الرياضيات والهندسة

عباقرة علم الرياضيات

2009 الحقائق فقط (إختراعات واكتشافات)

ترجمة د. خالد مسعود شقير

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

الرياضيات والهندسة الفيزياء

أرخميدس السرقوسي، 287 – 212 قبل الميلاد

الجنسية: إغريقي

المهنة: عالم رياضيات

نبذة ذاتية: ولد أرخميدس في مدينة سرقوسة في صقلية وعمل فيها، مع أنه درس في الإسكندرية في مصر.

وقد قتل عندما احتل الجنود الرومان سرقوسة.

أشهر الاختراعات: بينما كان في حيرة من أمره لاختبار ما إذا كان

تاج ما مصنوعاً من الذهب الخالص، اكتشف أرخميدس «مبدأ دفع المائع»، وهو أن الجسم إذا ما وضع في المائع فإنه يزيح بمقدار كتلته من المائع. ويعرف هذا اليوم بـ«مبدأ أرخميدس».

لحظة الاكتشاف: تنسب عبارة «وجدتها» (Eureka) الأصلية إلى أرخميدس. فقد لاحظ ذات يوم وهو في حوض الاستحمام أن الماء ارتفع إلى الجوانب، أي أن جسمه أزاح الماء بمقدار كتلته. فاندفع إلى الشارع صائحاً "يوريكا» (وجدتها).

 

غاليليو غاليلي، 1564 – 1642

الجنسية: إيطالي

المهنة: عالم رياضيات

نبذة ذاتية: كان غاليليو ابناً لعازف موسيقي، وارتاد جامعة بيزا لدراسة الطب، لكنه في نهاية المطاف أصبح أستاذاً للرياضيات.

إبان الثلاثينيات من القرن السابع عشر (1630+)، اعتقلت الكنيسة الكاثوليكية غاليليو وسجنته بسبب آرائه العلمية.

لحظة الاكتشاف: تمكن غاليليو من وضع معادلة رياضية لوصف حركة الأجسام الساقطة.

وقد تكون قصة إسقاطه لأثقال متطابقة من الحديد والريش من برج بيزا المائل غير صحيحة، لكن غاليليو أثبت فعلاً أن كل الأجسام تتساقط بنفس السرعة مهما كان وزنها.

اكتشافات أخرى: كان عند غاليليو اهتمام كذلك بعلم الفلك. ومع أنه لم يخترع المقراب (telescope) إلا أنه بنى مقرابه الخاص سنة 1609.

وتمكن  من رصد الفوهات على قمرنا، واكتشف أكبر أقمار المشتري الأربعة، وكان أول من وصف حلقات زحل.

أشهر الاختراعات: يعد غاليليو على نحو كبير مؤسس العلم التجريبي الحديث. فقد وضع المبدأ القائل بأن على النظريات العلمية أن تعتمد على بيانات (قياسات) حاصلة عن التجارب.

 

السير إسحاق نيوتن، 1642 – 1727

الجنسية: إنكليزي

المهنة: عالم رياضيات

نبذة ذاتية: ارتاد «نيوتن» جامعة كامبردج سنة 1661، لكن انتشار الطاعون أدى إلى إغلاق الجامعة لسنتين وإعاقة دراسته.

وإبان هذه الفترة من التعطل القسري، توصل «نيوتن» إلى أفضل أفكاره. عين سنة 1667 أستاذاً للرياضيات في جامعة كامبردج.

يضم كتابا نيوتن «مبادئ الرياضيات» (1687) و«البصريات» (1704) معظم أعماله.

أشهر الاكتشافات: يشتهر «نيوتن» بنظريته عن الجذب العام التي تقول بأن هناك قوة جاذبة بين كل الأجسام في الكون وتسمى هذه القوة «الجاذبية».

واستعمل «نيوتن» نظريته في اكتشاف القوانين الرياضية التي تحكم حركة كل الأجسام في الكون الذي نعرفه.

وإن حركة أي جسم، سواء كانت لشاحنة نقل خفيفة أو لكوكب، يمكن تفسيرها وتوقعها بناء على ما يعرف بالفيزياء النيوتنية.

قصص عن نيوتن:

يعتقد أن نيوتن استنبط نظرية الجذب بعد مراقبته لتفاحة وهي تسقط من شجرة.

بينما كان يدرس الضوء، أقحم نيوتن إبراً غير مدببة في زاوية عينيه ليرى نوع التأثير الذي يخلفه حشر مقلتيه على بصره.

اكتشافات أخرى:

شرحت نظرية شاملة عن الضوء كيفية عمل العدسات وكيف يمكن فصل الضوء الأبيض إلى ألوان.

نظام من علم الحساب يدعى حساب التفاضل والتكامل.

بنى «نيوتن» مقراباً عاكساً استخدم مرآة منحنية ليعطي صورة أوضح.

أقوال حكيمة

«إن كنت قد رأيت أبعد من غيري، فذلك لأنني كنت أقف على أكتاف عمالقة». 

إسحاق نيوتن

عالِم

 

آلبرت آينشتاين، 1879 – 1955

الجنسية: أميركي سويسري ألماني

المهنة: موظف مكتبي وعالم رياضيات

نبذة ذاتية: ولد «آينشتاين» في ألمانيا وارتاد الكلية في زيورخ في سويسرا. حصل على وظيفة سنة 1901 في مكتب براءات الاختراع السويسري، وصار موطناً سويسرياً.

وفي أوقات فراغه عمل على حل مسائل رياضية صعبة. وحين صار عمله معروفاً عاد إلى ألمانيا.

رحل «آينشتاين» إلى الولايات المتحدة الأميركية سنة 1933، وصار مواطناً أميركياً سنة 1940.

أشهر الاختراعات: في مكان ما بين ابتكارات آينشتاين الرياضية تقع المعادلة البسيطة للطاقة، ط = ك × س2 (الطاقة = الكتلة×مربع سرعة الضوء).

ويعني هذا أن الكتلة (ك) يمكن تحويلها إلى طاقة (ط)، وأن كمية الطاقة ستكون مساوية للكتلة ضرب مربع سرعة الضوء (س2).

وتبلغ سرعة الضوء 300,000 كيلو متراً في الثانية، وتشكل الكتلة بذلك ضرب مربع سرعة الضوء كمية هائلة من الطاقة.

وتوجد معادلة آينشتاين ما يجري عند انفجار قنبلة ذرية.

لحظة الاكتشاف: استحوذت سرعة الضوء على أفكار آينشتاين. وكان ذات صباح متجهاً إلى عمله على متن حافلة عندما لمح ساعة مبنى البلدية.

ولاحظ أنه لو تسارعت الحافلة فجأة بمقدار سرعة الضوء لبدت الساعة متوقفة. وتقع الحركة النسبية بين الرائي والمرئي في صميم نظريتي «النسبية» لآينشتاين.

اكتشافات أخرى: لا يمكن تطبيق قوانين نيوتن للحركة رياضياً على الأجسام المتحركة بسرعة (بالقرب من سرعة الضوء).

وعملت نظرية آينشتاين «النظرية النسبية الخاصة» (1905) على توسيع الرياضيات لتشمل الأجسام المتحركة بسرعة عالية ثابتة.

وأضافت نظريته المسماة «النظرية النسبية العامة» (1916) توسعاً رياضياً ليشمل الأجسام المتسارعة بعجلة.

وبالإضافة إلى أنه بين ارتباط الكتلة والطاقة، بين آينشتاين كذلك ترابط المكان والزمن في مفهوم عرف باسم «البعد الزمكاني (الزمان المكاني)».

أقوال حكيمة

"ما يهم هو ألا نتوقف عن التساؤل. فللفضول في الوجود مبرر خاص".

آلبرت آينشتاين  

عالم رياضيات