الرئيسية / الفيزياء / المعادلات العشر التي غيرت العالم

المعادلات العشر التي غيرت العالم

المعادلات العشر التي غيرت العالم

استخدمت ألمع العقول في التاريخ الرياضيات لتأسيس كيفية قياسنا وفهمنا للكون، ومرة بعد الأخرى أثبتنا أن الأمر لا يأخذ سوى معادلة بسيطة لتغيير مسار البشرية، في هذه السلسلة نطرح عشر معادلات أحدثت ذلك بالفعل.

قانون الجذب العام لإسحاق نيوتن

يشرح قانون نيوتن سبب حركة الكواكب، وتأثير الجاذبية في كوكب الأرض أو في أنحاء الكون على حد سواء، تم طرحه أول مرة في جامعة «برنسيبيا The Principia» في شهر يوليو/حزيران لعام (1687) للميلاد، لقد كان هذا القانون يمثل معادلة مرجعية لما يقارب المئتي عام حتى جاء قانون النسبية العامة على يد ألبرت أينشتاين.

النسبية العامة لألبرت أينشتاين

أشهر النظريات التي شغلت أغلب وقت صاحبها، والتي كان لها صدى وقبول واسع في دراسة العلاقة بين المكان والزمان (الزمكان)، والتي طرحها لأول مرة في عام (1905) للميلاد، النظرية النسبية التي وبشكل جذري غيرت مسار الفيزياء وعمقت فهمنا لماضي الكون وحاضره ومستقبله.

نظرية فيثاغورس

هذه النظرية القديمة (تم تسجيلها حوالي 570-495 قبل الميلاد) هي مبدأ أساسي في الهندسة الإقليدية، وهي أساس تعريف المسافة بين أي نقطتين، وتصف نظرية فيثاغورس أيضًا العلاقة بين ضلعي مثلث قائم الزاوية يقع على سطح مستوٍ.

معادلة ماكسويل

مجموعة معادلات جيمس كليرك ماكسويل والتي تصف كيفية توليد وحدوث التغيرات في الحقول الكهربائية والمغناطيسية، عن طريق التيارات والشحن وعن طريق تأثيرهما ببعضهما، طرح هذه المعادلات بين عامي (1861-1862) للميلاد، وهي تمثل للكهرومغناطيسية الكلاسيكية ما تمثله قوانين نيوتن في الحركة والجذب العام للميكانيكا الكلاسيكية.

القانون الثاني في الديناميكا الحرارية

ينص قانون رودولف كلاوزيوس على أن الطاقة تنتقل دائمًا من التركيز الأعلى للتركيز الأقل، كما ينص أيضًا على أن الطاقة تخسر من كفاءتها كلما تغيرت بين أشكال الطاقة أو انتقلت أكثر، صيغ في عام (1865) فأدى إلى تطور تقني كبير متمثلًا في مجالات عديدة كمحركات الاحتراق الداخلي، التبريد الفائق وتوليد الكهرباء.

اللوغاريتمات

تم طرح اللوغاريتمات في بدايات القرن السابع عشر من قبل العالم جون نايبير كطريقة لتبسيط الحسابات، فهي تجيب على السؤال التالي: «كم مرة تتم مضاعفة العدد س للحصول على العدد ص؟»، استخدم الملاحون القدماء اللوغاريتمات كما استخدمها أيضًا العلماء والمهندسون، أما اليوم فتقوم بهذا العمل الحاسبات العلمية وأنظمة الحاسوب الرقمية.

حساب التفاضل والتكامل

تمثل المعادلة في الصورة تعريف الاشتقاق في الحسابات التفاضلية، والذي يعدُّ من أكبر الأفرع جنبًا إلى جنب مع التكامل، يقيس الاشتقاق المعدل الذي تتغير فيه كمية ما، كمثال لتوضيح ذلك؛ فإنك عندما تمشي بسرعة 2كم/ ساعة يعني ذلك أنك تغير موقعك 2كم في كل ساعة. وقد استخدمها نيوتن في القرن السابع عشر لتطوير قوانينه في الحركة وقانون الجذب العام.

معادلة شرودنغر

تصف هذه المعادلة كيفية تغير الحالة الكمومية لنظام كمومي مع الزمن، وقد تم تطويرها بواسطة العالم النمساوي إرفين شرودنغر في العام (1926) للميلاد، وهي تحكم سلوك الذرات والجسيمات دون الذرية في ميكانيكا الكم، مهدت معادلة شرودنغر الطريق للطاقة النووية، الشرائح الإلكترونية- microchips، المجهر الإلكتروني، والحاسوب الكمومي.

نظرية المعلومات

تعد نظرية المعلومات أحد فروع الرياضيات التطبيقية، التي تدرس ترميز المعلومات على شكل متواليات من الرموز، والسرعة التي يمكن نقل تلك المعلومات بها، تتضمن التطبيقات ضمن مواضيع نظرية المعلومات؛ ضغط البيانات (مصدر الترميز) Data compression وترميز القنوات- Channel coding.

نظرية الشواش (الفوضى)

تُعد نظرية الشواش أحد فروع الرياضيات والتي تدرس الأنظمة المعقدة التي تملك سلوكًا حساسًا جدًّا تجاه أي تغير ظرفي بسيط، تظهر في مضمونها كيف أن تغيرات بسيطة قد تقود لنتائج بمقياس أعظم بكثير، وتظهر في نظم عديدة تكاد تكون في جميع حقول الدراسات مثل الرصد الجوي، وعلم الاجتماع، والفيزياء، وعلم الحاسوب، والهندسة، والاقتصاد والأعمال، وعلم الأحياء، والفلسفة وعلم النفس.

إعداد: أمامة محمود
المصدر: https://futurism.com/images/ten-equations-changed-world