ماهي الفيزياء

 الفيزياء فرعٌ من فروع العلوم الطبيعية، والتي تدخل في مجلات بحثٍ خاصةٍ وفريدةٍ وممتعة، ولها -كغيرها من العلوم- أساساتٌ وقواعدٌ وأصول، ويوجد العديد من الطرق لتعلمها وإتقانها.وتهتم الفيزياء بالعديد من القضايا التي تحاول تفسيرها وربطها ببعضها البعض، وتطرح الكثير من الأسئلة التي تولّد لنا إجابتها المزيد والمزيد من الأسئلة.

تعريف الفيزياء

بكلماتٍ بسيطةٍ علم الفيزياء: هو العلم الذي يهتم بدراسة المادة والطاقة، والتفاعلات فيما بينها. ويمكن وضع تعريفٍ أكثر دقةً بقولنا إن الفيزياء: هي العلم الذي يدرس الطبيعة أو (الأجسام الطبيعية)، والذي يتعامل مع قوانين وخصائص المادة، والهدف الذي يسعى إليه علماء الفيزياء هو إيجاد قوانين فيزيائية مكمّمة لتفسير مختلف الظواهر التي تحدث في عالمنا، وهذا العلم مبنيٌ على التجربة، والملاحظة، والقياس، والتحليلات الرياضية، ولكن لنتحدث أكثر عن المادة، والطاقة، والقوى المذكورة في هذه التعريفات

الطاقة

عادةً ما تُعرف الطاقة على أنها قدرة نظامٍ ما على إنجاز شغلٍ معيّن، ولو نظرنا حولنا لوجدنا أن كل عملية حركةٍ أو نموٍ في عالمنا تحتاج إلى طاقةٍ لإنجاز ما تقوم به من أشغال، فمثلاً تحتاج الكائنات الحية إلى الطاقة لتقوم بالعمليات الحيوية، والتي تأخذها من الطعام أو من عملية البناء الضوئي (كما في النباتات)، كما ينطبق ذلك أيضاً على الآلات التي يصنعها الإنسان، والتي تقوم بمهام مختلفةٍ معتمدةً على الوقود الأحفوري ومشتقاته كمصدرٍ للطاقة. وبالحديث عن الشغل، وجب علينا تعريفه أيضاً حيث إنه كميةٌ فيزيائيةٌ مهمةٌ، (والشغل هو الكمية الفيزيائية التي تُعبّر عن الطاقة اللازمة لقوةٍ ما لتحريك جسمٍ ما إزاحةً معينةً) وتوجد الطاقة على أشكالٍ عدة؛ مثل الحرارة، والطاقة الكيميائية والتي تنشأ بين الروابط الكيميائية، وطاقة الوضع، وطاقة الحركة، وغيرها. وتخضع الطاقة لمبدأ أساسيٍ جداً وهو قانون حفظ الطاقة، إذ إن الطاقة لا تفنى ولا تُستحدث، ولكن تتحول من شكل إلى آخر

المادة

ببساطة المادة هي "الشيء"، أي شيءٍ نتعامل معه هو مادة... أو لربما هذا هو انطباعنا الأول عن المادة، ولكن لو أردنا التحدث بشكلٍ دقيقٍ أكثر، فلربما يمكننا الاستعانة بإجابة نيوتن، والتي تُعدّ تعريفاً كلاسيكياً للمادة، ومفادها أنه لا شيء يمكنه التعبير عن المادة أكثر من الكتلة، فهي تعبّر عن مقدار المادة التي تحتل فراغاً ما (أي مقدار ما يحويه الجسم من مادة)، علاوةً على ذلك، فإن الكتلة محفوظةٌ؛ أي أنها لا تفنى ولا تُستحدث لكن لو أردنا استخدام تعريفٍ عصريٍ وحديثٍ أكثر فوجب ذكر معادلة آينشتاين الشهيرة، حيث صدرت في عام 1905 النظرية النسبية الخاصة، وتتضمن حقيقة أن الطاقة ليست إلا كتلةً مضروبةً بمعاملٍ ما (وهذا المعامل هو سرعة الضوء في الفراغ)، ويجدُر ذكر أن الطاقة كميةٌ محفوظةٌ إذا كنا نتحدث عن أنظمةٍ فيزيائيةٍ مغلقة. كما أن الكتلة تتحول إلى طاقة، والطاقة تتحول إلى كتلة أو مادة، وهذا الأمر واضحٌ جداً في المسارعات النووية.