى المشابهة، ولن تتوقف العجلة عن الدوران. كان الأمر رائعًا - يعلم الجميع أنه يمكن ضخ المياه بحبل وعجلة وكل ذلك، ولكن عادةً، عليك الاستمرار في دفع العجلة... وهذا ما لم يفعله أورفيوس، باستثناء دفعة صغيرة وهي من الواضح أنه لا يكفي لكل هذه الإجراءات.

لذا فإن العجلة التي اخترعها أورفيوس كانت في الواقع "آلة ذات حركة أبدية"، آلة تقوم بالعمل (رفع الأثقال، ضخ الماء، أي شيء من هذا القبيل) دون الحاجة إلى استثمار الطاقة. يؤدي بيربيتوم.

ما هو سر أورفيوس؟ كيف فعلت العجلة ما فعلته؟ نحن لا نعلم. لم يكشف أورفيوس عن سره: كانت العجلة ملفوفة بقطعة قماش غطتها كلها تقريبًا، من المركز إلى المحيط، وأخفت الآلية الداخلية التي ربما أعطت العجلة قوتها. لقد اختبر العديد من الأشخاص عجلة Orpheus - دون فتح غطاء القماش بالطبع.

كان هناك أستاذ لغة إنجليزية الذي تحقق لمعرفة ما إذا كان هناك أي شخص مختبئ داخل القماش - فتح فتحة صغيرة، وقطرها في الفلفل الحار وانتظر لسماع
إذا كان شخص ما يسعل... فلا أحد يعطس في وجهه. كانت هناك لجنة قامت بفحص دقيق للغاية، فيما يتعلق بتلك الفترة - أغلقوا العجلة في الغرفة لمدة شهرين، مع وجود حارس عند مدخل الغرفة. كانت الغرفة ذات جدران سميكة، وكانت بلا نوافذ، وكان القفل مزودًا بختم شمعي بحيث إذا كسره شخص ما، يمكن رؤيته على الفور. لكن بعد أن فتحوا الغرفة، بعد شهرين أو نحو ذلك، كانت العجلة لا تزال تدور نتيجة الدفع الذي قمنا به قبل شهرين، قبل إغلاق الغرفة. ومع ذلك، بعد كل هذه الاختبارات، لم يصدق معظم الجمهور (وخاصة العلماء) أورفيوس. كان هناك الكثير من الناس الذين عارضوا أورفيوس ووصفوه بأنه كاذب ومخادع.

السبب وراء معارضة الكثير من الناس لها هو أن العديد من المخترعين قبل زمن أورفيوس حاولوا تصميم آلة ذات حركة أبدية، منذ أكثر من ألف عام، لكن لم ينجح أحد. لم يفهموا سبب عدم نجاحهم، لكنهم فشلوا مراراً وتكراراً. أول محاولة مسجلة كانت من قبل عالم فلك هندي، في عام 1000 ميلادي - وهذه هي المحاولة المسجلة، لا بد أنه كانت هناك من قبله. حتى أن ليوناردو دافنشي حاول تصميم مثل هذه الآلة، وبعد عدة محاولات استسلم وكتب أن الأشخاص الذين يحاولون اختراع دائم متحرك يطاردون حلمًا مستحيلًا، مثل أولئك الذين يبحثون عن الكيميرا - وحش أسطوري برأس أسد وأرجل الماعز ونحو ذلك.

لذلك اعتبرت عجلة Upreus مستحيلة. على الرغم من ذلك، أرادت الحكومة تحصيل الضرائب منه مقابل الاختراع: وحقيقة أنه مستحيل، لا يعني أن الدولة لا تستطيع أن تأخذ المال مقابل ذلك. ولكي لا يدفع الضريبة، كان أورفيوس يفكك عجلته قبل مغادرة المدينة - ثم يبني عجلة جديدة عندما يستقر في مدينة أخرى.

لكن أينما قدم عجلته، كان هناك من اتهمه بالاحتيال، وكان هناك من أجاب بأنه لا بد من وجود بعض الزنبرك داخل العجلة... حتى جاءت إحدى خادمات أورفيوس ذات يوم، واعترفت بأنها ساعدته. لقد خدع الجميع، وقام بتحويل الزنبرك الذي كان متصلاً بالعجلة إلى الأرض ادعى أورفيوس أن الخادمة كانت تكذب، وتحاول ابتزاز المال منه - في النهاية، لم يكن هناك دليل في كلتا الحالتين، ولكن كان هذا هو الدليل القاطع الذي كان الجميع يبحثون عنه. منذ تلك اللحظة، تضاءلت مهنة أورفيوس، وتضاءلت أرباح الآلة. عندما توفي أورفيوس، بعد بضع سنوات، كان فقيرًا جدًا - وهذا عار، لأن كل من يخترع مثل هذه الآلة، آلة لا تحتاج إلى طاقة خارجية للقيام بالعمل، يمكن أن يكون غنيًا جدًا!

إذا نجح شخص ما في تصميم سيارة لا تحتاج للوقود مثلاً (لا طاقة شمسية ولا كهرباء، لا طاقة إطلاقاً)، فكر كم سيكون غنياً من كل السيارات التي يبيعها! مات أورفيوس دون أن يكشف لأحد السر وراء عجلة القيادة. وحتى يومنا هذا، وبعد مرور ما يقرب من ثلاثمائة عام، هناك من يحاول التنقيب في الكتب التي ألفها لاكتشاف سر كيفية عمل اختراعه.

السبب وراء عدم تصديق معظم الجمهور لأورفيوس، هو أن معظم الناس يفهمون، من خلال الفطرة السليمة، أنه لا توجد وجبات مجانية في الحياة.

تجربتنا اليومية تعلمنا أنه لا يوجد سيارة بدون وقود، وحتى السيارة التي تعمل بالكهرباء تحتاج إلى كهرباء لتعمل. حتى فرقة البيتلز قالت في إحدى أغانيها - "في النهاية، الحب الذي تأخذه يساوي الحب الذي تصنعه". هكذا هو الحال في الحياة: هناك مثل هذا التماثل. للحصول على شيء عليك أن تعطي شيئا. وحتى لو كانت عربة يجرها حصان، فيجب على شخص ما إطعام الحصان.

وهذا المبدأ، الذي نتعلمه كجزء من تجربتنا الحياتية، يُعرف في اللغة العلمية باسم "مبدأ الحفاظ على الطاقة". الآن سوف ندخل قليلاً في المجال المسمى "الديناميكا الحرارية". لا تُصب بالذعر. لقد درسه عالم يدعى بولتزمان بعمق، فقد انتحر في عام 1906. وتبعه بول آرنفست، وانتحر في عام 1933. لذلك أعتقد أننا يجب أن نتعامل مع هذه المسألة بعناية. دعونا نفهم بشكل أفضل قليلاً ما يعنيه العلماء بـ "قانون الحفاظ على الطاقة".

وسأعطي مثالاً هنا يعتمد على مثال قدمه ريتشارد فاينمان في ذلك الوقت في محاضرة ألقاها عن حفظ الطاقة. إذا كنت تريد التقليد، فقلد الأفضل، وقد أثبت فاينمان أنه عبقري. قال وأنت جالس في مطعم شرقي أصيل. يأتي صاحب المطعم ويسألك ماذا تريد أن تطلب فتقول له حمص وبطاطس وسلطة. تأكل، وفي النهاية تصل الفاتورة بخمسين شيكلًا. لقد تلقيت منه شيئًا، فيجب عليك إعادته. في اليوم التالي تصل إلى نفس المطعم، نفس الطاولة، نفس القائمة. كل شيء هو نفسه، بالضبط! يمكنك طلب الحمص ورقائق البطاطس والسلطة. أبو رامي يحضر الطعام، أنت تأكل... وفي النهاية تأتي الفاتورة. هذه المرة خرج خمسة وأربعون شيكلاً. كنت راضيا! لقد أعطيت أقل مما أخذت. هل تم كسر التماثل الظاهري؟ هل هناك وجبات مجانية؟ لا. عند الفحص الدقيق، تبين أن الطباخ كان جائعًا بعض الشيء، وأنك حصلت على كمية أقل من البطاطس المقلية مقارنة بالأمس، لذلك قام صاحب المطعم بتخفيض الفاتورة. أنت لم تكسب أي شيء.

في اليوم التالي، تأكل مرة أخرى، كل شيء هو نفسه. هذه المرة وصلت الفاتورة إلى خمسة وخمسين شيكلاً. يا! ربما أعطيت أكثر مما حصلت عليه؟ لا، عند الفحص تبين أن النادل قد حيّر صاحب المطعم، وكان في حيرة من أمره في حساب الفاتورة - يعني التجربة لم تكن دقيقة، يمكن القول. يتم الحفاظ على التماثل. في اليوم التالي نفس الشيء. حمص، شيبس وسلطة. الفاتورة خمسون شيكلًا - لكنك تتفحص الطبق وترى أن هناك شنيتزل بالإضافة إلى ذلك! كل شيء مفحوص جيداً، لا يوجد أي أخطاء... صاحب المطعم بخير، الطباخ بخير، كل شيء بخير..

اه ها! لذلك ربما تكون هناك وجبات مجانية! ولكن بعد ذلك تفكر مرتين، وتتذكر أنك ذهبت إلى الحمام للحظة، وكان بجانبك طفل يحمل شريحة لحم على طبق، ولم يرغب في تناولها رغم إصرار والدته... ليس لديك طريقة لتكون متأكدًا بنسبة 100 بالمائة من أن شريحة الشنيتزل هذه لم "تنبثق" فجأة من تلقاء نفسها، تمامًا مثل ذلك - لكن من المحتمل جدًا جدًا أن يكون الطفل قد وضع الشنيتزل على طبقك.

وهذا أيضًا مبدأ قانون الحفاظ على الطاقة. هناك قدر من شيء غير محدد، بعض "الطاقة"، التي يبدو أنها محفوظة دائمًا، وعليك دائمًا أن تمنح الطاقة لاستعادة شيء ما. وحتى لو بدا أحيانًا، كما في مثال المطعم، أن الطاقة تنبثق فجأة من لا شيء، مثل شريحة لحم على الطبق - فهذا دائمًا خطأ، أو عدم دقة في التجربة، أو بعض الظواهر الأخرى غير المعروفة.

لقد فهم العلماء ذلك، بشكل حدسي، في القرن الثامن عشر، لكن الأمر استغرق بعض الوقت حتى يدركوا أن هذا مبدأ أساسي من مبادئ الطبيعة، وأن الطاقة محفوظة في أي موقف وفي كل مكان، وأنه على ما يبدو لا توجد طريقة للتحايل على هذا القانون. أول من طرح هذه الفكرة كان في الواقع طبيبًا. كان يوليوس ماير، في منتصف القرن التاسع عشر. كان يوليوس هو طبيب السفينة على متن سفينة تجارية تبحر في المناطق الاستوائية من خط الاستواء، وبحسب المفهوم الطبي المقبول في ذلك الوقت، كان يقوم بالكثير من عمليات نقل الدم للبحارة على متن السفينة. وكان إراقة الدماء حينها يعتبر علاجاً جيداً ضد جميع أنواع الأمراض والآلام. كان يوليوس يعرف، كطبيب، أن الدم الموجود في الجسم يحتوي على الأكسجين وأن هذا الأكسجين هو جزء من عملية حرق الغذاء للحصول على الطاقة التي تبقي الجسم في درجة حرارة ثابتة.

وفي أوروبا عرف يوليوس بالخبرة أن الدم الذي يصل إلى الأعضاء في الجسم يكون لونه أحمر فاقع - أي غني بالأكسجين - وعندما يخرج الدم من الأعضاء في الجسم يكون لونه أرجوانيا مزرقا، لأنه يفعل ذلك. ليس لديها الكثير من الأوكسجين. تم فقدان الأكسجين أثناء عملية تحويل الغذاء إلى طاقة.

وبينما كان ينزف دم أحد البحارة، لاحظ لدهشته أن الدم بقي بنفس اللون تقريبًا، أحمر فاتح، طوال الوقت. وفحص جميع الأملاح، وكانوا جميعا نفس الشيء.

فكر يوليوس في هذا الأمر، وحصل على فكرة مهمة جدًا: بقي الدم بنفس اللون، لأن الجسم لم يكن بحاجة إلى استخدام الكثير من الأكسجين لاستخدامه في إنتاج الكثير من الطاقة من الطعام. ولماذا ذلك؟ لأن الجو حار في الخارج، هناك الكثير من الشمس. النقطة المهمة هنا هي أن الطاقة القادمة من الشمس هي نفس الطاقة الموجودة في الطعام، ولكن بشكل مختلف. هناك علاقة بين هذه الأشكال المختلفة من الطاقة - عندما يكون هناك المزيد من الطاقة من الشمس، تكون هناك حاجة إلى طاقة أقل من الغذاء.

عندما تنظر إلى الصورة كاملة، تدرك فجأة أن الطاقة لها أشكال عديدة - طاقة من الشمس، وطاقة من الغذاء، وطاقة الربيع، وطاقة الحركة، وطاقة المغناطيس... وكل من إنهما في الواقع نفس الشيء، ولا تُفقد الطاقة، بل تُستبدل فقط

زي... تطلق زنبركًا بثقل، فتتحول الطاقة التي تم تخزينها في الزنبرك إلى طاقة حركة الوزن.

لسوء الحظ بالنسبة ليوليوس كان طبيبا، وليس فيزيائيا. لم يكن يعرف كيف يشرح أفكاره "باللغة المادية"، وكان الفيزيائيون يحتقرونه لأنه لم يكن واحدًا منهم... باختصار، لقد تم نسيان فكرته إلى حد كبير. أصيب يوليوس بالاكتئاب، وتم إدخاله إلى مستشفى للأمراض النفسية... استغرق الأمر عدة سنوات قبل أن يعترف المجتمع العلمي بإنجازاته، وينال التقدير الذي يستحقه. حصل على وسام الفروسية الألماني "فون" - يوليوس فون ماير.

إن الذي صاغ قانون حفظ الطاقة رسمياً، بعد أن أعاد اكتشافه فعلاً، هو هيرمان هيلمهولتز. وهو نفسه طبيب مثل ماير، لكنه فيزيائي ممتاز يعرف أيضًا كيفية تقديم أفكاره بلغة ومصطلحات يفهمها الفيزيائيون الآخرون. قال هيلمهولتز إن "الطاقة لا تنشأ من العدم"، لكنه لم يتمكن من إثبات ذلك، لأنه لا يمكن إثباته. الطاقة شيء مجرد، وليس حقيقيا، وليس شيئا يمكن عده أو تجميعه أو النظر إليه تحت المجهر. إنها فكرة رياضية. لذلك قال هيلمهولتز إن قانون حفظ الطاقة صحيح لأن آلة الحركة الدائمة، وهي آلة دائمة الحركة مثل تلك التي استخدمها أورفيوس وكل هؤلاء الآلاف من الرجال الذين سبقوه، مستحيلة.

إذن هنا تفهم أهمية Perpetum Mobila، وأهمية استثمار كل هؤلاء الآلاف من المخترعين الذين حاولوا فعل المستحيل. لأنهم حاولوا بطرق عديدة اختراع مبدأ دائم رائد، وفشلوا، ولهذا السبب فقط استطاع هيلمهولتز أن يقول بكل ثقة أن قانون الحفاظ على الطاقة هو مبدأ حديدي، وبديهية الطبيعة. وبدون أخطاء وخداع هؤلاء المخترعين، لم يكن من الممكن إثبات صحة قانون الحفاظ على الطاقة.

لتعزيز الادعاء بأن الأخطاء لها مساهمة حقيقية في العلم، سنأخذ الخيمياء كمثال آخر. الكيميائيون، كما سمع البعض منكم، حاولوا تحويل المعادن إلى ذهب. كان الدافع بالطبع اقتصاديًا - وهو أخذ معدن رخيص مثل الحديد وتحويله إلى معدن ثمين وهو الذهب. لم يكن أحد يعرف حقًا كيفية تحويل المعدن العادي إلى ذهب، لذلك تمت تجربة الكثير من الطرق. خلط المواد، والصهر والتبريد ثم الصهر مرة أخرى، وسحق المواد إلى غبار، والذوبان في الماء، وكل فكرة يمكن تخيلها، بما في ذلك أداء طقوس معقدة في ضوء اكتمال القمر مع غبار خرافي، فقط للتأكد من أنها قد تساعد.

كان تاجر ألماني يُدعى هينيج براند، في القرن السابع عشر، من عشاق الكيمياء أيضًا. كان شغوفًا جدًا لدرجة أن هذه الهواية أوصلته إلى الإفلاس، وكان سيظل فقيرًا لولا أن زوجته كانت غنية جدًا. على أية حال، جاء هينينج بفكرة قرأ عنها في أحد الكتب، مفادها أنه يمكن تحويل المعدن إلى ذهب إذا تم خلط المعدن بمادة تنتج من البول. بول. لذلك اقترب هينينج من الأمر بقوة، وجمع عدة آلاف من اللترات من البول وسخنها بجميع أنواع الطرق لجميع أنواع درجات الحرارة بهدف أن يحدث شيء يساعده على تحويل المعدن إلى ذهب. وحدث شيء!

وفي لحظة ما، ارتفعت فجأة سحابة من الغاز من الدلو، وبعد أن تبددت الغاز، بقي في الدلو سائل غريب، والذي توهج في الظلام بضوء أخضر! لم يرى أحد مثل هذا السائل من قبل. كان هينينج مقتنعًا بأنه وجد طريقة صنع الذهب، لكنه بعد عدة تجارب لم يتمكن من إنتاج الذهب من هذه المادة الغريبة. وذلك لأن نيغ كان في الواقع قادرًا على اكتشاف الفوسفور.

ولا يظهر الفوسفور في الطبيعة على شكل سائل نقي، ولا بد من تقطيره من البول، وهو ما فعله هينينج بالضبط. وكانت هذه هي المرة الأولى التي ينتج فيها أي شخص عنصرًا كيميائيًا بشكل مصطنع. بشكل عام، أجرى الخيميائيون الكثير من التجارب والتجارب المختلفة، وعلى الرغم من أنها لم تكن تجارب علمية حقًا، مع التحكم الدقيق والتسجيل وما شابه ذلك، إلا أنهم جمعوا قدرًا كبيرًا من المعرفة حول المركبات المختلفة وطرق العمل مع المواد الكيميائية المواد، وما شابه ذلك - المعرفة التي أصبحت فيما بعد أساس كل علوم الكيمياء كما نعرفها اليوم.

لقد رأينا أن الأفكار الخاطئة قد تكون في بعض الأحيان بنفس أهمية الأفكار الصحيحة. ولكن هنا أيضًا يجب إجراء تمييز مهم جدًا، بين الأشخاص الذين يرتكبون الأخطاء دون قصد، والأشخاص الذين يرتكبون الأخطاء عمدًا. وأنا أتحدث هنا عن المحتالين والمحتالين وبما أن هذه محاضرة عن العلم - عن المحتالين في مجال العلم.

من الصعب جداً أن تضع أصبعك على شخص جاء بفكرة فاشلة وتقول له - أنت محتال! هناك احتمال كبير أنك سوف تكون مخطئا. على سبيل المثال، قبل عشرين عامًا، أعلن أستاذان متميزان من جامعة يوتا في الولايات المتحدة أنهما اكتشفا طريقة إجراء الاندماج البارد. بالنسبة لأولئك الذين لا يعرفون، فإن الاندماج البارد هو وسيلة لإنتاج الطاقة - بنفس الطريقة التي تنتج بها الشمس طاقتها: من خلال اندماج نواتين ذريتين وإنشاء ذرة جديدة. تطلق مثل هذه العملية الكثير من الطاقة، لذلك يرغب الجميع في معرفة كيفية القيام بذلك. المشكلة هي أنه ليس من قبيل الصدفة أن درجة حرارة الشمس لا تقل عن بضعة ملايين من الدرجات المئوية. يولد الاندماج الكثير من الحرارة، وهو غير عملي على الأرض، باستثناء القنبلة الهيدروجينية النووية الحرارية.

لكن هذين الباحثين زعما أنهما تمكنا من إيجاد طريقة للقيام بذلك في درجة حرارة الغرفة! وقد أحدث هذا ضجة كبيرة في العالم العلمي. حاول الجميع إعادة إنتاج تجربتهم، ولكن سرعان ما أصبح من الواضح أن جميع التجارب تفشل. كشف الفحص الدقيق أن التجربة الأصلية كانت معيبة. لكن لم يطلق أحد (أو بالأحرى لا أحد تقريبًا) على هؤلاء الأساتذة لقب "المشعوذين". وكان من الواضح أنهم لم يحاولوا عمدا تضليل العلماء الآخرين.

ومن ناحية أخرى، هناك رجل في الولايات المتحدة اسمه دينيس لي. يقوم دينيس لي بتسويق مولد كهربائي لعملائه، والذي يدعي أنه ينتج الكهرباء، دون مصدر وقود خارجي. وهذا يعني بدون خزان بنزين أو ديزل أو خلية كهروضوئية لامتصاص أشعة الشمس أو شيء من هذا القبيل. إذا كان هذا يبدو مألوفًا لأي شخص، فنعم - إنها آلة Perpetum الرائدة، وهي آلة تنتج طاقة أكثر مما تستهلك، وتنتهك قانون الحفاظ على الطاقة.

الكثير من الناس يتهمون دينيس لي بأنه محتال، ويمكنك أن ترى السبب. لدينا كل الأسباب التي تجعلنا نعتقد أن دينيس يعرف أن آلته لا تعمل عندما يبيعها للناس، وقد قضى بالفعل فترة في السجن بسبب ذلك. وقد أدين في محكمة قانونية، وهناك أوامر تمنعه ​​من بيع جهازه. المنتجات في جميع أنواع الولايات في الولايات المتحدة. هذا لا يمنعه من جني الكثير من المال من هذه الخدعة، بالمناسبة، حوالي عدة ملايين من الدولارات حتى الآن. طريقته مثيرة للاهتمام للغاية: فهو لا يبيع المولد نفسه، لأنه سيتم إلقاؤه في السجن على الفور. إنه يبيع فقط الحقوق المستقبلية لأرباح المولد. وبهذه الطريقة، يكسب المال من الأشخاص الذين يعتقدون أنهم سيصبحون أثرياء يومًا ما، ولا يزال قادرًا على التهرب من تطبيق القانون.

إذن كيف يمكنك التعرف على المحتال؟ كيف تعرف أن تقول: "إنه مخترع أو عالم ارتكب خطأ" أو "إنه محتال يحاول الربح على حساب الآخرين".
وهذا ليس تمييزا بسيطا. يمكنك القول، على سبيل المثال، أننا يمكن أن نكون الشخص الذي تمت إدانته في المحكمة - ولكن كانت هناك بالفعل حالات لم يكن فيها هذا صحيحًا.

على سبيل المثال، كان جون كيلي مخترعًا عاش في الولايات المتحدة منذ ما يزيد قليلاً عن قرن من الزمان. لمدة عشرين عامًا، خدع كيلي عشرات الآلاف من الأشخاص، ووعدهم بآلة يمكنها القيام بأعمال ميكانيكية ثقيلة، دون استثمار الطاقة. كما أظهر لهم هذه الآلة، وقد قامت بأشياء مذهلة - ثني عوارض حديدية، وتمزق حبال سميكة، وأشياء مثيرة للإعجاب للغاية. خلال مثل هذا العرض النموذجي، كان كيلي يسقط بضع قطرات من الماء في الماء، ثم يعزف على الكمان بجانبه: سيعود المحرك إلى الحياة ويقوم بعمله.

وصل سعر سهم شركته "My Keeley Motor Company" إلى حوالي 500 دولار. لكي نحصل على فكرة، هذه هي قيمة أسهم Google اليوم - وكانت قيمة الدولار في ذلك الوقت أعلى بكثير مما هي عليه اليوم). على مر السنين، كان هناك من اتهم كيلي بأنه محتال، بل وأحاله إلى المحكمة. لكن في المحكمة، كان كيلي على حق. لم يكن لدى القاضي فهم كبير للعلم، وبالتأكيد ليس للديناميكا الحرارية (الذي كان علمًا مبتكرًا للغاية في ذلك الوقت)، ولم يفهم أن ادعاءات كيلي كانت مستحيلة وأنه لا بد من وجود نوع من الخدعة هنا.

فقط بعد وفاة كيلي بصحة جيدة، بعد عدة سنوات من المحاكمة، اكتشف المستثمرون في شركته أن منزل كيلي بأكمله كان متصلاً بشبكة من أنابيب الهواء المضغوط التي تمر عبر جدران مزدوجة. وعثروا في الطابق السفلي على خزان ضخم للهواء المضغوط، يزن ثلاثة أطنان. تدفق هذا الهواء المضغوط عبر القنوات المخفية إلى محرك كيلي - وكان العزف مجرد تمويه لمنع المتفرجين من سماع صافرة الهواء المضغوط المنطلق.

على الرغم من أنه لا يمكنك التأكد أبدًا مما إذا كان شخص ما محتالًا أم لا، إلا أن هناك بعض الخصائص المشتركة بين المحتالين - خاصة في المجال العلمي - والتي يمكن أن تكون علامات تحذير لشخص يعرفهم، وتمنعهم من الوقوع في الفخ. سأقدم بعض هذه الميزات، وأمثلة صغيرة بجانبها. عادة ما يخلق المحتالون هالة من الغموض لأنفسهم.

إنهم مهتمون جدًا بخلق انطباع بين جمهورهم بأنهم مميزون، وأن هناك شيئًا غير عادي فيهم يسمح لهم بالنجاح
حيث يفشل كل الآخرين. يخلق السحرة مثل هذه الشخصية الغامضة لأنفسهم كجزء من عرضهم، ويقوم المحتالون بذلك كجزء من مهنتهم.

على سبيل المثال: كان هناك مخترع اسمه جوزيف بفاف، منذ حوالي ثلاثين عاماً، ادعى أنه اخترع محرك سيارة لا يحتاج للتزود بالوقود. بدلا من الوقود

كان هناك خليط غاز غامض لا يجب تغييره إلا كل بضع سنوات. ولإقناع المستثمرين بدعمه، ادعى باف (الذي كان من أصل مجري) أنه عمل في مفاعل نووي في الاتحاد السوفيتي عندما كان شابا، حيث تعرض لأسرار لا تصدق لم يتمكن من الكشف عنها لأي شخص آخر يمكن للروس أن يكشفوها. حطمه. لقد دفع الكثير من الأشخاص له الكثير من المال على مر السنين للحصول على حقوق هذا المحرك، لكن لم يرى أي منهم فلسًا واحدًا يستهلك منه. المحرك لم يعمل أبدًا كما وعد باف، حتى يوم وفاة المخترع. هالة "الرجل الذي عرف أسرار الروس" ساعدت باف كثيراً في إقناع المستثمرين بضخ المزيد والمزيد من الأموال فيه، على الرغم من إخفاقاته المستمرة.

يجب أن يعرف الفنان المخادع أيضًا المصطلحات العلمية، وهي اللغة التي يستخدمها العلماء لتوصيل الأفكار لبعضهم البعض. ليس من الضروري أن يعرف بالضبط معنى جميع الكلمات التي يستخدمها، ولكن عليه أن يستخدمها بالطريقة الصحيحة لإقناع المستمعين، الذين عادة ما يكونون جاهلين بالعلم أنفسهم، بأنه يعرف الكثير. والذي يفعل ذلك ببراعة اليوم، على سبيل المثال، هو توم بيردان - الأمريكي، الذي يدعي أنه اخترع آلة تنتج الكهرباء من لا شيء، من الفراغ الموجود بين الذرات في الهواء. وهذا بالطبع حاجز قيادي آخر مستحيل. لكن توم قادر على صياغة الجمل والمقالات التي، بالنسبة لأولئك الذين ليسوا على دراية بالعلم، ليست فقط غير مفهومة تمامًا

ولكنها أيضًا تبدو تمامًا كما ينبغي أن تبدو فكرة رائعة ومتطورة، مثل نظرية الكم على سبيل المثال.

إليكم الاقتباس: "إذا أشرنا إلى النواة غير الخطية فيمكن استنتاج أن طاقة الضغط في الفراغ يمكن استخدامها بواسطة آلية تحريك رباعية القنوات لتحقيق مرحلة متزايدة من الموجة الكهرومغناطيسية من الذرة استجابةً لذلك إلى إشارة صغيرة." نهاية الاقتباس. هذا الهراء يثير إعجاب أولئك الذين يحتاجون إلى الإعجاب بشكل كبير.

بالطبع عليك الحذر وعدم المبالغة، وإلا وقعت في الحفرة الخاصة بك. حاول محتال آخر، اسمه أوتيس كار، تسويق سفينة فضائية تقلع بدون وقود (نعم، بيربيتوم موبيليا)، وفي مقابلة إذاعية سُئل عن مدى سرعة تحرك سفينته الفضائية - بسرعة الضوء! أجاب.

وخارج النظام الشمسي؟ سأله الوسيط. ولم يحتار أوتيس : حتى ضعف سرعة الضوء !! لذلك عليك أن تفهم القليل، ليس الكثير، ولكن الحد الأدنى.

من الممكن أيضًا القبض على المحتالين والمحتالين، إذا انتبهت إلى التفاصيل الصغيرة. إن الاهتمام والإلمام بالمبادئ العلمية الأساسية يمكن أن يسمح لنا باكتشاف الأخطاء في "الأجهزة" التي يحاول المحتال بيعها. إحدى الحالات الكلاسيكية للمحتال الذي لم يعرف كيفية الاهتمام بالتفاصيل الصغيرة هي حالة تشارلز رادهفر، في فيلادلفيا قبل مائتي عام. قدم Redhafer للجمهور Perpetum الروتيني إلى حد ما، من نوع عجلة الغزل - مشابه جدًا لنوع Orpheus، ولكنه أصغر. لقد باع التذاكر للناس ليحظى بشرف رؤية آلته، لكنه لم يسمح لهم بلمسها أو فحصها. وفي إحدى المناسبات، جاء أحد المهندسين لينظر إلى العجلة، وأحضر معه طفله - صبي يبلغ من العمر حوالي 14 عامًا أو شيء من هذا القبيل في هذه المنطقة. لا بد أن الصبي كان ذكيًا جدًا، لأنه تمكن من ملاحظة شيء لم يره أحد من قبل.

كانت آلة ريدهافر تحتوي على ترسين: أحدهما كبير والآخر صغير. ادعى ريدهافر أن الأكبر سنا كان يدفع الأصغر ويدوره، لكن الصبي لاحظ أن علامات التآكل على أسنان العجلات لا تتناسب مع هذا الوصف. تشير علامات التآكل الموجودة على التروس إلى أن العجلة الصغيرة هي في الواقع هي التي تدفع العجلة الكبيرة! كان هذا هو المفتاح لاكتشاف الغش، وبعد أن أخبر الصبي والده بالاكتشاف، قام الأب بالتحقيق في الأمر بعمق وتبين أن هناك زنبركًا، تحت الآلة، هو الذي دفع العمل برمته.

أخذ راديفر أغراضه وهرب من فيلادلفيا إلى نيويورك، لكن يبدو أنه لم يتعلم درسًا لأنه نصب آلة جديدة هناك، وهناك أيضًا باع التذاكر للجمهور مقابل مشاهدته. لكنه لم يكن محظوظا حقا، وجاء مهندس يدعى روبرت فولتون إلى معرضه. كان فولتون رجلاً لامعًا، وكان له الفضل في بناء أول سفينة بخارية والعديد من الاختراعات الأخرى. عرف فولتون أيضًا كيف ينتبه إلى التفاصيل الصغيرة، وعندما استمع إلى العجلة أثناء دورانها، لاحظ أن الضجيج الذي تصدره الآلة لا يتطابق مع الضجيج الذي تصدره الآلة عادةً، وهو ضجيج دوري مستمر. كان الضجيج في هذه الحالة عشوائيًا تقريبًا، وخرج عن الترتيب. واستنتج من ذلك أنه ليس محركًا عاديًا، ولكن هناك من يديره من الخارج - لأنه عندما يقوم شخص ما بتشغيل آلة، فإن الأمر لا يكون دوريًا أبدًا، فهناك دائمًا انحرافات عن معدل الدوران.

لذلك تحدى فولتون راديفر، معلنًا أنه سوف يفكك الاستوديو حتى يتمكن من الوصول إلى جوهر الأمر، وأنه إذا كان مخطئًا فسوف يدفع ثمن جميع الأضرار (لقد كان ثريًا جدًا، وذلك بفضل براءة اختراع السفينة البخارية). . قام فولتون بتفكيك الغرفة بالفعل، واكتشف خلف الجدار رجلاً عجوزًا يركب دراجة كانت عجلتها مربوطة بحبل رفيع بآلة ريدهافر. السبب وراء عدم دقة الرجل العجوز في جولاته هو أنه كان مشغولاً بتناول شطيرة.

بالمناسبة، في بعض الأحيان يمكن للعالم أن يكتشف شيئًا صحيحًا، لكنه سيكون مبتكرًا لدرجة أن علماء آخرين قد لا يفهمونه بشكل صحيح، ويعتقدون أنه مخطئ أو محتال. والمثال الكلاسيكي هو قصة روبرت جودارد. اليوم، يعتبر جودارد أبو علم الصواريخ، الرجل الذي ساهم أكثر من أي شخص آخر في تطوير الصواريخ الحديثة - جميع منصات إطلاق الأقمار الصناعية والسفن الفضائية، والصواريخ العسكرية، وما شابه ذلك. لكن قصته حزينة جدا. عمل جودارد على الصواريخ الأولى في عشرينيات القرن الماضي، وتوصل إلى استنتاجات مهمة جدًا ونظريات جيدة. ونشر مقالاً عن نتائج بحثه، وفي نهاية المقال كتب بالمناسبة أنه ربما في يوم من الأيام سيكون من الممكن استخدام مثل هذه الصواريخ لهبوط رجل على سطح القمر. وصلت هذه المقالة إلى يد رئيس تحرير القسم العلمي بإحدى الصحف فقرأها.

من المهم أن نفهم أن علم الصواريخ والقذائف معقد ويصعب فهمه. وحتى يومنا هذا، عندما تريد أن تقول باللغة الإنجليزية أن شيئًا ما يسهل فهمه، فإنك تقول: "لست بحاجة إلى أن تكون عالم صواريخ لفهمه". لذلك ربما تخطى هذا الصحفي جميع المعادلات المعقدة، ووصل إلى الفقرة المتعلقة بالقمر - وهذا ما فهمه. قال في نفسه: لا يوجد هواء في الفضاء، هناك فراغ، فكيف سيعمل الصاروخ؟ لا هواء؟ بعد كل شيء، الطائرة لا تستطيع الطيران إذا لم يكن هناك هواء، أليس كذلك؟ لذلك كتب أن روبرت أحمق ويتحدث هراء. وقرأ الجميع تلك الورقة، واكتسب جودارد سمعة باعتباره فاعلًا شريرًا، وتوقف الجمهور عن أخذه على محمل الجد.

واصل روبرت جودارد العمل، وحقق إنجازات مبهرة للغاية. قم ببناء الصواريخ وإطلاقها إلى ارتفاعات لم يحلم أحد بالوصول إليها بالطائرة في ذلك الوقت. لكن سمعته دمرت بالفعل، ولم يهتم به أحد. وفي إحدى المرات عندما أجرى تجربة على أحد صواريخه فاصطدم الصاروخ في أحد الحقول بسبب عطل - ظهر عنوان في الصحيفة "روبرت أخطأ القمر بثلاثمائة ألف ميل"!! ما الإهانات التي تعرض لها.

لكن ليس الجميع أغبياء، فقد قرأ العلماء الألمان بالفعل مقالاته وفهموا ما كان يكتب عنه. ثم أخذوا أفكاره وصنعوا بها صواريخ للجيش النازي، وكانت هذه الصواريخ تسمى V-1 وV-2، وقد أحدثت أضرارا فادحة في لندن في الحرب العالمية الثانية. ثم أدرك الجميع فجأة أن جودارد كان يعرف ما يتحدث عنه، وأشادوا به وأشادوا به قائلين إنه عبقري. لكنه كان ميتاً بالفعل، فما أهمية ذلك؟ قصة حزينة

إذن هذه مجرد لمحة بسيطة من تاريخ العلم، وأبرز العلماء والمشعوذين في هذا العالم. آمل أن تكون هذه المحاضرة قد جعلتك ترى عالم العلوم بطريقة مختلفة، ربما أكثر إثارة للاهتمام ومليئة بالدراما الصغيرة والقصص الجميلة.

مصدر

المقال مأخوذ من محاضرة ألقيتها في متحف العلوم في القدس، وهو أيضًا نص من المعرض "صناعة التاريخ!"، بودكاست نصف أسبوعي حول تاريخ العلوم والتكنولوجيا، أو على الموقع الإلكتروني لقد ادليت ضمن قسم "العلوم والتكنولوجيا".