Clerk Maxwell
نطرية نيوتن افترضت وجود "فضاء مطلق" بإعتباره حامل وناقل لمسارات إنتشار الضوء، مستقيمة ، ولكنها لم تضع شروط لمضمون ماهية الفضاء المطلق. هذا الامر قامت به نظرية Huygens. هذه النظرية تقول ان موجات الضوء تحتاج الى حامل او ناقل، تماما كما ان وجود الموجات يتطلب وجود الماء. هذا الحامل او الناقل اطلق عليه اسم " الاثير".

إفتراض الضوء كموجات تم إثباته في ستينات القرن الثامن عشر عندما قام الفيزيائي الاسكتلتندي Clerk Maxwell (1831-1879) بوضع معادلة عمل المجال الكهرومغناطيسي. بالارتباط مع ذلك اكتشف ماكسويل ان حقل المجال المغناطيسي ينتشر في الفضاء كالموجات، بالاضافة الى انه تمكن من حسب سرعة إنتشاره، وعندما ظهرت انها نفس سرعة الضوء التي إكتشفت قبله بقليل إستطاع ان يعلن ان الضوء هو حركة الموجات كهرومغناطيسية. بناء على هذه الاكتشافات الحاسمة لعصر ماكسويل توقف الفيزيائيين عن الخوض بموضوع الفراغ، بإعتباره موضوعا محسوما: لايوجد فراغ، ولكن فضاء ممتلئ بالاثير الغامض.


Albert A. Michelson
فكرة " الاتير" شكلت قاعدة انطلاق لمحاولات القياس التي كان علماء الفيزياء يحلمون بها عبر عصور وبالذات قياس سرعة الارض عبر الفضاء، اي سرعة "الاتير" في الفضاء المطلق. احدى الوسائل التي افترضوا مناسبتها لتحقيق الهدف، كان قياس سرعة الضوء في مختلف الاتجاهات.

الفكرة خلف اختيار هذه الطريقة ان الضوء، حسب النظرية، دائما ينتشر في مختلف الاتجاهات من خلال الاتير بسرعة ثابتة لاتتغير وسمة من سماته، بغض النطر عن حركة مصدر الضوء او مستقبله. ولكن إذا كانت الارض والناظر اليها يتحركون في الاتير ايضا يمكن للمرء من قياس سرعة للضوء لها علاقة بسرعة الارض وتوجهها. بمعنى انه إذا جاءت أشعة للضوء بإتجاه الارض وفي إتجاه سير الارض، فأننا سنقوم بقياس سرعة للضوء اقل من سرعة اشعة للضوء قادمة من لاتجاه المعاكس لسير الارض، هنا ستكون سرعة الاشعة اكبر. هذه الفرضية كانت خلفية لمجموعة من الاختبارات المشهورة في ثمانيات القرن الثامن عشر قام بها الفيزيائي الامريكي Albert A. Michelson, في البدء لوحده وفيما بعد بالتعاون من زميله Edward Morley. نتيجة القياسات كانت مفاجأة، إذ ظهر ان سرعة الضوء هي نفسها من مختلف الاتجاهات بغض النظر عن جهة حركة الارض. هذه النتائج تطلبت توضيحاً....


| Albert Einstein
التوضيح المقبول الاول الذي جرى تقديمه على نتائج التجارب اعلاه جاء من قبل الفيزيائي العبقري Albert Einstein (1879-1955), عندما وضع نظرية النسبية عام 1905. اينشتاين انطلق من ان جميع قوانين الفيزياء لاتتغيير بالنسبة لجميع الداخلين في الظاهرة المدروسة، الذين يتحركون بسرعة ثابتة بالنسبة لبعضهم البعض.

نظريته جاءت بالكثير من المفاجآت والتي تم لاحقا إثبات صحتها بالتجارب المختبرية، وقد تضمنت ان " الاتير" لاحاجة له. فرضية " الاتير" بإعتباره الفضاء المطلق لاتمثل إلا المادة في حركتها في حين تقدم نظرية النسبية العلاقة بين جميع الانظمة بالترابط مع حركتهم. من زاوية موضوعنا، يعني ذلك ان الضوء يستطيع ان ينتشر في الفضاء المحيط، وهذا في الحقيقة ماتوصلت اليه معادلة ماكسويل ايضا بالرغم من انه لا احد ،في حينه، تجرأ على القول بذلك. بإحالة الاتير الى التقاعد عاد النقاش حامياً حول مصطلح العدم ومما يتآلف.


Max Karl Ernst Ludwig Plank
منذ عام 1895 جرى التخلي عن نظرية الاتير، إذ ان الفيزيائي J.J. Thomson قد اكتشف الاليكترون، اول الاجزاء التي تم إثباتها من اجزاء الذرة. هذا الاكتشاف اظهر ان من سمات الطبيعة التكور على نفسها وليس السعي لملء الفراغات، لتأتي نظرية بلانك واضعة نهاية للقرن الثامن عشر ومؤشر على بدء عصر جديد. نظرية بلانك تقول بأنه ليس فقط المادة وانما ايضا الطاقة تتآلف من اجزاء. اجزاء الطاقة تسمى الكفانت وهي تمثل اصغر قدر من الطاقة يمكن تبادله بين المادة واشعة الحقل المغناطيسي، مثلا الضوء. بمساعدة نظرية الكفانت لبلانك، تمكن اينشتاين من شرح كيفية تحرير الالكترون من سطح مادة مضيئة، ومنه توضيح كيف ان طاقة الضوء تظهر لنا على شكل اجزاء تسمى الفوتزن.

نظرية الكفانت الجديدة ترابطت مع بنية الذرة وادت الى تغيير في رؤية علماء الذرة الكلاسيكية. المشكلة التي ظهرت الان هي القدرة على قياس هذا الوجود، من حيث ان المادة والطاقة يمكنهم ان يتواجدون فقط بكميات صغيرة، الامر الذي يشكل صعوبة على اجهزة القياس للإلتقاط هذا الوجود وقياسه. هذه المشكلة كانت مهداً لظهور افكار عظيمة.


Werner Karl Heisenberg

يتبع...