فيزياء الكم لأطفال في عمر السابعة | دومينيك ولمان | TEDxEastVan

في هذا الحديث الطريف، دومينيك ولمان يعطينا أربع مبادئ رئيسية لتواصل علمي سهل ويبسط الأسطورة حول فيزياء الكم بأنها صعبة للفهم، الأمر كله حول كيفية القيام بالشرح.

دومينيك ولمان هو فيزيائي، وحاز على جوائر في الكتاب في العلم. تلقى شهادة الدكتوراه في أجهزة فيزياء الكم من جامعة برمنغهام وهو يعمل حالياً في شركة D-Wave Systems، هي شركة حوسبة كمية في فانكوفر.دومينيك تربى وهو يقرأ كتب العلم، ويتذكر تماماً متعة اكتشاف الشرح المميز حول أن العلم يعلعمنا عن الأكون. إذا استطاع أن ينقل تسائله ومتعته للجيل القادم، سيعتبر أن عمله جيداً جداً.

ألقيت هذه المحادثة في حدث TEDx باستخدام صيغة مؤتمر TED، ولكن بتنظيمٍ مستقل من قبل المجتمع المحلي. لمعرفة المزيد تفضل بزيارة: http://ted.com/tedx

هل سبق ومررتم بهذه التجربة؟

تتحدثون مع أحد ما

ويخبروك عن موضوع يهتمون به للغاية

أو يعرفون عنه الكثير،

وأنت متابع معهم.

ثم، في مرحلة ما تدرك
أنك لم تعد تعي ما يقولونه.

واقفا هناك

مدركاً أنك لا تملك أدنى فكرة
عما يتحدثون عنه.

(ضحك)

لقد مررت بهذا تواً مع صديق
يعرف الكثير عن الاستثمار.

وهو أمر أجهل الكثير عنه،

هو أمر مهم بالطبع،
معلومات في غاية الأهمية

ولكنه بدأ يتحدث عن نوع
من محافظ الاستثمار المتنوعة -

وغيرها الكثير

(ضحك)

وللأسف الشديد، مضيت
دون أي معلومة مفيدة.

لذا، أعتقد أن هذا الموقف
مألوف لنا جميعاً،

ولحسن الحظ هناك عدة أشياء
يمكنك فعلها لتحسين هذا الموقف،

وهو ما سوف أتحدث عنه اليوم.

حسناً، أنا عالم.
أعمل في مجال الفيزياء الكمية.

وبالتالي، كنت على الجانبين
من هذا النوع من التواصل.

لقد كنت الشخص الذي يقوم
بشرح أمور معقدة لأحد ما،

كما كنت الطرف المتلقي

للعديد من النقاشات العلمية
الحادة مع زملائي.

عندما يحصل هذا النوع
من العطب في التواصل،

لاحظت شيئاً مثيراً للاهتمام،

وهو، بصفتك الشخص
الذي فقد القدرة على الفهم،

تشعر نوعاً ما بالذنب حيال هذا الأمر.

ولكم، فيما لو فكرت ملياً
ستجد أن هذا الشعور خاطئ تماماً،

فالأمر ليس ذنبك
إذ ستجد في تلك اللحظة،

أنه ما من شيء بوسعك فعله على الإطلاق
لتتمكن من الفهم بشكل أفضل.

ولكن هناك شيء بمقدرة الشخص الآخر فعله
لمساعدتك على الفهم.

من خلال إيجاد طريقة أفضل
لشرح ما يتحدث عنه.

وبناء على هذا -

خلال تجربتي في مجال العلوم،

وجدت أن الطريقة الوحيدة للنجاة
من مواقف مماثلة، هو امتلاكك الشجاعة

لإيقاف الشخص الذي يقوم
بالشرح بطريقة مهذبة،

والقول "عذراً، لا أفهم ما تقوله،"

ومن ثم المحاولة للعودة والبدء
من حيث فقدت قدرتي على الاستيعاب.

وهذا يتطلب قدراً قليلاً من الشجاعة

ذلك أنك تعترف نوعاً ما بجهلك
للموضوع المطروح.

لكنني أعتقد أنه لا بأس في ذلك وفي الواقع،
مخاوفي كانت غير مبررة على الإطلاق.

بشكل عام الناس يحترمونك
فيما لو كنت مهتماً بـ

معرفة المعلومة الصحيحة

أو مهتماً بـفهمها بالشكل الصحيح.

لذا، أعتقد أنه لا ينبغي علينا الشعور
بالسوء حيال عدم معرفة شيء ما

ولا حتى حيال طرح الأسئلة.

لذا أنا أقوم بالكثير من التواصل العلمي،

والعلوم لديها حقاً
مشكلة التواصل هذه

لأنه بشكل عام
موضوعها يكون معقدًا للغاية.

تعلمون، العلماء يتذمرون على الدوام

كيف أن أبحاثهم يتم طرحها بشكل
محرف من قبل وسائل الإعلام،

على سبيل المثال "شرب الخمر
يشفي من السرطان."

(ضحك)

بالمناسبة، هذا غير صحيح على الإطلاق.

لكنك من ناحية أخرى
بوسعك أن تفهم

كيف أن الصحافيين لربما يبالغون
في تبسيط الأمور أو يطرحونها بشكل مغلوط

لأنه، لشرح الأبحاث الحديثة،

أنت بحاجة إلى شهادة دكتوراه
مسبقاً في الموضوع،

وهذا ما لا يمكن أن نتوقع،
من الصحافيين أن يمتلكونه

في مختلف التخصصات العلمية.

لذا، أعتقد أن العالم سيكون أفضل حالاً
بوجود العديد من الأشخاص

الذين يجيدون التواصل العلمي بحق،

أشخاص يفهمون العلوم
وبوسعهم شرحها بطريقة

تمكن عامة الناس من استيعابها.

وهذا الأمر هام لعدة أسباب،

ولعلكم تدركون سبباً محدداً

وهو أن جميع الأبحاث العلمية
التي تجرى حول العالم

ممولة من أموال العامة.

لذا، سيكون جيداً فيما لو تمكن
عامة الناس من فهم

العمل الذي أنفقت أموالهم عليه.

ولكن بالنسبة لي، يوجد سبب إضافي هام
لتحسين التواصل العلمي

ذلك أنه ممتع.

الأبحاث التي تجرى مدهشة للغاية وسيكون
رائعاً لو تمكن الناس من الاستفادة منها.

على سبيل المثال مجال دراستي،
الفيزياء الكمية.

تخصص ممتع للغاية،

ولكنه يحظى بسمعة أنه بالغ الصعوبة.

وهذا صحيح، الأمور تصبح معقدة
عندما تمعن في التفاصيل،

ولكن هذا لا يعني أنه أمر لا يمكن
الحديث عنه على الإطلاق.

حسناً، دعونا نقوم بإحصاء للأيدي.

من لا يعرف ما هي الفيزياء الكمية يرفع يده.

لا تشعر بالسوء حيال عدم معرفتك.

ارفع يدك ولا تخجل من جهلك.

لا مشكلة في ذلك.

حسناً، حسناً.

الفيزياء الكمية هي الوصف
لأصغر الأشياء في الكون.

فإذا ما نظرت إلى ما هو أصغر من الخلايا،

وصولاً إلى مستوى الجزيئات، الذرات
والأجزاء المكوّنة للذرة،

الجسيمات دون الذرية
البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.

فهي تصف كيف يعملون سوية
ويتفاعلون مع الضوء.

والأمر المثير للاهتمام في الفيزياء الكمية

هو أنها تشكل القواعد الأساسية للكون،

رغم ذلك، ما يحدث فيها غريب للغاية.

لذا، سأخبركم عن بعض الظواهر
الخاصة بالفيزياء الكمية.

قد تكونوا سمعتم عن أحداها
وهي ثنائية الموجة الجسيمية.

بوسعكم تخيل جميع الجسميات دون الذرية،

هذه البروتونات، النيوترونات، والالكترونات
كما لو أنها كرات نطاطة صغيرة،

تقفز في الأرجاء وترتد عن بعضها.

وفي بعض الأحيان عليك معاملتهم
كما لو كانوا موجات متباعدة.

وأحياناً أخرى يقومون بالأمران معاً
وهو ما يصعب تخيله.

دعوني أبسطها لكم.

تخيلوا إسقاط واحدة من هذه
الكرات النطاطة في بركة ماء.

ستختفي الكرة،

ثم تظهر الموجات على سطح الماء.

والآن تخيلوا أن إحدى هذه الموجات
اصطدمت بعصاة.

ستختفي بقية الموجات جميعها،

وبجانب تلك العصاة فجأة
تظهر الكرة النطاطة مجدداً.

يبدو هذا غريبا للتفكير فيه،
أليس كذلك؟

لكنه السلوك الذي يحصل

طوال الوقت في مجال الجسيمات ما دون الذرية.

ظاهرة أخرى قد تكونوا سمعتم عنها
وهي النفق الكمي.

لنتخيل أنني رميت إحدى هذه الكرات
النطاطة صوب نافذة.

فسيجري الأمر على النحو التالي
ارتداد- اه عذرا-

سيكون، رمي، ارتداد ، التقاط-

رمي ، ارتداد، التقاط-

رمي-

ثم عبرت بالكامل من خلال النافذة.

لم تحطمها.
لم تتفاعل معها على الاطلاق.

إنما أصبحت فجأة
على الجانب الآخر من النافذة

وبإمكانكم رؤيتها تحلق بعيداً.

(ضحك)

فيما لو شاهدنا هذا،
سنظنه ضرباً من الجنون، أليس كذلك؟

ولكن هذا ما يحصل في مجال
الجسيمات ما دون الذرية دوماً.

وفي الواقع، هذا هو السبب الوحيد لوجودنا.

قد تعلمون أن الشمس،

تولد الطاقة من خلال
الإشعاعات النووية.

ويحدث الاشعاع النووي
باتحاد ذرتين من الهيدروجين

وتصادم البورتونات في نواتهما.

لولا وجود النفق الكمي،

لتصادمت هذه البروتونات دون حدوث شيء.

إلا أنه ما يحدث في واقع الأمر
أنها تندمج بفضل ظاهرة النفق الكمي،

وهذا ما يسمح لهما بالاشعاع
ويبث أشعة الشمس،

ولولا أشعة الشمس، لما كنا موجودين.

لذا، بوسعنا شكر النفق الكمي
على وجودنا.

ظاهرة أخرى تدعى التراكب.

وهي كلمة فاخرة للغاية،

لكن جُلّ ما تعنيه هو قدرة الشيء
على القيام بأمران متضادان في آن واحد.

على سبيل المثال،

بوسعي الدوران في هذا الاتجاه،

وبوسعي الدوران في الاتجاه المعاكس،

لكن تخيلوا لو كان بمقدوري

الدوران في كلا الاتجاهين معاً؟

(ضحك)

ليس بمقدورنا القيام بذلك، أو تخيله،

ولكن هذا ما تقوم الجسيمات
دون الذرية طوال الوقت.

وفي الواقع، نستطيع القيام بهذا نوعاً ما
على الأقل أجزاء منا يمكنها.

كأن تدخل جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي،

ما يقوم به هذا الجهاز هو إيجاد
كافة ذرات الهيدروجن في جسمك

وجعلها تدور حول نفسها
في كلا الاتجاهين معاً

وهذا التراكب.

هو ما يتيح لنا الرؤية داخل أجسام الناس،

لذا، من المثير للاهتمام أن هذه
الفيزياء تبدو مجردة إلى حد ما

وبعيدة عن حياتنا اليومية.

ورغم هذا، فهي تحدث طوال الوقت،
نحن مصنوعون من مواد كمية.

هذا يحدث في كل مكان حولنا.

وليست أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي
فحسب ما تستخدم تقنيات الفيزياء الكمية.

هناك الكثير من التقنيات التي وجدت

نتيجة فهمنا للفيزياء الكمية.

إحداها هو فهمنا لمادة السيليكون

الذي أتاح لنا اختراع رقائق السيليكون،

والتي تتواجد في كافة
أجهزة الحاسوب في العالم.

بالتالي، البنية التحتية للحوسبة
في العالم وجدت بأكملها

نتيجة فهمنا للفيزياء الكمية.

كما توجد في أشياء أخرى، كأشعة الليزر -
وهي مفيدة للغاية -

ومحطات الطاقة النووية.

وهناك هذه الإشاعة التي قد تكونوا
سمعتموها عن الفيزياء الكمية:

أنه لا أحد بوسعه حقاً
فهم الفيزياء الكمية.

حسناً، هذا خاطئ بالطبع.

نحن نفهم الفيزياء الكمية جيداً،

وستأمل بأننا نفعل

باعتبارها تشكل تكنولوجيا تصوير الرنين
المغناطيسي ومحطات توليد الطاقة الذرية.

ما يقصدونه بهذا القول

أنه حين ما نحاول تصور
شيء في ذهننا

بوسعه أن يكون جزئياً
وموجةً في نفس الوقت،

أو شيء يمكنه الدوران
في اتجاهين مختلفين معاً،

نجد هذا عصياً على التخيل في أذهاننا.

ولكن بإمكاننا وصف ذلك بشكل جيد
باستخدام الرياضيات.

من المذهل أن شيئاً بإمكانه أن يكون
مناف للمنطق من جهة،

ولكن عملي ومفيد للغاية من جهة أخرى.

أنا أستمتع حقاً بتوضيح العلم للناس.

أصنع فيديوهات يوتيوب
كما أكتب كتباً للأطفال

الذين تتراوح أعمارهم بين
السابعة والحادية عشرة عاماً،

وأحب كثيراً أن أنشط نفسي
أن لا أحبس العلم في ذاتي،

أحب أن أشرح أصعب الأمور
للأطفال في تلك الأعمار.

كفيزياء الكم وتكنولوجيا النانو
والنظرية النسبية وعلم الصواريخ،

تلك الأنواع.

وبوصولي للخلاصة

أنه بوسعك بطلاقة شرح
أي شيء لأي شخص،

لطالما أنت تمشي في الطريق الصحيح.

وقد جئت بمجموعة مبادئ
اتبعتها لفعل ذلك.

وسأقوم بمشاركتها معكم.

هذه هي مبادئي الأربعة
لتواصل علمي ناجح.

وأنا قلت علم، ولكنها صالحة
لأي تواصل عملي.

حسناً.

رقم واحد:

انطلق من المكان الصحيح.

جميعنا لدينا معارف مختلفة.

جميعنا لدينا ثقافة مختلفة.

ومهمتنا هو شرح المعلومات.

بشكل أنهم فعلياً يفهمون.

ليس جيدأ أن نترك تلك الفجوة
ونبدأ من أنهم يعرفون

لأنهم لن يمتكنوا من مواكبة الحديث.

من الجيد صياغة الملعومات
على الشكل الذي يفهمونه.

كيف نقوم بهذا؟

إنها ببساطة أن تسألهم ماذا
يعرفون عن الموضوع،

أو حتى بأن تبدأ الشرح وثم تسألهم،

"هل فهمت هذا؟،"
أو "هل هذا يحدث فرقاً؟"

وإذا كنت تتحدث لجمهور،

عليك أن تخمن بشكل صحيح،

وأسلوب رفع الأيدي يمكن
أن يكون مفيداً أيضاً.

من الجيد دائماً أن تتخطى الحذر.

الناس عادة لا يهتمون لسماع
معلومات يعرفونها مسبقاً.

حسناً.

المبدأ الثاني:

لا تتعمق كثيراً بالموضوع.

الناس عادة يأخذون قدراً معيناً
من المعلومات في كل مرة،

ويجب علينا أن نكون واقعيين في ذلك.

إذاً من الأفضل أن تشرح ثلاثة أشياء

سيقدر الشخص على فهمها وتذكرها

علاوةً من أن تنهال عليهم بكمية
كبيرة من المعلومات

لأن ذلك يبطل كل عملك الجيد
الذي بدأت به.

إذاً أنا بمقدوري أن استمر
في الحديث عن فيزياء الكم.

ولكن آمل بأني أعطيتك أمثلة
كافية تثير اهتمامك.

ويمكنك المضي وأنت مدرك لها.

حسناً.

رقم ثلاثة:

الوضوح يغلب الدقة.

إذاً عندما نشرح أشياء بأمثلة،

يكون الإغراء في إعطائهم الشرح
الأكثر دقة وعلمي،

ولكنهم يميلون لتطول بالشرح
وتعقده أكثر.

من الأفضل أن تبدأ بشرح بسيط

من الممكن أنه ليس عمليًا
بشكل صحيح،

ولكن اعتبرها نقطة البداية.

تخيل أنهم هنا والشرح الكامل هنا.

وكل ماعليك فعله هو أن تدلهم على الطريق.

على سبيل المثال، عندما كنت أتكلم
عن الدوران في أنظمة الكم،

الحقيقة أن ذلك الموضوع
معقد قليلاً،

أقصد دوران تلك الجسيمات الجزئية،

ولكن ما أخبرتكم به كان صورة وافية،

وإذا بقيتم مهتمين،

يمكنكم البحث عن التفاصيل لاحقاً.

حسناً.

رقم أربعة:

اشرح ما تعتقده ممتعاً.

(ضحك)

إذا هممت بشرح شيء لشخص ما،

من المؤكد هناك سبب لشرحك هذا.

إما أنه فائق الأهمية أو
أنه ممتع بشكل خارق.

وبقدر ما تستطيع أن تنقل لذلك الشخص،

بقدر ما يميلون لتذكره
ويجعلون له قيمة عندهم

ويمكنك فعل ذلك بطرق شتى.

إحداهم، أن تظهر شغفك لهذا الموضوع.

طريقة أخرى للعرض، تكمن بأمثله،
توضح كيف يرتبط هذا الموضوع بحياتنا.

مثلاً، فيزياء الكم: في كل وقت
تشعل به هاتفك،

تتذكر القوانين الأساسية
للكون لتقوم بعرضك -

(ضحك)

وتغرد بصورة لقطتك.

(ضحك)

تلك هي مبادئي الأربعة.

وأود أن أعرج على طرفة.

عندما أقابل ناسًا للمرة الأولى.

وأقدم نفسي وأقول أنا فيزيائي،

أحصل على ردة فعل مغايرة
للناس العاديين،

مثل، "أووه، فيزياء. لقد كنت
لا أفهم الفيزياء في المدرسة."

(ضحك)

وتحدث مراراً، ياله من عار.

العلم لا يكون بأن تكون جيد به أو لا.

يجب أن يكون فيما أنت مهتم.

إذا أنك تجد العلم مرعب
أو وجدت سابقاً هكذا،

أنا فقط أشعجك: يوجد الكثير
من المعلومات فاتتك في هذه الأيام.

فقط اختار الموضوع الذي يروقك،

ابحث عن بعض المراجع،

ومن هناك الحق فضولك.

شكراً.

(تصفيق)