العددان
Share Embed Flag
Download ePaper

العددان

publication publication

mrtamooh
22.10.2015 Views

ackground. cale املجلد 31 العددان 6/5 مايو/‏ يونيو 2015 eyscale version of the logotype is mended for use in newspapers and ations where only a single color is available high fidelity half-tone can be reproduced color May / June 2015 ngle color black and white versions should be here the full color version cannot be used for cal reasons, or where the legibility of the full ersion against a background is problematic. Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_RGB KFAS_LOGOTYPE_D_CMYK تصدر في دولة الكويت منذ عام 1986 عن Black KFAS logotype Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_BLACK Filename – K White KFA Filename – K Foundation for غارق the Advancement بحثاً‏ عن كنز of Sciences العددان /326 325 السعر:‏ 1.500 دينار كويتي طيران مستحيل فقط أضف ذاكرة طيور سنونو فوكوشيما بزوغ السماوات القصية معاجلة االكتئاب في املنبع

ackground.<br />

cale<br />

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

eyscale version of the logotype is<br />

mended for use in newspapers and<br />

ations where only a single color is available<br />

high fidelity half-tone can be reproduced<br />

color<br />

May / June 2015<br />

ngle color black and white versions should be<br />

here the full color version cannot be used for<br />

cal reasons, or where the legibility of the full<br />

ersion against a background is problematic.<br />

Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_RGB<br />

KFAS_LOGOTYPE_D_CMYK<br />

تصدر في دولة الكويت منذ عام 1986 عن<br />

Black KFAS logotype<br />

Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_BLACK<br />

Filename – K<br />

White KFA<br />

Filename – K<br />

Foundation for غارق the Advancement بحثاً‏ عن كنز of Sciences<br />

<strong>العددان</strong> /326 325 السعر:‏ 1.500 دينار كويتي<br />

طيران مستحيل<br />

فقط أضف ذاكرة<br />

طيور سنونو فوكوشيما<br />

بزوغ السماوات القصية<br />

معاجلة االكتئاب في املنبع

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي ‏)٭(‏<br />

Kuwait Foundation for the<br />

Advancement of Sciences (KFAS)<br />

تجُ‏ دد اتفاقيتها<br />

املوقعة عام 1983 مع<br />

The Abdus Salam International<br />

‏(٭٭)‏ (ICTP) Centre for Theoretical Physics<br />

Trieste - Italy<br />

بدعم مالي سنوي قدره مئة ألف يورو،‏ مت<br />

جتديد هذه االتفاقية ملتابعة إسهامات املؤسسة<br />

في دعمها مشاركة الباحثني العلميني العرب بدولة<br />

الكويت والدول العربية األخرى في أنشطة املركز<br />

العلمية التالية:‏<br />

: Post-doctoral Fellowship -1<br />

زمالة البحث هذه،‏ مدتها سنة ومتنح لباحث عربي<br />

شاب،‏ يعمل في دولة الكويت وحصل حديثا على<br />

الدكتوراه في أحد مجاالت تخصص املركز .ICTP<br />

: Diploma Students Programme -2<br />

مِ‏ نَحٌ‏ سنوية لثالثة طلبة عرب للمشاركة في<br />

.ICTP Postgraduate Programme<br />

في<br />

عالَمها الرقمي<br />

مجلة العلوم اإللكترونية<br />

منذ عام 2007 ميكن قراءة مقاالت ‏»مجلة العلوم«‏ قراءة كاملة على موقعها<br />

اإللكتروني:‏ www.oloommagazine.com<br />

وقد ضم هذا املوقع إصدارات مجلة العلوم منذ الشهر 1995/1، التي بلغت<br />

138 إصداراً.‏<br />

وبلغ عدد متصفحي مقاالت مجلة العلوم اإللكترونية في الشهر الواحد أكثر من<br />

خمسة آالف.‏<br />

وميكن لزائر موقع مجلة العلوم اإللكترونية:‏<br />

البحث عن كلمة معينة في عناوين املقاالت ونصوصها.‏<br />

البحث عن مقاالت مؤلف معني.‏<br />

البحث عن مصطلح معني في معجم مصطلحات مجلة العلوم التي<br />

بلغت ما يقرب من 10 آالف مصطلح،‏ حيث ميكن حتديد آخر موقعني<br />

في املجلة لذلك املصطلح.‏<br />

وعلى موقع مجلة العلوم اإللكترونية هناك رابط بعنوان:‏<br />

‏»إصدارات مجلة العلوم للقراءة فقط«،‏ ينقل القارئ إلى املوقع اإللكتروني<br />

ملؤسسة الكويت للتقدم العلمي:‏<br />

www.kfas.org<br />

وعلى هذا املوقع ميمُ‏ كِ‏ ن قراءة مقاالت مجلة العلوم بدءا من الشهر 2011 / 5<br />

باستخدام تقنية فالش لتقليب الصفحات .Flipping Flash Technique<br />

مركز عبدالسالم الدولي للفيزياء النظرية<br />

تريستا ‏)إيطاليا(‏<br />

: Abdus Salam Lectureship -3<br />

سلسلة محاضرات سنوية مدتها أسبوع يلقيها<br />

باحث علمي معروف عامليا،‏ ويعرض فيها أهم<br />

التطورات العلمية احلديثة.‏<br />

Supporting Scientists from Arab Countries -4<br />

to participate in the activities announced in<br />

ICTP’s Scientific Calendar:<br />

دعم زيارة املركز ICTP من قبل الباحثني<br />

العلمييني في الوطن العربي للمشاركة في<br />

األنشطة العلمية لهذا املركز واملعلن عنها في<br />

أجندته العلمية.‏<br />

ملزيد من املعلومات حول هذه االتفاقية يرجى<br />

االتصال باملؤسسة KFAS أو باملركز .ICTP<br />

MAJALLAT AL-OLOOM<br />

IN ITS DIGITAL WORLD<br />

<br />

<br />

<br />

‏(٭)‏ ص.ب 36252 الصفاة 31131 الكويت<br />

هاتف:‏ )569+( 41407222<br />

فاكس:‏ (965+)11407222<br />

wk.gro.safk@pio:liam-E<br />

gro.safk.www<br />

ylatI ,etseirT 41043 ,11areitsoC adartS ‏(٭٭)‏<br />

361 422 040 93+ xaF ;111 0422 040 93+ .leT<br />

ti.ptci.www ,ti.ptci@ofni_ics

the logotype is<br />

newspapers and<br />

a single color is available<br />

املجلد 31 <strong>العددان</strong> (2015) 6/5 reproduced ne can be<br />

326/325<br />

شارك في هذا العدد<br />

خضر األحمد<br />

مراسالت التحرير توجه إلى:‏ رئيس حترير<br />

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي<br />

شارع أحمد اجلابر،‏ الشرق - الكويت<br />

ص.ب : 20856 الصفاة،‏ الكويت 13069<br />

عنوان البريد اإللكتروني:‏ - oloom@kfas.org.kw موقع الوِ‏ ب:‏ www.oloommagazine.com<br />

هاتف:‏ )+965(22428186 - فاكس:‏ )+965(22403895<br />

اإلعالنات في الوطن العربي يتفق عليها مع قسم اإلعالنات باملجلة.‏<br />

d white versions should be<br />

r version cannot be used for<br />

ere the legibility of the full<br />

ackground is problematic.<br />

Black KFAS logotype<br />

Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_BLACK<br />

Advertising correspondence from outside the Arab World should be addressed to<br />

SCIENTIFIC AMERICAN 415, Madison Avenue, New York, NY 10017 - 1111<br />

Or to MAJALLAT AL-OLOOM, P.O.Box 20856 Safat, Kuwait 13069 - Fax. (+965) 22403895<br />

White KFAS logotype<br />

رئيس التحرير<br />

عدنان احلموي<br />

Filename – KFAS_LOGOTYPE_D_WH<br />

Britain<br />

ement of Sciences Cyprus<br />

France<br />

Greece<br />

Italy<br />

U.S.A.<br />

Germany<br />

₤<br />

CI<br />

€<br />

€<br />

€<br />

$<br />

€<br />

4<br />

2.5<br />

6<br />

6<br />

6<br />

6<br />

6<br />

سعيد األسعد<br />

علي األمير<br />

عمر البزري<br />

هيام بيرقدار<br />

عبدالناصر توفيق<br />

األردن<br />

اإلمارات<br />

البحرين<br />

تونس<br />

اجلزائر<br />

جيبوتي<br />

السعودية<br />

دينار<br />

درهم<br />

دينار<br />

دينار<br />

دينار<br />

فرنك<br />

ريال<br />

السودان<br />

سوريا<br />

الصومال<br />

العراق<br />

عمُمان<br />

فلسطني<br />

قطر<br />

جنيه<br />

ليرة<br />

شلن<br />

دينار<br />

ريال<br />

الكويت<br />

لبنان<br />

ليبيا<br />

مصر<br />

املغرب<br />

موريتانيا<br />

اليمن<br />

1.500<br />

2765<br />

1.7<br />

7<br />

30<br />

889<br />

250<br />

دينار<br />

ليرة<br />

دينار<br />

جنيه<br />

درهم<br />

أوقية<br />

ريال<br />

U.S $<br />

ريال<br />

5.4<br />

100<br />

1497<br />

1964<br />

2<br />

1.25<br />

20<br />

سعر العدد<br />

1.800<br />

20<br />

1.800<br />

2.5<br />

105<br />

206<br />

20<br />

عدنان احلموي<br />

إبراهيم خميس<br />

محمد سالمة<br />

محمد شاهني<br />

محمد شعيرة<br />

طالب عمران<br />

فوزي عوض<br />

عصام قاسم<br />

أحمد الكفراوي<br />

حامت النجدي<br />

> مراكز توزيع في األقطار العربية ‏]انظر الصفحة 76[.<br />

االشتراكات<br />

ترسل الطلبات إلى قسم االشتراكات باملجلة.‏<br />

للطلبة وللعاملني في سلك<br />

التدريس و/أو البحث العلمي<br />

لألفراد<br />

للمؤسسات<br />

45<br />

56<br />

112<br />

12<br />

16<br />

32<br />

مالحظة:‏ حتول قيمة االشتراك بشيك مسحوب على أحد البنوك في دولة الكويت.‏<br />

بزيارة موقع املجلة www.oloommagazine.com ميكن االطالع على مختلف إصدارات اعتبارا من العدد 1995/1،<br />

كما ميكن االطالع على قاموس مصطلحات منذ نشأتها باتباع التعليمات الواردة على الصفحة الرئيسية للموقع.‏<br />

ميكن تزويد املشتركني في بنسخة مجانية من قرص CD يتضمن خالصات مقاالت هذه املجلة منذ نشأتها عام 1986 والكلمات<br />

الدالة عليها إلى عام 2005. ولتشغيل هذا القرص في جهاز مُدعم بالعربية،‏ يرجى اتباع اخلطوات التالية:‏<br />

-1 اختر Settings من start ثم اختر Control Panel<br />

-2 اختر Regional and Language Options<br />

بالدينار الكويتي<br />

-3 اختر Arabic من قائمة Standards and Formats ثم اضغط OK<br />

حقوق الطبع والنشر محفوظة ملؤسسة الكويت للتقدم العلمي،‏ ويسمح باستعمال ما يرد في<br />

بالدوالر األمريكي<br />

شريطة اإلشارة إلى مصدره في هذه املجلة.‏

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

علم احلاسوب<br />

فقط أضف ذاكرة<br />

.M> ڤنترا>‏ - .Y> .V پرشني>‏<br />

محمد شعيرة<br />

حامت النجدي<br />

4<br />

ميكن للمكونات اإللكترونية التي تعمل كالعصبونات أن تؤدي إلى قفزة<br />

احلوسبة العظمى التالية.‏<br />

استكشاف<br />

بحثا عن كنز غارق<br />

.Ph> .J هيلتس>‏<br />

عدنان احلموي سعيد األسعد<br />

10<br />

يستخدم العلماء تقانات طريفة وغير مألوفة في اكتشاف مواقع سفن غارقة في أعماق<br />

البحار،‏ وانتشالها بدرجة عالية من الدقة حتاكي دقة عمليات التنقيب عن اآلثار.‏<br />

أنثروبولوجيا<br />

أهال بكم في العائلة<br />

‏<br />

أحمد الكفراوي<br />

هيام بيرقدار <br />

20<br />

إن الطريق من القرد القدمي للوصول إلى اإلنسان احلديث أعقد بكثير - وأكثر<br />

إثارة لالهتمام - مما تصوره أي إنسان.‏<br />

فيزياء اجلسيمات<br />

احلياة الداخلية للكواركات<br />

‏<br />

فوزي عوض عبدالناصر توفيق<br />

التحرير<br />

<br />

&<br />

26<br />

ماذا لو كانت أصغر مكونات املادة تؤوي فعليا عاملَاً‏ من اجلسيمات غير املكتشفة؟<br />

فلك<br />

بزوغ السماوات القصيّة<br />

.M> .D ليمونيك>‏<br />

خضر األحمد حامت النجدي<br />

التحرير<br />

&<br />

34<br />

من خالل حتديق العلماء في أجواء الكواكب البعيدة ألول مرة،‏ فإنهم يأملون<br />

بالعثور على عالمات على وجود حياة خارج املجموعة الشمسية.‏

‏»مجلة العلوم«‏ تصدر شهريًا في الكويت منذ عام 1986 عن ‏»مؤسسة الكويت للتقدم العلمي«‏ وهي مؤسسة أهلية ذات نفع عام،‏ يرأس مجلس إدارتها صاحب السمو أمير دولة الكويت،‏ وقد أنشئت عام<br />

1976 بهدف املعاونة في التطور العلمي واحلضاري في دولة الكويت والوطن العربي،‏ وذلك من خالل دعم األنشطة العلمية واالجتماعية والثقافية.‏ و»مجلة العلوم«‏ هي في ثلثي محتوياتها ترجمة ل»ساينتفيك<br />

أمريكان«‏ التي تعتبر من أهم املجالت العلمية في عالم اليوم.‏ وتسعى هذه املجلة منذ نشأتها عام 1845 إلى متكني القارىء غير املتخصص من متابعة تطورات معارف عصره العلمية والتقانية،‏ وتوفير معرفة<br />

شمولية للقارىء املتخصص حول موضوع تخصصه.‏ تصدر ‏»ساينتفيك أمريكان«‏ بثماني عشرة لغة عاملية،‏ وتتميز بعرضها الشيق للمواد العلمية املتقدمة وباستخدامها القيّم للصور والرسوم امللونة واجلداول.‏<br />

غبار نووي<br />

طيور سنونو فوكوشيما<br />

‏<br />

إبراهيم خميس محمد سالمة<br />

&<br />

التحرير<br />

42<br />

من املستغرب أننا ال نعلم حتى اآلن سوى القليل عن تأثير اجلرعات اإلشعاعية<br />

املنخفضة في كلٍّ‏ من الكائنات احلية والنظم البيئية.‏ بيد أنه بعد مرور أربع<br />

سنوات على كارثة فوكوشيما،‏ بدأ العلماء باحلصول على بعض اإلجابات.‏<br />

علوم عصبية<br />

معاجلة االكتئاب في املنبع<br />

.A> .M لوزانو>‏ - .H> .S مايبيرگ>‏<br />

علي األمير<br />

أحمد الكفراوي<br />

51<br />

قد تتولد عن التنبيه الكهربائي في باطن الدماغ طريقة عالجية حتتاج إليها<br />

بصورة ملحة اضطرابات املزاج الشديدة.‏<br />

العلم واملجتمع<br />

مستقبلنا الشفاف<br />

.D> .C دينت>‏ - .D> روي>‏<br />

عدنان احلموي عمر البزري<br />

58<br />

ما مصير مجتمعاتنا ومؤسساتنا في عالم خالٍ‏ من األسرار؟<br />

علم احلياة<br />

تطور استثنائي مذهل<br />

‏<br />

عصام قاسم محمد شاهني<br />

التحرير<br />

&<br />

64<br />

مرت األسماك البلطية مبدى استثنائي مذهل من تطور األنواع.‏ وتظهر<br />

أبحاث جينومية حديثة ما يعنيه ذلك ولِمَ‏ حدث.‏<br />

علم الطيران<br />

طيران مستحيل<br />

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

فقط أضف ذاكرة<br />

ميكن لألنواع اجلديدة من املكونات اإللكترونية،‏ التي هي أقرب إلى العصبونات<br />

منها إلى الترانزِستورات،‏ أن تؤدي إلى ‏»حوسبة ذاكرية )1( » أكفأ وأسرع كثيرا.‏<br />

.M> .D ڤنترا>‏ - .Y> .V پرشني>‏<br />

عندما كتبنا الكلمات التي تقرؤها اآلن،‏ فإننا طبعناها<br />

باستعمال أفضل احلواسيب التي توفرها التقانة حاليا،‏<br />

والتي تعتبر شديدة البطء وكثيرة هدر الطاقة أثناء معاجلتها<br />

للحسابات العلمية املهمة.‏ وهي منوذج جلميع األجهزة<br />

احلاسوبية املوجودة اليوم،‏ من الهاتف الذكي الذي بني يديك<br />

إلى احلواسيب العمالقة التي تبلغ تكلفتها ماليني الدوالرات<br />

وتعمل في أكثر مرافق احلوسبة تقدما في العالم.‏<br />

وفي الكتابة استعملنا محرر النصوص ،Word وهو برنامج<br />

جيد جدا رمبا تكون أنت من مستعمليه أيضا.‏ وعند كتابتنا<br />

للجملة ‏“عندما كتبنا الكلمات التي تقرؤها اآلن”،‏ كان على<br />

حاسوبنا أن ينقل مجموعة من الوحدان واألصفار - وهي<br />

طريقة متثيل احلاسوب للنص احملرر - من منطقة ذاكرة<br />

مؤقتة إلى موقع آخر،‏ هو وحدة املعاجلة املركزية (cpu) )2( ،<br />

عبر حزمة من األسلالك.‏ وحتوّل وحدة املعاجلة تلك البيانات<br />

إلى احلروف التي نشاهدها على الشاشة.‏ وللحفاظ على تلك<br />

اجلملة من التالشي عند إطفاء احلاسوب،‏ على البيانات التي<br />

متثلها أن تعود عبر حزمة األسلالك نفسها إلى ذاكرة أكثر<br />

استقرارا مثل القرص الصلب )3( .<br />

ويحصل هذا النقل ذو اخلطوتيني باالجتاهني ألن ذاكرة<br />

احلاسوب ال تستطيع حاليا معاجلة البيانات،‏ وال تستطيع<br />

وحدات املعاجلة حفظ البيانات.‏ وهذا توزيع شائع للعمل،‏<br />

وهو يحصل في أفضل احلواسيب التي تقوم بأسرع أنواع<br />

احلسابات املسماة معاجلة متوازية ،parallel processing<br />

وذلك باستعمال عدة معاجلات.‏ واملشكلة هنا هي أن جميع<br />

تلك املعاجلات تعتبر عرجاء بسبب هذه احملدودية.‏<br />

لقد عكف العلماء على تطوير طريقة لدمج ما كان سابقا<br />

غير قابل للدمج،‏ أي صنع دارات تتعامل مع األعداد وتخزنها<br />

في الوقت نفسه.‏ وهذا يعني االستعاضة عن عناصر دارات<br />

احلاسوب الشائعة التي من مثل الترانزستورات واملكثفات<br />

وامللفات مبكونات جديدة هي:‏ مقاومات ذاكرية )4( ،memristors<br />

)6(<br />

ومكثفات ذاكرية )5( ،memcapacitors وملفات ذاكرية<br />

.meminductors وهذه املكونات متوفرة حاليا بصيغة جتريبية،‏<br />

وقد ميكن جتميعها قريبا في نوع جديد من احلواسيب يسمى<br />

حاسوباً‏ ذاكرياً)‏‎7‎‏(‏ .<br />

وميكن للحواسيب الذاكرية أن تكون ذات سرعات ال نظير<br />

لها،‏ وذلك بسبب قدرتها املزدوجة.‏ فكل جزء من احلاسوب<br />

الذاكري ميكن أن يساعد على حساب نتيجة املسألة بطريقة<br />

جديدة من احلوسبة املتوازية احلالية العالية الكفاءة.‏ ونظرا<br />

Just Add Memory )(<br />

memcomputing )1(<br />

the central processing unit )2(<br />

hard drive )3(<br />

)4( املقاومة الذاكرية هي مقاومة تعتمد قيمتها على مقدار التيار الذي مرَّ‏ عبرها سابقا.‏<br />

)5( املكثفة الذاكرية هي مكثفة تعتمد سعتها احلالية على قيمة الشحنة التي خزنت<br />

فيها سابقا.‏<br />

)6( امللف الذاكري هو ملف يعتمد حتريضه احلالي على قيمة التيار الذي مرَّ‏ عبره سابقا.‏<br />

memcomputer )7(<br />

في جميع احلواسيب احلديثة تستعمل وحدة للعمليات<br />

احلسابية،‏ ووحدة ذاكرة منفصلة توضع فيها البرامج والبيانات.‏<br />

وتستهلك حركة البيانات املكوكية ذهابا وإيابا بينهما كثيرا من<br />

الوقت والطاقة.‏<br />

لكن تصميما جديدا،‏ يسمى حوسبة ذاكرية )1( ، يعمل بطريقة<br />

باختصار<br />

تشبه طريقة عمل العصبونات في الدماغ البشري،‏ حيث توجد كلتا<br />

وحدتي احلساب واخلزن ضمن الوحدة الفيزيائية نفسها.‏<br />

وميكن لهذا أن يعني قفزة كبرى في سرعة احلاسوب<br />

وكفاءته،‏ إضافة إلى بنيان حوسبة جديد.‏ لذا يحاول العلماء معرفة<br />

أفضل الطرق الستعمال مكونات احلوسبة الذاكرية املختلفة.‏<br />

(2015) 6/5<br />

4

ألن املسائل الصعبة حتمُ‏ ل بواسطة ذاكرة احلاسوب وتخزن<br />

مباشرة في هذه الذاكرة،‏ فإن ذلك يؤدي أيضا إلى اقتصاد<br />

الطاقة الالزمة حاليا لنقل البيانات ذهابا وإيابا ضمن<br />

احلاسوب العادي.‏ وميكن لهذا النوع اجلديد من بنيان<br />

احلوسبة أن يغير طريقة عمل جميع أنواع احلواسيب،‏ من<br />

الشيپات الضئيلة the tiny chips في هاتفك الذكي،‏ حتى<br />

احلواسيب الفائقة العمالقة.‏ إنه في احلقيقة تصميم قريب<br />

من طريقة عمل الدماغ البشري الذي يحفظ ويعالج البيانات<br />

في العصبونات )1( neurons نفسها.‏<br />

وسوف تكون آالت احلوسبة الذاكرية اجلديدة تلك<br />

سريعة جدا،‏ فهي تستغرق مجرد ثوان إلجراء حسابات<br />

حتتاج احلواسيب احلالية إلى عقود لتنفيذها.‏ وهي<br />

أيضا أصغر حجما وأقل استهالكا للطاقة الكهربائية.‏<br />

ولم تمُنبَ‏ حواسيب ذاكرية كاملة حتى اآلن،‏ لكن جتاربنا<br />

باستعمال املكونات اجلديدة تشير إلى أنه ميكن أن يكون<br />

لها تأثير كبير في تصميم احلواسيب واالستدامة الشاملة<br />

واستهالك الطاقة الكهربائية،‏ وفي مقدرتنا على إيجاد<br />

حلول ملسائل علمية مهمة.‏<br />

)(<br />

دماغ إلكتروني قليل استهالك الطاقة<br />

يحتاج نقل البيانات التي من مثل اجلملة التي كتبناها<br />

بواسطة البرنامج Word على احلاسوب إلى مقدار ضئيل<br />

من الطاقة وإلى جزء من الثانية.‏ لكن إذا فكرت فيما يحصل<br />

عندما تتضاعف الطاقة املبذولة نتيجة لذلك النقل جيئة وذهابا<br />

في التطبيقات احلاسوبية على نطاق عاملي،‏ وجدت أنها تصبح<br />

هائلة جدا.‏<br />

فقد ازدادت متطلبات الطاقة في املراكز احلاسوبية في<br />

العالم بني عامي 2011 و 2012 بنسبة مذهلة بلغت 58 في املئة.‏<br />

وال يقتصر ذلك على احلواسيب الفائقة فقط بل يشمل أيضا<br />

جميع األدوات في كل بيت،‏ من احلواسيب حتى األفران<br />

وأجهزة التلفاز التي حتتوي اآلن جميعا على بعض املقدرة<br />

احلاسوبية.‏ ويمُقدر استهالك قطاعي املعلومات واالتصاالت<br />

مجتمعيني من الطاقة الكهربائية حاليا مبا يقرب من 15 في<br />

املئة من االستهالك العاملي.‏ وبحلول عام 2030، سوف يكون<br />

استهالكمُ‏ اإللكترونيات املنزلية والشخصية من الطاقة في<br />

العالم مساويا االستهالكَ‏ املنزلي احلالي الكلي للواليات<br />

املتحدة األمريكية واليابان مجتمعتني،‏ وسوف تبلغ تكلفته 200<br />

بليون دوالر أمريكي سنويا.‏ وهذا االستئثار بالطاقة ليس<br />

قابال للدوام.‏<br />

وال ميكننا تصحيح ذلك بتقليص مقاسات الترانزستورات،‏<br />

وهي العناصر األساسية في اإللكترونيات الرقمية.‏ وتتوقع<br />

خارطة الطريق العاملية لتقانة أشباه املوصالت )2( أن تصل<br />

صناعة الترانزستور إلى طريق مسدود بحلول عام 2016 على<br />

األرجح،‏ ألنه ال ميكن إدخال مزيد من التصغير في مقاسات<br />

مواد املكونات املتاحة حاليا،‏ مع احلفاظ على قدراتها.‏<br />

وسوف يصل البحث العلمي في بعض املسائل امللحة<br />

أيضا إلى طريق مسدود.‏ فاملسائل املهمة،‏ التي من مثل<br />

التنبؤ بأمناط الطقس العاملية،‏ أو التنبؤ بحدوث أمراض في<br />

املجتمعات املختلفة باستقصاء قواعد بيانات جينومية كبيرة،‏<br />

سوف تتطلب املزيد واملزيد من الطاقة احلاسوبية،‏ ألنها ال ميكن<br />

أن تعالج إال بحوسبة شديدة التعقيد.‏ وهنا ميكن للحواسيب<br />

الذاكرية أن تقتصد كثيرا من الطاقة،‏ وذلك باجتنابها عملية<br />

نقل البيانات باستمرار بني وحدة املعاجلة املركزية والذاكرة،‏<br />

تلك العملية الباهظة التكلفة واملستنزفة للطاقة والوقت.‏<br />

طبعا،‏ ليست احلواسيب الذاكرية أولى أجهزة معاجلة<br />

املعلومات التي تقوم بالعمليات احلسابية والتخزين في<br />

مكان واحد.‏ فالدماغ البشري يفعل ذلك أيضا،‏ واحلوسبة<br />

AN ELECTRONIC, ENERGY-EFFICIENT BRAIN )(<br />

)1( أو:‏ النورونات.‏<br />

The International Technology Roadmap for Semiconductors )2(<br />

5 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

6<br />

املؤلفان<br />

Massimiliano Di Ventra<br />

‏‏ أستاذ في قسم الفيزياء بجامعة كاليفورنيا<br />

في سان دييكو.‏<br />

Yuriy V. Pershin<br />

‏‏ أستاذ مساعد في قسم الفيزياء والفلك<br />

بجامعة ساوث كاروالينا.‏<br />

الذاكرية تستمد إلهامها من ذلك العضو السريع الكفء<br />

القابع فوق أكتافنا.‏<br />

ووفقا للعديد من التقديرات،‏ يستطيع الدماغ البشري<br />

املتوسط إجراء نحو عشرة ماليني بليون عملية في الثانية،‏ وهو<br />

يستهلك لفعل ذلك من 10 إلى 25 واطاً‏ فقط.‏ أما احلاسوب<br />

الفائق،‏ فيحتاج إلى أكثر من عشرة ماليني ضعف من تلك<br />

الطاقة إلجراء القدر نفسه من العمل.‏ حتى إن احلاسوب ال<br />

يقترب من مقدرتنا على تنفيذ مهام معقدة من مثل تعرف<br />

األشياء - كفصل صوت كلب ينبح عن صوت سيارة متر<br />

في الطريق - على غرار ما نفعله في البيئة التي نعيش فيها<br />

املمتلئة بالضوضاء وغير القابلة للتنبؤ بها.‏ وخالفا ملا يجري<br />

في حواسيبنا الفائقة احلالية،‏ ال حتصل احلسابات في<br />

الدماغ في مكانني،‏ بل في العصبونات نفسها وعقدها )1( .<br />

ويعني النقل األقل للمعلومات تقليص استهالك الطاقة<br />

والوقت.‏ واحلاسوب يستطيع إجراء احلسابات،‏ واحدة تلو<br />

أخرى،‏ على نحو أسرع مما يستطيعه البشر،‏ لكنه يحتاج إلى<br />

عدد هائل من الترانزستورات لفعل ذلك.‏<br />

وتعتمد احلواسيب عادة على استعمال تغذية كهربائية<br />

منفصلة لكل من البرامج والبيانات،‏ وذلك ملنعها من التداخل<br />

معا أثناء املعاجلة.‏ فالتغيرات الفيزيائية في الدارة الناجمة<br />

عن البيانات اجلديدة،‏ التي من مثل األحرف املكتوبة بواسطة<br />

البرنامج ،Word ميكن أن تخرب أو تغير البرنامج أو البيانات.‏<br />

وميكن درء ذلك إذا أمكن لعناصر دارة املعالج أن ‏»تتذكر«‏<br />

آخر شيء فعلته،‏ حتى بعد فصل التغذية الكهربائية.‏ وحينئذ<br />

تبقى البيانات سليمة.‏<br />

)(<br />

ثالثة أجزاء من آلة جديدة<br />

وهذا هو ما تستطيع فعله عناصر احلوسبة الذاكرية:‏<br />

معاجلة البيانات وخزنها بعد انقطاع الكهرباء.‏ وأحد هذه<br />

املكونات اجلديدة هي املقاومة الذاكرية.‏ ولفهم عملها،‏ تخيل<br />

أنبوبا يتغير قطره تبعا الجتاه سريان املاء فيه.‏ فعند سريان<br />

املاء من اليمني إلى اليسار،‏ يتسع األنبوب ويسمح لكثير من<br />

املاء باملرور عبره.‏ وعند سريانه من اليسار إلى اليمني،‏ يضيق<br />

ويقل مقدار املاء املار فيه.‏ وحني انقطاع املاء،‏ يحتفظ األنبوب<br />

بآخر قطر له،‏ أي إنه يتذكر آخر مقدار للماء مر فيه.‏<br />

استعضنْ‏ اآلن عن املاء بالتيار الكهربي،‏ وعن األنبوب<br />

مبقاومة ذاكرية تتغير حالتها تبعا لكمية التيار املائي املار<br />

فيها كما يغير أنبوب املاء قطره - األنبوب األوسع يتصف<br />

مبقاومة كهربائية أقل،‏ واألنبوب األضيق يتصف مبقاومة<br />

أكبر.‏ وإذا اعتبرت املقاومة عددا،‏ واعتبرت تغيُّرها عملية<br />

حسابية،‏ كانت املقاومة الذاكرية عنصر دارة يستطيع معاجلة<br />

املعلومات ثم االحتفاظ بها بعد انقطاع التغذية الكهربائية.‏<br />

إن املقاومة الذاكرية تستطيع اجلمع بني عمل وحدة املعاجلة<br />

وعمل الذاكرة في مكان واحد.‏<br />

لقد أتى ‏ ‏]مهندس كهرباء في جامعة<br />

كاليفورنيا ببيركلي[‏ بفكرة املقاومة الذاكرية في سبعينات<br />

القرن العشرين.‏ وفي ذلك الوقت،‏ لم تبدمُ‏ نظريته عملية.‏<br />

فاملواد التي استعملت لصنع الدارات لم تكن حتتفظ بآخر<br />

حالة لها كأنبوب املاء التخيلي،‏ ولذا بدت الفكرة عقيمة.‏ لكن<br />

على مر العقود،‏ استطاع املهندسون وعلماء املواد حتقيق<br />

مزيد من السيطرة على مواد الدارات التي صنعوها،‏ وذلك<br />

بإضفاء خواص جديدة عليها.‏ وفي عام 2008، أنتج<br />

‏ وزمالؤه لدى الشركة Hewlett-Packard عناصر<br />

ذاكرة ميكنها تغيير قيمة املقاومة واالحتفاظ بها بعد التغيير.‏<br />

فقد قاموا بتركيب مادة من ثنائي أكسيد التيتانيوم وصنعوا<br />

منها عنصرا كهربائيا ال يزيد عرضه على بضع عشرات من<br />

النانومترات )2( . وفي مقالة في مجلة )3( Nature ، بَنيّ‏ العلماء أن<br />

ذلك العنصر قد احتفظ بحالة حتددت بالقيمة السابقة للتيار<br />

الذي مر فيه.‏ وأصبح األنبوب التخيلي حقيقة.‏<br />

وقد تبني أنه ميكن صنع تلك العناصر من مواد مختلفة<br />

كثيرة،‏ وأنها ميكن أن تكون مبقاسات من رتبة بضعة<br />

نانومترات.‏ وتعني املقاسات الصغيرة إمكان حشر الكثير من<br />

تلك العناصر ضمن مساحة محدودة،‏ ولذا ميكن وضعها في<br />

أي نوع من التجهيزات.‏ وميكن صنع كثير من تلك العناصر<br />

في مرافق صناعة أشباه املوصالت نفسها التي نستعملها<br />

اآلن لصنع املكونات احلاسوبية؛ ولذا ميكن إنتاجها على<br />

نطاق صناعي.‏<br />

واملكون الرئيسي اآلخر الذي ميكن استعماله في احلوسبة<br />

THREE PARTS OF A NEW MACHINE )(<br />

synapass )1(<br />

)2( nanometers؛ النانومتر جزء من بليون جزء من املتر.‏<br />

)3( مجلة Nature هي مجلة علمية مرموقة متعددة التخصصات تصدرها مجموعة نيتشر<br />

للنشر Nature؛ Publishing Group وهذه املجموعة تمُصدر أيضا مجلة Am. ،Sc. ومجلة<br />

العلوم هي الترجمة العربية لهذه املجلة منذ عام 1986.

الذاكرية هو املكثفة الذاكرية .the memcapacitor<br />

إن املكثفات العادية هي عناصر تخزن شحنات<br />

كهربائية من دون أن تغير حالتها أو سعتها،‏<br />

مهما كان مقدار الشحنة التي تتراكم فيها.‏<br />

وهي تستعمل في احلواسيب احلالية عموما<br />

في نوع خاص من الذاكرة يسمى الذاكرة<br />

الديناميكية ذات النفاذ العشوائي (DRAM) )1(<br />

التي تخزن برامج احلاسوب في حالة تأهب<br />

بحيث ميكن نقلها بسرعة إلى وحدة املعاجلة<br />

عند استدعائها.‏ أما املكثفة الذاكرية،‏ فال تخزن<br />

الشحنات فحسب،‏ بل تغير سعتها أيضا تبعا<br />

آلخر جهد كهربائي طبق عليها.‏ وهذا يضفي<br />

عليها القدرة على اخلزن واملعاجلة.‏ ونظرا<br />

ألن املكثفة الذاكرية تخزن شحنات،‏ أي طاقة،‏<br />

فيمكن تدوير الطاقة أثناء احلوسبة،‏ وهذا ما<br />

يساعد على تقليل استهالك الطاقة الكلي.‏<br />

‏)وعلى النقيض من ذلك،‏ تستهلك املقاومات<br />

الذاكرية جميع الطاقة التي توضع فيها.(‏<br />

وتتوفر في األسواق حاليا أنواع من املكثفات<br />

الذاكرية املصنوعة من مواد فرّوكهربائية<br />

ferroelectric غالية الثمن نسبيا،‏ وهي تستعمل<br />

خلزن البيانات.‏ وتقوم مختبرات األبحاث أيضا<br />

بتطوير مناذج ملكثفات ذاكرية من السليكون<br />

الرخيص الثمن،‏ وذلك خلفض تكلفة تصنيعها<br />

مبا يسمح باستعمالها في احلوسبة.‏<br />

وامللف الذاكري the meminductor هو<br />

العنصر الثالث في احلوسبة الذاكرية.‏ وهو ذو<br />

نهايتني،‏ ويخزن الطاقة مثل املكثفة الذاكرية،‏<br />

ويسمح بسريان التيار الكهربي فيه مثل<br />

املقاومة الذاكرية.‏ وهذا امللف متوفر حاليا في<br />

األسواق لكن بأحجام كبيرة إلى حد ما،‏ ألنه<br />

يعتمد على وشائع مغنطيسية سلكية كبيرة،‏ ولذا سوف يكون<br />

من الصعب استعماله في احلواسيب الصغيرة.‏ إال أن التقدم<br />

في علوم املواد ميكن أن يغير ذلك في املستقبل القريب،‏ على<br />

غرار ما حصل للمقاومة الذاكرية قبل بضع سنوات.‏<br />

وفي عام 2010، بدأنا مبحاولة إثبات أن احلاسوب الذاكري<br />

ميكن أن ينفذ احلوسبة على نحو أفضل مما يحصل في<br />

البنيان احلاسوبي احلالي.‏ وكانت إحدى املسائل التي ركزنا<br />

االهتمام فيها هي إيجاد طريقة للخروج من متاهة.‏ فقد بقيت<br />

برامج اخلروج من املتاهات مدة طويلة،‏ طريقه الختبار كفاءة<br />

مكونات<br />

ثالث لبنات بناء<br />

)(<br />

للحاسوب الذاكري<br />

تستعمل في الدارات الكهربائية احلديثة ثالثة مكونات تستجيب للمدخالت<br />

الكهربائية.‏ فاملقاومات تعيق التيار الكهربائي الذي مير فيها،‏ واملكثفات تخزن<br />

الشحنات الكهربائية،‏ وامللفات حتول التيار الكهربائي إلى حقل مغنطيسي.‏<br />

‏)تستعمل الترانزستورات في احلاسوب عادة بدال من املقاومات(.‏ وعند انقطاع<br />

التيار الكهربائي،‏ تعود تلك العناصر إلى حالتها األصلية.‏ أما مناذج احلوسبة<br />

الذاكرية من هذه املكونات،‏ فتحتفظ بحالتها بعد تغيرها،‏ ولذا تعتبر ‏»ذاكرة«‏<br />

تسمح بإجراء حسابات معقدة بسرعة كبيرة.‏ ‏)متثل اخلطوط احلمراء في األشكال<br />

التالية رموز تلك العناصر في الكهرباء.(‏<br />

مقاومة ذاكرية<br />

تغير هذه التجهيزة device قيمة مقاومتها تبعا لكمية التيار<br />

املار فيها،‏ وحتتفظ بآخر قيمة لها.‏ وبذلك تستطيع معاجلة<br />

البيانات واالحتفاظ بها على غرار الذاكرة.‏<br />

مكثفة ذاكرية<br />

ال حتتفظ هذه التجهيزة بالشحنات الكهربائية فقط بل تغير<br />

حالتها،‏ أو سعتها،‏ أيضا بناء على القيمة السابقة للجهد<br />

الكهربائي )2( املطبق عليها.‏ وهذا يعطيها القدرة على معاجلة<br />

البيانات وخزنها.‏ وميكن تدوير أي طاقة غير مستهلكة<br />

الستعمالها في عمليات حسابية أخرى،‏ وفي ذلك اقتصاد للطاقة.‏<br />

ملف ذاكري<br />

على غرار املقاومة الذاكرية،‏ تسمح هذه التجهيزة مبرور<br />

التيار الكهربائي فيها.‏ وهو كاملكثفة الذاكرية يخزن الطاقة<br />

أيضا.‏ ويسمح هذا اجلمع بني مرور التيار وخزن الطاقة<br />

للملف الذاكري مبعاجلة املعلومات وخزنها فيه بوصفه<br />

ذاكرة حاسوبية.‏<br />

العتاد احلاسوبي.‏ وتقوم اخلوارزميات املستعملة عادة في<br />

حل املتاهات باستكشاف املتاهة في خطوات صغيرة متتالية.‏<br />

وعلى سبيل املثال،‏ إحدى أفضل اخلوارزميات املعروفة في<br />

هذا املجال،‏ هي ما يسمى متتبع اجلدار .wall follower<br />

وهذا البرنامج ينتقل بحسابات متتالية مضنية من مدخل<br />

املتاهة إلى مخرجها متتبعا جدرانها عند جميع منعطفاتها<br />

ودوراناتها،‏ متجنبا األمكنة الشاغرة حيث تنتهي اجلدران.‏<br />

Three Memcomputer Building Blocks )(<br />

dynamic random-access memory )1(<br />

voltage )2(<br />

7 (2015) 6/5

لكن هذا النهج بطيء ألنه يقوم على البحث املتسلسل،‏ خطوة<br />

تلو أخرى.‏<br />

وقد أثبتنا باحملاكاة أن احلوسبة الذاكرية حتل مشكلة<br />

املتاهة بسرعة مذهلة.‏ تخيل شبكة من املقاومات الذاكرية<br />

التي توجد واحدة منها عند كل منعطف في املتاهة،‏ وجميعها<br />

في حالة مقاومة كبيرة.‏ فإذا طبقنا نبضة كهربائية واحدة<br />

بيني نقطتي الدخول إلى املتاهة واخلروج منها،‏ فإن التيار<br />

سوف مير عبر طريق احلل فقط،‏ ألنه سوف ميمُ‏ نع من اجلريان<br />

عند النهايات املسدودة في املسارات األخرى.‏ وحني جريان<br />

التيار،‏ فإنه سوف يغير قيم املقاومات الذاكرية التي مير فيها.‏<br />

وبعد تالشي النبضة،‏ سوف يكون حل املتاهة مخزونا في<br />

املقاومات التي تغيرت قيمها فقط.‏ وقد حسبنا وخزنا احلل<br />

بخطوة واحدة فقط،‏ ألن جميع املقاومات الذاكرية حتسب<br />

احلل على التوازي في الوقت نفسه.‏<br />

إال أن هذا النوع من املعاجلة املتوازية يختلف كليا عن<br />

الطرائق احلالية من احلوسبة املتوازية.‏ ففي احلاسوب<br />

املتوازي الشائع اليوم،‏ يقوم عدد كبير من املعاجلات بتنفيذ<br />

أجزاء مختلفة من البرنامج،‏ ثم تتصل تلك املعاجلات معا<br />

للخروج بالنتيجة النهائية.‏ وهذا ال يزال يتطلب الكثير من<br />

الطاقة والوقت لنقل البيانات بني املعاجلات ووحدات الذاكرة<br />

التابعة لها واملنفصلة عنها فيزيائيا.‏ أما في نظامنا للحوسبة<br />

الذاكرية،‏ فهذا ببساطة ليس ضروريا.‏<br />

وفي الواقع،‏ تظهر مزايا احلوسبة الذاكرية عندما تطبق على<br />

واحدة من أصعب املسائل التي تواجهنا في علم احلاسوب،‏<br />

وهي حساب جميع خصائص سلسلة طويلة من األعداد<br />

الصحيحة.‏ وهذا هو التحدي الذي يواجه احلاسوب عند فك<br />

شيفرة رموز معقدة )1( . وعلى سبيل املثال،‏ أعطِ‏ احلاسوب<br />

100 عدد صحيح،‏ واطلب إليه أن يجد من بينها مجموعة<br />

جزئية واحدة على األقل مجموعها يساوي الصفر.‏ فعلى<br />

احلاسوب حينئذ اختبار املجموعات اجلزئية املمكنة كلها،‏<br />

وجمع أعداد كل منها.‏ أي إنه سوف يستقصي التشكيالت<br />

املمكنة كلها،‏ واحدة تلو أخرى،‏ وهذا يؤدي إلى زيادة أمُسّ‏ ‏يّة<br />

هائلة في وقت املعاجلة.‏ فإذا استغرق اختبار 10 أعداد ثانيةً‏<br />

واحدة،‏ فإن اختبار 100 عدد صحيح قد يستغرق 10 27 ثانية،‏<br />

أي ما يعادل ماليني التريليونات من السنني.‏<br />

وعلى غرار مسألة املتاهة،‏ ميكن للحاسوب الذاكري حتديد<br />

املجموعات اجلزئية كلها،‏ وحساب مجموع كل منها،‏ بخطوة<br />

واحدة فقط على نحو متوازٍ‏ فعال،‏ وذلك ألنه ليس عليه نقلها<br />

The Power of Memory ()<br />

decipher complex codes )1(<br />

كيفية عمل املقاومة الذاكرية<br />

)(<br />

قوة الذاكرة<br />

تستجيب املقاومة الذاكرية،‏ وهي أحد مكونات احلوسبة الذاكرية<br />

اجلديدة،‏ بطرق مختلفة ملستويات التيار الكهربائي املختلفة.‏<br />

وفيما يلي ثالثة تغييرات حتصل فيها ومتثل أساس الذاكرة<br />

حني االحتفاظ بها:‏<br />

مقاومة طبيعية<br />

حني مرور تيار كهربائي ضعيف في مقاومة ذاكرية،‏ تكون لها قيمة معينة<br />

عند ذلك التيار.‏ وقد جرى التعبير عن تلك القيمة هنا بعرض األنبوب.‏ وفي<br />

احلاسوب،‏ ميكن اعتبار املقاومة عددا يؤدي إلى عملية حسابية.‏ وعند<br />

انقطاع التيار الكهربي،‏ يبقى األنبوب بالعرض نفسه.‏<br />

ON<br />

ON<br />

ON<br />

OFF<br />

OFF<br />

OFF<br />

مقاومة منخفضة<br />

عند مرور تيار قوي في املقاومة الذاكرية،‏ تنخفض قيمتها على النحو املمثل<br />

بأنبوب أوسع.‏ ويعتبر هذا التغير عددا مختلفا عن ذلك املوجود في التشكيلة<br />

األصلية،‏ وهذا ما يسمح مبعاجلة املعلومات.‏ وعند انقطاع التيار الكهربائي،‏<br />

حتتفظ املقاومة الذاكرية بآخر قيمة لها،‏ وهذا ما يجعلها تعمل بوصفها<br />

ذاكرة.‏ أما في احلواسيب احلالية،‏ فتبقى املقاومات على حالتها األصلية.‏<br />

ON<br />

ON<br />

ON<br />

OFF<br />

OFF<br />

OFF<br />

مقاومة عالية ‏)تيار عكسي(‏<br />

ميكن لقيمة املقاومة الذاكرية أيضا أن تزداد إذا انعكس اجتاه التيار املار<br />

فيها،‏ وهذا ممثل بأنبوب أضيق.‏ ومرة أخرى،‏ ال يعود األنبوب إلى حالته<br />

األصلية حني فصل التيار الكهربائي،‏ وهذا ما يضيف إليه خاصية الذاكرة<br />

إلى جانب خاصية املعاجلة.‏<br />

تيار كهربائي<br />

ON<br />

ON<br />

ON<br />

OFF<br />

OFF<br />

OFF<br />

(2015) 6/5<br />

8

ذهابا وإيابا بني املعالج ‏)أو املعاجلات(‏ والذاكرة في سلسلة<br />

من اخلطوات املتتابعة.‏ وال يستغرق نهج اخلطوة الواحدة هذا<br />

سوى ثانية واحدة فقط.‏<br />

لكن,‏ على الرغم من هذه امليزات وعلى الرغم من أن<br />

املكونات قد صنعت في املختبرات فعال،‏ فإن شيپات احلوسبة<br />

الذاكرية لم تصبح متاحة جتاريا بعد.‏ ويجري حاليا اختبار<br />

مناذج أولية في مراكز أكادميية،‏ ومن قبل عدد قليل من<br />

املصنعيني،‏ وذلك ملعرفة ما إذا كانت التصاميم اجلديدة<br />

غير املجربة مالئمة بقدر كاف،‏ حني استعمالها على نحو<br />

متكرر،‏ لتكون بديال عن شيپات الذاكرة احلالية املصنوعة من<br />

الترانزستورات واملكثفات املعهودة،‏ واملستعملة في الذواكر<br />

USB وذواكر احلالة الصلبة.‏ وميكن لتلك االختبارات أن<br />

تستغرق مدة طويلة،‏ ألن املكونات يجب أن تعمل سنوات كثيرة<br />

من دون إخفاق كي تثبت صالحيتها.‏<br />

ونحن نعتقد أن بعض تصاميم احلوسبة الذاكرية ميكن<br />

أن يكون جاهزا لالستعمال في املستقبل القريب جدا.‏ على<br />

سبيل املثال،‏ اقترحنا في عام 2013، بالتعاون مع باحثني من<br />

جامعة البوليتكنيك في تورين بإيطاليا هما ‏<br />

و ،‏ مفهوما يسمى ذاكرة احلوسبة الديناميكية<br />

ذات النفاذ العشوائي (DCRAM) )1( . والهدف منه هو<br />

استبدال الذاكرة املعتادة التي توضع فيها البرامج والبيانات<br />

قبل استدعائها من قبل املعالج.‏ وفي هذه الذاكرة التقليدية،‏<br />

متمُ‏ ثَّل كل بتة bit من املعلومات التي يتألف منها البرنامج<br />

بشحنة تخزن في مكثفة واحدة.‏ وهذا يستدعي وجود عدد<br />

كبير جدا من املكثفات لتمثيل البرنامج الواحد.‏<br />

لكن إذا استعضنا عن تلك املكثفات مبكثفات ذاكرية،‏ أمكن<br />

متثيل جميع العمليات املنطقية املختلفة في البرنامج بعدد<br />

صغير جدا من املكثفات الذاكرية التي حتتل احليز نفسه الذي<br />

حتتله تلك الذاكرة.‏ إن املكثفات الذاكرية تستطيع االنتقال من<br />

عملية منطقية إلى أخرى آنيا تقريبا عندما نطبق عليها جهودا<br />

كهربائية مختلفة.‏ وميكن تنفيذ تعليمات احلوسبة التي من مثل<br />

y” “ELSE do z” ،“do x OR y” ،“do x AND مبكثفتني ذاكريتني<br />

فقط بدال من العدد الكبير من املكثفات والترانزستورات<br />

الثابتة العادية،‏ دون أن يكون علينا أن نغير البنيان الفيزيائي<br />

األساسي لتنفيذ الوظائف املختلفة.‏ وحاسوبيا يسمى هذا<br />

تعددية شكلية ،polymorphism أي قدرة العنصر الواحد<br />

على تنفيذ عمليات مختلفة تبعا لنوع إشارة الدخل.‏ ويتصف<br />

دماغنا بهذا النوع من التعددية الشكلية،‏ ولذا لسنا بحاجة<br />

إلى تغيير بنيانه لتنفيذ املهام املختلفة.‏ أما حواسيبنا احلالية،‏<br />

فلال متتلك هذه اخلاصية؛ ألن دارات معاجلاتها ثابتة.‏ وفي<br />

احلوسبة الذاكرية،‏ حيث حتصل احلسابات ضمن منطقة<br />

الذاكرة نفسها،‏ وتخزن نتائج احلسابات في املكان نفسه،‏<br />

ينعدم الوقت والطاقة الالزمان لنقل البيانات ذهابا وإيابا بني<br />

الذاكرة واملعالج.‏<br />

وميكن بناء هذه املنظومات بواسطة معامل التصنيع<br />

احلالية.‏ فهي ال حتتاج إلى قفزة تقانية كبرى.‏ أما ما<br />

ميكن أن يعوقها فهو احلاجة إلى تصميم برمجيات جديدة<br />

للتحكم فيها.‏ فنحن ال نعرف حتى اآلن ما هي أكثر أنواع<br />

أنظمة التشغيل كفاءة لقيادة هذه التجهيزات اجلديدة.‏ لذا<br />

يجب بناء التجهيزات أوال،‏ وبعدئذ ميكن اختبار البرمجيات<br />

واستمثالها )2( . وهذه هي عملية التصميم نفسها التي اتبعها<br />

علماء احلاسوب عندما صمموا أجهزتنا احلالية.‏<br />

وعلى العلماء أيضا إيجاد أفضل طريقة لدمج العناصر<br />

الذاكرية اجلديدة في حواسيبنا احلالية.‏ وقد يكون من املفيد<br />

اإلبقاء على املعاجلات احلالية للتعامل مع املهام البسيطة التي<br />

من مثل كتابة اجلملة االفتتاحية لهذه املقالة مبحرر النصوص<br />

،Word واستعمال عناصر احلوسبة الذاكرية في اآللة نفسها<br />

للعمليات التي هي أكثر تعقيدا واملستنزفة للوقت.‏ وحينئذ،‏<br />

سوف يكون علينا بناء التجهيزات واختبارها،‏ وتكرار بنائها<br />

واختبارها حتى اكتمال نضجها.‏<br />

ومن املغري أن نرى إالم سوف تقودنا هذه التقانة.‏ وبعد<br />

البناء واالختبار،‏ قد تكون بني أيدينا آلة صغيرة ميكن حملها<br />

باليد،‏ وتستطيع التعامل مع مسائل شديدة التعقيد من مثل<br />

تعرف األشكال ومنذجة مناخ الكرة األرضية بدقة كبيرة جدا.‏<br />

وذلك شيء ميكنها القيام به بخطوة حسابية واحدة،‏ أو ببضع<br />

خطوات،‏ بتكلفة وطاقة منخفضتني جدا.‏<br />

أفال تقف في الطابور للحصول على واحدة منها؟ ><br />

dynamic computing random-access memory )1(<br />

optimized )2(<br />

مراجع لالستزادة<br />

Missing Link of Electronics Discovered: Memristor, JR Minkel;<br />

ScientificAmerican.com, May 1,2008<br />

Putting Memory into Circuit Elements: Memristors, Memcapacitors, and Meminductors.<br />

M. Di Ventra, Y. V. Pershin and L. O. Chua in Proceedings of the IEEE, Vol. 97. 8, pages 1371-<br />

1372; August 2009.<br />

Experimental Demonstration of Associative Memory with Memristive Neural Networks.<br />

Yuriy V. Pershin and Massimiliano Di Ventra in Neural Networks, Vol. 23, No. 7, pages 881-886;<br />

September 2010.<br />

Solving Mazes with Memristors: A Massively Parallel Approach. Yuriy V. Pershin and<br />

Massimiliano Di Ventra in Physical Reviews E, Vol. 84, No. 4, Article No. 046703; October 14, 2011.<br />

The Parallel Approach. Massimiliano Di Ventra and Yuriy V. Pershin in Nature Physics, Vol. 9,<br />

pages 200-202; April 2013.<br />

Dynamic Computing Random Access Memory. F. L. Traversa et al. in Nanotechnology, Vol.<br />

25, No. 28, Article No. 285201; July 2014.<br />

Scientific American, February 2015<br />

9 (2015) 6/5

)(<br />

بحثا عن كنز غارق<br />

يستعمل العلماء اليوم تقانات غريبة<br />

في الكشف عن سفن غارقة في أعماق<br />

البحار،‏ وانتشالها بدقة عالية تضاهي<br />

دقة حفريات التنقيب عن اآلثار.‏<br />

.Ph> .J هيلتس>‏<br />

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

قبل ألفي سنة هبت عاصفة عاتية<br />

على سفينة رومانية في عرض البحر،‏<br />

فتقاذفتها الرياح لترتطم بجدار<br />

صخري شديد التحدر على الطرف<br />

الشمالي من جزيرة أنتيكايثرا<br />

Antikythera اليونانية النائية.‏<br />

وغرق املركب مبا كان يحمله<br />

من أطنان الكنوز والنفائس:‏<br />

من مسكوكات نقدية ومجوهرات<br />

ذهبية وعشرات التماثيل املرمرية<br />

والبرونزية،‏ إضافة إلى أداة برونزية بديعة<br />

تعمل بآلية منتظمة،‏ تعد اليوم بمنزلة أول<br />

حاسوب متاثلي )1( .<br />

واستقر احلطام في قاع البحر،‏ على عمق<br />

165 قدما،‏ لم ميس حتى عام 1900 عندما عثر<br />

عليه يوما غواصون ميتهنون صيد اإلسفنج،‏<br />

كانوا مزودين بعدة بسيطة ال تزيد كثيرا<br />

على خوذة وخرطوم طويل يصل إلى السطح<br />

للتنفس.‏ ولم يأل الغواصون جهدا للوصول<br />

إلى املركب البالي،‏ فقضى أحدهم في سبيل<br />

ذلك وأصيب اثنان آخران منهم بالشلل.‏<br />

IN SEARCH OF SUNKEN TREASURE )(<br />

analog computer )1(<br />

(2015) 6/5<br />

10

ولم تنطلق حملة االستكشاف التالية إال في عام 1976، عندما<br />

قام ‏ وفريق عمله باستكشاف املوقع مستعينني بجهاز<br />

الرئة املائية scuba للتنفس حتت سطح املاء.‏ وإلتاحة زمن كاف<br />

لعملية الصعود إلى السطح،‏ التي يتعني أن تكون بطيئة تفاديا<br />

من اإلصابة بداء شلل الغواص )1( - أي التمدد السريع لعنصر<br />

النتروجني )2( ‏)اآلزوت(‏ في اجلسم؛ مما قد يؤدي إلى تلف<br />

األعصاب واملوت،‏ فقد متكن الغواصون من البقاء في قاع البحر<br />

بضع دقائق عزيزة ال أكثر في كل عملية غوص.‏<br />

إالّ‏ أن فكرة الزمن احملدود للمكوث في قاع البحر تبددت<br />

في الشهر 2014/10 مع انطالق حملة استكشافية جديدة إلى<br />

جزيرة أنتيكايثرا،‏ عندما قفز املستكشف .Ph> شورت>‏ من<br />

مؤخرة القارب املستعار پيتروس آيرو Petros Iro مرتديا نظام<br />

تنفس محوسبا مزودا بخزانات ممُركَّبة يسمى جهاز التنفس<br />

املتجدد املغلق الدارة )3( . ومن شأن هذا اجلهاز أن يحد من<br />

معدل تراكم النتروجني في نسمُ‏ ج الغواص،‏ متيحا له التعامل مع<br />

السفينة الغارقة مدة ساعة ونصف قبل أن<br />

يرجع أدراجه إلى السطح.‏ ومع ذلك،‏ ال بد<br />

من أن تكون حركة الصعود بطيئة بعد هذه<br />

املدة الطويلة من الغوص.‏ وقد اصطحب<br />

‏‏ مجلة يقرؤها في أماكن التوقف<br />

املقررة له أثناء رحلة الصعود.‏ وفي غضون<br />

أسبوعني من عمليات الغوص،‏ كشف<br />

‏‏ وزمالؤه النقاب عن مختلف<br />

أنواع األجسام املرصعة بقشرة زينية:‏ من<br />

جِ‏ رار خزفية مزدوجة املقبض إلى حربة<br />

برونزية بطول سبع أقدام.‏<br />

وبعد رحالت الغوص العديدة ل‏<br />

وغيره،‏ قام ‏ ‏]من مؤسسة وودز<br />

هول لدراسة احمليطات[‏ )4( باختبار تقانة<br />

أكثر طرافة وغرابة؛ فارتدى،‏ وهو على منت<br />

إحدى سفن األسطول اليوناني املسماة<br />

ثيتيس ،Thetis منظومة غوص المعة<br />

منتفخة املظهر تسمى إكسوسوت )5( ،<br />

جعلته يبدو كأنه مزيج من شخصيتي<br />

)7(<br />

الرجل احلديدي )6( وبازّ‏ اليتيير<br />

اخلياليتني.‏ وعند الساعة 10:40 من صباح<br />

يوم مشمس نزل من السفينة ثيتيس إلى<br />

عباب البحر،‏ وغاص حتى عمق 200 قدم،‏<br />

أي على مقربة متاما من موقع السفينة<br />

الغارقة.‏ ويشار إلى أن منظومة الغوص<br />

هذه حتافظ على ضغط الهواء السطحي ثابتا،‏ فتتيح للغواصني<br />

البقاء حتت املاء ساعات عديدة،‏ ثم العودة إلى السطح مباشرة<br />

دومنا حاجة إلى التوقف...‏ أو القراءة.‏ وبسعادة غامرة عبَّر<br />

‏‏ عنها إثر عودته إلى السفينة هاتفا:‏ ‏»ال ينتابك أي<br />

)1( bends :the داء ينشأ عن االنتقال املفاجئ من جو عالي الضغط إلى جو عادي<br />

الضغط؛ مما يولد فقاقيع نتروجينية في الدم والنسج.‏ وهذا الداء يمُحدِ‏ ث ضيقا<br />

في الصدر وآالما في البطن واملفاصل،‏ وتشنجا وشلال،‏ وقد يفضي إلى املوت.‏<br />

ويسمى أيضا:‏ داء كيسون .caisson disease<br />

nitrogen )2(<br />

)3( rebreather :closed-circuit منظومة غوص للتنفس حتت سطح املاء متثل - السيما<br />

النموذج اإللكتروني منها - أحدث ما توصل إليه العلم في ميدان استكشاف أعماق<br />

البحار،‏ فهي تعيد تدوير إمداد الغاز املتاح فتطيل مدة الغوص أكثر بكثير مما<br />

تتيحه أجهزة الغوص التقليدية،‏ وينعدم فيها ظهور الفقاقيع واألصوات املصاحبة<br />

ألجهزة الغوص املفتوحة الدارة.‏ وتستعمل هذه التقانة،‏ إضافة إلى استعمالها<br />

حتت سطح املاء،‏ في جو الفضاء وفي البيئات السامة ‏)كما في منطقة يمُكافَح فيها<br />

حريق،‏ أو منجم جتري فيه عمليات إنقاذ(.‏<br />

Woods Hole Oceanographic Institution )4(<br />

Exosuit )5(<br />

Iron Man )6(<br />

)7( Lightyear Buzz ‏)التحرير(‏<br />

غدا ‏ أول<br />

إنسان يرود احمليطات<br />

مرتديا منظومة<br />

الغوص املعدنية<br />

،Exosuit التي تُبقي<br />

ضغط الهواء بداخلها<br />

معادال ملا هو في<br />

خارجها عند مستوى<br />

سطح البحر،‏ عدة<br />

ساعات،‏ حتى عمق<br />

1000 قدم.‏<br />

11 (2015) 6/5

إحساس بالضغط أو العمق؛ فإحساسك وأنت على عمق 50<br />

قدما كإحساسك وأنت على عمق 200 قدم،‏ سوى أن الظلمة<br />

أحلك عند العمق 200 مرة.«‏<br />

وال شك في أن املعدات التي استعملها ‏‏ و‏<br />

تدل على التقانات الرصينة املتاحة لعلماء البحار اليوم.‏ ومرد<br />

ذلك أنهم يسارعون،‏ بحذق وبراعة،‏ إلى تعديل ابتكارات تنتمي<br />

إلى ميادين اختصاصات أخرى وتسخيرها خلدمة أغراضهم<br />

ورفد قدراتهم؛ فمنظومة إكسوسوت مثال معدة في األصل<br />

لعمال أنفاق املياه وشبكات الصرف الصحي التي قد يبلغ<br />

طولها أمياال.‏ غير أن الشركة F. J. وايت للتعهدات )2( أدخلت<br />

تعديالت عليها لتتالءم مع أعمال سبر احمليطات.‏<br />

ونتيجة لذلك,‏ بات كثير من املواقع النفيسة املهمة،‏ التي كان<br />

الوصول إليها مستعصيا،‏ مفتوحة لالستكشاف،‏ وهي جتود -<br />

في غضون أسابيع فقط - باكتشافات كان حتقيقها،‏ إلى عهد<br />

غير بعيد،‏ رمبا يستغرق سنوات.‏ خذ مثال املوقع پاڤلوپيتري<br />

Pavlopetri في اليونان ‏)وهو موقع أقدم مدينة ساحلية مغمورة<br />

عثر عليها(،‏ حيث متكن غواصون،‏ على عمق ضحل ال يتجاوز<br />

بضع أقدام،‏ من رصد راسم خرائط بصري optical mapper<br />

صغير التقط آالف الصور الفوتوغرافية الرقمية الثالثية األبعاد.‏<br />

وقد استعملت برمجيات software خاصة لربط تلك الصور<br />

بعضها ببعض،‏ فأظهرت منازل وطرقا ومراكز جتارية وقبورا<br />

مغمورة،‏ ألفت مبجموعها صورة بلدة ساحلية كانت تنبض<br />

باحلياة قبل نحو 4000 سنة.‏ كذلك،‏ وفي عمليات تنقيب جرت<br />

قرب جزر إيگادي Egadi Islands قبالة جزيرة صقلية،‏ حيث<br />

غرقت سفن رومانية وقرطاجية في عام 241 قبل امليالد وذلك<br />

أثناء املعركة األخيرة من احلرب البونية )3( األولى،‏ ومتكنت<br />

أجهزة مسح سونارية )4( من حتديد دقيق ملواقع أكثر من اثنتي<br />

عشرة سفينة غارقة.‏ واستطاعت غواصات إنسالية ‏)ربوطية(‏<br />

robot submarines مجهزة بكماشات قوية سريعة احلركة تطويق<br />

تشكيلة منوعة من العتاد احلربي وانتشالها إلى السطح.‏<br />

وقضيتمُ‏ ‏)املؤلف(‏ أسبوعا كامال أو يزيد بصحبة غواصني<br />

وأفراد من طاقم حملة أنتيكايثرا،‏ متنقال جيئة وذهابا ما بني<br />

املراكب والشاطئ.‏ وفي إحدى األماسي كان ‏ ‏]عالم<br />

آثار بحرية من مؤسسة وودز هول،‏ وقائد الرحلة[‏ على موعد<br />

إلجراء مقابلة في حجرة تستعمل مستودعا للمؤن وتقع فوق<br />

أحواض السفن على منحدر جرف مكشوف للريح.‏ وعلى<br />

اجلدار من خلفه ظهر تذكار trophy لأليام األولى - وهو<br />

مطبوعة كبيرة ألول خريطة فوتوغرافية تصنع للموقع.‏ وقد<br />

أخبرني ‏»أننا أصبحنا على عتبات حقبة جديدة.«‏<br />

وتابع قائال:‏ ‏»بإمكاننا أن نستوعب مساحة أوسع بسرعة<br />

أكبر ودقة أعلى.‏ وتذكر أن السفن الغارقة متثل مواقع آثارية<br />

جتمدت في حلظة من الزمن،‏ خالفا للمواقع األرضية«‏ التي<br />

ما تنفك عرضة لالعتداء والسرقة وإعادة البناء والتخريب<br />

والنهب.‏ وعلى سبيل املثال،‏ يذكر أنه كان من املألوف في<br />

املاضي صهر التماثيل البرونزية لغرض صنع املدافع،‏ على<br />

the knight science journalism program )1(<br />

J. F. White Contracting )2(<br />

Punic War )3(<br />

املؤلف<br />

Philip J. Hilts<br />

‏‏ كاتب مستقل في ميدان العلوم،‏ ومؤلف لستة كتب،‏ ومراسل سابق ‏)حائز<br />

جائزة التميز(‏ لصحيفتي نيويورك تايمز وواشنطن پوست.‏ وقد تولى إدارة برنامج<br />

الفارس للصحافة العلمية )1( في املعهد M.I.T. ما بني عامي 2008 و 2014.<br />

)4( scanners sonar؛ أي من املاسحات التي تستعمل طريقة السبر بالصدى لكشف<br />

‏)التحرير(‏<br />

مواقع األشياء حتت سطح املاء.‏<br />

تتيح التقانات اجلديدة للمستكشفني سبر مواقع السفن<br />

الغارقة وحتديدها بسرعة،‏ وانتشالها بدقة عالية تضاهي دقة<br />

حفريات التنقيب عن اآلثار.‏<br />

وفي واقعة السفينة الغارقة قبالة جزيرة أنتيكايثرا<br />

اليونانية،‏ متكن غواصون يرتدون أجهزة تنفس متجدد<br />

rebreathers من البقاء على عمق 165 قدما زمنا وصل إلى<br />

تسعني دقيقة بدال من الزمن الذي ال يتجاوز ثماني دقائق،‏<br />

وذلك باستعمال جهاز الرئة املائية scuba التقليدي للتنفس<br />

حتت سطح املاء.‏<br />

باختصار<br />

وتسمح منظومة الغوص املعدنية Exosuit للغواصني<br />

بالعمل حتت سطح املاء بضغط الهواء السطحي،‏ واالستغناء عن<br />

الصعود البطيء إلى السطح الذي كان يتعني عليهم االلتزام به<br />

اتقاء لإلصابة بداء شلل الغواص.‏<br />

كذلك أسهمت التقانة التي اكتملت في موقعي غطس آخرين<br />

على البحر املتوسط - هما:‏ پاڤلوپيتري وجزر إيگادي - في جعل<br />

عمليات االستكشاف حتت املاء أكثر سرعة وأدنى تكلفة،‏ فأغرت<br />

مزيدا من املغامرين على اإلقدام للكشف عن حطام سفن قدمية<br />

غارقة ومدن كاملة مغمورة.‏<br />

(2015) 6/5<br />

12

إيطاليا<br />

اليونان<br />

البحر<br />

التيراني<br />

البحر<br />

األيوني<br />

صقلية<br />

بحر<br />

إيجه<br />

إقريطش ‏)جزيرة كريت(‏<br />

مدينة پاڤلوپيتري التي<br />

غمرتها املياه نحو عام<br />

2000 قبل امليالد،‏ وجدت<br />

على عمق 15 قدما.‏<br />

حطام سفينة قرب جزيرة أنتيكايثرا ‏)نحو<br />

عام 50 قبل امليالد،‏ على عمق 165 قدما(.‏<br />

حطام سفن حربية<br />

رومانية وقرطاجية<br />

تعود إلى عام 241 قبل<br />

امليالد،‏ وهي على عمق<br />

من 100 إلى 300 قدم.‏<br />

ثالثة مواقع قدمية لسفن غارقة،‏ اتخذت ميادين اختبار ألجهزة علمية<br />

متقدمة من شأنها أن جتعل دراسة اآلثار البحرية أكثر سرعة ودقة.‏ ويُذكر أن<br />

منظومة الغوص إكسوسوت ‏)املعروضة في الصفحتني 68 و 69( وضعت قيد<br />

االستعمال في الشهر 2014 / 10 في موقع جزيرة أنتيكايثرا.‏<br />

أنها قد تكتشف في أعماق احمليطات كاملة لم تصب بأذى،‏<br />

وآية ذلك أن أجود التماثيل في متاحف العالم لم جتلب - في<br />

معظمها - من األرض،‏ بل من البحر.‏<br />

وملا كان الزمن يتعطل وينتهي على السفن الغارقة،‏ فإن<br />

ما بداخلها من أشياء لم متس على مدى آالف السنني حري<br />

بأن يفتح آفاقا واسعة ورؤىً‏ ثقافية وعلمية عميقة خلفايا<br />

املجتمعات السالفة.‏ ويبدو أن إمكانات حتقيق هذا األمل<br />

أضحت اليوم بالفعل أكبر.‏ ويقول ‏ ‏]الباحث في<br />

علم اآلثار من جامعة نوتنگهام بإنكلترا،‏ واملشارك في إدارة<br />

حملة پاڤلوپيتري[:‏ ‏»كان التنقيب البحري عن اآلثار،‏ والعمل<br />

حتت سطح املاء مشكلة عويصة في املاضي،‏ إال أنه لم يعد<br />

كذلك اليوم؛ فقد جتاوزنا متاما هذه املرحلة.«‏<br />

)(<br />

رسم اخلرائط آليا في أنتيكايثرا<br />

تتسم التقانة اجلديدة بأنها مساعفة إلى حد بعيد تنطلق<br />

معه أحالم كبيرة وآمال عِ‏ ذاب جديدة،‏ منها وضع خرائط ملناطق<br />

كاملة من قيعان البحار العميقة الغور بسرعة نسبية،‏ وذلك<br />

باستعمال مجموعة صغيرة من العربات اإلنسالية الذاتية<br />

التوجيه )1( غير املأهولة،‏ التي تعمل حتت سطح املاء.‏ وكان<br />

‏‏ ممن يرغبون في وضع خريطة لكامل قاع بحر إيجه،‏<br />

ما بني جزيرة كريت والبر الرئيسي اليوناني.‏ وبالنظر إلى أن<br />

املنطقة كانت ممرا مزدحما تنشط فيه احلركة البحرية منذ 5000<br />

سنة،‏ كان من الطبيعي أن تتمكن اإلنساالت السونارية )2( من<br />

كشف وفرة من األشياء في القاع بسهولة؛ ففي إحدى التجارب<br />

عثر ‏،‏ في غضون عشرة أيام فقط،‏ على ما يحتمل أنه<br />

عشر سفن غارقة،‏ وقد قام بتوثيق ذلك وتصويره ڤيديويا.‏<br />

وفي املاضي،‏ كان على علماء اآلثار البحرية أن يبذلوا<br />

جهودا مضنية لرسم خريطة موقع محتمل باستعمال أدوات<br />

يدوية بسيطة مثل:‏ شرائط قياس،‏ وأطر خشبية ذات أسالك<br />

لصنع شبكات grids تدل على مواقع محتملة ألجسام غارقة،‏<br />

وكيف جرى ارتباطها املفترض بعضها ببعض.‏ وسرعان ما<br />

أصبح رسم اخلرائط أو التنقيب باحلفر إلى أعماق تزيد على<br />

100 قدم مشكلة عويصة،‏ بسبب عدم قدرة الغواصني على<br />

البقاء حتت املاء أكثر من بضع دقائق قبل أن يضطروا إلى<br />

الصعود من جديد.‏<br />

وفي جزيرة أنتيكايثرا،‏ تولى فريق من املهندسيني من<br />

AUTOMAPPING AT ANTIKYTHERA ()<br />

autonomous underwater robot vehicles )1(<br />

sonar-toting robots )2(<br />

13 (2015) 6/5

جهاز التنفس املتجدد rebreather الذي يرتديه .Ph< شورتشورت

وعلى متنت مركب الغوص الضيق،‏ يحاول ‏‏<br />

جاهدا التعامل مع عدة تبلغ ضعفي ما كان يحمله في<br />

رحالت الغوص املعتادة باستعمال جهاز الرئة املائية،‏ فهو<br />

اآلن يحاول ما استطاع حلملها كاملة على جسده.‏ وبدال من<br />

استعمال قارورة معدنية بسيطة من الهواء،‏ كما هي احلال<br />

في الغوص بالرئة املائية املتعارفة،‏ يتغذى جهاز التنفس<br />

املتجدد rebreather من أسطوانتني يحملهما ‏‏ على<br />

ظهره:‏ حتتوي إحداهما على األكسجني واألخرى على مزيج<br />

ثالثي من الهيليوم واألكسجني والنتروجني.‏ ويتلقى اجلهاز<br />

زفير الغواص،‏ فينقيه من غاز ثنائي أكسيد الكربون،‏ ثم<br />

يحقن األكسجني ليعوض ما استنفده الغواص منه.‏ وتقوم<br />

برمجيات خاصة مبراقبة مستوى األكسجني،‏ مولدة - في<br />

احملصلة - مزيجا من الغازات،‏ بحسب احلاجة،‏ جلميع<br />

مراحل عملية الغوص.‏<br />

وقد أتاحت لنا كل أمسية قضيناها هناك ساعة للعمل<br />

في فك التجهيزات ذات التقانة العالية،‏ وتنظيفها ثم إعادة<br />

تركيبها.‏ ويقول ‏‏ وهو يجثو إلى جانب اخلزانات<br />

واملظهار احلاسوبي الرسغي the wrist-mounted computer<br />

display الذي يتحكم فيها:‏ ‏»أقر بأنني ‏»مهووس«‏ متاما مبثل<br />

هذه األمور،‏ ومن املسلم به لدي أنها صائبة.‏ وليس ثمة مشكلة<br />

إذا كان كل شيء يعمل على ما يرام،‏ ولكن عليك مع ذلك أن<br />

تبقى متيقظا ومستعدا للقيام مبا يلزم عند حدوث أي خلل:‏<br />

في اإللكترونيات مثال.‏ هذا هو ما يحتاج منك إلى الدربة من<br />

أجل الطوارئ احملتملة.«‏<br />

حربة ‏‏ )(<br />

ومما كان مفيدا جدا ومساعفا حقا،‏ مع أن تقانته لم تكن<br />

عالية بهذا القدر،‏ في عمليات الغوص األولى،‏ هو مكشاف<br />

معدني يستعمل حتت املاء.‏ وال غرو،‏ بعد مرور ألفي سنة،‏ أن<br />

تكون األجزاء اخلشبية من السفن الغارقة قد حتللت جلها،‏<br />

وأن يكون أغلب املصنوعات اليدوية بداخلها قد دفن في<br />

الرمال والرسابات،‏ وبعضه حتجر فاكتسى بطبقة من كربونات<br />

الكالسيوم وغيرها بحيث صار يبدو كصخور بيضاء كبيرة.‏<br />

واملكشاف ‏)وهو في شكله يشبه عصا الساحر(‏ يمُصدر<br />

حتت سطح املاء،‏ كما على األرض،‏ طنينا إذا صادف جسما<br />

معدنيا.‏ والحظ الغواصون في األيام األولى عدة إشارات قوية،‏<br />

وثبتوا في مواضع ظهورها أحجارا طليت باللون األصفر<br />

لتكون عالمات متيز البقع الساخنة،‏ توطئة لألبحاث الالحقة.‏<br />

وبعد تريث اضطراري لبضعة أيام هبت فيها رياح بسرعة<br />

ثالثني ميال في الساعة وارتفعت األمواج ثماني أقدام،‏ عاد<br />

الغواص ‏ إلى املناطق املعلمة وشرع باحلفر.‏ هنا<br />

حتولت مساوئ املاء إلى مزايا مواتية؛ فاألرض اجلافة غالبا ما<br />

تكون صلبة وتقتضي من عالِم اآلثار األرضية أن ينبش املوقع<br />

ببطء مستعمال الرفش )1( واملالج )2( ، وأخيرا الفرشاة إلظهار<br />

البدائع اليدوية الدفينة.‏ لكن ‏»األرض«‏ في البحر لينة وسرعان<br />

ما تنجرف مبرور يد الغواص عليها،‏ لذلك ميكن بسهولة حفر<br />

)3(<br />

أخاديد واستعمال خراطيم خاصة لشفط الرسابة الطينية<br />

SOTIRIOU’S SPEAR ()<br />

shovel )1(<br />

trowel )2(<br />

)3( أو:‏ الطمي<br />

15 (2015) 6/5

خط زمني<br />

الغوص الستكشاف<br />

أعماق البحر<br />

وطرحها في مكان آخر.‏ وبالفعل<br />

استطاع ‏‏ بحركة واحدة<br />

رشيقة من قفازه،‏ إزاحة عدة إنشات<br />

‏)بوصات(‏ من الطمي.‏ وما هي إال<br />

متريرة أخرى بيده حتى بدا طرف<br />

عقب حربة برونزية.‏ وباإلمعان في<br />

نبش املوضع ظهر أخيرا الرأس<br />

الكبير احلاد حلربة سليمة مصونة،‏<br />

طولها اإلجمالي سبع أقدام.‏<br />

ويعتقد علماء آثار من أعضاء<br />

فريق البحث أن احلربة أثقل وزنا<br />

من أن تكون قد استعملت سالحا،‏<br />

ويرجحون أنها كانت يوما في قبضة<br />

متثال برونزي ضخم حملارب قدمي،‏<br />

ما زال مطمورا في املوقع.‏ وقد<br />

انتشل الغواصون أيضا إبريقا من<br />

الصلصال النضيج terra-cotta<br />

بارتفاع يقارب قدما ونصف القدم،‏<br />

رمبا كان يستعمل لتقدمي اخلمر.‏<br />

ووجدوا كذلك حلقة برونزية لربط<br />

حبال السفينة،‏ إضافة إلى حلقتني<br />

زينيتني لسرير روماني.‏ أما األدوات الصغيرة،‏ فقد انتشلها<br />

الغواصون ضمن أكياس حملوها بأيديهم أثناء رحلة الصعود؛<br />

وأما الكبيرة منها كاحلربة فقد اتخذوا النتشالها أنابيب<br />

مسطحة مفرغة من الهواء كانوا قد حملوها معهم وملؤوها<br />

بالهواء من أحد خزانات التنفس وربطوها على األدوات ثم<br />

رفعوها إلى السطح بتعوميها رويدا وبرفق،‏ وصوال إلى<br />

املركب.‏<br />

بيد أن أكثر االكتشافات إثارة لالهتمام كان على بعد<br />

1531<br />

بدايات استعمال أجراس الغوص<br />

يرتدي متصيدو الكنوز أجراس غوص بدائية<br />

لتحري قاع بحيرة قرب روما بحثا عن<br />

سفينتني مرصعتني باجلواهر،‏ جرى بناؤهما<br />

خصيصا لإلمبراطور الروماني ‏>كاليگيوال

1919<br />

احلرب تستحث ظهور السونار<br />

يبتكر األسطوالن البريطاني والفرنسي<br />

منظومة سونارية لكشف الغواصات،‏ تركب<br />

على املدمرات على مدى العقدين التاليني.‏<br />

1934<br />

مستكشفون يغوصون باستعمال<br />

كرة فوالذية<br />

رجالن داخل كرة فوالذية مفرغة زنتها<br />

2.5 طن أطلق عليها اسم ‏»كرة األعماق«‏<br />

bathysphere يسجالن رقما قياسيا في<br />

الغوص حتى عمق نصف ميل.‏ ويتدلى<br />

كبل فوالذي من سفينة أم لرفعهما،‏<br />

في حني يمُغذي كبل آخر جهاز هاتف<br />

وأضواء،‏ وثمة أنبوب لتوفير الهواء.‏<br />

1943<br />

غواصون يتنفسون بعمق<br />

تعرض للبيع منظومة الرئة املائية التي<br />

أطلقها املستكشف ‏ واملهندس<br />

.‏ وتتألف تقانة هذه املنظومة<br />

من صمام طلبٍ‏ آلي )1( إلمداد الغواص<br />

بالهواء النقي عند كل نفس.‏ وتبقى هذه<br />

هي املنظومة األساسية التي يستعملها<br />

الغواصون التقليديون اليوم.‏<br />

1955<br />

البحث عن معادن يفضي إلى اكتشاف<br />

ألواح<br />

علماء ميسحون قاع البحر باستعمال مكشاف<br />

معدني حتت-مائي underwater يدعى ‏»مقياس<br />

املغنطيسية«‏ magnetometer تقطره سفينة.‏ وتظهر<br />

عمليات املسح منوذجا مخططا striped ملعادن<br />

حتت-سطحية subsurface حتدد عمر قاع البحر،‏<br />

كما تقدم عمليات املسح هذه دليال يعضد نظرية<br />

تكتونيات األلواح ‏]في الغالف الصخري لألرض[.‏<br />

1960<br />

بشرٌ‏ يبلغون أعماقا قصوى<br />

‏»غواصة األعماق«‏ bathyscaphe املسماة تريستا<br />

Trieste التابعة لألسطول األمريكي،‏ وهي بقطر 6.5<br />

قدم،‏ مع خزان بنزين بطول 50 قدما على ظهرها،‏<br />

متمُ‏ كن من بلوغ أعمق نقطة في احمليطات كافة -<br />

وهي القاع املسمى ‏»ماريانا ترينش«‏ Mariana<br />

Trench الذي يبلغ غوره سبعة أميال - على الرغم<br />

من وجود نافذة مصدوعة في تلك الغواصة.‏<br />

1960s ‏)ستينات القرن العشرين(‏<br />

العلماء ينشرون إنساالت ‏)ربوطات(‏<br />

األسطول األمريكي ميول تطوير عربات يتحكم<br />

في عملها من بعد:‏ وهي إنساالت حتت-مائية<br />

يتحكم في حتريكها من بعد باحثون على منت<br />

سفينة فوقها،‏ وذلك جلمع بيانات أو استكشاف<br />

حطام سفن غارقة.‏<br />

1970s ‏)سبعينات القرن العشرين(‏<br />

آالت تنفذ املهمة وحدها<br />

جامعة واشنطن ترسل عربة حتت-مائية<br />

غير مأهولة إلى املناطق القطبية الشمالية،‏<br />

وهي مبرمجة سلفا جلمع بيانات وأداء مهام<br />

من دون تدخل بشري.‏ ويسهم التقدم الكبير<br />

في ميدان صناعة هذه العربات والعربات<br />

املتحكم في عملها من بعد في جعل 98 في<br />

املئة من قيعان احمليطات في متناول العلماء.‏<br />

1980<br />

ڤيديو ينبثق من األسفل<br />

>.R باالرد ثيودولو>‏ ‏]قائد حملة يعمل في املجلس التنفيذي اليوناني<br />

لإلشراف على العاديات ‏)اآلثار القدمية(‏ حتت سطح املاء[،‏<br />

فصرح أن ‏»هذا املكان ما زال يضم أسرارا كثيرة مهمة،‏ وال<br />

بد من أن نعود إليه مرات ومرات لكشف النقاب عنها.«‏<br />

)(<br />

املنظومة إكسوسوت الرائعة<br />

من املنتظر أن يكون التقدم في الرحلة القادمة،‏ إذا حصلت،‏<br />

أسرع بكثير،‏ وذلك بفضل أكثر التقانات اجلديدة تداوال على<br />

األلسن،‏ والتي انطلقت في أثناء عمليات أنتيكايثرا:‏ تلك هي<br />

منظومة الغوص إكسوسوت.‏<br />

وبعد تأجيل دام أسبوعني بسبب أحوال جوية سيئة،‏<br />

وبتاريخ 2014/10/7، كان ‏‏ يتدلى بكبل غليظ من<br />

سطح السفينة ثيتيس مرتديا املنظومة إكسوسوت،‏ هبوطا إلى<br />

اليم.‏ وكانت تلك أول مهمة تنفذ باستعمال هذه املنظومة،‏ وهي<br />

من منتجات الشركة نايتكو لألبحاث )2( . ويقول ‏<br />

‏]من الشركة F. J. وايت للتعهدات،‏ التي حتتفظ مبلكية الدرع[‏<br />

مهلال:‏ ‏»إنها التجربة األولى للمنظومة في مياه ملحة.«‏<br />

وعندما صار ‏‏ في املاء فصل عن الكبل،‏ وغاص<br />

إلى القاع حتى عمق 200 قدم وقريبا من السفينة الغارقة.‏<br />

هناك حان له أن يختبر مزايا منظومة الغوص وكفاءاتها؛ فهي<br />

حتتوي على 18 مفصال مرنا تسمح للغواص بحركات طبيعية<br />

للذراعني والساقني واجلذع.‏ فيستطيع ‏‏ عند احلاجة<br />

االنحناء واجلثو واالنكباب على بطنه في قاع احمليط إذن،‏ بل<br />

THE EXCELLENT EXOSUIT ()<br />

automatic demand )1(<br />

Nuytco Research )2(<br />

17 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

إن بإمكانه التلوي والتكيف مع شتى األوضاع اجلسدية التي<br />

ميكن أن يوجد فيها الغواصون العاملون.‏<br />

لكن اإلثارة احلقيقية لم تكن في متانة املنظومة ومرونتها،‏<br />

بل في أنها تبقي مرتديها - وهو في األعماق - عند درجة<br />

ضغط سطح املاء السوي طوال مدة الغوص - فليس ثمة<br />

غازات مضغوطة في اجلسم،‏ وال اعتلالالت عضوية بعد<br />

زوال االنضغاط.‏<br />

وفي غضون دقائق فقط بعد عودة ‏‏ إلى السطح،‏<br />

وخلعه منظومة الغوص على ظهر املركب،‏ أخبرني شخصيا،‏<br />

وهو يقف عند سور حافة املركب،‏ أن جتربة الغوص باستعمال<br />

املنظومة مختلفة متاما عنها باستعمال الرئة املائية.‏ وأكد هذا<br />

األمر ‏ ‏]ضابط في األسطول اليوناني[‏ عندما اختبر<br />

املنظومة حتى عمق 200 قدم في وقت الحق من اليوم نفسه.‏<br />

وتزن هذه املنظومة،‏ املصنوعة من املعدن ومواد تركيبية<br />

صنعية،‏ أكثر من 500 باوند على األرض؛ لكنها في املاء خفيفة<br />

كالريشة،‏ وتكاد تطفو بنفسها على املاء.‏ وتتميز بقدرتها على إبقاء<br />

الغواص عند درجة الضغط اجلوي السطحي حتى عمق يصل<br />

إلى 1000 قدم،‏ وبذلك تزيد إلى حد بعيد األعماق التي يستطيع<br />

اإلنسان العمل فيها من دون أن يكون حبيسا في غواصة.‏<br />

وفي أوساط علماء اآلثار،‏ يكثر احلديث اليوم عن استعمال<br />

املنظومة إكسوسوت في رياد مساحات واسعة من قاع البحر<br />

البكر - مما يلي األعماق التي يرودها الصيادون،‏ أي زهاء<br />

300 قدم.‏ ويزمع العلماء تزويد املنظومة بخرطوم شفط خاص<br />

يتيح ملرتديها البشري،‏ في عمليات الغوص املستقبلية،‏ سحب<br />

الرمل والطمي من سفينة غارقة،‏ على مدى ساعات في كل<br />

مرة.‏ ويأمل الباحثون باستعمال هذه املنظومة في مهمة جديدة<br />

ملتابعة عمليات التنقيب في أنتيكايثرا.‏<br />

18<br />

)(<br />

منوذج أولي في پاڤلوپيتري<br />

لقد مهدت احلمالت السابقة السبيل حلملة أنتيكايثرا؛<br />

فالسلف البادر لعربة سيريوس اإلنسالية ‏)الروبوطية(‏<br />

استحدث في الواقع لغرض حملة پاڤلوپيتري؛ فهو مصمم<br />

ملسح بنى غير اعتيادية على عمق من 10 إلى 15 قدما حتت<br />

سطح املاء على امتداد أحد الشواطئ اجلنوبية إلقليم الكونيا،‏<br />

عند طرف شبه جزيرة الپيلوپونيز اليونانية.‏ وكان حطام قد<br />

اكتشف عام 1968، غير أن حتديد موقعه ‏)رسم خريطته(‏ كان<br />

بدائيا وتقريبيا،‏ والتنقيب عنه كان جزئيا فقط.‏ وفي عام 2009<br />

قدم عالم اآلثار ‏ إللقاء نظرة شاملة عليه.‏<br />

ونصب املهندسون آلتي تصوير ‏)كاميرتني(‏ عاليتي<br />

درجة الميز high-resolution cameras على إطار صندوقي<br />

الشكل،‏ دفعه الغواصون في مسالك متداخلة تقع فوق البنى<br />

املغمورة في األسفل.‏ وقرنت البرمجيات آالف الصور مبعلومات<br />

تتصل بسرعة العربة وموضعها،‏ فولدت خريطة فسيفسائية<br />

فوتوغرافية photomosaic طبق األصل عن القاع - وهذا كله<br />

من دون االستعانة بأسالك شبكية وشرائط قياس.‏<br />

وكونت اخلريطة الفسيفسائية أول متثيل واقعي ملا ومُجِ‏ دَ‏<br />

في القاع:‏ مدينة كاملة ذات طرق تتخلل 15 مبنى،‏ وغرف<br />

ملئت جرارا،‏ وقبور،‏ وجميع ذلك على مساحة إجمالية تزيد<br />

على فدانني إنكليزيني .two acres وفيما يتصل بتأريخ املواقع<br />

التي شهدت عمليات تنقيب،‏ فقد قمُدِّر عمر أقدم جزء من مدينة<br />

پاڤلوپيتري ب 4000 سنة،‏ وكانت أول بلدة حتت املاء ترسم<br />

خريطتها رقميا ثم تنمذج بثالثة أبعاد.‏ وقد استعان ‏‏<br />

ب‏ ‏]خبير في حتريك الرسوم حاسوبيا computer<br />

،animation وعمل أيضا في سلسلة أفالم هاري پوتر[‏ إلضفاء<br />

اللمسة النهائية - فابتدع فيلما من الرسوم املتحركة وظف فيه<br />

بيانات املسح survey data لتصوير جولة سياحية مشيا على<br />

األقدام وبالطيران الشراعي،‏ في أنحاء البلدة عن احلالة التي<br />

كانت عليها في املاضي.‏<br />

)(<br />

أشالء من قرطاجة<br />

ثمة حملة أخرى للتنقيب عن اآلثار البحرية،‏ رائدة في<br />

اعتماد التقانة اجلديدة حتقيقا ألغراضها،‏ تضمنت سلسلة<br />

من الرحالت إلى جزر إيگادي ما بني عامي 2005 و 2013.<br />

وعلى مدى سنوات،‏ كانت مدينة قرطاجة القدمية،‏ تتحكم<br />

في الطرق التجارية احليوية بني إفريقيا وما يعرف اليوم<br />

بإيطاليا؛ فقد كان لزوارقها الكبيرة التي تسير مبجاذيف<br />

يدوية وقائع في هزمية مراكب روما مرات عديدة،‏ والسيما<br />

بضرب هياكل املراكب املعادية مبدك ram برونزي ضخم<br />

مثبت إلى قيدوم )1( الزورق.‏ وفي عام 241 قبل امليالد،‏ بنى<br />

الرومان أسطولهم املجهز مبدكات لشن هجوم معاكس؛<br />

إذ حمل زهاء مئتي سفينة حربية رومانية على عدة مئات<br />

من السفن احلربية والتجارية القرطاجية.‏ ويصف املؤرخ<br />

‏‏ تلك املواجهة بأنها ‏»أشرس حرب في التاريخ،«‏<br />

لكنه لم يحدد موقعها متاما.‏<br />

واستعانت دائرة اإلشراف على التنقيب اآلثاري حتت املاء<br />

في صقلية ب‏ ‏]عالم آثار إيطالي[‏ و‏ ‏]من<br />

مؤسسة RPM البحرية بوالية فلوريدا األمريكية[‏ الستقصاء<br />

موقع ميدان ذلك احلرب.‏ وتشير وثائق قدمية إلى مكان يقع<br />

PROTOTYPE AT PAVLOPETRI ()<br />

CARNAGE FROM CARTHAGE ()<br />

bow )1(

شرق جزيرة ليڤانزو،‏ لكن حطام السفن قد يكون مبعثرا في<br />

أي مكان على امتداد رقعة مبساحة 100 ميل مربع من قاع<br />

البحر عند أعماق تصل إلى 300 قدم.‏<br />

بدأ ‏‏ و‏ حتريهما الذي دام سنوات على منت<br />

سفينة أبحاث أبحرت معتمدة في ذلك أسلوب التطواف جيئة<br />

وذهابا،‏ ومزودة بجهاز للسبر برجع الصدى echo-sounding<br />

device للموجات الصوتية ثمُبِّت على هيكلها،‏ بحيث يطلق<br />

‏»جهاز السونار املتعدد احلزم«‏ 500 multibeam sonar نبضة<br />

صوتية مختلفة في كل مرة،‏ مبعدالت تصل إلى 40 نبضة<br />

في الثانية.‏ وقد رسمت املوجات الصوتية،‏ بانعكاسها عن<br />

قاع البحر،‏ خريطة تقريبية لتلك املساحة الواسعة.‏ وعكف<br />

الباحثون على حتليل الصدى،‏ الذي بدا ينبئ عن وجود<br />

أجسام،‏ وقد تتبيني طائفة من أنواع احلطام،‏ من طائرات<br />

حديثة إلى سفن عتيقة.‏ غير أن درجة الدقة في حتديد أي من<br />

املواقع كانت منخفضة نسبيا.‏<br />

وبعد عمليات حتليل مستفيضة عاد فريق العمل بجهاز<br />

تصوير سوناري sonar imager أعلى دقة يدعى املاسح<br />

القطاعي ،sector scanner أنزله العلماء على منصب ثالثي<br />

القوائم إلى قاع موقع محتمل،‏ بغية احلصول على صورة<br />

صوتية sound image أقرب وأوضح.‏ فبانت أشكال طيفية<br />

أمكن تعرفها باستعمال املاسح بسهولة أكبر.‏ وللكشف عن<br />

مواقع أجسام معينة يعدها فريق العمل ذات أهمية،‏ أرسلت<br />

غواصة إنسالية )1( يتحكم فيها من بعد ومزودة بكاميرات.‏<br />

وعاين أعضاء فريق البحث،‏ من على منت السفينة،‏ ما كانت<br />

تعاينه اإلنسالة من خالل وصلة ڤيدوية .video link وكانوا<br />

كلما وجدوا جسما أعملوا - من بعد - أذرعا ميكانيكية من<br />

اإلنسالة ذات كماشات عند نهاياتها،‏ في محاولة اللتقاط بقايا<br />

اجلسم من الوسط املوحل وانتشالها إلى السطح - وهذا<br />

استعمال غير عادي لإلنساالت في جلب مصوغات فنية أثرية<br />

من حطام مراكب غارقة.‏<br />

لكن ‏‏ و‏ لم يتمكنا من العثور على ما كانا<br />

يبحثان عنه إال بعد انتهاء موسم البحث متاما عام ‎2010‎؛ إذ<br />

عثرا على سفينة غارقة ذات مدك.‏ وعلى مدى السنوات الثالث<br />

التالية لقيا ثمانية زوارق أخرى مبدكات أيضا،‏ بعضها روماني<br />

وبعضها قرطاجي،‏ واستطاعا انتشال املدكات البرونزية التسعة<br />

جميعها،‏ وهي حتمل عالمات تربطها بحقبة املعركة البحرية،‏<br />

بل إنها أضاءت حقائق كثيرة تتصل باحلروب البحرية آنذاك،‏<br />

من قبيل أن املدكات كانت تنصب على قيدوم السفينة ذات<br />

املجاذيف،‏ عند خط املاء مباشرة،‏ وكانت ذات ثالثة نصال أفقية<br />

عريضة،‏ معدة الختراق بدن املركب املعادي عند ارتطامها به.‏<br />

)(<br />

زمن االنفتاح<br />

ليس بدعا أن إمكانات التنقيب البحري العالي التقانة عن<br />

اآلثار اليوم في توسع وامتداد مطردين؛ فقد بات بمقدور<br />

الغواصيني املزودين بأجهزة التنفس املتجدد ومنظومات<br />

إكسوسوت الوصول إلى أغوار غير مسبوقة تبلغ مئات<br />

األقدام،‏ واملكوث حتت سطح املاء ساعات.‏ كذلك صار<br />

بإمكان عربات إنسالية مسيرة من سفن أو مبرمجة للعوم<br />

مستقلة بنفسها أن تستوعب ليس فقط ياردات مربعة،‏ بل<br />

أمياال مربعة،‏ وأن تلتقط صورا رقمية بدرجة عالية من الدقة<br />

تكاد تنتهي إلى كسور اإلنش ‏)البوصة(.‏ ورمبا يتمكن<br />

املستكشفون في املستقبل من تشغيل محطات إنسالية كاملة<br />

حتت املاء ال تتطلب زوارق باهظة الثمن وطواقم عمل.‏ ولعل<br />

أكبر مطامح ‏‏ وأحالمه يتمثل برسم خريطة لقاع البحر<br />

املتوسط برمته،‏ وتصنيف آالف السفن واملراكب الغارقة؛ إذ<br />

من شأن ذلك أن يوفر رؤى واستبصارات عميقة ملختلف<br />

الثقافات عبر العصور.‏<br />

وفي مؤمتر تناول موضوع التنقيب اآلثاري البحري،‏ عقد<br />

في خريف عام 2014، أشار ‏‏ أيضا إلى أن نسق<br />

التقانة اجلديدة حري بأن يجعل عمليات االستكشاف أسهل<br />

وأقل تكلفة:‏ فبمبلغ ال يزيد على بضعة آالف الدوالرات<br />

يستطيع العلماء الوصول إلى مواقع معينة والعودة بصور<br />

ثالثية األبعاد لكائنات مدهشة.‏ ويقول ‏:‏ ‏»قد يتزايد<br />

عدد من يفعلون ذلك وتتزايد األماكن التي يرتادونها ومع<br />

شح املوارد املالية املتاحة،‏ يتعني أن يجتزئ التنقيب اآلثاري<br />

البحري بحدود ما هو متاح له.«‏<br />

لقد غدا تاريخ البشر ممن يركبون منت البحار،‏ مع تعطل<br />

عنصر الزمن في قيعانها،‏ سهل املورد قريب املأخذ.‏ وكما<br />

أخبرني ‏،‏ ونحن على جزيرة أنتيكايثرا قبيل مغادرتنا،‏<br />

فإن »98 في املئة من أعماق احمليطات مجتمعة باتت اليوم<br />

وألول مرة،‏ ضمن إمكانات الباحثني.«‏ ><br />

UNFREEZING TIME ()<br />

robotic submarine )1(<br />

مراجع لالستزادة<br />

Decoding the Heavens: A 2,000-Year-Old Computer—and the Century-Long Search to<br />

Discover Its Secrets. Jo Marchant. Da Capo Press, 2009.<br />

Egadi Islands battleground mapping site: www.nottingham.ac.uk/news/pressreleases/2013/<br />

november/ancient-naval-battle-site-relics-of-war.aspx<br />

Return to Antikythera expedition Web site, including videos and photographs:<br />

http://antikythera.whoi.edu<br />

Scientific American, January 2015<br />

19 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

أهال بكم في العائلة<br />

تمُبنيِّ‏ التحاليل اجلزيئية احلديثة واكتشافات املستحاثات أن قصة<br />

تطور اإلنسان أعقد بكثير مما تصوره أي شخص،‏ كما أنها أكثر إمتاعا.‏<br />

‏<br />

(2015) 6/5<br />

‏»ما رأيك؟«‏ هذا ما قاله .‏ فقد فتح للتو غطاءي<br />

صندوقني خشبيني كبيرين يحوي كل منهما عظاما متحجرة<br />

لهيكل عظمي شبيه بإنسان ومسجى بعناية،‏ من ماالپا<br />

Malapa في جنوب إفريقيا.‏ وهذان الشخصان،‏ اللذان لفظا<br />

أنفاسهما قبل مليوني سنة،‏ أحدثا ضجة كبيرة.‏ فمعظم<br />

األحافير املكتشفة كانت ‏»مبعثرة«‏ - عظام فك هنا،‏ وعظام قدم<br />

هناك.‏ وعلى العلماء معرفة ما إذا كانت تلك القطع املبعثرة<br />

تخص الفرد نفسه.‏ تخيل أنك تسير بجانب الطريق السريع<br />

ووجدت أجزاء من سيارات - رفرف سيارة )1( هنا،‏ وجزءا من<br />

جهاز نقل احلركة هناك.‏ فهل يعود هذان اجلزءان إلى سيارة<br />

واحدة أو حتى إلى الشركة املنتجة نفسها؟ و رمبا كان هذان<br />

اجلزءان ال عالقة لهما بسيارة نهائيا وإمنا هما قطع من<br />

شاحنة صغيرة؟<br />

وعلى النقيض من ذلك،‏ فإن الهيكليني العظميني من<br />

ماالپا،‏ مع أنهما ليسا كاملني،‏ سَ‏ ‏ليمان بالقدر الكافي<br />

لتقليص احتمالية االختالط العشوائي.‏ فهما مثل ‏»لوسي«‏<br />

Lucy ‏)التي اكتشفت في إثيوبيا عام 1974( و ‏»فتى<br />

توركانا«‏ )2( Boy Turkana ‏)الذي عثر عليه في كينيا عام<br />

1984(، وقد كان لهذين االكتشافني أهمية أكبر من كونهما<br />

مستحاثات )3( أشخاص.‏ وقد احتلت أخبارهما العناوين<br />

الرئيسية في الصحف ليس ألنهما كاملالن ومحفوظان<br />

بشكل جيد،‏ ولكن بسبب ‏‏ ‏]عالم متخصص بعلم<br />

املستحاثات في جامعة Witwatersrand بجوهانسبرگ[‏ ألنه<br />

اقترح أن هذين الشخصني ينتميان إلى مجموعة سكانية<br />

كانت سلفا ancestral مباشرا جلنسنا ،genus أي إنسان<br />

هومو .Homo<br />

نحن جميعا لنا أسالف.‏ فأنا لي أحد األبوين متقدم في<br />

السن وهو على قيد احلياة،‏ ومن حسن حظي أنني عرفت<br />

أجدادي األربعة كلهم،‏ كما أنني أتذكر بصورة تقريبية<br />

ثالثة من آباء أجدادي.‏ ولي القليل من األقارب الذين لهم<br />

صلة بنا لكنهم ليسوا أسالفا.‏ وكنت أنا وأبي كالنا ابنني<br />

وحيدين،‏ ولكن كان لي بضعة أخوال وخاالت.‏ إنهم جزء<br />

أساسي من شجرة العائلة لذرياتهم،‏ ولكنهم مبصطلحات<br />

عائلتي ميثلون املقابل ‏»لإلضافات االختيارية«‏ على جسم<br />

السيارة.‏ لذا أرادني ‏‏ أن أتوقف عن اإلعجاب<br />

بتفاصيل األسنان والفكني وأن أفيده فيما كنت أعتقد<br />

أن هيكلي ماالپا هما املقابل التطوري ألبويَّ‏ وأجدادي<br />

أم ألخوالي وخاالتي.‏ ومبعنى آخر،‏ هل ينتميان إلى<br />

مجموعة سكانية كانت سلفا مباشرا لنا أم أنهما مجرد<br />

‏)٭(‏ WELCOME TO THE FAMILY<br />

fender )1(<br />

)2( بحيرة توركانا أو رودلف .Rudolf<br />

fossils )3(<br />

)4( اإلنسان العارف:‏ النوع اإلنساني احلديث كبير ومنتصب القامة وذو قدمني.‏<br />

)5( جنس من أشباه إنسان عائد إلى القردة اجلنوبية.‏<br />

)6( اإلنسان املنتصب:‏ Homo erectus أو Homo ergaster<br />

20<br />

باختصار<br />

كان يعتقد أن تتبع األسالف التطورية لإلنسان العارف<br />

)4( Homo sapiens أمر واضح املعالم نسبيا:‏ فإنسان القرد<br />

اجلنوبي )5( Australopithecus هو والد اإلنسان املنتصب )6(<br />

،Homo erectus وهو والد إنسان نياندرتال Neandertal الذي<br />

هو والدنا.‏<br />

إن األحافير،‏ ضمن قرائن أخرى،‏ التي مت احلصول<br />

عليها من شرق إفريقيا خالل األربعني سنة املاضية<br />

نسفت هذه الفرضية.‏<br />

أظهرت أحدث األدلة أن العديد من أنواع أشباه إنسان<br />

hominin species املختلفني تقاسموا احلياة على هذا الكوكب<br />

في أوقات مختلفة.‏ وسيشغل اكتشاف الصالت الكائنة فيما<br />

بينها - وأيها أدى إلينا مباشرة - اختصاصيي علم األحافير<br />

‏)املستحاثات(‏ paleontologists لعشرات السنني.‏

املؤلف<br />

Bernard Wood<br />

‏‏ متخصص بعلم األحافير ويعمل في جامعة George Washington وهو ممُدرَّب<br />

طبيا.‏ فقد بدأ اهتمامه بأبحاث تطور اإلنسان عام 1968 عندما كان طالبا في كلية<br />

الطب،‏ والتحق ببعثة ‏ إلى شمال كينيا.‏<br />

أقارب ذوي صلة باإلنسان احلديث modern؟ human<br />

وعندما بدأتمُ‏ ألول مرة دراسة احلفريات البشرية في شرق<br />

إفريقيا منذ نحو خمسيني عاما،‏ كان املتعارف عليه أن جميع<br />

األقارب املنقرضني ذوي الصلة بنا كانوا أسلالفا مباشرين،‏<br />

وأنه كلما توغلت في القدم كان كل منها أقل شبها باإلنسان<br />

وأكثر شبها بالقردة.‏ ولكننا نعلم اآلن من الدراسات اجلينية<br />

وأدلة األحافير إلنسان نياندرتال ،Neandertal وما يدعى<br />

اإلنسان القزم Hobbit في فلوريس )1( Flores بإندونيسيا<br />

floresiensis) (Homo أن أسلالفنا املباشرين قد ومُجِ‏ دوا على<br />

هذا الكوكب باالشتراك مع العديد من األقارب ذوي الصلة<br />

خالل مئات آالف السنني القليلة املاضية.‏ وفضال عن ذلك،‏ فإن<br />

اكتشافات أحفورية أخرى بينت أنه في املاضي البعيد ‏)من<br />

مليون إلى أربعة ماليني سنة خلت(‏ كانت هناك فترات جتوَّل<br />

فيها أسالفنا على األرض مع العديد من األقرباء ذوي الصلة<br />

في الوقت نفسه.‏ فوجود العديد من الفروع التطورية في فترة<br />

زمنية واحدة معينة جتعل تعرف األسالف املباشرين لإلنسان<br />

احلديث أصعب مما توقعه املتخصصون بعلم املستحاثات<br />

حتى عشرين سنة خلت.‏ وهذا التحدي يعني أيضا أن قصة<br />

تطور اإلنسان في غاية من التعقيد وأنها أكثر إمتاعا مما<br />

أدركه معظمنا.‏<br />

)(<br />

أهو فرع واحد أم عدة فروع؟<br />

وفي الوقت الذي دخلتمُ‏ فيه هذا احلقل عام 1968، كانت فكرة<br />

‏‏ عن شجرة احلياة هي الوحيدة السائدة.‏<br />

وقد بنيّ‏ ‏‏ أن عالَم األحياء مترابط بعضه ببعض<br />

بالطريقة نفسها التي تتصل فيها فروع الشجرة ببعضها.‏<br />

وفي شجرة احلياة الداروينية توجد األنواع املوجودة اليوم<br />

على السطح اخلارجي للشجرة،‏ واألنواع التي بادت جميعها<br />

تكون موجودة أقرب إلى اجلذع.‏ كما أن لكل فرد من اإلنسان<br />

احلديث أسلالفا،‏ فكذلك كل نوع من األنواع التي هي حية<br />

اليوم له أسالف.‏ فنظريا إذن،‏ الفروع الوحيدة ‏)أو األنساب(‏<br />

التي ينبغي أن تكون على شجرة احلياة هي التي توصل<br />

ما بني النوع احلي نزوال إلى أعماق الشجرة،‏ وأن األنواع<br />

املنقرضة التي ينبغي أن تبقى ضمن شجرة احلياة هي تلك<br />

املوجودة على األغصان الواصلة؛ وأي فروع أخرى فهي متثل<br />

نهايات تطورية مسدودة.‏<br />

وفي حالة اإلنسان احلديث والقردة احلية،‏ فإن هذه<br />

القاعدة تعني أن الفروع واألنواع التي يلزم أن تكون في<br />

اجلزء اخلاص بنا من الشجرة هي تلك التي تربطنا بالسلف<br />

العام الذي نتشارك فيه مع أنواع الشيمبانزي والبابون<br />

‏)الشيمبانزي القزم(‏ ،bonobos وهو كائن يعتقد اآلن بناء<br />

على أساس األدلة اجلزيئية أنه عاش قبل ما بني ثمانية ماليني<br />

وخمسة ماليني سنة.‏<br />

وفي الستينات من القرن العشرين،‏ بدا فرع الشجرة الذي<br />

يؤدي إلى اإلنسان احلديث واضحا إلى حد بعيد.‏ ففي القاعدة<br />

كان إنسان القرد اجلنوبي Australopithecus اإلنسان-القرد<br />

the ape-man الذي حصل عليه علماء املستحاثات في أواسط<br />

العشرينات بجنوب إفريقيا.‏ ويعتقد أن اإلنسان املنتصب<br />

A SINGLE BRANCH—OR SEVERAL? ()<br />

)1( جزيرة تقع في إندونيسيا.‏<br />

21 (2015) 6/5

Homo erectus من آسيا حل محله وهو أطول قامة وأكبر<br />

دماغا،‏ وانتقل هذا إلى أوروبا وتطور إلى إنسان نياندرتال<br />

الذي تطور بدوره إلى ما يعرف باإلنسان العارف Homo<br />

sapiens ‏)وهو ما قبل اإلنسان احلديث(.‏ وقد مت تفسير كل<br />

ذلك على أنها أسلالف للبشر احلديثني modern humans<br />

‏)ما يقابل آبائي وأجدادي وأجداد أجدادي(.‏ والنوع الوحيد<br />

من أشباه إنسان hominin ‏)اإلنسان احلديث وأي أقرباء<br />

منقرضني أكثر شبها باإلنسان منهم للشيمبانزي أو البابون(‏<br />

دمُعِ‏ ي باإلنسان القوي )1( australopiths the robust نظرا ملتانة<br />

بنيانه وفكه الكبير وأسنانه القاضمة التي تصلح للمضع,‏<br />

وكان يظن أنه موجود على غصني قصير في غصن اإلنسان،‏<br />

ومن ثم فهو يقابل اخلال واخلالة.‏<br />

فقد تغير هذا التفكير عندما قام ‏ باكتشافهما<br />

أشباه إنسان في مضيق أولدوڤاي Olduvai Gorge بتنزانيا<br />

مركز البحث عن أشباه إنسان التي عاشت قبل أكثر من مليون<br />

عام من جنوب إفريقيا إلى شرقها.‏ وهذا التغير في املركز لم<br />

يكن بسبب ندرة اكتشافات األحافير في شرق إفريقيا في<br />

أوائل الستينات من القرن العشرين والذي حتول إلى دفق<br />

غزير منها،‏ وإمنا أيضا ألن سياق األدلة األحفورية في شرق<br />

إفريقيا - خصوصا بالنسبة إلى ارتباطها بالتأريخ - كان<br />

مختلفا كثيرا عن مثيله في جنوب إفريقيا.‏<br />

ففي جنوب إفريقيا،‏ كانت معظم األحافير - وال تزال -<br />

ألشباه إنسان موجودة في الكهوف التي تتكون من صخور<br />

غنية بالدومليت dolomite ‏)كربونات غنية باملغنسيوم(.‏ وعلى<br />

الرغم من أن الباحثني يجدون أحيانا هيكال عظميا محفوظا<br />

بصورة جيدة لفرد ‏)مثل ذلك من ماالپا(،‏ فإن معظم أحافير<br />

أشباه إنسان املبكرة التي وجدت في تلك الكهوف كانت بقايا<br />

وجبات الفهود وغيرها من املفترسات.‏ وتلك العظام واألسنان<br />

التي لم تؤكل جرفتها املياه داخل الكهف مختلطة بالتربة من<br />

السطح.‏ ومبجرد دخولها الكهف،‏ فإن التربة والعظام تشكل<br />

ما يسمى مخاريط تراكمية ،talus cones وهي عبارة عن<br />

نسخة غير متقنة من املخاريط املنتظمة من الرمال في قعر<br />

ساعة رملية من الطراز القدمي.‏ وال تتبع الطبقات strata في<br />

الكهف دائما القاعدة القائلة إن الطبقات القدمية في األسفل<br />

واألحدث في األعلى.‏ وما زاد في تعقيد األمر أن الباحثني<br />

حتى وقت قريب لم يتمكنوا من معرفة كيفية تأريخ الرواسب<br />

في الكهوف.‏ وفي أوائل الستينات كان كل ما يستطيعه<br />

الباحثون هو وضع أشباه إنسان في تسلسل زمني غير<br />

دقيق ومُضِ‏ ع مسبقا بناء على أنواع حيوانات األحافير التي<br />

وجدت في الكهوف.‏<br />

وخالفا لذلك،‏ فإن الدليل األحفوري من شرق إفريقيا<br />

جاء من مواقع قريبة من الوادي املتصدع الشرقي )2( the<br />

Eastern Rift Valley الذي يشطر هذا اجلزء من إفريقيا من<br />

البحر األحمر شماال على شواطئ بحيرة ماالوي Malawi<br />

وما بعدها جنوبا.‏ وبدال من العثور عليها في الكهوف عثر<br />

على أحافير أشباه إنسان من شرق إفريقيا في رواسب<br />

دفنت حول البحيرات أو على امتداد ضفاف األنهار.‏ ومعظم<br />

هذه الطبقات الصخرية يحتفظ باجتاه احلقل املغنطيسي<br />

األرضي في الوقت الذي ترسبت فيه،‏ وألنها مواقع مكشوفة<br />

فإن الطبقات متتزج بالرماد املنبعث من البراكني الكثيرة<br />

التي اندلعت داخل أو حول الوادي املتصدع الشرقي نتيجة<br />

حلركة الصفائح التكتونية.‏ وهذه السمات تعني أن الباحثني<br />

سيجدون وسيلة لتعيني عمر الطبقات في كل موقع بصورة<br />

مستقلة عن األحافير التي حتويها.‏ وفضلال عن ذلك,‏ فإن<br />

طبقات الرماد البركاني تعمل مثل سلسلة من البطانيات<br />

املدموغة بالتاريخ التي تفترش املنطقة؛ مما يساعد الباحثني<br />

على إيجاد عالقة بني األحافير التي دفنت على بعد آالف<br />

)1( يطلق على Paranthropus robusts و P.boisei اسم “robust” .australopiths<br />

)2( ويسمى أيضا:‏ East African Rift<br />

(2015) 6/5<br />

22

األميال بعضها عن بعض.‏<br />

والعديد من املواقع األغنى بأحافير أشباه إنسان مثل<br />

املواقع املوجودة في حوض أومو-توركانا Omo-Turkana<br />

وأبعد من ذلك شماال على امتداد نهر أواش Awash حتوي<br />

طبقات متثل في الزمان ماليني السنني.‏ ومن ثم أصبح<br />

من املمكن تعيني حد أدنى لتاريخ ‏»البداية«‏ و»النهاية«‏ لكل<br />

مجموعة معينة من أحافير أشباه إنسان.‏ وهذه اخلصوصية<br />

جتعل من الواضح أنه حتى داخل شرق إفريقيا - دَعنْك من<br />

املنطقة بني شرق إفريقيا وجنوبها بعيدا - كانت هناك أزمنة<br />

قبل مليون إلى أربعة ماليني سنة أقام فيها أكثر من نوع<br />

‏)وفي بعض الفترات العديد من األنواع(‏ من أشباه إنسان في<br />

الوقت نفسه.‏ وعلى سبيل املثال،‏ فطوال مليون سنة ‏)قبل 2.3<br />

إلى 1.4 مليون سنة(‏ عاش في املنطقة نفسها بشرق إفريقيا<br />

نوعان مختلفان من أشباه إنسان هما:‏ إنسان كسار البندق<br />

Paranthropus boisei واإلنسان املاهر .Homo habilis وهما<br />

مختلفان لدرجة أن مرشدا سياحيا في حقبة ما قبل التاريخ<br />

كان بإمكانه أن يفرق بني جمجمتيهما وأسنانهما مهما كان<br />

الدليل األحفوري مجزأً.‏ ومن الواضح أيضا أن أشباه إنسان<br />

في مواقع شرق إفريقيا تختلف عن تلك في جنوب إفريقيا -<br />

سنذكر املزيد عن ذلك الحقا.‏<br />

الكنز املكتشف:‏ يقوم الباحثون في جنوب إفريقيا بالتنقيب في موقع كهف<br />

ماالپا ‏)في األعلى(،‏ حيث أمكن استخراج هيكلني عظميني كاملني ‏)إلى اليمني(‏<br />

تقريبا الثنني من أشباه اإلنسان األوائل early hominins عاشا قبل مليوني سنة.‏<br />

إن وجود الدليل على تواجد إلنسان كسار البندق<br />

واإلنسان املاهر في الطبقات التي تسجل آالف السنني ال<br />

يعني بالضرورة أن هذين النوعني من أشباه إنسان كانا<br />

يتعاقبان على حفرة املياه نفسها.‏ ولكنه يعني بالتأكيد أن أحد<br />

أشباه إنسان هذين أو كليهما ليس سلفا لإلنسان احلديث.‏<br />

وعلى الرغم من أن األدلة املستمدة من املراحل املتقدمة جدا<br />

من تطور اإلنسان تتفق مع وجود قدر ضئيل من التهجني<br />

بني سلاللتي إنسان نياندرتال واإلنسان احلديث،‏ ففي رأيي<br />

الشخصي أن االختالفات الفيزيائية الكبيرة بني إنسان كسار<br />

البندق وبني اإلنسان املاهر تدل على أن التهجني بينهما أمر<br />

أقل احتماال بكثير.‏ وحتى إذا حدث ذلك،‏ فإنه لم يكن ليطمس<br />

إال قليال من االختالفات اجلوهرية بني هذين النوعني.‏ وبعبارة<br />

أخرى،‏ لم يعد من املناسب تخيل صورة فرع وحيد بسيط<br />

لتمثيل البشر قبل بضعة ماليني عام.‏ فأسالفنا األوائل يبدون<br />

مثل عصبة من غصينات - ورمبا يعتقد البعض أنها تبدو<br />

كشجيرة متشابكة األغصان.‏<br />

وهناك أدلة على تعدد األنساب في ماضينا األقرب،‏ فإنسان<br />

23 (2015) 6/5

نياندرتال،‏ على سبيل املثال،‏ جرى تعرفه<br />

كنوع مستقل ملدة 150 عاما،‏ ومبرور الزمن<br />

اكتشف الباحثون املزيد من الطرق،‏ فعرفوا<br />

أن هذين الشبيهني باإلنسان يختلفان<br />

عن اإلنسان احلديث.‏ وإننا نعلم أيضا<br />

أن شبيها ثالثا لإلنسان وهو اإلنسان<br />

املنتصب )1( رمبا بقي حيا فترة أطول مما<br />

اعتقدناه أصال وأن اإلنسان القزم،‏ على<br />

الرغم من عزلته في جزيرة فلوريس،‏ هو<br />

من املؤكد نوع رابع من أشباه إنسان<br />

الذي عاش على األرض خالل 100 000<br />

سنة املاضية.‏ وهناك دليل على وجود نوع<br />

مميز خامس من أشباه إنسان منقرضني<br />

وهو إنسان دنيسوڤان )2( ،Denisovans<br />

فقد أتى هذا الدليل من حتليل دنا DNA<br />

قدمي مستخلص من عظمة إصبع عمرها<br />

40 000 سنة.‏ وقد ظهر دليل على وجود<br />

نوع آخر على األقل من ‏»نسب شبحي«‏<br />

ghost lineage من دنا إنسان حديث،‏ ما<br />

زال على قيد احلياة منذ 100 000 سنة.‏<br />

وهكذا،‏ فإن تاريخنا التطوري احلديث هو أكثر ‏»تشجرا«‏ مما<br />

اعتقد الناس حتى قبل عشر سنوات.‏<br />

وقد ال يكون اكتشاف التشجر هذا في تطورنا أمرا<br />

مفاجئا.‏ فالوجود العصري للعديد من األنواع املرتبطة<br />

ببعضها يبدو أنه هو القاعدة في ماضي العديد من فصائل<br />

الثدييات؛ فلماذا ال يكون األمر مشابها ألشباه إنسان؟ ومع<br />

ذلك،‏ فمنتقدو شجرة العائلة املتغصنة اتهموا علماء األحياء<br />

القدمية واألنثروبولوجيا بأنهم متحمسون بصورة مبالغ فيها<br />

لتعيني هوية أنواع جديدة من مكتشفاتهم - ويفترضون أن<br />

ذلك من قبيل رغبة علماء األحافير في الشهرة واحلصول على<br />

املزيد من التمويل ألبحاثهم.‏<br />

أما أنا ‏)املؤلف(،‏ من ناحية أخرى،‏ فإنني أعتقد جازما<br />

أننا نتعامل على األغلب مع ظاهرة حقيقية.‏ أوال،‏ هناك أسباب<br />

وجيهة ومنطقية لالشتباه بأن الدالئل األحفورية دائما تقلل<br />

من تقدير عدد األنواع.‏ ثانيا،‏ إننا نعلم من احليوانات احلية<br />

أن العديد من األنواع غير املختلف عليها يصعب متييزها<br />

باستخدام العظام واألسنان،‏ أو ما تمُسمى نسجاً‏ صلبة hard<br />

،tissues وهي كل ما تبقى في السجالت األحفورية.‏ وإضافة<br />

إلى ذلك،‏ فإن أغلب أنواع الثدييات التي كانت حية قبل ثالثة<br />

ماليني إلى مليون سنة ليس لها أحفاد مباشرة حية.‏ فوجود<br />

تُظهر األدلة اجلينية<br />

واألحفورية أن أنواعا<br />

ذات ارتباط وثيق<br />

فيما بينها من أشباه<br />

إنسان تشاركت في<br />

هذا الكوكب مرات<br />

عديدة في املاليني<br />

القليلة املاضية؛ مما<br />

يجعل تعرف األسالف<br />

املباشرين لإلنسان<br />

احلديث أصعب مما<br />

توقعه العلماء حتى<br />

قبل 20 سنة.‏<br />

العديد من أشباه إنسان التي عاشت<br />

قدميا من دون وجود أحفاد مباشرة<br />

حية،‏ مثل الكثير من الثدييات،‏ ليس<br />

أمرا شاذا.‏<br />

وإذا صح أن أشباه إنسان تنوعوا<br />

كثيرا في ماضيهم،‏ فحري بالبيولوجيني<br />

كشف الضغوط التطورية التي حفزت<br />

ذلك.‏ والطقس هو أحد أبرز هذه<br />

العوامل،‏ فأنواع الطقس تتغير ومن<br />

ثم يتغير املوطن الطبيعي مبرور الزمن<br />

وله توجهات،‏ وهو يتذبذب ضمن هذه<br />

التوجهات.‏ وبصورة عامة خالل الفترة<br />

التي نأخذها في االعتبار،‏ هناك توجه<br />

نحو أحوال جو أبرد وأكثر جفافا،‏ ولكن<br />

ضمن هذا التوجه يتغير الطقس في<br />

فترات ميكن توقعها،‏ بحيث يكون أدفأ<br />

وأرطب وفي فترات أخرى يكون أبرد<br />

وأكثر جفافا.‏ وإن منط جسم اإلنسان<br />

وحركته وغذائه التي كانت صاحلة في<br />

وقت معني رمبا ال تصلح في وقت آخر.‏<br />

وهناك ضغط آخر يوجب تباين أشباه إنسان وهو التنافس<br />

فيما بينها:‏ إذا تشارك نوعان من أشباه إنسان في موطن ما<br />

حتى ولو بصورة عامة جدا،‏ فقد يحاول أحدهما إجبار اآلخر<br />

على تبني استراتيجيات مختلفة للبقاء.‏ وهذه الظاهرة املسماة<br />

‏»إحالل صفات«‏ )3( رمبا تفسر كيف انتهى باإلنسان املاهر<br />

وبإنسان كسار البندق أن يختلفا عن بعضهما في األسنان<br />

والفكني ذلك االختالف اجلسيم،‏ فبينما يفضل أحدهما<br />

األغذية ذات األلياف مثل احلشائش مييل اآلخر إلى أكل<br />

الفواكه األلني واألصعب في العثور عليها،‏ فضال عن وجبات<br />

نادرة من اللحوم أو نقي العظم.‏ وكذلك،‏ عندما طور أشباه<br />

إنسان طرائق حضارية مختلفة،‏ تغيرت نظراتهم للمجتمعات<br />

البشرية وعاداتها فأثر ذلك سلبا في األنواع املدمجة التي<br />

نشأت نتيجة للتهجني فيما بينها.‏<br />

وإضافة إلى االختالفات التشريحية،‏ يستطيع الباحثون<br />

اآلن حتليل األحافير على املستوى اجلزيئي.‏ غير أنه عندما<br />

نصل إلى أشباه اإلنسان األوائل - early hominins الذين<br />

ليست لدينا حتى اآلن أدلة جينية لهم - فإن متييز ما يقابل<br />

أبويّ‏ وأجدادي وأجداد أجدادي مما يقابل أخوالي وخاالتي<br />

H. erectus )1(<br />

)2( Denisovans أو :Denisova hominins نسبة إلى كهف دنيسوڤا في سيبيريا.‏<br />

characters displacement )3(<br />

(2015) 6/5<br />

24

ال يزال حتديا.‏ فمجرد أن أحفورتني لهما أسنان وفكّان<br />

متشابهة في الشكل ال يعني أنهما يشتركان في تاريخ<br />

تطوري حديث.‏ فمثل هذه التداخالت قد حتدث بسبب<br />

حتديات بيئية متشابهة أدت إلى حلول تشكلية )1( متماثلة.‏<br />

فعلى سبيل املثال،‏ الفأس التي تصميمها يفيد في جرح<br />

أشجار الصمغ في أستراليا ميكن استخدامها في قطع<br />

األخشاب الصنوبرية في شمال أوروبا،‏ ورمبا توصل<br />

األستراليون واألوروبيون إلى التصميم نفسه من دون معرفة<br />

مسبقة بينهما.‏ ونحن نعلم أن التشكل ليس قابال للتطور<br />

الالنهائي - فلكل نوع حيواني أو نباتي عدد محدد من<br />

احللول التشريحية أو الفيزيولوجية ملواجهة التحدي البيئي<br />

نفسه.‏ وهكذا،‏ فإن اكتشاف صفة مشتركة في أحافير<br />

لنوعني مختلفني ال يعني بالضرورة أنهما من حيث التصنيف<br />

رفيقان مباشران؛ فرمبا كانا مجرد قريبني ذوي صلة التقيا<br />

على احلل الفيزيائي نفسه لتحد بيئي متشابه.‏<br />

إذن،‏ ما الذي يحمله املستقبل لتعرف أسالفنا املباشرين؟<br />

إنني عازم على أن أمضي خطوة أبعد مؤيدا الرأي القائل<br />

إن العديد من أشباه إنسان جالوا في الكوكب في الوقت<br />

نفسه.‏ وإنني أتوقع أن الزيادة في تنوع أشباه البشر التي مت<br />

التعرف عليها في املاليني األربعة املنصرمة،‏ سوف جند أنها<br />

متتد أزمنة أقدم من ذلك.‏ وأعزو ذلك جزئيا،‏ إلى قلة تعمق<br />

الباحثيني التعمق الكافي أو أنهم لم يصرفوا الوقت الكافي<br />

للتعرف على أشباه إنسان الذين عاشوا في أزمنة أقدم.‏ ومن<br />

ثم استكشفوا مواقع أقل ترجع إلى فترة أقدم من أربعة<br />

ماليني سنة مما هو أحدث.‏ وإنني أعترف أن هذا العمل شاق.‏<br />

فأشباه إنسان تعد من الثدييات األندر في السجل األحفوري.‏<br />

وعليك أن تفتش - بني الكثير من أحافير اخلنازير والظباء -<br />

لكي تعثر على أشباه إنسان عرضية.‏ ولكن إذا تضافرت<br />

اجلهود املبذولة للعثور عليها،‏ فسيعثر عليها حتما.‏<br />

وسبب آخر للتنبؤ بأن أنواع أشباه إنسان األقدم ما زالت<br />

باقية لكي نكتشفها هو أن السجالت األحفورية للثدييات<br />

األكثر شيوعا،‏ فيها التعدد نفسه في األنساب قبل ثالثة<br />

ماليني سنة كما هي احلال بعد ذلك التاريخ.‏ فلماذا ال نتوقع<br />

أن يظهر النمط نفسه لدى أشباه إنسان؟ وأخيرا،‏ فإن مواقع<br />

أشباه إنسان املبكرة الباقية ال تغطي أكثر من 3 في املئة من<br />

مساحة إفريقيا ورمبا أقل.‏ وإنه من غير احملتمل أن هذه<br />

القطعة احملدودة من األرض قد احتفظت بأدلة ألنواع أشباه<br />

إنسان املبكرة جميعها التي عاشت في تلك القارة.‏<br />

ومع ذلك،‏ فإن أي اكتشاف جديد في الفترة قبل أربعة<br />

ماليني سنة غير موثوق به متاما.‏ فكلما اقتربتَ‏ أكثر من نقطة<br />

االنفصال بني أنساب اإلنسان من جهة والشيمبانزي والبابون<br />

من جهة أخرى،‏ ازدادت صعوبة التمييز بني نسب مباشر<br />

لإلنسان وبني قريب ذي صلة به.‏ وسيكون من األصعب أيضا<br />

التأكد أن العينة املكتشفة هي لشبيه إنسان أو كانت سلفا<br />

لشيمبانزي أو بابون أو أنها نوع يتنمي إلى نسب ليس له<br />

ممثلون أحياء حاليا.‏ وإذا كان علم املستحاثات صعبا وميثل<br />

حتديا اآلن،‏ فأنا ما زلت مقتنعا بأن الهيكلني العظميني من<br />

ماالپا هما سلف مباشر لإلنسان،‏ وإن األمر سيزداد صعوبة<br />

في املستقبل.‏ ولكن هذه التحديات الكبيرة هي التي جتعل<br />

حقل املعرفة هذا مبثل هذه الروعة.‏ ><br />

)1( solutions morphological أو:‏ حلول مورفولوجية.‏<br />

اكتشاف توركانا:‏ جمجمة متحجرة لفتى من اإلنسان املنتصب Homo ergaster<br />

عاش في كينيا ومات فيها قبل 1.6 مليون سنة.‏<br />

مراجع لالستزادة<br />

Fossils Raise Questions about Human Ancestry. Ewen Callaway in Nature. Published<br />

online September 8, 2011.<br />

Human Evolution: Fifty Years after Homo habilis. Bernard Wood in Nature, Vol. 508,<br />

pages 31–33; April 3, 2014.<br />

What Does It Mean to Be Human? Smithsonian Institution’s Human Origins Initiative:<br />

http://humanorigins.si.edu<br />

Scientific American, September 2014<br />

25 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

‏)٭(‏<br />

احلياة الداخلية للكواركات<br />

ماذا لو كانت أصغر مكونات املادة تؤوي فعليا عاملَاً‏ من اجلسيمات غير املكتشفة؟<br />

‏<br />

العالَم مكان معقد غامض ودقيق.‏ نستطيع<br />

احلركة بسهولة عبر الهواء،‏ مع أننا ال نستطيع احلركة عبر جدار.‏<br />

والشمس تطافر transmute عنصرا إلى آخر؛ مما يجعل كوكبنا<br />

يستحم بالدفء والضوء.‏ فقد حملت املوجات الراديوية صوت<br />

اإلنسان من سطح القمر إلى األرض,‏ في حني ميكن ألشعة گاما<br />

gamma أن تخرِّب دنا DNA اإلنسان تخريبا قاضيا.‏ وللوهلة<br />

األولى،‏ يبدو أن هذه الظواهر املتفاوتة ليس لبعضها عالقة ببعضها<br />

اآلخر،‏ غير أن الفيزيائيني كشفوا النقاب عن بضعة مبادئ ال<br />

يتجاوز عددها عدد أصابع اليد تلتحم بنظرية رفيعة البساطة<br />

لتفسر جميع هذه الظواهر وغيرها كثير.‏ وهذه النظريةمُ‏ تدعى<br />

النموذجَ‏ املعياري لفيزياء اجلسيمات )1( ، وهي تغلّف القوى<br />

الكهرطيسية )2( التي جتعل احلائط يظهر صلبا،‏ والقوى النووية<br />

التي حتكم طاقة الشمس،‏ وعائلة املوجات الضوئية املتعددة التي<br />

جتعل االتصاالت احلديثة ممكنة والتي تهدد حياتنا أيضا.‏<br />

إن النموذج املعياري )3( هو أحد أبرز النظريات الناجحة<br />

جناحا الفتا التي ابتكرت حتى اآلن.‏ فهي تفترض في جوهرها،‏<br />

وجود صنفني من اجلسيمات املادية غير القابلة لالنقسام هما:‏<br />

الكواركات quarks واللّبتونات .leptons وتكوّن الكواركات<br />

بأنواعها املختلفة البروتونات والنترونات،‏ وأن أكثر اللبتونات<br />

املألوفة هو اإللكترون.‏ وميكن للمزيج الصحيح من الكواركات<br />

واللبتونات أن يشكل أية ذرة،‏ وإذا ما وسّ‏ ‏عنا ذلك ميكن أن<br />

يشكل أي نوع من أنواع املادة املوجودة في الكون .universe<br />

وترتبط مكوّنات املادة هذه معا بأربع قوى - نوعني مألوفني:‏<br />

الثقالة gravity والكهرطيسية ،the electromagnetic ونوعني<br />

أقل ألفة هما:‏ القوتان النوويتان الشديدة والضعيفة.‏ ويتوسط<br />

تبادل واحد أو أكثر من اجلسيمات املعروفة بالبوزونات القوى<br />

الثلالث األخيرة،‏ لكنّ‏ جميع محاوالت معاملة الثقالة وفق هذا<br />

الواقع امليكروي باءت بالفشل.‏<br />

إضافة إلى ذلك،‏ فإن النموذج املعياري يترك بعض األسئلة<br />

األخرى من دون أجوبة مثل:‏ ملاذا لدينا أربع قوى وليس عدد<br />

آخر؟ وملاذا يوجد نوعان من اجلسيمات األساسية وليس نوع<br />

واحد فقط يتناول كل شيء؟<br />

فهذه مسائل تعدّ‏ شائكة.‏ ومع ذلك،‏ فإن أحجية أخرى مختلفة<br />

لفتت انتباهي مدة طويلة كما لفتت انتباه العديد من الفيزيائيني<br />

اآلخرين؛ إذ يَنظر النموذج املعياري للكواركات واللبتونات على<br />

أنها غير قابلة للتقسيم،‏ مع أنه ويا للمفاجأة،‏ تشير دالئل مختلفة<br />

إلى أنها مكونة هي نفسها من مركّبات أصغر منها.‏ وإذا كانت<br />

الكواركات واللبتونات ليست أساسية أولية على اإلطالق وتوجد<br />

مكونات أصغر منها في الواقع،‏ فإن وجودها يجبرنا على مراجعة<br />

نظرياتنا مراجعة موسّ‏ ‏عة.‏ وكما كانت الطاقة النووية غير قابلة<br />

للتصديق قبل اكتشاف ‏‏ بنية النواة عام 1911، كاشفا<br />

النقاب عن طبقة حتت ذرية )4( أخرى،‏ فإن هذا سيكشف عن<br />

‏)٭(‏ THE INNER LIFE OF QUARKS<br />

the standard model of particle physics )1(<br />

the electromagnetic forces )2(<br />

The Standard Model )3(<br />

the subatomic )4(<br />

the large Hadron Collider )5(<br />

في عام 1869 أنشأ ‏‏ اجلدول الدوري<br />

للعناصر الكيميائية نتيجة مالحظته أن خواص العناصر تتواءم<br />

في منط متكرّر,‏ مما مكّن الفيزيائيني فيما بعد من تفسيره<br />

كنتيجة للبنية الذرية.‏ وقد تتطور اليوم قصة مشابهة من فيزياء<br />

اجلسيمات مرة ثانية.‏<br />

إذ إن للجسيمات األولية االثني عشر املعروفة لها منطَها<br />

باختصار<br />

املتكررَ‏ اخلاصَّ‏ بها؛ مما يقترح أنها ليست أساسية حقيقة لكنها<br />

في الواقع كرات صغيرة جدا حتوي جسيمات أصغر منها،‏ هي ما<br />

يسميها الفيزيائيون مبدئيا بريونات .preons<br />

وتقود شواهد أخرى إلى عكس هذا االحتمال.‏ وقد يجيب<br />

عن هذا السؤال نهاية املطاف املصادم الهادروني الضخم (LHC) )5(<br />

املوجود في سيرن ،CERN إضافة إلى جتارب أخرى غير مشهورة.‏<br />

(2015) 6/5<br />

26

املؤلف<br />

Don Lincoln<br />

‏‏ يهتم بالبنية التحتية للكواركات وللّبتونات منذ عقود،‏<br />

وهو فيزيائي رئيس في مختبر فيرمي ‏)فرميالب(.‏ ويقسم وقت<br />

أبحاثه بني مختبر فيرمي ومختبر سيرن CERN األوروبي،‏ كما<br />

يؤلف كتبا ومقاالت حول فيزياء اجلسيمات.‏<br />

ظواهر ال نستطيع تصورها اآلن.‏<br />

والبتّ‏ في هذه القضية يتطلب من العلماء<br />

أن يصدموا جسيمات بعضها ببعض عند<br />

طاقات عالية جدا.‏ ومنذ مشاهدتنا للكواركات<br />

في سبعينات القرن العشرين تنقصنا األدوات<br />

التي قد تسمح لنا بالنظر داخل الكواركات<br />

بعمق.‏ لكنه اآلن مع وجود املصادم الهادروني<br />

الضخم (LHC) )1( في سيرن قرب جنيڤ -<br />

وهو اآللة نفسها التي وجدت مؤخرا دليال<br />

على وجود بوزون هيگز ،Higgs boson آخر<br />

اجلسيمات غير املوثّقة في النموذج املعياري -<br />

ومع املكاسب املتسارعة لهذا املصادم؛ ميكن<br />

أن يكون املصادم بقدر هذه املهمة.‏<br />

‏)٭(‏<br />

فجوات بني األجيال<br />

ظهرت أول إشارة على وجود بنية الكواركات واللبتونات<br />

نتيجة البحث في سؤال شائك آخر - ما زال من دون جواب -<br />

يتعلق بعدد األنواع املختلفة من الكواركات واللبتونات التي<br />

مت اكتشافها.‏ وتتكون البروتونات والنترونات من نوعني من<br />

الكواركات يدعيان الكوارك العلوي up quark والكوارك<br />

السفلي .down quark وميتلك الكوارك العلوي 2/3+ ‏)ثلثي(‏<br />

الشحنة الكهربائية املوجبة للبروتون،‏ في حني ميتلك الكوارك<br />

السفلي 1/3- ‏)ثلث(‏ الشحنة السالبة للبروتون.‏ ومع أن هذين<br />

النوعني من الكواركات فقط كافيان،‏ إضافة إلى اإللكترونات،‏<br />

لتكوين مادة الكون،‏ فقد شوهدت كواركات أخرى.‏ فالكوارك<br />

الغريب strange quark له شحنة الكوارك السفلي نفسها<br />

لكنه أثقل منه.‏ وكوارك القاع bottom quark هو نوع أثقل<br />

من كليهما.‏ وباملثل،‏ فإن الكوارك الفاتن charm quark ابن<br />

عم الكوارك العلوي أثقل منه،‏ ومع كوارك القمة top quark<br />

الفائق الثقل تكتمل عائلة الكوارك العلوي.‏ لقد شاهد فيزيائيو<br />

اجلسيمات جميع هذه الكواركات،‏ غير أن الكواركات األربعة<br />

الثقيلة تضمحلّ‏ ‏)تتفكك(،‏ في غضون أجزاء من الثانية لتعطي<br />

الكواركني األخف.‏<br />

وميتلك اإللكترون أيضا أوالد عمومة ثقيليني غير<br />

مستقرين هما:‏ امليون the moun واللبتون تاو tau lepton<br />

األثقل من كليهما،‏ وميتلك كل منهما الشحنة نفسها التي<br />

ميتلكها اإللكترون.‏ وتتضمن وحوش اجلسيمات املعروفة<br />

ثالث نسخ من نترينوهات ،neutrinos جميعها فائقة اخلفة<br />

ومعتدلة كهربائيا.‏<br />

وهذا املنعطف قاد الفيزيائيني بصورة طبيعية إلى<br />

السؤال التالي:‏ إذا كان الكوارك العلوي والكوارك السفلي<br />

واإللكترون هو كل ما نحتاج إليه من اجلسيمات بالضرورة<br />

لبناء كون،‏ فلماذا متتلك هذه اجلسيمات مثل هذا العدد<br />

الكبير من أوالد عمومتها؟ وميكن للسؤال أن يمُغلَّف بغالف<br />

كتعليق الفيزيائي الفائز بجائزة نوبل ‏ الذي<br />

‏)٭(‏ GENERATION GAPS<br />

the large Hadron Collider )1(<br />

27 (2015) 6/5

الشحنة<br />

الكهربائية<br />

اسم<br />

اجلسيم<br />

الكتلة ‏)مقدرة بامليگا<br />

إلكترون ڤلط(‏<br />

فوتون<br />

‏)كهرطيسية(‏<br />

الكلوون ‏)قوة<br />

شديدة(‏<br />

البوزون Z<br />

‏)قوة ضعيفة(‏<br />

البوزون W<br />

‏)قوة ضعيفة(‏<br />

البوزون<br />

هيگز<br />

النموذج املعياري<br />

‏)٭(‏<br />

فسحة اجلسيمات<br />

تستند فيزياء اجلسيمات كلها إلى نظرية تعرف بالنموذج املعياري<br />

the standard model الذي يولّد اجلسيمات األساسية املوجودة<br />

في الطبيعة،‏ إضافة إلى القوى التي حتكمها.‏ ويتضمن النموذج<br />

املعياري عائلتني رئيسيتني من اجلسيمات هما:‏ الفرميونات<br />

fermions التي تضم جميع مكوّ‏ نات املادة،‏ والبوزونات bosons التي<br />

تضم جميع اجلسيمات حامالت القوة املعروفة.‏ وتأتي الفرميونات<br />

في ثالثة أجيال متزايدة الكتلة تباعا.‏<br />

كثيرا ما يَستشهد به عندما علم باكتشاف امليون:‏ ‏»من نظّ‏ م<br />

هذا؟«‏<br />

فقد كانت إحدى طرائق العلماء في معاجلة غموض عائالت<br />

اجلسيمات املشهورة هي إنشاء خريطة تبرز جميع سمات<br />

اجلسيمات األولية املعروفة ‏]انظر اإلطار في هذه الصفحة[‏<br />

بصورة مشابهة جلدول العناصر الكيميائية الدوري.‏ وقد<br />

عرض اجلدول الدوري على الفيزيائيني أولى اإلشارات على<br />

أن العناصر الكيميائية قد ال تكون أساسية وأن األمناط<br />

املنهجية لبنية الذرات الداخلية قد تفسر<br />

اخلواص املتشابهة بني العناصر،‏ وعلى<br />

اخلصوص األسطر واألعمدة فيه.‏<br />

وميتلك جدول الكواركات واللبتونات<br />

ثالثة أعمدة تدعى أجياال generations<br />

‏)التي هي سبب تسمية غموض تضاعف<br />

اجلسيمات اآلن على أنها مسألة<br />

األجيال(.‏ إذ يتضمن اجليل I، أقصى<br />

اليسار،‏ الكوارك العلوي والكوارك<br />

السفلي إضافة إلى اإللكترون ونترينو<br />

اإللكترون - electron neutrino وهذا كل<br />

ما نحتاج إليه لتفسير عاملنا املألوف.‏<br />

ويحوي اجليل II نسخا أثقل إلى حدٍّ‏ ما<br />

من اجلسيمات نفسها:‏ في حني ميتلك<br />

اجليل III أثقل اجلسيمات جميعا.‏<br />

ويعامل النموذج املعياري الكواركات<br />

واللبتونات كجسيمات شبه نقطية من<br />

دون بنية داخلية على اإلطالق.‏ غير أن<br />

األمناط ضمن اجلدول،‏ كما هي احلال في<br />

اجلدول الدوري الكيميائي،‏ تبرز احتمال<br />

وجود اختالفات بني األجيال منشؤها<br />

تشكيالت لقوالب بناء للمادة أصغر منها<br />

ضمن الكواركات واللبتونات.‏<br />

مع حلول القرن العشرين،‏ ظهرت<br />

سابقة تاريخية مماثلة قد تكون لها عالقة<br />

بالبحث عن البنية املرجوة للكواركات،‏<br />

وهي اكتشاف االضمحلالل ‏)التفكك(‏<br />

اإلشعاعي.‏ فعبر عملية لم تكن مفهومة<br />

حينها ميكن لعنصر أن يتطافر إلى عنصر<br />

آخر.‏ إذ إننا نعرف اآلن أنه من املمكن<br />

حتقيق هدف خيميائيي alchemists<br />

العصور الوسطى في حتويل الرصاص<br />

إلى ذهب بتغيير عدد البروتونات والنترونات في النواة.‏ إن<br />

مجال التطافرات املمكنة أعم من هذا بكثير،‏ وميكن خليميائي<br />

نووي أن يقلب النترون إلى بروتون ‏)أو العكس(‏ بتغيير هوية<br />

الكواركات املركبة له.‏ ويحدث هذا التحويل عن طريق القوة<br />

النووية الضعيفة التي ميكنها تطفير اللبتونات،‏ مع أنه من غير<br />

املمكن حتويل الكواركات إلى لبتونات أو العكس بالعكس.‏<br />

وبالضبط كما يعكس قلب عنصر إلى آخر عَمَلَ‏ الداخلِ‏ املعقد<br />

‏)٭(‏ THE PARTICLE LANDSCAPE<br />

اجليل III اجليل Ⅱ اجليل Ⅰ<br />

قمة<br />

قاع<br />

نوترينو<br />

التاو<br />

التاو<br />

فاتن<br />

غريب<br />

نوترينو<br />

امليون<br />

امليون<br />

علوي<br />

2.3<br />

سفلي<br />

4.8<br />

نترينو<br />

اإللكترون<br />

.>0.000002<br />

1,275<br />

95<br />

.>0.19<br />

105.7<br />

173,500<br />

4,180<br />

>18.2<br />

1,776.8<br />

0<br />

0<br />

91,188<br />

80,385<br />

~125,000<br />

اإللكترون<br />

0.511<br />

0<br />

0<br />

0<br />

±1<br />

0<br />

بوزونات<br />

+2/3<br />

-1/3<br />

0<br />

-1<br />

+2/3<br />

-1/3<br />

0<br />

-1<br />

+2/3<br />

-1/3<br />

0<br />

-1<br />

تزايد كتلة الفرميون<br />

كواركات<br />

لبتونات<br />

فرميونات<br />

(2015) 6/5<br />

28

للذرة،‏ فكذلك ميكن للتحول النظري املرتقب<br />

للكواركات واللبتونات أن يزودنا بدليل آخر<br />

على ما يحدث داخل هذه اجلسيمات<br />

‏)٭(‏<br />

جزء وجسيم<br />

لقد ظهر العديد من قوالب البناء االفتراضية<br />

للكواركات واللبتونات ولكل منها اسم مختلف،‏<br />

لكن املصطلح ‏»بريون«‏ preon صمُ‏ كَّ‏ ليضعها<br />

جميعها.‏ وفي معظم احلاالت ينطبق االسم<br />

نفسه على مركّبات اجلسيمات احلاملة للقوى<br />

الفاعلة في مكونات املادة هذه.‏<br />

وكمثال يوضح ذلك،‏ لننظر في منوذج<br />

قدّمه ‏ الذي كان يعمل في مركز<br />

مسرّع ستانفورد اخلطي عام 1979، كما<br />

قدمه مستقال عنه في الوقت نفسه ‏ الذي كان يعمل في جامعة إيلينوي<br />

بأوربانا-‏ شامبني،‏ وقد وسّ‏ ‏عه ‏‏<br />

وطالبه ‏ عام 1981 اللذان كانا<br />

يعملالن حينذاك في معهد وايزمان للعلوم<br />

بريڤوهوت ‏]انظر اإلطار في هذه الصفحة[.‏<br />

فقد افترضوا وجود نوعني من البريونات:‏<br />

واحد منهما يحمل شحنة كهربائية قدرها<br />

1/3+ وآخر يحمل شحنة قدرها صفر؛<br />

وإضافة إلى ذلك،‏ يوجد لكل نوع منهما<br />

مرافق مادّي مضاد ذو شحنة معاكسة:‏ 1/3-<br />

وصفر على الترتيب.‏ وهذه البريونات هي<br />

فرميونات - جسيمات مادة - ويحتوي كل<br />

كوارك أو لبتون على مزيج فريد من ثالثة<br />

بريونات ينفرد به.‏ وعلى سبيل املثال،‏ يصطنع<br />

الكوارك العلوي من بريونني شحنة أحدهما<br />

1/3+ وشحنة اآلخر صفر،‏ بينما يحتوي<br />

املرافق املادي املضاد للكوارك العلوي على بريونني شحنة<br />

كل منهما 1/3- وآخر شحنته صفر.‏ في حني أن البوزونات<br />

احلاملة للقوة تتألف من تراكيب متفردة من ستة بريونات.‏<br />

فللبوزون W املوجب الشحنة،‏ على سبيل املثال،‏ الذي يحمل<br />

القوة النووية الضعيفة التي تتفاعل بها الكواركات واللبتونات<br />

كلتيهما،‏ ثالثة بريونات 1/3+ وثالثة أصفار.‏<br />

لقد افترض ‏‏ و‏ بتطبيق سلسلة من<br />

االفتراضات املعقولة،‏ أن البريون يتسع جلميع جسيمات<br />

اجليل األول.‏ كما ميكن لقوالب البناء نفسها أن تأخذ<br />

باحلسبان الگلوونات ،gluons تلك اجلسيمات حتت<br />

الذرية )1( التي تتوسط القوة النووية الشديدة؛ فتربط<br />

الكواركات معا داخل البروتونات والنترونات،‏ إضافة إلى<br />

البوزونات حاملة القوى األخرى.‏<br />

إن احليلة الدقيقة لصياغة أية بنية مطلوبة للكواركات<br />

وللبتونات وللبوزونات املعروفة جيدا،‏ هي ضرورية حتى ميكن<br />

‏)٭(‏ PART AND PARTICLE<br />

‏)٭٭(‏ A PARTICLE COOKBOOK<br />

the subatomic particles )1(<br />

البريونات للمبتدئني<br />

‏)٭٭(‏<br />

كتاب طبخ اجلسيمات<br />

اقترح فيزيائيون مفاهيم مختلفة للبريونات - تلك اجلسيمات التي قد تكوّ‏ ن<br />

الكواركات وجسيمات عنصرية أخرى.‏ ومن النماذج املشهورة ‏)النموذج<br />

أدناه(‏ النموذج الذي اقترحه ‏ عام 1979 عندما كان يعمل في مركز<br />

مسرّع ستانفورد اخلطي ومعه ‏ الذي كان في جامعة إيلينوي<br />

بأوربانا-شامبني.‏ ويقدم مخططهما نوعني من البريونات واملضادّ‏ املادي لكل<br />

منهما،‏ التي ميكنها تأليف جسيمات املادة،‏ أو الفرميونات ‏)النموذج العلوي(،‏<br />

وجسيمات القوة،‏ أو البوزونات ‏)النموذج السفلي(.‏<br />

جسيمات املادة ‏)الفرميونات(‏<br />

ميكن متثيل البريونني في هذا النموذج باإلشارتني + و 0. ومتتلك اإلشارة + شحنة مقدارها<br />

+1/3 ومتتلك اإلشارة 0 شحنة مقدارها صفر.‏ ولكل منهما رفيق مقابل من املادة املضادة<br />

بشحنة معاكسة (+1/3) و Ō ‏)صفر(.‏ وفي منوذج ‏‏ و‏ يتألف كل من الكواركات<br />

واللبتونات من ثالثة بريونات.‏<br />

الشحنة<br />

+1<br />

+2/3<br />

+1/3<br />

0<br />

0<br />

–1/3<br />

–2/3<br />

–1<br />

اجلسيم<br />

إلكترون مضاد<br />

كوارك علوي<br />

كوارك سفلي مضاد<br />

نترينو اإللكترون<br />

مضاد نترينو اإللكترون<br />

كوارك سفلي<br />

مضاد كوارك علوي<br />

إلكترون<br />

جسيمات القوة ‏)البوزونات(‏<br />

لدى جتميع االثنانات والستات،‏ ميكن أن تصف البريونات نفسها البوزونات،‏ التي يتوسط<br />

انتقالها القوى حتت الذرية:‏ الكهرطيسية ‏)الفوتونات(‏ والقوى النووية الشديدة ‏)الكلوونات<br />

)gluons والقوى النووية الضعيفة ‏)البوزونات W+ و W- و (. Z وقد حذفت هنا التفصيالت<br />

املتعلقة بالكلوونات،‏ تلك اجلسيمات حتت الذرية التي تربط الكواركات معا داخل نواة الذرة<br />

بسبب كونها أكثر تعقيدا قليال.‏<br />

الشحنة<br />

+1<br />

-1<br />

0<br />

0<br />

احملتوى البريوني<br />

+ + +<br />

+ + 0<br />

+ 0 0<br />

0 0 0<br />

0 ¯ 0 ¯ 0¯<br />

– 0 ¯ 0 ¯<br />

– – 0¯<br />

– – –<br />

احملتوى البريوني<br />

+ + + 0 0 0<br />

– – – 0 ¯ 0 ¯ 0¯<br />

0000 ¯ 0 ¯ 0¯<br />

+ + + – – –<br />

+ + – – 00¯<br />

+ – 00 ¯0 0¯<br />

+ –<br />

اجلسيم<br />

بوزون W املوجب<br />

بوزون W السالب<br />

البوزون Z ‏)أربعة طرز(‏<br />

فوتون<br />

29 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

تفسيرها جلميع التآثرات الهائلة العدد بني تلك اجلسيمات<br />

والقوى.‏ وبالفعل،‏ ميكن للبريونات أن تزودنا بلغة معقولة<br />

لوصف العمليات حتت الذرية.‏ وعلى سبيل املثال،‏ لننظر في<br />

كوارك علوي يتصادم مبضاد مادي لكوارك سفلي معطيا<br />

البوزون W موجب الشحنة الذي يضمحلّ‏ فيعطي مضادا<br />

ماديا لإللكترون،‏ أو بوزيترون،‏ ونيوترينو اإللكترون.‏ فوفق<br />

منوذج البريون الذي ابتكره ‏‏ و ‏،‏ فإن<br />

الكواركات القادمة مع مركباتها الثالثة لكل منها تتآلف عند<br />

التصادم لتولّد البوزون W الذي يحوي اآلن ثالث شحنات<br />

1/3+ و ثالث شحنات صفرية.‏ ومن ثم،‏ يتفكك البوزون W<br />

الفظا تشكيلة مختلفة للبريونات الستة نفسها:‏ بوزيترون<br />

واحد ‏)مع ثالث شحنات 1/3+( ونيوترينو اإللكترون ‏)مع ثالث<br />

شحنات صفرية(.‏<br />

ناقشتمُ‏ ، حتى اآلن،‏ ما ميكن تسميته تعداديات<br />

numerology الكواركات واللبتونات.‏ فهذا ليس إال لعبة عدّ‏<br />

تشبه موازنة معادالت كيميائية أو رياضياتية،‏ غير أنها موازنة<br />

جدّية مهمة ممكنة.‏ ولكي يكون منوذج البريون ناجحا يجب<br />

أن يمُفسر الكواركات واللبتونات بعدد قليل من قوالب البناء<br />

ومعها بضع قواعد حاكمة لها.‏ فاألمل املستهدف هو إيجاد<br />

ترتيب مناسب يوحّ‏ د اجلسيمات املختلفة توحيدا ظاهريا<br />

وليس منظومة تعاريف خاصة بهذه املسألة تفسر خواصها<br />

وفق قاعدة كل حالة على حدة.‏ وقد أجنزت البريونات هذا<br />

التفسير وفق منوذج ‏‏ و‏ والنماذج األخرى<br />

الناجحة املنافسة له.‏<br />

غير أنه ميكنك مالحظة أن املناقشة حتى اآلن تتناول اجليل<br />

األول من الكواركات واللبتونات.‏ إذ تصبح األشياء أكثر قتامة<br />

عندما نحول انتباهنا إلى اجليلني الثاني والثالث.‏ فضمن<br />

منوذج ‏‏ و‏ املقترح،‏ تمُفترَض األجيال العليا<br />

بأنها حاالت مثارة لتشكيالت جسيمات اجليل األول.‏ متاما<br />

كما هي احلالة عندما يقفز إلكترون من مستوى طاقة أول<br />

إلى مستوى طاقة آخر في الذرات،‏ ويظنّ‏ أن آلية غير معروفة<br />

تربط البريونات معا بطريقة تسمح بوجود أجيال مضاعفة من<br />

اجلسيمات املكوّنة نفسها.‏<br />

وإذا بدا لك أن هذا التفسير يشبه احلياكة باليد،‏ فهو فعال<br />

كذلك.‏ إذ إننا لم ننجز العديد من التفصيالت.‏ وإن الدراسات<br />

النظرية التي اقترحت فكرة الكواركات للمرة األولى كان لها<br />

مستوى التعقيد نفسه.‏ فلم تمُوصف رياضياتيا القوةمُ‏ الشديدة<br />

التي تربط الكواركات معا لتكوّن البروتونات والنترونات إالّ‏<br />

متأخراً.‏ ومع ذلك،‏ تبقى مسألة األجيال مختبئة غير مفسّ‏ رة،‏<br />

لذلك فقد اقترح عدد من الفيزيائيني مناذج متنافسة،‏ مبا<br />

فيها منوذج يحمّل أحد البريونات عددَ‏ جيلٍ‏ ، إضافة إلى عدد<br />

شحنة جديد يدعى اللون الفوقي )1( يربط البريونات داخل<br />

الكواركات واللبتونات.‏<br />

مع أنني وصفت نظرية واحدة للبريونات،‏ لذا عليك أال<br />

تنخدع بالتفكير في أنها النظرية الوحيدة املوجودة.‏ إذ إن<br />

زمالئي النظريني أذكياء وخالّقون جدا.‏ وبالتحديد فقد كتبت<br />

مئات النشرات تقترح مناذج أخرى للبريونات،‏ مع أن هذه<br />

النماذج تكون غالبا تغييرات طفيفة لنماذج أساسية محدودة<br />

العدد لها اإليقاع نفسه.‏ فبعضها يفترض أن للبريونات شحنة<br />

مقدارها 1/6 وليس 1/3 كما في منوذج ‏‏ و ‏.‏<br />

وآخرون يفترضون وجود خمسة بريونات في الكواركات<br />

واللبتونات مقابل الثالثة.‏ كما يقترح البعض اآلخر خليطا من<br />

بريونات فرميونية وبريونات بوزونية أو محتوى مختلفاً‏ من<br />

البريونات للبوزونات عما هو عليه اجلدول السفلي في إطار<br />

الصفحة 40. في الواقع إن االحتماالت غنية جدا،‏ ونحتاج<br />

نحن الفيزيائييني إلى بيانات data إضافية تساعدنا على<br />

تنقية البدائل.‏<br />

إن ما وراء املالحظة املدهشة الذاتية القائلة بوجود<br />

قسيمات مادية قد تكون أصغر من أصغر اجلسيمات<br />

الصغيرة املعروفة اآلن،‏ ويهتم العديد منا بالبريونات لسبب<br />

آخر.‏ فإذا كانت موجودة قد يكون لها ما تقوله بخصوص<br />

مسألة غامضة بارزة أخرى في فيزياء اجلسيمات.‏ إذ يفترض<br />

النموذج املعياري أن حقل هيگز هو مصدر الكتلة للجسيمات<br />

األساسية.‏ فتشعر اجلسيمات ذات الكتلة الكبيرة جدّا عبر<br />

حتركها في هذا احلقل الغامر بنوع من السَّ‏ ‏حنْ‏ بِ‏ إلى الوراء،‏<br />

بينما تنزلق اجلسيمات العدمية الكتلة كالفوتونات،‏ خالله من<br />

دون إزعاج.‏ وإذا كانت البريونات التي تكوّن اجليلني الثاني<br />

والثالث هي نفسها التي تكوّن اجليل األول،‏ فإن ذلك سيدعو<br />

إلى الظن مبقدرة البريونات على جعل جسيمات األجيال العليا<br />

تتآثر مع حقل هيگز تآثرا أقوى مما هو عليه في اجليل األول،‏<br />

معطية بذلك األجيال العليا كتلها األكبر.‏ ففي حني ميكن آللية<br />

هيگز أن تفسر اكتساب اجلسيمات لكتلها،‏ فإنها ال تستطيع<br />

التنبؤ بقيمها.‏<br />

وحتى توضع نظرية جديدة أعمق من النموذج املعياري,‏<br />

ميكن تعيني كتل اجلسيمات حتت الذرية بقياسها فقط<br />

واحدة تلو األخرى.‏ فمن حيث املبدأ،‏ سنتعلم عبر فهمنا لبنية<br />

الكواركات واللبتونات واختالفات األجيال الوصولَ‏ إلى فهم<br />

أفضل آللية هيگز.‏<br />

hypercolor )1(<br />

30

‏)٭(‏<br />

حفرٌ‏ وحتويالت على الطريق<br />

عليّ‏ اإلشارة إلى أن نظرية البريونات ليست خالية من<br />

مشكالتها.‏ فللمبتدئني نقول إن جميع اجلهود التجريبية لرؤية<br />

البريونات باءت بالفشل.‏ وهذا الفشل محبط،‏ لكن ميكن أن<br />

يكون منشؤه ببساطة عدم كفاية التجهيزات املتاحة.‏ وإذا<br />

وضعنا األسئلة التجريبية جانبا،‏ جند بعض هموم النظرية<br />

الذاتية.‏ إنها سمة طبيعية ‏»لنظريات احلصر«،‏ وهي تدعى<br />

كذلك ألن البريونات محصورة داخل فضاء الكواركات<br />

واللبتونات،‏ ألن الكتل املقابلة تكون متناسبة تناسبا عكسيا<br />

مع حجم احلصر.‏ ومبا أن الكواركات واللبتونات أصغر<br />

بكثير من البروتونات،‏ فإن ما تعنيه هذه القاعدة أن الكوارك<br />

املكوّن من البريونات احملصورة ستكون كتلته أكبر من كتلة<br />

البروتون الذي يتكون هو نفسه من كواركات.‏ ومن ثم،‏ فإن<br />

البروتون برمّته سيكون أقل من مجموع أجزائه وأقل بالفعل<br />

من األجزاء اإلفرادية نفسها.‏<br />

مع أن هذه املسألة تبدو غير ممكنة التجاوز،‏ فقد متكّن<br />

الفيزيائيون من االستدارة حول معضلة مماثلة مرتبطة<br />

بالبوزونات.‏ وميكن لكوارك ومضادّ‏ الكوارك مثال تكوين بوزون<br />

يدعى امليزون پاي ،pi meson حيث ميكن ملتطلب احلصر أن<br />

يكون لغزا.‏ غير أنه باستعمال فكرة وضعها ‏ عام<br />

1961 الذي كان يعمل في سيرن آنئذ،‏ تبني للنظريني منذ أمد<br />

طويل أنه ميكن للتناظرات في نظرية قيد الدراسة جتاوز هذه<br />

الصعوبة.‏ لذلك،‏ لم تكن خفة كتلة البوزون پاي مفاجئة حقا.‏ غير<br />

أنه لسوء احلظ،‏ فإن هذه املقاربة تصح للبوزونات فقط وال تصح<br />

للفرميونات مثل الكواركات.‏ مع ذلك،‏ وفي عام 1979 وضع<br />

‏ ‏]من جامعة أوترخت بهولندا[‏ مقاربة مرتبطة بتلك<br />

املقاربة تعمل في حالة الفرميونات.‏ ويبقى ما إذا كان مفهوم<br />

‏‏ يصح في حالة اجلسيمات احلقيقية غير واضح،‏ إالّ‏<br />

أن أفكاره بيّنت على األقل أن معوقات طريق كتل الكواركات<br />

النظرية ليست عصية على التجاوز كما ظهرت للوهلة األولى.‏<br />

لم تكن البريونات الساحة الوحيدة التي حاول الفيزيائيون<br />

اكتشافها آملني بإيجاد حلٍ‏ ملسألة األجيال.‏ فمن البدائل<br />

البارزة فكرةمُ‏ األوتار الفائقة التي فيها قوالب بناء املادة النهائية<br />

ليست اجلسيمات حتت الذرية،‏ وإمنا أوتار مهتزة مرهفة جدا.‏<br />

ومجازيا،‏ ميكن النظر إلى كل جسيم من جسيمات النموذج<br />

املعياري على أنه وتر يعزف نغما مختلفا وأن كل احلقيقة<br />

عبارة عن أوركسترا من األوتار الفائقة تعزف سمفونية الكون<br />

العظيمة.‏ وحلسن احلظ،‏ ميكن للبريونات واألوتار الفائقة أن<br />

توجدا معا وجودا وديا،‏ ألن مقياس حجم األوتار الفائقة<br />

أصغر بكثير من حجوم الكواركات واللبتونات.‏ وإذا كانت<br />

قد تكشف طبقة<br />

جديدة لبنية املادة<br />

النقاب عن ظواهر لم<br />

نكن نتصورها،‏ وذلك<br />

بالضبط كما كانت<br />

الطاقة النووية غير<br />

مدركة قبل اكتشاف<br />

البنية الذرية.‏<br />

األوتار الفائقة موجودة،‏<br />

فيمكنها أن تصنع ليس<br />

فقط الكواركات واللبتونات<br />

بل البريونات أيضا وحتى<br />

ما قبل البريونات بل ما<br />

قبل قبل البريونات،‏ معتمدة<br />

على عدد طبقات البصل<br />

املادية غير املكتشفة<br />

وفي عام 2005،<br />

ظهرت فكرة بديلة أخرى<br />

لفكرة البريونات الطبيعية<br />

جلسيمات أيضا،‏ مع أنها غير مكتشفة،‏ عندما ابتدع<br />

‏ ‏]من جامعة أدياليد في جنوب<br />

أستراليا[‏ طريقة تصف البريونات كجدائل ملتفة من<br />

الزمكان .space-time وما زال هذا النموذج في طفولته،‏<br />

ولكن الفيزيائيني يكتشفون مضامينه،‏ أقلها بسبب أنه<br />

يعرض طريقا آخر محتمال ملكاملة نظرية الثقالة الكمومية<br />

مع النموذج املعياري التي طال انتظارها.‏<br />

‏)٭٭(‏<br />

برهان في مهلبية البريونات<br />

إن الفيزياء في النهاية علم جتريبي.‏ فمهما كانت جودة<br />

النظرية وفشلت في اتفاقها مع القياسات،‏ فذلك يعني أنها<br />

خاطئة.‏ لذلك ماذا يستطيع التجريبيون فعله للبرهان على<br />

صحة وجود البريونات أو عدمه؟ ويصف النموذج املعياري<br />

بنجاح الكواركات واللبتونات والبوزونات في الكون دون إقحام<br />

البريونات،‏ وعليه،‏ يجب على الفيزيائيني البحث عن انحرافات<br />

دقيقة لتنبؤات النموذج املعياري - شقوق صغيرة في صرح<br />

الفيزياء احلديثة.‏ ويبدو لنا أنه يوجد وجهان للنموذج يجذبان<br />

بصورة خاصة مساحتني لالكتشاف بعمق.‏<br />

األول منهما هو احلجم،‏ إذ يعامل النموذج املعياري<br />

الكواركات واللبتونات على أنها أشباه نقاط - أي إنها جسيمات<br />

حجمها صفر وليست لها بنية داخلية.‏ وإن إيجاد حجم غير<br />

الصفر لهذه اجلسيمات سيزودنا بدليل واضح على وجود<br />

البريونات.‏ وقد بيّنت القياسات أن للبروتونات والنترونات<br />

نصف قطر يقارب 15- 10 متر.‏ وقد بحثت جتارب مصادم<br />

اجلسيمات الرائد األول في العالم،‏ في املاضي واملستقبل،‏<br />

عن دليل يظهر أن للكواركات وللبتونات حجما قابال للقياس.‏<br />

وحتى اآلن تتفق جميع البيانات مع حجم يساوي الصفر أو<br />

‏)٭(‏ POTHOLES AND DETOURS<br />

‏)٭٭(‏ PROOF IN THE PREON PUDDING<br />

31 (2015) 6/5

مقاييس احلجم ‏)القدّ(‏<br />

‏)٭(‏<br />

منظر عميق التكبير<br />

إذا كانت البريونات موجودة،‏ فستكون<br />

صغيرة باحلجم صغرا يستعصي<br />

على التصور.‏ إذ عليها أن حتتلّ‏ داخل<br />

الكوارك،‏ الذي هو أصغر جسيمات<br />

املادة املعروف حاليا،‏ والذي هو بدوره<br />

يجب أن يكون صغيرا مبا يكفي ليحتل<br />

داخل البروتون.‏ وفي الواقع،‏ فإن جميع<br />

النتائج التجريبية حتى اليوم تنسجم<br />

مع كون الكوارك ذي حجم مقداره صفر؛<br />

مما يستبعد أية بنية داخلية له.‏ غير أن<br />

التجارب في املستقبل ستعمّق تكبير<br />

املنظر مقتربة منه.‏ وإن احلجم غير<br />

الصفر للكوارك سيعطي انتعاشا رئيسيا<br />

لفرضية البريون.‏<br />

قطرة مطر<br />

10 -3 متر<br />

جزيء ماء<br />

2.8×10 -10 متر<br />

ذرة هدروجني<br />

1.1×10 -10 متر<br />

(2015) 6/5<br />

مع حجم غير معدوم يقع ما بني 0.0002 و 0.001 مرة أصغر<br />

من حجم البروتون.‏ ولكي منيز بني هاتني اإلمكانيتني ‏)حجم<br />

يساوي الصفر مقابل حجم صغير صغير جدا(‏ نحتاج إلى<br />

القيام بقياسات أكثر دقّة مما لدينا اآلن.‏ إن املصادم LHC<br />

هو آلة اكتشافات،‏ وإن كمية البيانات الضخمة املتوقعة من<br />

التصادمات اجلارية حاليا ومن حتسينات على طاقة املصادم<br />

املخطط لها هما طريقتان ميكننا أن نتوقع منهما تعرّف حجم<br />

الكواركات واللبتونات معرفة أفضل من احلالية.‏<br />

وتوجد طريقة أخرى إليضاح وجود بنية جلسيمات حتت<br />

ذرية - في حالة اللبتونات على األقل - هي التحقق من مفهومي<br />

السبني والعزم املغنطيسي املرتبطني ارتباطا وثيقا باحلجم.‏ إذ<br />

ميكن النظر إلى اإللكترون نظرة شاعرية معينة على أنه كرة<br />

تلفّ‏ باستمرار،‏ ويرفق الفيزيائيون تلك اخلاصية كميا بالعدد<br />

الكمومي السبيني.‏ ولإللكترون،‏ مثل جميع الفرميونات،‏ سبني<br />

يساوي 1/2. ومبا أن اإللكترون مشحون كهربائيا،‏ فإن تركيب<br />

السبني والشحنة يؤدي إلى عزم مغنطيسي،‏ الذي هو طريقة<br />

عجيبة للقول إنها حتوّل اإللكترون إلى مغنطيس مألوف،‏ له قطبان<br />

شمالي وجنوبي.‏ وبافتراض أن اللبتون جسيم شبه نقطي مع<br />

سبني 1/2، فيجب أن ميتلك عزما مغنطيسيا محدّدا وحيدا.‏ لذلك،‏<br />

إذا أدى قياس إللكترون أو ميون إلى عزم مغنطيسي يختلف<br />

عن املتنبأ به،‏ فإن هذه النتيجة ستقترح بقوة أن تلك اجلسيمات<br />

ليست شبه نقاط،‏ ومن ثم ميكن أن تكون مركّبة من بريونات.‏<br />

لقد عرف الفيزيائيون منذ أمد بعيد أن لإللكترون وللميون<br />

عزوما مغنطيسية تبتعد قليال عما هو جلسيم شبه نقطي.‏ وليس<br />

لهذا االبتعاد الصغير عالقة بالبريونات،‏ وما زال ميكن تفسيره<br />

ضمن النموذج املعياري.‏ إذ حتيط بكل لبتون وفق هذا النموذج<br />

غيمة متخامدة مما تدعى باجلسيمات االفتراضية )1( ، حيث<br />

تومض داخلة خارجة من الوجود.‏ ومبا أن لهذه الغيمة حجما،‏<br />

فإنها تغير العزم املغنطيسي للبتون تغيرات طفيفة جدا - مبا<br />

يقارب جزءا من ألف جزء.‏ وإن آثار البريونات ستكون أصغر من<br />

ذلك بكثير لكنه قابل للكشف.‏ وتلوح في األفق قياسات مطروحة<br />

حاليا في مختبر فيرمي Fermilab لتجربة امليون 2-g )2( التي<br />

ستكون دقتها أفضل بأربع مرات من الدقة املتوفرة حاليا.‏<br />

وقد نقّب الفيزيائيون أيضا ضمن بيانات املصادم بحثا عن<br />

اضمحالالت ‏)تفككات(‏ جسيمات متوَقّعة،‏ إذا كانت البريونات<br />

موجودة،‏ إذا كانت أجيال اجلسيمات العليا هي ببساطة<br />

حاالت مثارة للجيل األول.‏ وكانت إحدى تلك العمليات هي<br />

اضمحالل امليون الذي يولد إلكترونا وفوتونا.‏ ولم يالحظ هذا<br />

االضمحالل حتى اآلن؛ وإذا ما صودف حدوثه فإنه سيحدث<br />

باحتمال واحدٍ‏ من مئة بليون.‏<br />

وينسجم كل قياس مباشر أجري حتى اآلن مع افتراض<br />

أن الكواركات واللبتونات هي فعال أشباه نقاط لها سبني 1/2.<br />

فقد كانت العقود األخيرة محبطة،‏ مخيبة آمال من يعتقد منا<br />

أن األجيال املشاهدة من اجلسيمات حتت الذرية،‏ هي مؤشر<br />

كيدي لفيزياء غير مكتشفة.‏ ولكن لدينا اآلن فرصة حقيقية<br />

الستكشاف ساحة أفق جديد.‏<br />

ففي عام 2011 قام املصادم LHC بصدم حزمٍ‏ من البروتونات<br />

طاقتها سبعة تريليونات إلكترون ڤلط TeV) 7)، طاقة أكبر<br />

‏)٭(‏ ZOOMING IN<br />

virtual particles )1(<br />

muon g-2 )2(<br />

32

كوارك<br />

أقل من قرابة 18- 10 متر<br />

بريون ‏)نظريا(‏<br />

شبه نقطة،‏ أو مكوّ‏ ن<br />

من مكونات أصغر<br />

بروتون<br />

1.7×10 -15 متر<br />

ثالث مرات ونصف من القيمة العاملية املسجلة ‏)التي أجنزها<br />

تيڤاترون ومختبر فيرمي واحتفظ بها ألكثر من ربع قرن(.‏<br />

وفي العام نفسه ولّد املصادم LHC بيانات تعادل في غزارتها<br />

نصف ما ولّده التيڤاترون )1( من تصادمات خالل عمر تشغيله<br />

كله البالغ 28 سنة.‏ وفي عام 2012 رفعت سيرن CERN طاقة<br />

املصادم LHC إلى 8 TeV متوقعة تضاعف البيانات أربع<br />

مرات قبل أن يبدأ إغالقه مؤقتا ملدة سنة ونصف إلجراء<br />

إصالحات وحتسينات عليه.‏ وسيستأنف املصادم LHC عمله<br />

أواخر عام 2014 أو أوائل عام 2015 ليصادم حزما بروتونية<br />

بطاقة 13 TeV أو 14 TeV وبخطوات أسرع بكثير.‏<br />

وقد تبدو الزيادة الصغيرة املتوقعة عام 2012 تعديال طفيفا،‏<br />

لكنها ستعني الكثير ألبحاث البريونات.‏ إذ إن التغير الصغير<br />

في طاقة احلزمة سيضاعف عدد التصادمات املسجلة عند<br />

الطاقات العليا خمس مرات؛ مما يسمح باختبار أصغر<br />

احلجوم،‏ وهذه بالضبط احلوادث التي نحتاج إلى التحقق<br />

منها كدليل على البريونات.‏ وستزودنا حتسينات عامي 2014<br />

و 2015 بزيادة في إمكانات تأخذ األنفاس.‏<br />

ويجري وفق برنامج مختبر فيرمي لألبحاث،‏ إضافة إلى<br />

ما يجري في املصادم ،LHC إعادة تكوين أساسية تتضمن<br />

مقدرة جديدة للبحث عن دليل مباشر يخص البريونات.‏ ومبا أن<br />

التيڤاترون قد فمُكّك عام 2011، فلم تعد مسرّعات مختبر فيرمي<br />

هي الرائدة في جبهة الطاقة بفيزياء اجلسيمات.‏ وعوضا عن<br />

ذلك،‏ فإن مختبر فيرمي يدفع باجتاه جبهة زيادة الكثافة بغية<br />

اكتشاف ظواهر فريدة بدقة غير مسبوقة.‏ وستقيس جتربتان<br />

لهما عالقة وطيدة بالبحث عن البريونات العزمَ‏ املغنطيسي للميون<br />

والتفتيش بحثا عن اضمحالل امليون املولّد إللكترون وفوتون.‏<br />

إن مستقبل اصطياد بنية للكواركات وللبتونات أكثر<br />

إشراقا عما كان عليه ملدة طويلة.‏ وفي غضون قراءتك لهذه<br />

املقالة أمشّ‏ ط مع زمالئي عبر بيانات املصادم LHC الضخمة<br />

التي مت احلصول عليها حتى اآلن؛ باحثني عن بيّنة امتالك<br />

الكواركات واللبتونات حجما ال يساوي الصفر.‏ كما نفتش<br />

عن اجليل الرابع من الكواركات واللبتونات وعن دليل ما<br />

يؤدي إلى مفهوم أن جسيمات القوة حتمل أيضا أجياال -<br />

أي أن للبوزونني W و Z اللذين يتوسطان فعل القوة النووية<br />

الضعيفة،‏ أوالدَ‏ عمومة أثقل منهما.‏<br />

وستتّسم السنوات القليلة القادمة ببداية غزو جديد في<br />

العالم حتت الذري،‏ رحلة كان آخرها ما صادفه الفيزيائيون<br />

منذ 25 عاما عندما بدأ التيڤاترون عمله.‏ ومثل مغامري البارحة<br />

اجلريئني يشق الفيزيائيون طريقهم قدما إلى األمام مشيعني<br />

سبيال إلى داخل احلدود الكمومية املتقدمة.‏ •<br />

مراجع لالستزادة<br />

A Composite Model of Leptons and Quarks. Michael A. Shupe in Physics Letters B,<br />

Vol. 86, No. 1, pages 87–92; September 10, 1979.<br />

A Schematic Model of Quarks and Leptons. Haim Harari in Physics Letters B, Vol. 86,<br />

No. 1, pages 83–86; September 10, 1979.<br />

Preons: Models of Leptons, Quarks and Gauge Bosons as Composite Objects. Ian<br />

A. D’Souza and Calvin S. Kalman. World Scientific Publishing, 1992.<br />

The Quantum Frontier: The Large Hadron Collider. Don Lincoln. Johns Hopkins<br />

University Press, 2009.<br />

Scientific American, November 2012<br />

the Tevatron )1(<br />

33 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

بزوغ السماوات القصيّ‏ ة<br />

)(<br />

تعجُّ‏ مجرتنا بالكواكب،‏ ويبذل العلماء جهودا جبارة في البحث عن عالمات<br />

على وجود حياة في أجواء الكواكب الكائنة خارج املجموعة الشمسية.‏<br />

.M> .D ليمونيك>‏<br />

ليس من بني من<br />

كانوا هناك في ذلك الوقت،‏<br />

من العلماء األكثر مترسا في الفيزياء<br />

الفلكية إلى أقل املراسلني العلميني خبرة،‏<br />

مَن ميكن أن ينسى مؤمترا صحفيا عقد أثناء<br />

االجتماع الشتوي للجمعية الفلكية األمريكية في<br />

San Antonio بتكساس في الشهر 1996/1.<br />

فهناك أعلن ،‏ حينما كان يعمل راصدا في<br />

جامعة سان فرانسيسكو احلكومية،‏ أنه وزميله في الرصد<br />

‏ ‏]وكان آنذاك في جامعة كاليفورنيا ببيركلي[‏ قد<br />

اكتشفا ثاني وثالث ثالثة كواكب وجدت حتى ذلك الوقت،‏ تدور<br />

حول جنوم شبيهة بالشمس.‏ صحيح أن اكتشاف أول كوكب من<br />

هذا النوع،‏ وهو 51، Pegasi b كان قد أعلن من قبل ‏ و ‏ ‏]من جامعة جنيڤ[‏ قبل بضعة أشهر،‏ لكن االكتشاف املنعزل<br />

قد يكون حدثا عرضيا أو مجرد غلطة.‏ أما اآلن،‏ فقد أصبح مبقدور<br />

‏‏ أن يقول بكل ثقة إن اكتشافه لم يكن أيا من احلالتني.‏ وقد قال<br />

للحضور:‏ ‏»إن الكواكب ليست نادرة في الواقع.«‏<br />

وأحدث اإلعالن هزة في عالَم علم الفلك.‏ فلم يكن أحد آنذاك تقريبا يبحث<br />

عن كواكب،‏ ألن العلماء كانوا مقتنعني بأن العثور عليها عملية صعبة جدا.‏<br />

THE DAWN OF DISTANT SKIES ()<br />

(2015) 6/5<br />

34

املؤلف<br />

Michael D. Lemonick<br />

‏‏ كاتب في املوقع اإلخباري غير الربحي ،Climate Central ومؤلف كتاب<br />

‏»األرض املرآتية:‏ البحث عن توأم كوكبنا«‏ Mirror Earth: The Search for Our Planet’s<br />

Twin ‏)الذي صدر في عام 2012(. وظلّ‏ كاتبا علميا ملجلة Time طوال 21 عاما.‏<br />

أما اآلن،‏ وبعد سبر بضعة جنوم فقط،‏ اكتشف الفلكيون ثالثة<br />

عوالم توحي أن ثمة الباليني منها بانتظار العثور عليها.‏<br />

ولو أن ما قام به ‏‏ و ‏‏ هو مجرد حل ملسألة<br />

تتعلق بنظرية تكون الكواكب،‏ ملا حظي اكتشافهما بتلك<br />

األهمية البالغة.‏ لكنه بنيَّ‏ بطريقة قاطعة أن ما تسمى الكواكب<br />

غير الشمسية extrasolar planets موجودة فعال،‏ وأنه يوجد<br />

معها احتمال اإلجابة عن سؤال طاملا حير الفالسفة والعلماء<br />

والالهوتيني منذ حقبة قدماء اإلغريق وهو:‏ ‏»هل نحن وحدنا<br />

املوجودون في العالم؟«‏<br />

وبعد االحتفال األولي باالكتشاف،‏ بدأ العلماء بتخمني<br />

الطريقة الدقيقة التي ينبغي اتباعها للبحث عن شكل،‏ ولو<br />

بدائياً،‏ للحياة على كوكب يدور حول شمس غير شمسنا.‏<br />

وبعد مدة قصيرة من التقاط بث إذاعي من خارج املجموعة<br />

الشمسية،‏ وجدت ‏‏ )1( في فيلم ‏»التماس«‏<br />

)2( Contact أن الطريقة الوحيدة الستكشاف ذلك هي البحث<br />

عن وجود بصمات بيولوجية في أجواء الكواكب غير<br />

الشمسية،‏ وذلك باعتبارها أدلة على جزيئات نشطة جدا،‏<br />

مثل األكسجني،‏ سرعان ما تختفي ما لم يقم نوع ما من<br />

املتعضيات املستقلبة )3( بالتعويض عن النقص احلاصل.‏<br />

لكن ‏‏ و‏ وزمالءهما لم يروا سوى التأثير<br />

الثقالي )4( للكواكب في النجوم التي تدور حولها؛ فلكشف<br />

بصمة بيولوجية،‏ ال بد من إجراء تصوير مباشر للكواكب من<br />

خارج جو األرض.‏ ولفعل ذلك،‏ وضعت الوكالة ناسا NASA<br />

خطة إلطالق سلسلة من املقاريب )5( الفضائية املتزايدة<br />

القدرات،‏ وذلك ضمن برنامج سوف يبلغ أوجه بإطالق<br />

مقراب يدور حول األرض،‏ يسمى مقياس التداخل الباحث<br />

عن كواكب شبيهة باألرض )6( ، وميكن أن تصل تكلفته إلى<br />

باليني الدوالرات،‏ وذلك في وقت ما من عشرينات هذا القرن.‏<br />

وباختصار،‏ فقد أدرك الفلكيون أنهم لن يحصلوا على أي<br />

معلومة عن أجواء كواكب غير شمسية )7( في أي وقت قريب.‏<br />

لكنهم كانوا مخطئني.‏ فقد ألهم اكتشاف تلك الكواكب<br />

غير الشمسية القليلة األولى جيال كامال من العلماء الشبان<br />

االنخراطَ‏ فيما صار فجأة أهم تخصص في الفيزياء الفلكية.‏<br />

وأقنع ذلك كثيرا من زمالئهم،‏ األكبر سنا،‏ بالتحول إلى<br />

علم الكواكب غير الشمسية )8( . وأنتج هذا التدفق املفاجئ<br />

للقدرات الفكرية أفكارا جديدة لدراسة أجواء الكواكب غير<br />

الشمسية،‏ وسرَّع األمور كثيرا.‏ وبحلول عام 2001، توصل<br />

الرُّصاد observers إلى وجود الصوديوم في جو أحد الكواكب<br />

غير الشمسية.‏ ومنذئذ اكتشفوا وجود امليثان وثنائي أكسيد<br />

الكربون وأحادي أكسيد الكربون واملاء أيضا.‏ حتى إنهم<br />

عثروا،‏ خالل فحصهم ألجواء الكواكب غير الشمسية،‏ على<br />

تلميحات غير مباشرة إلى أن بعض الكواكب قد يكون مكوَّناً‏<br />

جزئيا من املاس النقي.‏ ويقول ‏ ‏]االختصاصي<br />

بالفيزياء الفلكية من معهد كاليفورنيا للتقانة الذي شارك في<br />

كثير من هذه األرصاد الرائدة[:‏ ‏»لقد تعلمنا حتى اآلن شيئا<br />

عن أجواء نحو 30 إلى 50 كوكبا،‏ من بينها كواكب لم يمُنشر<br />

عنها أي شيء بعد.«‏<br />

لكن تلك االكتشافات ما زالت بعيدة جدا عن توفير أدلة<br />

على وجود حياة،‏ وهذا ليس مفاجئا ألن معظم العوالم التي<br />

يتحدث عنها ‏‏ هي كواكب حارة كاملشتري تدور على<br />

مدارات قريبة من جنومها أكثر من قرب مدار كوكب عطارد<br />

)1( Foster :Jodie ممثلة ومخرجة ومنتجة أفالم أمريكية.‏<br />

)2( فيلم أمريكي مقتبس من رواية ل،‏ تسعى فيه البطلة ‏)املمثلة ‏(‏ إلى تفسير رسالة واردة من منظومة جنوم ڤيگا.‏<br />

metabolizing organisms )3(<br />

the gravitional effect )4(<br />

telescopes )5(<br />

the Terrestrial Planet Finder Interferometer )6(<br />

exoplanets )7(<br />

)8( :exoplanetology هو علم متعدد التخصصات لدراسة الكواكب املوجودة خارج<br />

املجموعة الشمسية،‏ ويشتمل على علم األحياء الفلكية والفيزياء الفلكية وعلم الفلك<br />

وعلم الكواكب والكيمياء األرضية والكيمياء الفلكية واجليولوجيا الفلكية.‏<br />

كان ثمة اعتقاد شائع في السابق مفاده أن من املستحيل<br />

تقريبا دراسة أجواء الكواكب غير الشمسية البعيدة ألن سطوع<br />

النجوم التي تدور حولها شديد جدا.‏<br />

لكن بعد أن بدأ العلماء بدراسة الكواكب غير الشمسية أثناء<br />

مرورها خلف جنومها،‏ أدركوا أن التغير احلاصل في السطوع<br />

باختصار<br />

النجمي ميكن أن يوفر فكرة عما تتكون منه تلك األجواء.‏<br />

يستعمل الفلكيون اآلن هذه التقنيات املتطورة الكتشاف<br />

ذرات وجزيئات أجواء الكواكب غير الشمسية.‏ وهم يأملون<br />

بتوسيع بحثهم قريبا ليشتمل على جزيئات سوف توفر دليال على<br />

حياة نائية.‏<br />

35 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

كسوف شمسي:‏ ميكن ملقراب سپيتزر الفضائي )1( اكتشاف التغير البالغ الصغر<br />

في السطوع الذي يحصل حينما ميرّ‏ كوكب خلف النجم الذي يدور حوله.‏<br />

الناري من الشمس.‏ بيد أن ‏‏ ورصّ‏ ادا آخرين قد<br />

بدؤوا،‏ بوتيرة متزايدة،‏ بسبر أجواء كواكب أصغر،‏ تسمى<br />

األراضي الفائقة )2( ،super-Earths وهي أضخم من أرضنا<br />

ب‎2‎ إلى 10 مرات،‏ وهذا شيء لم يكن يتصوره أحد قبل مجرد<br />

عقد من الزمن.‏ ومثَّل اإلعالن في الشهر 2013/4 عن أن مقراب<br />

كپلر الفضائي )3( اكتشف كوكبني حجم كل منهما أقل من<br />

ضعف حجم األرض،‏ وكالهما يسبحان في مدارين قد تسمح<br />

درجات احلرارة عندهما بوجود احلياة،‏ تلميحا إضافيا إلى أن<br />

العوالم التي ميكن أن توجد عليها حياة كثيرة إلى درجة شبه<br />

مؤكدة.‏ ومع أن هذين الكوكبني،‏ اللذين سمُ‏ ‏ميّا كپلر 62e وكپلر<br />

62f، بعيدان جدا إلى درجة أنه تصعب دراستهما بالتفصيل،‏<br />

فإن الفلكيني مقتنعون بأنه لن متر سنوات كثيرة قبل أن يتمكن<br />

الرصَّ‏ اد من البحث عن بصمات بيولوجية في أجواء كواكب<br />

هي توائم ألرضنا من حيث اجلوهر.‏<br />

36<br />

)(<br />

مقراب في موقف للسيارات<br />

لقد اعتقد الفلكيون أنه سوف تنقضي عقود قبل البدء برصد<br />

أجواء الكواكب،‏ ألن اكتشاف بضعة الكواكب غير الشمسية<br />

األولى كان بطريقة غير مباشرة،‏ وذلك من خالل تأثير كل منها<br />

في النجم الذي يدور حوله.‏ فالكواكب ذاتها كانت غير مرئية،‏<br />

لكن نظرا ألن كل جنم وكوكبه يدوران حول مركز ثقل مشترك،‏<br />

فإن اجلرّ‏ الثقالي the gravitational tug للكوكب يجعل النجم<br />

يتأرجح في موقعه.‏ وعندما يتحرك جنم باجتاهنا،‏ فإن ضوءه<br />

ينزاح نحو الطرف األزرق من طيف الضوء املرئي.‏ وعندما<br />

يتحرك مبتعدا عنا،‏ ينزاح الضوء نحو الطرف األحمر.‏ وتنبئ<br />

درجة االنزياح الرصاد مبقدار السرعة القطّ‏ رية للنجم )4( ،<br />

أي سرعة اقترابه من األرض أو ابتعاده عنها،‏ وهذا ينبئنا<br />

بضخامة الكوكب غير الشمسي.‏<br />

بيد أنه للعثور على الكواكب كان هناك أيضا خيار آخر.‏<br />

فإذا كان خط النظر بني األرض والنجم موجودا في مستوي<br />

املدار غير املرئي للكوكب الذي يدور حول النجم،‏ فإن الكوكب<br />

مير أمام النجم مباشرة في ظاهرة تسمى عبوراً‏ .transit لكن<br />

في زمن تلك االكتشافات األولى قبل قرابة عقدين من الزمن،‏<br />

لم يكن سوى القليل من علماء الفيزياء الفلكية يفكر في ظاهرة<br />

العبور من حيث املبدأ،‏ ويعود ذلك ببساطة إلى أن البحث عن<br />

الكواكب كان نفسه شيئا هامشيا )5( .<br />

وبعد بضع سنوات،‏ في عام 1999، قام ‏ الذي<br />

كان آنذاك في املركز القومي لبحوث اجلو و‏<br />

الذي كان آنذاك خريجا حديثا في جامعة هارڤرد،‏ ببناء مقراب<br />

صغير بحجم مقاريب الهواة،‏ وذلك في موقف للسيارات في<br />

بولدر بكولورادو،‏ ورأيا من خالله عبور كوكب غير شمسي<br />

ألول مرة.‏ وهذا الكوكب هو HD 209458b وهو الذي كان قد<br />

اكتشف سابقا باستعمال تقنية السرعة القُطْ‏ رية )6( . وبعد<br />

بضعة أسابيع،‏ شاهد ‏ ‏]من جامعة تينيسي<br />

احلكومية،‏ الذي كان يعمل مع ‏[‏ الكوكب نفسه وهو<br />

يعبر أمام جنمه.‏ وقد نسب الفضل في هذا االكتشاف بالقدر<br />

نفسه إلى الفريقني،‏ ألن االكتشافني نمُشرا في آن واحد.‏<br />

ولم يوفر اكتشاف العبور الناجح طريقة ثانية للفلكيني<br />

للعثور على كواكب غير شمسية فحسب،‏ بل زودهم أيضا<br />

بطريقة لقياس كثافتها.‏ فقد مكنت تقنية السرعة القطرية<br />

من حساب كتلة الكوكب .HD 209458b ويعرف الفلكيون<br />

اآلن حجمه ألن مقدار الضوء النجمي الذي يحجبه الكوكب<br />

يتناسب مباشرة مع مقاسه )7( .<br />

THE PARKING-LOT PLANET )(<br />

the Spitzer Space Telescope )1(<br />

)2( الكواكب ‏)الشبيهة باألرض(‏ الفائقة = super-earths تكون من ضعف إلى عشرة<br />

أضعاف كتلة الكرة األرضية.‏<br />

the Kepler Space Telescope )3(<br />

the star’s radial velocity )4(<br />

)5( ثمة استثناء وحيد جدير بالذكر،‏ هو ‏ ‏]من مركز بحوث إميز التابع<br />

لناسا[،‏ الذي قد تعثر املركبة الفضائية كپلر ،Kepler التي يتولى قيادة برنامجها،‏<br />

في نهاية املطاف على أجسام عابرة تعد باآلالف.‏<br />

the radial-velocity technique )6(<br />

)7( لقد بيّنت قِسمة كتلة الكوكب HD 209458b على حجمه أنه أكبر من املشتري<br />

بنسبة 38 في املئة،‏ مع أن كتلته أكبر من كتلة املشتري Jupiter بنسبة 71 في املئة<br />

فقط،‏ وهذه نتيجة غير متوقعة يسميها ‏ ‏]عالم الفيزياء الفلكية في جامعة<br />

پرنستون[‏ ‏»مسألة قائمة حتتاج إلى تفسير.«‏

كيفية العمل<br />

بحثا عن كوكب<br />

مازالت سفينة الفضاء كپلر<br />

حتدق في أكثر من 100 000<br />

جنم قريب منذ عام 2009،<br />

منتظرة انخفاضا في سطوع<br />

جنم يحصل عندما مير كوكب<br />

مخفي بني النجم واألرض.‏<br />

وإن كسوفات الكواكب غير<br />

الشمسية تخفض سطوع<br />

النجم عادة بعامل قدره جزء<br />

واحد من 10. 000<br />

مرتفع<br />

السطوع الظاهري<br />

منخفض<br />

الزمن<br />

التغير في السطوع<br />

الظاهري للنجم املضيف<br />

خالل الكسوف األوليّ‏<br />

ردة فعل<br />

)(<br />

كوكبي متأخرة<br />

حتاول عمليات البحث احلديثة عن<br />

كواكب غير شمسية العثور عليها<br />

من خالل تقدير االنخفاض املميز<br />

في السطوع الذي يحدث حينما مير<br />

كوكب أمام جنمه الذي يدور حوله ‏)في<br />

اليمني(.‏ لكن إذا أردت معرفة مكونات<br />

جو الكوكب،‏ فعليك أن تراقب االنخفاض<br />

الثاني األصغر الذي يحدث عندما مير<br />

الكوكب خلف جنمه.‏ فهذا الكسوف<br />

يحجب ضوء النجم املنعكس؛ وبدراسة<br />

هذا االنعكاس،‏ يستطيع الفلكيون حتديد<br />

التركيب اجلزيئي للجو ‏)في األسفل(.‏<br />

4.5 ميكرون<br />

5.8 ميكرون<br />

8 ميكرونات<br />

16 ميكروناً‏<br />

24 ميكروناً‏<br />

بحثا عن جو<br />

يجب أن تعكس الكواكب<br />

غير الشمسية أيضا بعض<br />

ضوء جنومها نحونا.‏<br />

ويعتمد النوع الدقيق<br />

للضوء على جو الكوكب،‏<br />

ألن جزيئات معينة في<br />

اجلو سوف متتص أو<br />

تعكس أضواء ذات أطوال<br />

موجية محددة.‏ وحينما<br />

مير كوكب خلف جنمه،‏<br />

يقيس الفلكيون انخفاض<br />

السطوع الذي يحدث<br />

عندما يختفي الضوء<br />

املنعكس.‏ وبتعقب هذا<br />

االنخفاض عند كثير من<br />

األطوال املوجية املختلفة،‏<br />

يستطيع الفلكيون حتديد<br />

تركيب جو الكوكب.‏<br />

مرتفع<br />

السطوع الظاهري<br />

منخفض<br />

التغير في السطوع<br />

الظاهري خالل كسوف<br />

طول املوجة:‏ 3.6 ميكرون<br />

الزمن<br />

وبحلول هذا الزمن،‏ كان عدد من علماء الفيزياء الفلكية<br />

قد أدرك أن العبور جعل أيضا دراسة أجواء الكواكب غير<br />

الشمسية ممكنة،‏ وذلك من خالل ما سماه ‏‏ ‏»مجازة<br />

مختصرة ذكية رائعة.«‏ وحتى قبل إعلالن العبور األول في<br />

الواقع،‏ كانت ‏ ‏]اختصاصية في الفيزياء الفلكية<br />

باملعهد M.I.T. )1( ، وكانت آنذاك طالبة دراسات عليا بإشراف<br />

‏‏ في جامعة هارڤرد[‏ قد نشرت مقالة مبشاركة<br />

املشرف عليها ‏ تنبآ فيها مبا يجب أن يراه<br />

الراصد حني مرور الضوء الصادر عن جنم عبر جو كوكب<br />

عندما مير ذلك الكوكب أمام النجم )2( . فمنذ مدة طويلة عرف<br />

الفيزيائيون أن الذرات واجلزيئات املختلفة متتص الضوء عند<br />

أطوال موجية مختلفة.‏ وإذا نظرت إلى كوكب عند طول موجي<br />

يوافق اجلزيء الذي تبحث عنه،‏ فإن جو الكوكب الذي يحتوي<br />

على ذلك اجلزيء سوف ميتص الضوء.‏ وعندئذ يصبح اجلو<br />

الكوكبي غير الكثيف معتما،‏ جاعال الكوكب يبدو أكبر حجما.‏<br />

واقترحت ‏‏ و‏ أن الصوديوم سهل<br />

الكشف بوجه خاص.‏ ويقول ‏:‏ ‏»الصوديوم<br />

A PLANETARY DOUBLE TAKE )(<br />

the Massachusetts Institute of Technology )1(<br />

)2( ‏]انظر:‏ Valencia; “Planets We Could Call Home,” by Dimitar D. Sasselov - Diana<br />

]Scientific American, August 2010<br />

37 (2015) 6/5

جنوم مضيفة<br />

عمالقة من غاز:‏ كواكب ضخمة بحجم زحل واملشتري وأكبر منهما (640)<br />

كواكب نپتونية:‏ كواكب غازية صغيرة شبيهة بنپتون (136)<br />

أراض فائقة:‏ كتلها تقع بني مثلي وعشرة أمثال<br />

كتلة أرضنا؛ ميكن أن تكون صخرية أو غازية (69)<br />

كوكب صخري:‏ حجمه<br />

يعادل حجم األرض أو الزهرة<br />

أو املريخ تقريبا (16)<br />

كوكب في منطقة صاحلة للحياة<br />

كواكب غير شمسية ثبت وجودها حتى الشهر 2013/4 ‏)ليست<br />

مقاسات النجوم والكواكب واملدارات مطابقة للنسب الطبيعية(‏<br />

مكتشفات مقراب كپلر<br />

إحصاءات كوكبية<br />

)(<br />

كوننا املكتظ<br />

إن الباحثني عن الكواكب منشغلون.‏ فمنذ<br />

عام 2011، اكتشف الفلكيون ثالثة كواكب<br />

غير شمسية وسطيا كل أسبوع - قلة<br />

ثمينة منها موجودة في املنطقة ‏»الصاحلة<br />

للحياة«‏ حيث ميكن للماء أن يكون في<br />

احلالة السائلة.‏ وميثل هذا املخطط<br />

جوارنا الكوني املعروف واملؤلف من 861<br />

كوكبا،‏ مرتبة وفقا ملسافاتها من شمسنا.‏<br />

لكن،‏ على الرغم من جناحات الباحثني،‏<br />

فإنهم لم يستطيعوا العثور إال على<br />

نسبة صغيرة جدا مما هو موجود بعيدا<br />

هناك.‏ فالفلكيون يقدرون أن مجرتنا،‏ درب<br />

التبانة،‏ حتوي أكثر من 100 بليون كوكب.‏<br />

10 000 سنة ضوئية<br />

1000 سنة ضوئية<br />

10 سنوات ضوئية<br />

الشمس<br />

مسافة غير معروفة عن الشمس<br />

Our Crowded Cosmos )(<br />

(2015) 6/5<br />

38

كرائحة الظربان )1( الكريهة،‏ وقليل منها ينتشر إلى مسافات<br />

بعيدة.«‏ وهو يعرف ذلك أكثر من أي شخص آخر:‏ ففي<br />

عام 2001، عاد ‏‏ و‏ وزمالؤهما إلى كوكبهم<br />

العابر األصلي ،HD 209458b ليس مبقراب الهواة الصغير،‏<br />

بل مبقراب هَ‏ بل الفضائي .the Hubble Space Telescope<br />

وبالتأكيد،‏ كانت إشارة الصوديوم هناك،‏ كما توقعوا.‏<br />

)(<br />

كسوف كلي<br />

أدرك الفلكيون أيضا أن ثمة طريقة متممة أخرى لتفحص<br />

أجواء الكواكب العابرة.‏ فعند مرور كوكب عابر أمام جنمه،‏<br />

يكون جانبه املظلم باجتاه الراصد.‏ وفي األوقات األخرى،‏<br />

يظهر جزء على األقل من وجهه املضاء.‏ وقبل أن يذهب<br />

الكوكب إلى ما وراء جنمه مباشرة،‏ يكون وجهه املضاء<br />

مواجها لألرض.‏ ومع أن النجم يكون حينئذ أشد سطوعا<br />

بكثير من الكوكب،‏ فإن الكوكب نفسه يتألأل،‏ غالبا في مجال<br />

الضوء حتت األحمر.‏<br />

بيد أن هذا التأللؤ سرعان ما يختفي حينما يصبح الكوكب<br />

خلف النجم،‏ حيث يتالشى إسهامه في مجمل الضوء الصادر<br />

عنه وعن النجم معا.‏ وإذا كان مبقدور علماء الفيزياء الفلكية<br />

إجراء مقارنة للضوء قبل االختفاء وبعده،‏ أمكنهم استنتاج<br />

شكل الكوكب وحده ‏]انظر اإلطار في الصفحة 37[. ويقول<br />

‏:‏ ‏»وذلك يغير طبيعة املسألة.‏ فبدال من أن يكون<br />

عليك حتري شيء باهت جدا قريب من شيء ساطع جدا،‏ فإن<br />

كل ما عليك عمله هو أن تقيس إشارات متغيرة مع الزمن«.‏<br />

وفي عام 2001، وجَّ‏ ‏ه ‏ ‏]وكان آنذاك في مركز<br />

گودارد الفضائي التابع لناسا[‏ مقرابَ‏ ضوء حتت األحمر،‏<br />

في املرصد Mauna Kea بهاواي،‏ نحو الكوكب HD 209458b<br />

سعيا إلى رؤية ما يمُسمى كسوفا ثانويا ،secondary eclipse<br />

لكنه،‏ كما يقول،‏ لم يتمكن من اكتشاف شيء.‏<br />

غير أنه كان يعرف أن مقراب سپيتزر الفضائي Spitzer<br />

،Space Telescope الذي حمُ‏ دد موعد إطالقه في عام 2003،<br />

سوف يكون قادرا حتما تقريبا على إجراء رصد كالذي<br />

أجراه ‏.‏ وقد تقدم هذان الفيزيائيان الفلكيان،‏<br />

اللذان ال يعرف أحدهما اآلخر،‏ بطلب حلجز وقت لهما<br />

الستعمال مقراب سپيتزر بغية إجراء تلك األرصاد.‏ وحصل<br />

كل منهما في الوقت املطلوب على بياناته.‏ ويذكر ‏‏<br />

أنه استقبل في أحد أيام مطلع عام 2005 الرسالة الصوتية<br />

التالية:‏ ‏»،‏ أنا ‏‏ من جامعة هارڤرد.‏ لقد<br />

سمعت أنك أجريت أخيرا أرصادا مثيرة لالهتمام،‏ وقد يكون<br />

من املفيد أن نتحدث معا.«‏<br />

إن الفلكيني<br />

مقتنعون بأنه لن<br />

متر سنوات كثيرة<br />

قبل أن يستطيع<br />

الرصّ‏ ادُ‏ البحثَ‏ عن<br />

بصمات بيولوجية<br />

في أجواء كواكب<br />

هي توائم ألرضنا<br />

من حيث اجلوهر.‏<br />

وتبيني أن ‏‏<br />

‏)الذي كان يعمل مع<br />

‏(‏ و‏ قد<br />

اكتشفا،‏ كل على حدة،‏<br />

وألول مرة في التاريخ،‏<br />

الكسوف الثانوي في وقت<br />

واحد عمليا،‏ باستعمال<br />

املرصد نفسه.‏ وأعلنت<br />

املجموعتان نتائجهما<br />

اخلاصة بنجمني مختلفني<br />

في آن واحد،‏ هما الكوكب<br />

،HD 209458b الذي خضع<br />

ألعمال كثيرة في حالة<br />

‏،‏ وكوكب آخر<br />

سمُ‏ ‏مِّي TrES-1 في حالة ‏.‏ وبعدئذ بعام،‏ اكتشف<br />

فريق ‏‏ الكسوف الثانوي لكوكب سمُ‏ مِّي .HD 189733b<br />

)2(<br />

وكتبت ‏‏ و‏ في عام 2010 في مقالة مراجعة<br />

ما يلي:‏ ‏»لقد أطلق ذلك فيضا من االكتشافات الرصدية<br />

حلوادث كسوف ثانوي باستعمال مقراب سپيتزر...‏ ولن نكون<br />

مجانبيني للصواب إذا قلنا إن ما من أحد توقع املقدرة الهائلة<br />

واملفعول املذهل ملقراب سپيتزر الفضائي بوصفه أداة لتطوير<br />

حقل دراسات أجواء الكواكب غير الشمسية.«‏ وفي احلقيقة،‏<br />

تقول ‏:‏ ‏»نحن نستعمل مقرابي هبل وسپيتزر بطرق لم<br />

يصمما لها قطُّ‏ ، ووصلنا إلى منازل عشرية لم يمُصمم للوصول<br />

إليها البتة.«‏<br />

)(<br />

طبقات جوية<br />

وقد بينت تلك الدراسات بضعة أشياء،‏ تقول ‏:‏ ‏»قد يبدو<br />

هذا تافها إلى حد ما،‏ لكننا علمنا أن الكواكب احلارة الشبيهة<br />

باملشتري هي حارة.‏ لقد قسنا سطوعها ودرجات حرارتها،«‏<br />

وما رصده العلماء منسجم مع توقعاتهم لطريقة تسخني النجوم<br />

لكواكبها.‏ وتتابع:‏ ‏»ثانيا،‏ لقد اكتشفنا جزيئات.‏ واآلن،‏ هل ما<br />

وجدناه كان مختلفا جدا عما توقعناه؟ كال،‏ ليس مختلفا.«‏<br />

وتقول ‏‏ إنه ميكن للفيزيائيني أن يصنعوا كرة من الغاز<br />

املكوَّن من مجموعة من العناصر عند درجة حرارة معينة،‏ وأن<br />

يطرحوا السؤال عن نوع اجلزيئات التي سوف تتكوَّن،‏ وتقول:‏<br />

‏»إن قوانني الفيزياء والكيمياء هي عامة ».universal<br />

TOTAL ECLIPSE )(<br />

ATMOSPHERIC LAYERS )(<br />

)1( :skunk من الثدييات الصغيرة التي تعيش في أمريكا وتشتهر برائحتها النتنة.‏<br />

review article )2(<br />

39 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

غير أن ‏‏ وفيزيائيني فلكييني آخرين عرفوا أنه على<br />

الرغم من التشابه العام بني أجواء الكواكب غير الشمسية،‏ فإن<br />

الكواكب ميكن أن تختلف إفراديا من نواح عدة،‏ إحداها هي<br />

كيفية تغير درجة احلرارة مع تغير االرتفاع.‏ فبعض الكواكب،‏ من<br />

مثل املشتري وزحل في منظومتنا الشمسية،‏ تمُظهر انقالبات في<br />

درجات احلرارة التي تزداد مع االرتفاع،‏ بدال من أن تنخفض.‏<br />

وتغيب هذه الظاهرة عن كواكب أخرى.‏ ويقول ‏:‏ ‏»تكمن<br />

املشكلة في أننا ال نعرف ما يسبب االنقالب،‏ ولذا ليس مبقدورنا<br />

التنبؤ بالكواكب غير الشمسية التي تتسم بهذه الظاهرة،‏ وتلك<br />

التي ال تتسم بها«.‏ ويرى بعض الفيزيائيني الفلكيني أن الكواكب<br />

غير الشمسية التي تتصف بتلك االنقالبات قد حتتوي على نوع<br />

من اجلزيئات التي متتص احلرارة،‏ كأكسيد التيتانيوم،‏ لكن هذا<br />

ما زال حتى اآلن مجرد فرضية.‏<br />

وثمة سؤال آخر عما إذا كان بعض األجواء الكوكبية<br />

مؤلفاً‏ من خليط من جزيئات يختلف عن اخلليط املكون ألجواء<br />

الكواكب األخرى.‏ وقد حلل ‏ ‏]وهو حاليا<br />

في جامعة ييل[‏ بصمات الضوء املرئي وحتت األحمر لكوكب<br />

يسمى WASP-12b واستنتج أن جوّه غني جدا بالكربون،‏<br />

وبقدر مساوٍ‏ تقريبا من األكسجني.‏<br />

وتوحي البحوث النظرية أن نسبة الكربون إلى األكسجني<br />

التي تزيد على 0.8، إذا وجدت على كواكب صغيرة أخرى<br />

في املنظومة النجمية نفسها ‏)وهذا أمر مرجح بافتراض<br />

أن الكواكب في املنظومة النجمية تتكثف من قرص واحد<br />

من الغاز والغبار(،‏ فإن هذا سوف يؤدي إلى ‏»صخور«‏<br />

من الكربيد ،carbides وهي فلزات غنية بالكربون،‏ بدال من<br />

الصخور السليكاتية الغنية بالسليكون واملوجودة في منظومتنا<br />

الشمسية.‏ وإذا صح ذلك،‏ فقد يحتوي كوكب بحجم األرض<br />

في املنظومة WASP-12 على قارات مكونة من األملاس.‏<br />

وقد نشرت ‏‏ وآخرون بحوثا نظرية تقترح أنه ليس<br />

هناك ما مينع وجود كواكب مكونة في معظمها من الكربون،‏ أو<br />

حتى من احلديد.‏ لكن ذلك قد ال يكون صحيحا في حالة املنظومة<br />

.WASP-12 إذ يقول ‏:‏ ‏»إن ‏ ‏]من معهد<br />

ماكس پالنك لعلم الفلك في هايدلبرگ بأملانيا[‏ قد وجد أخيرا<br />

أن الضوء الوارد من املنظومة WASP-12 ملوث بضوء أبهت آت<br />

من جنم مضاعف )1( في اخللفية،‏ ويبدو أن بياناته تلقي ظالال<br />

من الشك على تفسير هذا الكوكب بالتحديد.«‏<br />

40<br />

)(<br />

عالم ماء<br />

لقد كان أكثر األرصاد كثافة موجها مبعظمه إلى كوكب<br />

يسمى GJ 1214b ويدور حول جنم صغير لونه ضارب إلى<br />

احلمرة على شكل قزم من النوع )2( M ، ويبعد عن األرض<br />

بنحو 40 سنة ضوئية.‏ وقربه من األرض قد جعل دراسته<br />

سهلة نسبيا،‏ وجعل منه قطره الصغير،‏ الذي يساوي<br />

2.7 مرة فقط من قطر األرض،‏ كوكبا أكثر شبها بالكرة<br />

األرضية منه بالكواكب احلارة الشبيهة باملشتري التي<br />

عمُثر عليها في السنوات األولى من التفتيش عن الكواكب.‏<br />

‏»إنه األرض الفائقة املفضلة لدى اجلميع«‏ حسب قول:‏<br />

‏ ‏]طالبة الدراسات العليا في جامعة شيكاغو<br />

التي تقود حتليل البيانات في واحد من مشاريع الرصد<br />

التي من هذا النوع[.‏<br />

في عام 2009 اكتمُشف الكوكب GJ 1214b في إطار ما يسمى<br />

مشروع األرض ،MEarth Project الذي أحدثه ‏‏ للبحث<br />

عن كواكب حول األقزام M. فقد كانت الفكرة أن العثور على<br />

كواكب عابرة صغيرة حول تلك النجوم الصغيرة الباهتة أسهل<br />

من العثور عليها حول جنوم أكبر،‏ ويعود ذلك إلى عدة أسباب:‏<br />

أولها أن الكوكب الذي حجمه قريب من حجم األرض يحجب نسبة<br />

كبيرة نسبيا من ضوء النجم الصغير.‏ ويطبق الكوكب من هذا<br />

النوع جرًّا ثقاليا على النجم أقوى نسبيا،‏ وهذا ما يسهل حتديد<br />

كتلة الكوكب،‏ ومن ثم كثافته.‏ واملنطقة الصاحلة للحياة حول جنم<br />

صغير بارد قد تكون أقرب كثيرا مما هي حول جنم حار شبيه<br />

بالشمس،‏ وهذا ما يزيد من احتمال اكتشاف العبورات ‏)ألن مدار<br />

الكوكب القريب من جنمه ال يجب أن يكون مارّا بدقة من أمام<br />

النجم(.‏ وأخيرا،‏ يوجد عدد من األقزام M في درب التبانة the<br />

Milky Way أكبر كثيرا من عدد النجوم الشبيهة بالشمس:‏ يوجد<br />

نحو 250 من األولى ضمن مسافة نحو 30 سنة ضوئية من األرض،‏<br />

مقابل 20 فقط من األخرى.‏<br />

وليس الكوكب GJ 1214b أرضا ثانية متاما:‏ فقطره أكبر من<br />

قطرها ب 2.7 مرة،‏ وكتلته أكبر من كتلتها ب 6.5 مرة،‏ وهذا يعني<br />

أن كثافته اإلجمالية تقع بني كثافتي األرض ونپتون .Neptune<br />

لكن املؤسف،‏ وفقا ملا أدركه ‏‏ وآخرون بعد اكتشاف<br />

هذا الكوكب مباشرة،‏ أن هذه الكثافة ميكن أن تكون نتيجة<br />

ألسباب مختلفة.‏ فمثال،‏ ميكن للكوكب GJ 1214b أن يحتوي على<br />

نواة صخرية صغيرة محاطة بجو شاسع مكون مبعظمه من<br />

الهدروجيني.‏ ومن املمكن أيضا أن تكون نواته كبيرة ومحاطة<br />

مبحيط عميق من املاء يعلوه جو غير سميك غني باملاء.‏ ومن<br />

املستحيل أن منيز بني هاتني اإلمكانيتني بناء على الكثافة وحدها،‏<br />

WATER WORLD )(<br />

)1( star :double يتألف النجم املضاعف من جنمني قريبني جدا من بعضهما.‏<br />

F، A، B، O، تصنف النجوم وفقا ألطيافها الضوئية التي تمُرمَّز باألحرف :M-dwarf )2(<br />

T، L، M، K، G، حيث يشير احلرف O إلى الطيف األزرق ‏)جنوم عمالقة زرقاء(،‏<br />

ويشير احلرف T إلى الطيف األحمر الغامق ‏)أقزام بنية(.‏

مع أن احمليط املائي أكثر إثارة بالطبع،‏ ألن املاء السائل ميثل<br />

متطلبا أساسيا للحياة التي نعرفها،‏ إن لم يكن ضمانة لها.‏<br />

لكن عندما رصد ‏ ‏]الفلكي في جامعة شيكاغو[‏<br />

هذا الكوكب بأطوال موجية مختلفة،‏ آملال برؤية اختالف في<br />

حجمه الظاهري يدل على سمك جوه،‏ لم ير شيئا.‏ وهذا ميكن<br />

أن يعني واحدا من أمرين:‏ فقد يوجد في الكوكب جو سميك<br />

من الهدروجني،‏ لكنه ممتلئ بالغيوم والضباب،‏ وهذا ما يجعل<br />

اكتشافه صعبا،‏ أو أنه ذو جو مائي رقيق جدا إلى درجة يصعب<br />

عندها تصويره باملقاريب املقامة على األرض.‏ فهذه احلالة ميكن<br />

أن تكون ‏»كالنظر إلى سلسلة جبال من بعد،‏ لكن إذا كنت بعيدا<br />

جدا،‏ فقد تبدو لك أشبه بخط مستقيم؛«‏ وذلك حسب قول<br />

‏‏ التي بدأت العمل مع ‏‏ في عام 2013.<br />

وفي محاولة حلل هذه املسألة،‏ ممُنح ‏‏ وزمالؤه 60<br />

دورة من دورات مقراب هبل الفضائي على مداره.‏ وقد بدؤوا<br />

فعلال بإجراء أرصادهم.‏ ولم تكن هذه هي املرة األولى التي<br />

يرصد فيها فلكيون الكوكب GJ 1214b بواسطة مقراب هبل،‏<br />

ولكن هذه احملاولة هي أكثف برنامج ينفذ حتى اآلن،‏ وسوف<br />

يستفيد من الكاميرا اجلديدة ذات القدرات الكبيرة وحقل<br />

الرؤية العريض Wide Field Camera 3 التي رمُكِّبت خالل آخر<br />

مهمة تخدميية للمقراب في الشهر 2009/5. وإذا ما حالف<br />

احلظ هذه احلملة الرصدية،‏ فإنها سوف حتل في نهاية<br />

املطاف مسألة كون الكوكب GJ 1214b عاملَا من ماء أم ال.‏<br />

)(<br />

البحث عن األكسجني<br />

واآلن،‏ بعد أن انشغل الفلكيون بالتفتيش عن الكواكب بعض<br />

الوقت،‏ فقد بدؤوا يعثرون على عدد أكبر من الكواكب ذات<br />

األدوار املدارية الطويلة.‏ وتلك الكواكب بعيدة عن جنومها،‏<br />

ولذا تكون أبرد من مجموعة الكواكب احلارة السابقة الشبيهة<br />

باملشتري.‏ ويقول ‏:‏ ‏»ظللنا مدة طويلة مقتصرين<br />

على أشياء درجات حرارتها تقع ما بني 1500 و 2000 درجة<br />

كلڤن وتلك درجات حرارة عالية حقا.‏ وفي تلك الظروف،‏<br />

يكون معظم كربون اجلو متحدا باألكسجني لتكوين أحادي<br />

أكسيد الكربون.‏ والشيء املثير فعال والذي يحدث عندما تهبط<br />

درجات احلرارة إلى ما دون نحو 1000 درجة كلڤن،‏ هو أن<br />

الكربون ينتقل إلى تكوين امليثان بدال من ذلك.«‏<br />

وامليثان مثير لالهتمام بوجه خاص،‏ ألنه قد يكون مؤشرا<br />

إلى نشاط بيولوجي،‏ مع أنه مؤشر غامض،‏ ألنه من املمكن<br />

إنتاج امليثان من عمليات جيوفيزيائية صرفة.‏ أما األكسجني،‏<br />

وخصوصا األوزون،‏ وهو جزيء شديد التفاعل مكون من ثالث<br />

ذرات من األكسجني،‏ فيمكن أن يكون أعلى احتماال بكثير من<br />

حيث الداللة على وجود حياة.‏ ومن املمكن أن يكون اكتشافه من<br />

الصعوبة مبكان أيضا،‏ ألن بصمته الطيفية )1( مخادعة،‏ وبخاصة<br />

في اجلو الصغير نسبيا احمليط بكوكب بحجم األرض.‏<br />

ومع ذلك،‏ وبسبب جميع األنشطة الدائرة حول األراضي<br />

الفائقة املتوسطة احلرارة،‏ مازال الفلكيون مركزين اهتمامهم<br />

في اجلائزة الكبرى.‏ وتقول ‏:‏ ‏»ليس كل هذا أكثر من<br />

مجرد مترين.‏ وما أعنيه هو أن ذلك مثير لالهتمام بحد ذاته،‏<br />

لكن بالنسبة إلى أشخاص مثلي،‏ فهو ليس سوى خطوة نحو<br />

متى في نهاية املطاف نتحول من األراضي الفائقة إلى دراسة<br />

أجواء الشبيهات باألرض )2( .«<br />

ومن احملتمل أال يحدث ذلك قبل إطالق مقراب جيمس<br />

وب الفضائي James Webb Space Telescope إلى مداره،‏<br />

رمبا في عام 2018، وبدء جيل جديد من األجهزة الضخمة<br />

املقامة على األرض،‏ ومن ضمنها مقراب ماجالن العمالق<br />

Thirty ومقراب الثالثني مترا Giant Magellan Telescope<br />

،Meter Telescope بالعمل الفعلي في عام 2020 تقريبا.‏ وحتى<br />

باستعمال هذه التجهيزات القوية،‏ تقول ‏:‏ ‏»سوف<br />

نحتاج إلى مئات ومئات من ساعات الرصد«.‏ وليس من<br />

الواضح،‏ حتى في ذلك الوقت،‏ أنه سوف يكون باإلمكان<br />

كشف بصمة للحياة من دون لبس؛ لذا قد يكون الرمُصاد<br />

بحاجة إلى الباحث األرضي عن الكواكب Terrestrial Planet<br />

،Finder الذي قمُلِّص متويله إلى حد جعل أي أمل بتحديد<br />

تاريخ إلطالقه الفعلي محض تخمني في الوقت الراهن.‏<br />

لكن من الالفت أن ‏،‏ املتقدمة على أي برنامج<br />

حلِم به أحد في تسعينات القرن العشرين،‏ ميكن أن تتحدث<br />

عن إمكان واقعي للعثور على بصمات بيولوجية.‏ إننا لم نعد<br />

مكتفني مبجرد األمل بأن مدنية غريبة سوف تكشفنا وترسل<br />

إلينا رسالة بطريقتنا.‏ فنحن نقوم باستكشاف نشط للهواء<br />

الذي يحيط بعوالم بعيدة،‏ باحثني في سماواتها عن عالمات<br />

تدل على وجود شيء يعيش عليها.‏ ><br />

THE HUNT FOR OXYGEN )(<br />

spectral signature )1(<br />

)2( الكواكب الشبيهة بالكرة األرضية : Earths كوكب شبيه باألرض كتلته = كتلة الكرة<br />

األرضية إلى ضعفها.‏<br />

مراجع لالستزادة<br />

Planets We Could Call Home. Dimitar D. Sasselov and Diana Valencia in Scientific American, Vol.<br />

303, No. 2, pages 38–45; August 2010.<br />

Exoplanet Atmospheres. Sara Seager and Drake Deming in Annual Review of Astronomy and<br />

Astrophysics, Vol. 48, pages 631–672; September 2010.<br />

The Kepler exoplanet-detection mission: http://kepler.nasa.gov<br />

Scientific American, July 2013<br />

41 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

طيور سنونو فوكوشيما<br />

من املستغرب أننا ال نعلم حتى اآلن سوى القليل عن تأثير اجلرعات<br />

اإلشعاعية املنخفضة في كل من الكائنات احلية والنظم البيئية،‏ بيد أنه بعد مرور<br />

أربع سنوات على كارثة فوكوشيما بدأ العلماء باحلصول على بعض اإلجابات.‏<br />

‏<br />

منذ انفجار مفاعل تشرنوبل النووي وهو إحدى محطات<br />

الطاقة النووية بأوكرانيا في تاريخ 1986/4/26، حيث مت<br />

انتشار الغبار النووي املتساقط مبا يعادل سقوط 400 قنبلة<br />

من قنابل هيروشيما وغطى نصف الكرة الشمالي بأكمله؛ لم<br />

يكن لدى العلماء في ذلك الوقت إال النزر القليل من املعرفة عن<br />

تأثير اإلشعاع في النباتات واحليوانات البرية.‏ وقد خلفت تلك<br />

الكارثة مختبرا حيا ال سيما في مساحة ال 1100 ميل مربع<br />

حول املوقع أو ما يعرف مبنطقة احلظر )1( .<br />

وفي عام 1994 كان ‏ و،‏ وكالهما<br />

أستاذان في علم األحياء بجامعة تكساس للتقانة،‏ ضمن<br />

أوائل العلماء األمريكيني الذين سمح لهما بالدخول بحرية تامة<br />

إلى منطقة احلظر.‏ ‏»كان مكانا مثيرا للغاية:‏ إنه حقا مشع،«‏<br />

طبقا ملا ذكره ‏،‏ وأضاف قائال:‏ ‏»أمسكنا مبجموعة من<br />

فئران احلقل وكانت تبدو بحالة صحية جيدة كما هي حال<br />

األعشاب الضارة،‏ وقد أدهشنا ذلك حقا«.‏ وعندما حاول<br />

‏‏ و‏ القيام بتحديد تسلسل احلمض النووي<br />

الدنا DNA لفئران احلقل،‏ لم يجدا معدالت ألي طفرة غير<br />

طبيعية.‏ والحظا أيضا أن الذئاب وحيوان الوشق وأنواع<br />

أخرى من احليوانات النادرة تتجول في املنطقة كما لو<br />

أنها أضحت محمية ذرية للحياة البرية.‏ وقد أصدر منتدى<br />

تشرنوبل،‏ الذي تأسس في عام 2003 من قبل مجموعة من<br />

منظمات األمم املتحدة،‏ تقريرا عن الذكرى العشرين للكارثة<br />

أكد فيه هذا الرأي،‏ مشيرا إلى ‏»الظروف البيئية التي قد أثرت<br />

تأثيرا إيجابيا في الكائنات احلية في منطقة احلظر وأدت إلى<br />

حتويلها إلى مالذ فريد للتنوع البيولوجي.«‏<br />

وبعد مرور خمس سنوات على متشيط ‏‏ و‏<br />

تعتبر طيور السنونو التي تعيش<br />

في منطقة محطة الطاقة النووية<br />

فوكوشيما دايتشي اليابانية<br />

مادةً‏ جيدة لدراسة تأثير التلوث<br />

اإلشعاعي في الكائنات احلية.‏<br />

املنطقة التجارية املهجورة في مدينة<br />

أوكوما ‏)في الصفحة املقابلة(.‏<br />

THE SWALLOWS OF FUKUSHIMA ()<br />

the exclusion zone )1(<br />

(2015) 6/5<br />

42

للمنطقة بحثا عن فئران احلقل،‏ زار<br />

.T> .A موسو>‏ )1( ومساعده .A> .P مولر < )2(<br />

منطقة تشرنوبل بهدف حصر عدد الطيور<br />

املوجودة فيها،‏ فوجدا أدلة متناقضة.‏ وقد<br />

اطلعا على طيور السنونو Hirundo rustica<br />

على وجه اخلصوص وهي نوع من أنواع<br />

طيور السنونو الشائعة.‏ وقد وجد الباحثان<br />

أن عدد طيور السنونو بجوار منطقة احلظر<br />

كان قليلال جدا،‏ وأن ما تبقى من تلك<br />

الطيور كان يعاني انخفاضاً‏ في أعمارها<br />

االفتراضية وتقلص معدل اخلصوبة ‏)في<br />

الذكور(،‏ كما لوحظ أيضا تقلص حجم<br />

الدماغ وكثرة األورام والبهق )3( albinism<br />

اجلزئي والطفرات اجلينية )4( ، وارتفاع<br />

معدل إعتام عدسة العني.‏ وفي أكثر من 60 بحثاً‏ علمياً‏ مت<br />

نشرها في السنوات الثالث عشرة املاضية،‏ أوضح ‏‏<br />

و‏ أن التعرض جلرعات إشعاعية منخفضة له تأثير سلبي<br />

في احمليط احليوي للمنطقة بأكملها،‏ بدءا بامليكروبات ومرورا<br />

بالثدييات ووصوال إلى البعوض واحلشرات والطيور.‏<br />

ففي عام 2006، كان لدى ‏‏ و‏ منتقدوهما<br />

مبن فيهم ‏‏ الذي أوضح في مقالته املنشورة مبجلة<br />

ساينتفيك أمريكان،‏ والذي شاركه في تأليفها ‏،‏<br />

اجلدالَ‏ في تعبير أن املنطقة ‏»أصبحت حقا منطقة محمية«‏<br />

وأن ‏»االستنتاجات املذهلة ل‏ و‏ ال يدعمها سوى<br />

أدلة ظرفية.«‏ لكن ألبحاثهما ولنتائج النقاش فيما بينهما حول<br />

التأثيرات املنخفضة لإلشعاع القدرةَ‏ على شرح كل شيء<br />

بدءا من كيفية استجابتنا للكوارث النووية حتى سياسة<br />

الطاقة النووية بوجه عام.‏<br />

إن أغلب ما نعرفه عن اآلثار الصحية لإلشعاعات املؤينة يأتي<br />

من الدراسة املستمرة املعروفة بدراسة املدى العمري (LSS) )5( .<br />

وعلى الناجني من القنبلة الذرية االستناد إلى معايير السالمة<br />

للتعرض اإلشعاعي املعتمدة على الدراسة .LSS ومع ذلك كله،‏<br />

فإن الدراسة LSS ال جتيب عن أسئلة كبيرة حول آثار التعرض<br />

جلرعات إشعاعية منخفضة – متاما كما هي حال الظروف<br />

التي كانت في حادثة تشرنوبل.‏ ويتفق معظم العلماء على أنه ال<br />

يوجد شيء يدعى اجلرعة ‏»اآلمنة«‏ من اإلشعاع مهما كانت هذه<br />

اجلرعة صغيرة.‏ وإن أثر اجلرعات الضئيلة هو الشيء الذي<br />

نفهمه بشكل أقل وضوحا.‏ والدراسة LSS ال تخبرنا كثيرا عن<br />

اجلرعات التي هي أقل من 100 مللي سيڤرت (mSv) )6( ، كما أنها<br />

ال تفسر لنا شيئا عن النظم اإليكولوجية املشعة.‏ فعلى سبيل<br />

املثال،‏ كم يلزم من اجلرعات اإلشعاعية إلحداث طفرات جينية،‏<br />

وهل هذه الطفرات قابلة للتوارث؟ وما هي اآلليات واملؤشرات<br />

احليوية اجلينية genetic biomarkers لألمراض التي يسببها<br />

اإلشعاع كالسرطان مثال؟<br />

لقد نشأ عن االنصهار الثالثي في محطة فوكوشيما<br />

دايتشي للطاقة النووية في الشهر 2011/3 مختبر حي آخر<br />

يستطيع فيه ‏‏ و‏ دراسة أثر اجلرعات املنخفضة<br />

من اإلشعاع،‏ مكررين بذلك أبحاثهما السابقة التي أجرياها<br />

على محطة تشرنوبل؛ مما يسمح لهما باحلصول على ‏»ثقة<br />

أعلى بكثير مما سبق من حيث إن اآلثار التي نراها سببها<br />

اإلشعاع وليس بعض العوامل األخرى،«‏ هذا طبقا ملا صرح<br />

به ‏.‏ إن منطقة احلظر البالغة 310 أميال مربعة حملطة<br />

فوكوشيما هي أصغر من منطقة احلظر حملطة تشرنوبل،‏ غير<br />

أنها تتطابق معها في أشياء عدة.‏ إذ حتتوي كلتاهما على<br />

أراض زراعية مهجورة وغابات ومناطق حضرية بحيث تتفاوت<br />

مستويات اإلشعاع فيما بينها بعدة مراتب ذات قيم مختلفة<br />

وعلى مسافات قصيرة.‏ وإن العاملني سيحصالن بشكل شبه<br />

مؤكد على إمكان السماح بالدخول إلى محطة فوكوشيما<br />

بسرعة أكبر مما أمُتيح للعلماء الذين دخلوا إلى محطة تشرنوبل<br />

التي كانت تعمل بإشراف من االحتاد السوڤييتي.‏ وباختصار،‏<br />

فإن محطة فوكوشيما قد قدمت فرصة لتسوية النقاش حول<br />

)1( أستاذ علم األحياء في جامعة كارولينا اجلنوبية.‏<br />

)2( يعمل حاليا مديرا للبحوث في مختبر العلوم البيئية والنظم والتطور بجامعة باريس<br />

اجلنوبية.‏<br />

)3( حتوّل عند الوالدة سببه نقص امليالنني الذي يقوم بتحديد لون اجللد والشعر والعينني.‏<br />

genetic mutations )4(<br />

the Life Span Study )5(<br />

millisieverts )6(<br />

43 (2015) 6/5

املؤلف<br />

Steven Featherstone<br />

‏‏ كاتب ومصور يقطن في مدينة سيراكيوز بوالية نيويورك.‏<br />

اآلثار التي سببها اإلشعاع.‏<br />

وفي غضون أشهر من حادثة فوكوشيما،‏ قام ‏‏<br />

و‏ بحصر عدد الطيور في الغابات اجلبلية امللوثة والتي تقع<br />

غرب احملطة النووية املشتعلة،‏ لكنهما لم يتمكنا من دخول املنطقة<br />

ذاتها ملعرفة الذي كان يحدث لطيور السنونو.‏ وأخيرا،‏ وفي<br />

الشهر 2013/6، كان ‏‏ من بني أوائل العلماء الذين سمُ‏ مح<br />

لهم بكامل حرية التجول في منطقة احلظر حملطة فوكوشيما.‏<br />

إن احلساسية لإلشعاع تختلف اختالفا كبيرا في الكائنات<br />

احلية حتى بني األفراد من النوع نفسه،‏ وكان هذا أحد<br />

األسباب املهمة في عدم استقراء النتائج بدءا من الفراشات<br />

ومرورا بطيور السنونو وفئران احلقل وصوال إلى البشر.‏<br />

فالفراشات بوجه خاص أكثر حساسية لإلشعاع،‏ هذا طبقا<br />

ملا ذكره ‏.‏ وفي الشهر 2012/8 نشرت مجلة التقارير<br />

العلمية )1( على اإلنترنت وثيقة تبحث في آثار كارثة فوكوشيما<br />

في فراشات العشب ذات اللون األزرق الباهت.‏ وقد كشف<br />

‏ ‏]أستاذ علم األحياء في جامعة Ryukyus بأوكيناوا[‏<br />

أن الفراشات التي مت جمعها بالقرب من فوكوشيما بعد مرور<br />

شهرين من وقوع الكارثة كانت مشوهة األجنحة والساقني<br />

باختصار<br />

منذ ما يقرب ثالثة عقود على كارثة تشرنوبل النووية،‏<br />

ظهر توافق في اآلراء على أن النباتات واحليوانات التي تعيش<br />

في املنطقة امللوثة تنمو جيدا بشكل مدهش على الرغم من<br />

تعرضها للخلفية اإلشعاعية ألمدٍ‏ طويل.‏<br />

بيد أن هذا التوافق قد استند إلى حد بعيد،‏ على بيانات<br />

محدودة؛ ذلك أن فهمنا آلثار جرعات اإلشعاع املنخفضة في<br />

الكائنات احلية ال يزال غير مكتمل.‏<br />

وقد أتاحت عملية انصهار مفاعالت فوكوشيما دايتشي<br />

في اليابان منذ أربعة أعوام فرصة أخرى لدراسة هذه اآلثار.‏<br />

وتقترح أولى النتائج بأن الغبار الناجم عن كارثة فوكوشيما<br />

قد أضر بالكائنات احلية بطرق شتى،‏ وقد بدأنا اآلن برؤية<br />

مجرد بداياتها.‏<br />

والعينني.‏ وقد قام ‏

احمليط<br />

الهادي<br />

محطة فوكوشيما<br />

دايتشي للطاقة<br />

النووية<br />

فوتابا<br />

ميناميسوما<br />

أوكوما<br />

تومي أوكا<br />

ناراها<br />

ناميي<br />

كاتزوراو<br />

تامورا<br />

كاواأوتشي<br />

منطقة اإلخالء األولية بنصف قطر 20 كيلومترا<br />

ليتاتي<br />

كاواماتا<br />

فوكوشيما<br />

يصعب العودة إليها<br />

ال يسمح بالعيش فيها<br />

سمح بالعودة إليها<br />

بشكل جزئي<br />

بناء على بيانات الشهر 2014/4<br />

هوكايدو<br />

هونشو<br />

فوكوشيما<br />

طوكيو<br />

اليابان<br />

ناگويا أوزاكا<br />

شيكوكو<br />

كيشو<br />

تنقسم األراضي امللوثة حول فوكوشيما<br />

إلى ثالث فئات:‏ مناطق ميكن الوصول<br />

إليها نسبيا ‏)باللون األخضر(،‏ وأماكن<br />

ال يسمح للسكان العيش فيها ‏)باللون<br />

األصفر(،‏ و ‏»مناطق من املتوقع أن<br />

يعاني السكان صعوبات العودة إليها<br />

لوقت طويل.«‏<br />

هيروشيما<br />

ناگازاكي<br />

0<br />

5<br />

10 كيلومتر 0 5<br />

10 أميال<br />

الفقاريات ذوات الدم احلار.‏ وطائر السنونو متاما كعصفور<br />

الكناري )1( الذي يمُضرب به املثل في منجم الفحم )2( باستثناء<br />

أن منجم الفحم هنا قد استبدل باإلشعاع.‏ وقد قام ‏‏<br />

بحصر األعشاش القدمية ووجد بها نحو اثنتي عشرة ‏»ندبة«‏<br />

scars كانت قد تشكلت كبقعة من الطني على شكل هالل<br />

يلتصق حتت مَفْغَرات eaves سقوف املنازل،‏ ولكن لم يكن<br />

هناك عش واحد جديد.‏<br />

ويقول ‏:‏ ‏»لقد ظهرت عليها تلك اآلثار السلبية في<br />

العام األول،‏ فاعتقدت أن العثور عليها سيكون صعباً‏ للغاية<br />

في هذا العام.«‏<br />

وعلى بمُعد أميال قليلة غرب احملطة النووية،‏ وصلنا إلى<br />

حدود منطقة احلظر:‏ عند احلاجز وقف اثنان من ضباط<br />

الشرطة مندهشَ‏ نينْ‏ ، ثم لوحا بأسلحتهما وصاحا من خالل<br />

القناعيني اللذين غطّ‏ ‏ا وجهيهما:‏ ‏»انعطف!«‏ عندها لم تعد<br />

تصاريح ‏‏ تصلح،‏ لذلك استدار وعاد.‏<br />

‏»ال أستطيع تصديق أنه ال يوجد أي عش جديد لطيور<br />

السنونو،«‏ قال ‏‏ ذلك وهو في طريق العودة من نقطة<br />

االنعطاف.‏ فقد كان يحملق في عصفور املاء الوحيد الذي كان<br />

يقف على أسالك الهاتف.‏ وقال:‏ ‏»أنا ال أرى أيًّا من الفراشات<br />

وال أي يعسوب )3( يطير حولي،‏ إنها حقا منطقة مهجورة.«‏<br />

وتقدم حادثة فوكوشيما حملة مصغرة نادرة احلدوث<br />

لالستجابة املبكرة للنظام البيئي عند حدوث تلوث إشعاعي؛<br />

إذ ال يمُعرف إال القليل عن أجيال فئران احلقل وطيور السنونو<br />

حول محطة تشرنوبل،‏ وانعدام ذكر أي شيء عن املخلوقات<br />

األخرى.‏ وتشير التقارير املتواترة إلى توقع انقراض هائل<br />

للنباتات وللحيوانات،‏ لكنه ال توجد تفاصيل عن أي حتسن<br />

متوقع.‏ فهل توجد بعض األنواع التي لديها قدرة متزايدة<br />

على حتسيني األضرار التي طرأت على احلمض النووي<br />

‏)الدنا(‏ الذي تسبب فيه اإلشعاع؟ إن دراسة النظام البيئي<br />

في فوكوشيما اآلن هو أمر بالغ األهمية من أجل تطوير مناذج<br />

تنبؤية قادرة على تفسير كيفية التكيف مع التعرض ملستويات<br />

إشعاع منخفضة،‏ فضال عن تراكم الضرر اجليني واستمرار<br />

ذلك مع مرور الوقت.‏<br />

وقد أعرب ‏‏ عن أسفه ألنه لم يستطع الوصول<br />

إلى منطقة احلظر مباشرة بعد وقوع احلادثة.‏ ‏»كان بإمكاننا<br />

احلصول على بيانات أكثر دقة عن أعداد السنونو املوجودة<br />

هناك واملختفي منها،«‏ فقد ذكر ذلك بعد وصولنا إلى الفندق.‏<br />

وقال:‏ ‏»هل لديها جينات وراثية من النوع املقاوم،‏ أم إنها<br />

مجرد طيور محظوظة بشكل أو بآخر؟«‏<br />

في اليوم التالي،‏ وبعد أن أضحت تصاريح ‏‏<br />

صاحلة،‏ لّوح صف من الشرطة لسيارتنا باملرور عبر احلواجز<br />

والدخول إلى منطقة احلظر،‏ وبعد ذلك قاد ‏‏ السيارة<br />

مباشرة إلى بوابات محطة فوكوشيما دايتشي.‏ وكان قد عزم<br />

على العمل في موازاة السهل الساحلي بأكمله،‏ مستهال العمل<br />

بالطابق األرضي ملدن فوتابا وأوكوما وناميي املهجورة،‏ وأن<br />

يقوم بحصر كل طير من طيور السنونو مع حتديد موضع كل<br />

عش واصطياد أكبر عدد ممكن من الطيور.‏ ‏»إن كل نقطة بيانات<br />

)1( عصفور الكناري الذي يضرب به املثل هو إشارة إلى قفص الكناري الذي كان<br />

يحمله معهم عمال املناجم إلى داخل أنفاق املنجم للكشف عن الغازات اخلطرة مثل<br />

غاز امليثان أو أول أكسيد الكربون بحيث إن موت الكناري دليل على وجود غازات<br />

سامة؛ فيهرع العمال إلى خارج املنجم،‏ ومن ثم يوفر الكناري حتذيرا للخروج من<br />

األنفاق على الفور.‏<br />

the coal mine )2(<br />

butterfly )3(<br />

45 (2015) 6/5

2 1<br />

(2015) 6/5<br />

نحصل عليها هنا ال تقدر بثمن،«‏ هذا ما ذكره ‏.‏<br />

وعلى بعد ميل من احملطة النووية رصد ‏‏ طائر<br />

سنونو يقف على سلك بالقرب من أحد املنازل وكان هناك<br />

عش مكون من طني جديد كان قد مت بناؤه على حافة داخل<br />

مرآب.‏ فقد بلغت مستويات اإلشعاع ذروتها وهي 330<br />

ميكروسيڤرت في الساعة )1( msv/h ، أي تزيد ب 3000 مرة<br />

على املعدل الطبيعي للخلفية اإلشعاعية،‏ وكان ذلك على<br />

اإلطالق،‏ أعلى مستوى سجله ‏‏ في احلقل.‏<br />

وخالل عشر ساعات،‏ ستحصل على جرعتك السنوية،‏<br />

هذا ما ذكره ‏،‏ مشيرا إلى أن هذه النسبة تساوي<br />

متوسط اجلرعة اإلشعاعية التي يتلقاها الشخص العادي في<br />

الواليات املتحدة خالل عام كامل.‏ وقد كان هو و‏<br />

‏]عضو هيئة التدريس في قسم الدراسات البيئية بجامعة<br />

مدينة طوكيو[‏ ميددان شبكات اصطياد الطيور التي كانت<br />

تشبه شبكة كرة الطائرة الضخمة املصنوعة من النايلون فوق<br />

مدخل املرآب.‏ بعدها انتظرا طويال كي تطير طيور السنونو<br />

وتقع في شبكة من تلك الشبكات،‏ لكن ‏‏ لم يكن يريد<br />

إهدار الوقت في محاولة اإلمساك بطير واحد فقط حتى ولو<br />

كان يعيش بالقرب من بؤرة ساخنة ؛ لذلك حَ‏ زما الشباك<br />

واجتها إلى فوتابا.‏<br />

ومن املعروف عن فوتابا أنها مدينة أشباح محظورة<br />

على أي شخص ما عدا السكان السابقني الذين سمح لهم<br />

بالعودة كل شهر لبضع ساعات فقط لالطمئنان على منازلهم<br />

وأعمالهم،‏ وكانت هناك الفتة فوق مركز جتاري في املدينة<br />

مكتوب عليها:‏ ‏»الطاقة النووية:‏ مستقبل مشرق للطاقة«.‏<br />

ولم تكن مستويات اإلشعاع في الشارع الرئيسي بأسوأ<br />

من العديد من املناطق امللوثة إشعاعيا خارج منطقة احلظر.‏<br />

ويعتبر التلوث مشكلة واحدة فقط من مشكالت فوتابا،‏ حيث<br />

لم تدع شدة الزلزال الذي بلغت قوته 9.0 درجة سوى عدد<br />

قليل من هياكل األبنية ساملا،‏ وأن العديد من املباني مالت على<br />

قواعدها،‏ كما أن بعضها قد انهار بشكل كامل.‏ وانطلقنا<br />

بالسيارة نحو أسفل الشارع محطمني بقايا بالطات السقوف<br />

املصنوعة من السيراميك وبعض الزجاج املكسور،‏ حيث<br />

كانت الفئران والغربان تتدافع حول أكوام من القمامة واملواد<br />

الغذائية املتعفنة على رفوف أحد املتاجر.‏ ومن خالل منظاره،‏<br />

ملح ‏‏ ستة من طيور السنونو كانت حتلق قرب متجر<br />

محطم لبيع السلع الرياضية.‏<br />

فصاح:‏ ‏»أَعدوا الشبكات واألعمدة!«‏<br />

لقد جثم ‏‏ و‏ خارج املتجر وشيدا<br />

شبكة صيد فضفاضة بينهما.‏ وانقضت طيور السنونو وهي<br />

تزقزق في سماء املنطقة ثم اندفعت فوقهما بشكل مفاجئ،‏<br />

حينئذٍ‏ اندفع زوج داخل املتجر؛ فقفز الرجالن على أقدامهما<br />

ومدّا الشبكة على مدخل املتجر وحاصرا الطيور في الداخل<br />

طائرا تلو اآلخر،‏ واستغرق األمر ساعتني الصطياد ستة<br />

من طيور السنونو وأخذ عينات منها.‏ وقبل إطالق سراحها<br />

قام ‏‏ بتركيب مقياس اجلرعة الوميضي (TLDs) )2(<br />

لها كي يتتبع مقدار اجلرعات اإلشعاعية التي تتعرض لها<br />

هذه الطيور.‏ وبالقرب من محطة القطار في فوتابا التي كانت<br />

مستويات اإلشعاع فيها أعلى عشر مرات،‏ قاموا باصطياد<br />

اثنني آخرين من طيور السنونو.‏<br />

وفي وقت الحق من تلك الليلة تناول الفريقمُ‏ العشاءَ‏ معا في<br />

ميناميسوما،‏ حيث كان اجلميع منهكا.‏ فقد سألتمُ‏ ‏‏<br />

كيف كانت تبدو منطقة احلظر عن كثب،‏ فأجاب:‏ ‏»أشعر بنوع<br />

من األسى ألنه لم يتم اتخاذ أي إجراء بعد وقوع احلادث«.‏<br />

microsieverts per hour )1(<br />

tiny thermoluminescent dosimeters )2(<br />

يتفقد ضابط الشرطة صالحية تصاريح وجوازات السفر لدخول منطقة<br />

فوكوشيما احملظورة )1(. تستلقي الدراجات الهوائية املهملة بشارع متضرر<br />

في فوتابا )2(. تنتظر النساء في فوتابا إلى حني تفقد بعض أفراد العائلة<br />

ما تبقى من متجرهم اخلاص باملأكوالت البحرية )3(. مطعم عشاء محطم من<br />

جراء إعصار ‏)تسونامي(‏ في املنطقة احملظورة )4(.<br />

46

4 3<br />

ومنزعجا مما رآه في فوتابا،‏ فلم تكن لديه رغبة في العودة<br />

إليها مرة أخرى.‏<br />

في البداية تعهدت احلكومة اليابانية بتطهير إحدى عشرة<br />

بلدية من أكثر البلديات التي بها تلوث شديد في محافظة<br />

فوكوشيما،‏ وذلك بحلول الشهر 2014/3. فقد كان هدف<br />

احلكومة خفض معدالت اجلرعة السنوية إلى 1 مللي سيڤرت<br />

وهو احلد األقصى لعامة الناس،‏ وذلك وفقا لتوصيات اللجنة<br />

الدولية للحماية من اإلشعاع.‏ لكن اجلزء األكبر من جهود<br />

التطهير يتركز حتى اآلن على حتقيق االستقرار في املفاعالت<br />

املتضررة في احملطة النووية التي ال تزال تتسبب في تسرب<br />

اإلشعاع إلى احمليط الهادي.‏ ولم يعد لدى السلطات اليابانية<br />

إطار زمني محدد إلزالة التلوث.‏ وبدال من اعتماد خفض<br />

معدل اجلرعة السنوي إلى 1 مللي سيڤرت في السنة كهدف<br />

بعيد األمد،‏ فإنها تعمل اآلن على تشجيع بعض األشخاص<br />

من إجمالي 83 000 شخص من الذين مت إجالؤهم،‏ على<br />

العودة إلى األماكن التي تبلغ فيها معدالت اجلرعة السنوية<br />

نحو 20 مللي سيڤرت،‏ أي ما يعادل حد اجلرعة املسموح به<br />

من قبل اللجنة الدولية للعاملني في املجال النووي.‏ وقد أصدر<br />

احلزب احلاكم في اليابان مؤخرا تقريرا أقر فيه بأن العديد<br />

من املناطق امللوثة لن يكون صاحلاً‏ للسكن مدة ال تقل عن<br />

جيل كامل.‏<br />

إن هذه احلركة العارضة تؤكد وجود فجوة بني معرفتنا<br />

بآثار اإلشعاع ذي اجلرعات املنخفضة والسياسة العامة<br />

التي تتحكم - من بني أشياء عدة - في بروتوكوالت التطهير<br />

النووي.‏ ومع أن العلماء لم يحددوا جرعة ‏»آمنة«‏ من اإلشعاع،‏<br />

فإننا جند أن املسؤولني اليابانيني بحاجة إلى رقم الستخدامه<br />

كهدف لصياغة سياسات التطهير النووية ‏)إزالة التلوث(‏<br />

وإعادة توطينه،‏ ولهذا يعتمدون على هيئات استشارية مثل<br />

اللجنة الدولية للحماية من اإلشعاع وعلى الدراسات غير<br />

املكتملة مثل الدراسة .LSS<br />

‏»وفي نهاية املطاف يتعني عليك اعتماد حتديد بعض القيود<br />

التعسفية،‏ وهي تعسفية ألننا ال نعلم شيئا عن املخاطر الناجمة<br />

عنها،‏ وهي األكثر تعسفا ألنه رمبا لن يكون اجلواب بطبيعة<br />

احلال:‏ نعم أو ال،‏ أو آمنة أو غير آمنة،«‏ كما قال ‏<br />

‏]مدير مركز البحوث اإلشعاعية في جامعة كولومبيا[.‏ إذ تمُظهر<br />

أبحاث ‏‏ الدليل على ازدياد معدالت السرطان املرتبطة<br />

بجرعات سنوية منخفضة تصل حتى 5 مللي سيڤرت.‏ أما<br />

دون هذه العتبة التعسفية،‏ فليس هناك دليل قاطع مع أو ضد<br />

احتمال وجود مخاطر صحية مباشرة على البشر،‏ مع أن<br />

‏‏ و‏ قد الحظا آثارا سلبية في التجمعات النباتية<br />

واحليوانية.‏ وإن نحو 97 في املئة من السكان املقيمني في<br />

منطقة فوكوشيما الذين تعرضوا لإلشعاع لفترة بلغت أربعة<br />

أشهر بعد وقوع الكارثة تلقى أيضا جرعةً‏ إشعاعية ال تقل<br />

عن 5 مللي سيڤرت خالل أربعة أشهر من الكارثة.‏ ‏»ومبجرد<br />

أن نهبط إلى هذه النوعية من اجلرعات،‏ يتعني علينا االعتماد<br />

على فهم اآلليات بشكل أفضل،‏ لكن هذا الفهم اليزال محدودا<br />

جدا،«‏ كما ذكر ‏.‏<br />

وفي حي سكني من ضواحي ناميي،‏ رصد ‏‏ عش<br />

سنونو مثبتا في زقاق ضيق بني منزليني.‏ فقد كان هذا أول<br />

عش نشط رآه بعد يوم مخيب لآلمال من التجوال في املناطق<br />

املهجورة حول مدينتي فوتابا وناميي ومن حصر عشرات<br />

األعشاش الفارغة والندوب.‏ إن عملية حصر األعشاش قبل<br />

أن يجرفها املطر بعيدا كانت أمرا مهما ملعرفة العدد األصلي<br />

ألسراب طيور السنونو قبل وقوع احلادث،‏ لكن ‏‏ كان<br />

يحتاج أيضا إلى عينات من الطيور احلية والعمل عليها في<br />

املختبر.‏ ويحتوي العش في الزقاق على ثالثة فراخ،‏ حيث كان<br />

ذلك أول عش وجده في منطقة احلظر وبه ثالث بيضات لم<br />

يكتمل منوها بعد،‏ ‏»إنه حقا عش مهم،«‏ هذا ما ذكره ‏.‏<br />

وبعد ذلك دوى صوت ممُسجل عبر نظام مخاطبة اجلمهور<br />

مرددا بشكل مخيف عبر التالل الضبابية وحقول األرز البور:‏<br />

47 (2015) 6/5

2 1<br />

يقوم عالم البيولوجيا ‏‏ بجمع عينات من فضالت طيور<br />

السنونو من أرضية املرآب قرب فوتابا )1(. يأخذ ‏‏ عينة دم<br />

من طائر السنونو لفحصها بحثا عن أدلة على الضرر اجليني من خالل<br />

نسبة األكسدة )2(. يحمل ‏‏ أحد طيور السنونو التي أمسك بها<br />

في أوكوما )3(. يحرر ‏‏ طائر السنونو في فوتابا )4(.<br />

4 3<br />

(2015) 6/5<br />

‏“سيتم إغالق املنطقة بعد ساعة واحدة.”‏<br />

جلس ‏‏ في املقعد األمامي للسيارة وأخذ فرخاً)‏‎1‎‏(‏<br />

من وعاء من البالستيك وقام بقياسه مبختلف األدوات.‏ ومن<br />

ثم نفخ على اجلانب السفلي الناعم من جناح الفرخ وقام<br />

بكشف رقعة من اجللد وحقنها بإبرة.‏ وبدأ يتدفق بعض<br />

الدم ويتجمع في أنبوب شعري،‏ وجرى وضع كمية منه على<br />

شريحة زجاجية.‏ وبعد أن تأكد من ربط الفرخ في كيس من<br />

القماش،‏ قام بوضعه في ‏»الفرن«‏ ،oven وهو عبارة عن حزمة<br />

من طوب الرصاص مت ربطها بشريط الصق حيث شكَّل طوب<br />

الرصاص هذا غرفة محمية؛ مما أتاح ل ‏‏ قياس اجلرعة<br />

التي تلقاها جسم كل طير بالكامل بعيدا عن تأثير اخللفية<br />

اإلشعاعية الذي قد يتسبب في وجود نتائج غير دقيقة.‏<br />

‏»إن هدفنا هو أن نكون قادرين على النظر في الطيور<br />

)1( أو:‏ عصفوراً‏ صغيراً.‏<br />

48

بشكل فردي من عام إلى آخر لتحديد ما إذا كان احتمال<br />

بقائها على قيد احلياة له صلة باجلرعة التي تتلقاها،«‏ كما<br />

أضاف ‏:‏ ‏»إذا كنا حقا نرغب في معرفة آليات<br />

التنوع اجليني واحلساسية لإلشعاع وكيفية تأثيرها في<br />

األفراد،‏ فإنه من الضروري القيام بقياس اجلرعات على<br />

هذا النطاق الدقيق.«‏<br />

بيد أن مستويات اإلشعاع في هذه البقعة كانت عالية جدا<br />

للقيام بقياسات دقيقة،‏ ولهذا قام ‏‏ بتحريك السيارة على<br />

طول الشارع ثم أعاد ضبط مطياف گاما )1( . وبعد بضع دقائق،‏<br />

ظهرت إشارة واضحة تنم عن التلوث بالسيزيوم cesium 137<br />

وهو النظير الرئيسي للغبار النووي الناجم عن كارثة فوكوشيما،‏<br />

وهذا الفرخ الذي ال يزيد عمره على أسبوع أصبح ممُشعا.‏<br />

وفي كل يوم كانت الشرطة توقف سيارة ‏‏ للتأكد<br />

من التصاريح املمنوحة له،‏ وكان الشيء الوحيد الذي كنت<br />

أفهمه خالل هذه التبادالت املتوترة كلمة تسوبامي ،tsubame<br />

وهي كلمة يابانية املنشأ تعني ‏»طيور السنونو«.‏ وعادة ما<br />

تتبع هذه الكلمة ابتسامة محيرة ؛ ألن طيور السنونو تعتبر<br />

طالع احلظ في اليابان.‏ والعديد من الناس هناك كانوا قد<br />

ثبتوا منصات خشبية صغيرة على أبواب منازلهم الجتذاب<br />

هذا النوع من الطيور.‏ وكانت هذه املنصات في منطقة احلظر<br />

فارغة متاما مثل جميع املنازل.‏<br />

وبعد إغلالق منطقة احلظر كان ‏‏ و‏<br />

يقومان يوميا بعمل جيد في الليل لإلمساك بطيور السنونو<br />

في املناطق النظيفة ‏)غير امللوثة باإلشعاع(‏ التي تقع شمال<br />

فوكوشيما بهدف إنشاء مجموعة مراقبة.‏ كما أن كلمة<br />

‏»نظيفة«‏ هنا هي كلمة مجازية؛ إذ تشير إلى أن نسبة اخللفية<br />

اإلشعاعية في ميناميسوما التي مت إخالؤها أثناء الكارثة ال<br />

يزال بها ضعف قيمة املعدل الطبيعي لإلشعاع.‏ مع ذلك،‏ وبعد<br />

أن قضينا طوال اليوم في منطقة احلظر،‏ شعرنا بأن اجليران<br />

القاطنني في ميناميسوما يتسمون باألناقة ويتشابهون إلى<br />

حد كبير مع أولئك الذين في ناميي وفوتابا وتوكوما.‏ وقد<br />

كان من الغريب أن جند في أعشاش طيور السنونو أفراخاً‏<br />

سمينة بصورة ملفته للنظر.‏ وفي كثير من األحيان كان يأتي<br />

بعض اجليران الذين يتسمون بالفضول ملشاهدة ‏‏<br />

و‏ أثناء محاولتهما اصطياد الطيور وكانوا يقدمون<br />

إلينا الشاي والكعك بشكل دائم ويستفسرون بشكل مهذب<br />

عن ماهية اإلشعاع ومخاطره.‏<br />

وقد تذكر ‏‏ أنه ‏»كان من بني أحد األشياء املدهشة<br />

التي تكررت من منزل إلى آخر في عام 2014 هي أن الناس<br />

كانوا يسألوننا:̓هل هو آمن أم ال؟ وهل ينبغي أن نعيش هنا؟«̔‏<br />

وأضاف قائال:‏ ‏»إنني كنت أخبرهم بأن هذه اإلجابة متروكة<br />

للسياسيني،‏ وأخبرتهم بأننا هنا فقط من أجل الطيور.«‏<br />

وفي اليوم األخير ل ‏‏ في اليابان ملح عشا نشطا<br />

لطيور السنونو في شارع جانبي مليء باحلصى في كاشيما،‏<br />

فقد كان ملصقا بعمود إنارة في رواق منزل فارغ.‏ وحصل<br />

‏‏ على إذن من أحد اجليران لتشييد شبكته الصطياد<br />

الطيور.‏ وقد ذكر أن أحد أعضاء جمعية النهر احمللية أخبره<br />

بأنه في غاية السرور لرؤية شخص ما يحقق في قضية<br />

التلوث اإلشعاعي في حيني أن احلكومة ال تقوم بذلك:‏ ‏»إن<br />

احلكومة دائما تتسم بالغموض،«‏ ويشكو من سقوط الغبار<br />

النووي الناجم عن الكارثة في النهر.‏ وأضاف أن جرعة<br />

اإلشعاع قد بلغت في سمكة من أسماك كوي koi fish التي<br />

مت اصطيادها هناك نحو 240 000 بيكريل )2( من السيزيوم<br />

في الكيلوغرام الواحد،‏ كما ذكر أيضا أن الناس لم تعد تأكل<br />

هذه السمكة احملظوظة ذلك ألن احلد األقصى املسموح به<br />

من اإلشعاع الستهالك األسماك في اليابان هو 100 بيكريل<br />

للكيلوغرام الواحد.‏<br />

وطلب سكان آخرون يقطنون في مناطق مجاورة قريبة إلى<br />

‏‏ القيام بقياس نسب اجلرعات اإلشعاعية املوجودة<br />

في الشارع وذلك من خالل استخدام جهاز لقياس اجلرعات<br />

لديه.‏ فقد قام بذلك وهو مكرهٌ،‏ وبعد ذلك قام بتقدمي أرقام<br />

مخربشة على قصاصة من الورق تقول إن اجلرعات املقاسة<br />

كلها أعلى من مستويات اخللفية اإلشعاعية الطبيعية،‏ وقد<br />

قبلها عضو جمعية النهر احمللية ونكس رأسه بإمياءة احترام.‏<br />

وبينما حزمنا الشباك استعدادا للمغادرة،‏ رأيت امرأة عجوزاً‏<br />

أمسكت بيدها صرةً‏ من اليوسفي وقالت لي شيئا ميكن<br />

ترجمته على النحو التالي:‏ ‏»هل هذه آمنة لألكل.«‏<br />

فقلت:‏ ‏»أنا آسف،‏ فإنه ليس بإمكاني مساعدتك.«‏<br />

وبعد ذلك عرضت املرأة العجوز علّي ثمرة اليوسفي مرة<br />

أخرى،‏ فأدركت أنها لم تكن تسأل سؤاال بل كانت حتاول<br />

طمأنتي من أن هديتها غير ملوثة بغبار فوكوشيما النووي:‏<br />

‏»إنها آمنة،«‏ وقالت وهي تبتسم:‏ ‏»إنها من ناگازاكي.«‏<br />

ويوما ما سيتم تشخيص أربعني في املئة منّا على أنهم<br />

مصابون بنوع من أنواع السرطان.‏ وإذا كانت هناك من<br />

إشارة خفية في ضجيج هذه اإلحصائية الواقعية فرمبا<br />

تكون تلك التي تشير إلى أن أمراض السرطان الناجمة عن<br />

اجلرعات اإلشعاعية املنخفضة،‏ إنها إشارة مبهمة ال ميكن<br />

لعلماء األوبئة االستماع إليها.‏ وفي نهاية املطاف،‏ ستتم<br />

the gamma spectrometer )1(<br />

becquerels )2(<br />

49 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

اإلجابة عن هذه األسئلة املهمة حول أثر اجلرعات اإلشعاعية<br />

املنخفضة من قبل الباحثني الذين يقومون بدراسة ‏»تضرر<br />

التعبير اجليني )1( ، أو عدم االستقرار اجليني )2( الناجمني<br />

عن اإلشعاع،«‏ هذا طبقا ملا صرح به ‏،‏ وهذا هو االجتاه<br />

الذي بدأ به ‏‏ و‏ أبحاثهما على طيور السنونو.‏<br />

‏»ولسوء احلظ،‏ ال تخبرنا األورام مبا إذا كان سببها<br />

اإلشعاع أم أي شيء آخر،«‏ هذا ما ذكره ‏.‏ وإذا<br />

كان لديه ما يكفي من التمويل,‏ فإنه سيقوم بعملية تعقب<br />

لتسلسل الدنا في كل طير من طيور السنونو قام بتركيب<br />

جهاز الجرعات اإلشعاعية عليه في احلقل.‏ وذكر أنه من<br />

خلالل مقارنة النتائج بتقديرات اجلرعة الفردية،‏ فإنه قد<br />

يستطيع حتديد املؤشرات احليوية اجلينية لألمراض الناجمة<br />

عن اإلشعاع.‏<br />

وفي الشهر 2014/11 يكون ‏‏ قد قام بجولته ال 12<br />

إلى فوكوشيما التي جاءت بعد 18 شهرا من مرافقتي له<br />

إلى منطقة احلظر.‏ وقد قام ‏‏ و‏ بنشر ثالثة<br />

أبحاث علمية تبرهن على وجود انخفاض حاد في أسراب<br />

طيور فوكوشيما.‏ وذكر ‏‏ أن آخر بيانات التعداد التي<br />

يستعدان لنشرها في مجلة علم الطيور،‏ ستقدم أدلة ‏»مدهشة<br />

للغاية«‏ على االنخفاض املستمر ‏»من دون وجود دليل على<br />

تأثير عتبة احلد األدنى من اإلشعاع.«‏ ولكن لسبب ما،‏ يبدو<br />

أن اإلشعاع يتسبب في قتل الطيور بفوكوشيما مبعدل<br />

يبلغ ضعف املعدل في تشرنوبل.‏ ‏»رمبا أن هناك نقصاً‏ في<br />

املقاومة،‏ أو هناك حساسية زائدة لإلشعاع من قبل أسراب<br />

الطيور األصلية في فوكوشيما،«‏ هذا ما ذكره ‏،‏<br />

وأضاف قائلال:‏ ‏»رمبا تكون طيور تشرنوبل قد طورت إلى<br />

حد ما مقاومة لإلشعاع؛ أو أنه على مدى ال 26 سنة املاضية،‏<br />

مت التخلص من الطيور التي كانت أكثر تأثرا باإلشعاع.‏ إننا<br />

ال نعلم حقا اجلواب عن ذلك،‏ ولكننا نأمل باحلصول عليه.«‏<br />

قد نعثر على اجلواب في دماء طيور السنونو التي مت جمعها<br />

من قبل ‏‏ و‏ أثناء رحلتنا.‏ هذا ولم يظهر<br />

التحليل األولي لتلك العينات أي دليل على زيادة ملموسة في<br />

األضرار اجلينية،‏ وذلك على الرغم من أنه ما زال من املبكر<br />

جدا معرفة ذلك.‏ ويحتاج ‏‏ إلى املزيد من العينات من<br />

طيور السنونو وباألخص من املناطق األكثر تلوثا حيث تتحطم<br />

أسراب الطيور.‏<br />

ومع أن النتائج األولية التي أحرزها ‏‏ و‏<br />

تظهر أدلة دامغة على اضطراب النظام البيئي في فوكوشيما،‏<br />

فإن التقرير الصادر عام 2014 عن اللجنة العلمية لألمم<br />

املتحدة املعنية بآثار اإلشعاع الذري (UNSCEAR) )3( يكرر<br />

تقييماته السابقة فيما يتعلق بكارثة تشرنوبل،‏ معلنا أن آثار<br />

اإلشعاع على ‏»الكائنات احلية غير البشرية«‏ في املناطق<br />

شديدة التلوث ‏»غير واضحة،«‏ وأنها ‏»عدمية األهمية«‏ في<br />

املناطق األقل تلوثا.‏<br />

‏»نحن على دراية بقوانني العلوم األساسية ولكننا ال نقوم<br />

بدراسة علم السموم،‏ غير أن اللجنة UNSCEAR لم تكلف<br />

نفسها عناء سؤالنا عما نقوم به أو العثور على شخص ميكنه<br />

تفسير النتائج التي توصلنا إليها،«‏ هذا ما ذكره ‏،‏<br />

وأضاف:‏ ‏»لقد وضعوا معايير لصحة اإلنسان وهم يتجاهلون<br />

جزءا كبيرا من املعلومات ذات الصلة.«‏<br />

ويقول ‏‏ إن األدلة التي مت جتاهلها هي على قدر<br />

كبير من األهمية.‏ ‏»فمن خالل سنوات خبرتي في تشرنوبل<br />

واآلن في فوكوشيما،‏ وجدنا إشارات تتعلق بآثار ارتفاع<br />

معدالت حدوث طفرات،‏ تتم تقريبا في كل جنس أو نوع وفي<br />

كافة الدراسات البيئية التي بحثنا فيها،«‏ ويذكر ‏‏<br />

أيضا أن:‏ ‏»كل شيء موجود هناك،‏ في انتظار أن تتم مالحظته<br />

ووصفه ونشره.«‏<br />

ليس لدى ‏‏ أي خطة إلجراء أبحاث في فوكوشيما،‏ لكنه<br />

قام مؤخرا بدراسة تسلسل الدنا ألنواع مختلفة من فأر احلقل<br />

في منطقة تشرنوبل،‏ و كما يبدو أن البيانات اجلديدة تدعم<br />

استنتاجات ‏‏ و‏ في أن ارتفاع معدالت الطفرات<br />

ترتبط بالتعرض لإلشعاع.‏ وال تزال عواقب هذا التعرض لعدة<br />

أجيال غير واضحة فيما إذا كان لذلك أثر في تقليص اللياقة<br />

البدنية أو القدرات التناسلية أو التسبب في تشوهات خلقية<br />

عند الوالدة أو في أمراض سرطانية في األجيال القادمة.‏ ‏»نحن<br />

بحاجة إلى االستمرار بالقيام بأبحاث على اجلينات«،‏ ويختتم<br />

‏‏ حديثه:‏ ‏»ألنه هناك تكمن القصة احلقيقية.«‏ ><br />

Scientific American, February 2015<br />

gene expression )1(<br />

genomic instability )2(<br />

the U.N. Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation )3(<br />

مراجع لالستزادة<br />

Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and Their Remediation: Twenty<br />

Years of Experience: Report of the Chernobyl Forum Expert Group “Environment.”<br />

International Atomic Energy Agency, 2006.<br />

Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation: BEIR VII Phase 2.<br />

National Research Council. National Academies Press, 2006.<br />

Chernobyl: Consequences of the Catastrophe for People and the Environment. Alexey<br />

V. Yablokov et al. Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 1181; December 2009.<br />

UNSCEAR 2013 Report, Vol. 1: Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. United<br />

Nations, April 2014.<br />

Chronic Exposure to Low-Dose Radiation at Chernobyl Favours Adaptation to Oxidative<br />

Stress in Birds. Ismael Galván et al. in Functional Ecology, Vol. 28, No. 6, pages<br />

1387–1403; December 2014.<br />

50

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

معاجلة االكتئاب في املنبع<br />

لعل التنبيه الكهربائي في أعماق الدماغ يخفف من حدة اضطرابات املزاج املدمرة.‏<br />

.A> .M لوزانو>‏ - .H> .S مايبيرگ>‏<br />

‏»أشعر فجأة بالهدوء.«‏ من تفوهت بهذه الكلمات اجلميلة<br />

كانت مريضتنا،‏ وهي امرأة في منتصف العمر وتعاني<br />

اكتئابا شديدا.‏ فقد قالت ذلك في غرفة العمليات بعد ثوان<br />

معدودة من قيام واحد منا ‏)(‏ بتحريض باحة منتخبة<br />

من مكان عميق في دماغها مبنبه كهربائي.‏ وأجريت هذه<br />

العملية عام 2003 في مستشفى تورونتو ويسترن واعتمدت<br />

فقط على مخدر موضعي بحيث أمكن للمرأة أن تظل واعية<br />

وأن تتحدث إلينا.‏<br />

وعندما قمنا،‏ آنذاك،‏ بزيادة قوة التيار الكهربي فإننا<br />

سألناها عما إذا الحظت أي اختالف كان،‏ وأدهشنا<br />

وصفها،‏ فقد قالت إنها تشعر بالغرفة وكأنها تتحول من<br />

‏»أسود وأبيض إلى ملون«‏ - وكأن مزاجها قد حتسن فجأة<br />

بنقرة إصبع على مفتاح كهربائي.‏<br />

وكان هذا االختبار أول دراسة من الدراسات التي<br />

أدت إلى تطوير طريقة جديدة قد تكون مجدية في معاجلة<br />

االكتئاب:‏ تنبيه باطن الدماغ ،deep-brain stimulation وهو<br />

تقنية تستخدم حاليا في معاجلة اضطرابات أخرى،‏ كداء<br />

پاركنسون على سبيل املثال.‏ إن توفر خيارات عالجية جديدة<br />

لالكتئاب من شأنه أن يمُلبي حاجة ملحة،‏ فنحو %17 من سكان<br />

الواليات املتحدة يعانون،‏ في أي وقت من األوقات وعلى<br />

مدى احلياة،‏ وعكةً‏ واحدة أو أكثر مما يسميه اختصاصيو<br />

الطب النفسي ‏»نائبة االكتئاب الكبير«‏ )1( ، حيث تبلغ نسبة<br />

اإلصابة نحو %8 عند النساء ونحو %5 عند الرجال،‏ علما<br />

بأن هذه الوعكات ليست مجرد نوبات من نوبات احلزن.‏<br />

فاالضطراب االكتئابي الكبير major depressive disorder<br />

الذي يظهر في فترات متقطعة،‏ يتجلى على شكل نوبة<br />

من مزاج احلزن املتواصل مصحوب باإلحساس بالذنب<br />

والشعور بانعدام القيمة وفقدان االهتمام بنشاطات احلياة،‏<br />

فضال عن اضطرابات في التفكير والنوم وشهية الطعام<br />

والرغبة اجلنسية،‏ إضافة إلى أنه قد يتمظهر بآالم جسدية.‏<br />

وقد أطلق ‏‏ على هذه احلالة التي كافح<br />

ضدها كفاحا مريرا،‏ تعبير ‏»الكلب األسود«.‏<br />

واالكتئاب ميكن أن يكون مميتا.‏ فاالكتئاب الكبير يدفع<br />

ما يقدر بنحو %15 من مرضاه إلى االنتحار،‏ كما أنه ميكن<br />

أن يفضي إلى تفاقم مشكالت طبية أخرى،‏ مثل أمراض<br />

القلب وداء السكري،‏ وأن يسبب انخفاضا في مأمول احلياة<br />

عند األشخاص الذين يعانون هذه احلاالت املرضية.‏<br />

وفي حيني أن املعاجلات املتوفرة - بدءا باملعاجلة<br />

السيكولوجية فاملعاجلة الدوائية ثم املعاجلة بالتخليج<br />

الكهربائي - electroconvulsive therapy عادة ما تكون<br />

فعالة لدى معظم املرضى،‏ فإنها تبقى عاجزة عن حتقيق<br />

حتسن ملموس،‏ أو أي حتسن،‏ عند زهاء 10 إلى %20 من<br />

مرضى االكتئاب.‏ وهذه الفئة من املرضى هي بالتحديد تلك<br />

‏)٭(‏ TREATING DEPRESSION AT THE SOURCE<br />

major depressive episode )1(<br />

implanting electrodes )2(<br />

باختصار<br />

نحو %17 من سكان الواليات املتحدة يعانون في أي فترة<br />

زمنية من حياتهم ما يسميه اختصاصيو الطب النفسي ‏»نائبة<br />

االكتئاب الكبير«‏ )1( .<br />

املعاجلات املتوفرة،‏ بدءا باألدوية وانتهاء بالتخليج<br />

الكهربائي،‏ عاجزة عن حتقيق سوى حتسن طفيف عند نسبة من<br />

مرضى االكتئاب تصل إلى %20.<br />

غرس املساري )2( في باطن الدماغ،‏ والذي عادة ما يستخدم<br />

اليوم في معاجلة داء پاركنسون،‏ يدرس حاليا عند البشر لتطبيقه<br />

في معاجلة االكتئاب الشديد.‏<br />

مت حتديد دارات دماغية ترتبط باالكتئاب،‏ حيث تستخدم<br />

املعارف املستقاة منها مبثابة مرشدة إلى املكان الذي يجب أن<br />

تتموضع فيه املساري.‏<br />

51 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

الفئة التي ميكن أن تكون مرشحة لتلقي معاجلة بتنبيه باطن<br />

الدماغ بعد أن تصبح هذه التقنية تقنية راسخة.‏<br />

ولم يتم ترخيص هذه التقانة لالستخدام الروتيني في<br />

املستشفيات حتى اآلن،‏ ولكنها اختبرت لدى 200 شخص<br />

تقريبا على مستوى العالم،‏ حيث تتطلب من األطباء أن<br />

يقوموا بحفر ثقوب في اجلمجمة ثم غرس مسارٍ‏ electrodes<br />

داخل الدماغ لتبقى فيه بصورة دائمة،‏ األمر الذي سيمنعها<br />

حتما من أن تصبح اخليار األول ملعاجلة أي شخص من<br />

األشخاص في املستقبل.‏ ولكن إذا ما تكللت االختبارات<br />

القادمة بالنجاح،‏ فمن املأمول أن تقدم هذه التقنية طوق جناة<br />

إلى أولئك األشخاص الذين من دونه قد يكون محكوما عليهم<br />

بالبقاء في قبضة اليأس املؤبد.‏<br />

‏)٭(‏<br />

كل ذلك يحدث في الدارات<br />

لقد انبثق اختبار عام 2003 عن مجموعة أبحاث أجراها<br />

أحدنا ‏)(‏ وذلك لتحديد املناطق املشاركة في<br />

نشوء االكتئاب حتديدا بالغ الدقة.‏ فعلماء اجلهاز العصبي<br />

‏)٭(‏ IT'S ALL IN THE CIRCUITS<br />

52

كانوا قد الحظوا في ذلك احلني أن أعراض االكتئاب<br />

وأعراض مجموعة أخرى من أمراض الدماغ تنجم عن<br />

اضطرابات في األداء الوظيفي لدارات عصبية معينة.‏<br />

فالرجفان tremor والصمل rigidity املعروفان في داء<br />

پاركنسون Parkinson يحدثان نتيجة إلخفاق في الدارات<br />

التي تضبط احلركة.‏ كما أن انحراف منظومة الدارات<br />

املشاركة في تشكيل ذكريات جديدة،‏ أو استدعاء ذكريات<br />

قدمية،‏ هو املسؤول عن داء ألزهامير .Alzheimer وعلى<br />

نحو ما ذكر،‏ فقد ظهرت أدلة كثيرة في مطلع العقد األول<br />

من القرن احلالي تشير إلى أن االكتئاب يعود في جوهره<br />

إلى اضطرابات في الدارات التي تتوسط في املزاج<br />

.circuits mediating mood<br />

أما الدارات نفسها،‏ فتتشكل من الوصالت التي تترابط من<br />

خاللها مجموعات فرعية من نورونات الدماغ البالغ عددها 86<br />

بليوناً،‏ حيث متد كل خلية من هذه اخلاليا فروعها إلى آالف<br />

اخلاليا األخرى؛ بعضها إلى النورونات القريبة وبعضها اآلخر<br />

إلى مسافات بعيدة على امتداد اجلهاز العصبي املركزي.‏ وما<br />

إذا كان الفرع سيمتد إلى هذه اخللية أو تلك،‏ فاألمر يتوقف<br />

على الوراثة وخبرات احلياة املبكرة واإلجهاد )1( النفسي.‏ كما<br />

أن اخللل في اشتغال الدارات املشاركة في االكتئاب قد يطال<br />

مناطق دماغية عدة.‏ غير أن حتديد موقع هذه الشبكة من<br />

الوصالت حتديدا دقيقا يشكل أحد التحديات املستمرة التي<br />

يواجهها علماء اجلهاز العصبي.‏<br />

وقد بدأت ‏‏ بعملها في منتصف تسعينات<br />

القرن العشرين،‏ حيث قامت بتصميم سلسلة من التجارب<br />

للكشف عن باحات في الدماغ تشارك في تنظيم املزاج<br />

لدى األصحاء ولدى مرضى االكتئاب على حد سواء.‏ وفي<br />

إحدى أولى هذه التجارب كان على املتطوعني األصحاء أن<br />

يقوموا مبمارسة تدريب ذهني لتخفيف إحدى الذكريات<br />

احلزينة في حياتهم.‏<br />

وقد أظهر نوع من املسح الدماغي الذي يدعى التصوير<br />

الطبقي بإطالق البوزيترون (PET) )2( تفاصيلَ‏ تغير ملحوظ<br />

في النشاط تزامن مع حلظة شعور املريض باالكتئاب.‏ كما<br />

أثبت أحد أنواع التصوير PET أن مرضى االكتئاب،‏ عند<br />

مقارنتهم باألشخاص األصحاء،‏ يبدون زيادة في تدفق الدم،‏<br />

وهو أداة لقياس نشاط اخللية الدماغية،‏ في باحة معينة<br />

تقع في وسط الدماغ،‏ فيما يمُبدون،‏ في املقابل،‏ درجة نشاط<br />

منخفضة في الباحات املشاركة في تنظيم احلافز والدوافع<br />

والوظائف التنفيذية.‏<br />

أما البقعة التي أظهرت أعلى درجة من النشاط في<br />

صور املاسح،‏ فقد كانت تلك التي متثل منطقة صغيرة<br />

في وسط الدماغ تدعى الباحة احلزامية حتت الثفنية<br />

the subcallosal cingulate area واملعروفة أيضا بباحة برودمان<br />

رقم ،Brodmann area 25 وهو االسم العائلي للمشرح<br />

العصبي األملاني الذي ابتكر خريطة للدماغ سنة 1909<br />

مستخدما تسميات رقمية بناء على الطريقة التي تتنضض بها<br />

اخلاليا في موقع معني.‏ وإضافة إلى ما سبق،‏ فقد اكتشفت<br />

‏‏ أيضا أن القشرة اجلبهية تنخفض درجة نشاطها<br />

مبا يتناسب ودرجة احلزن التي يعانيها الشخص.‏<br />

وفي مجموعة ثانية من التجارب التي أجرتها ‏‏<br />

أظهر التصوير PET ملرضى مكتئبني - وبعد اختفاء أعراضهم<br />

بفعل معاجلة مبضادات االكتئاب دامت أسابيع عدة - أن<br />

هذا التحسن يترافق مع تناقص في نشاط باحة برودمان<br />

رقم 25، مصحوباً‏ بزيادة في نشاط القشرة اجلبهية.‏ ومع أن<br />

التغيرات شملت أيضا باحات أخرى من الدماغ،‏ لكنها كانت<br />

في الباحة احلزامية حتت الثفنية مختلفة إلى حد مدهش،‏<br />

وهذا ما أشار إلى أن هذه املنطقة تؤدي دورا حاسما في<br />

حاالت املزاج السلبية.‏<br />

وترسل باحة برودمان رقم 25 وصلالت إلى العديد من<br />

مواقع الدماغ األكثر أهمية وتستقبل منها وصالت مماثلة.‏<br />

وتشمل هذه املواقع:‏ القسم احلجاجي والقسم اإلنسي<br />

في الفصني اجلبهيني،‏ واملهاد ،the hypothalamus والنواة<br />

املتكئة the nucleus accumbens واللوزة،‏ واحلصني،‏ والباحة<br />

احمليطة باملسال the periaqueductal area والرفاء الظهراني<br />

.the dorsal raphe وتتحكم هذه الباحات في الطريقة التي ينظم<br />

بها الدماغ سمات )3( السلوك األساسية،‏ مبا في ذلك دورة النوم<br />

واليقظة،‏ واحلافز،‏ واالستجابات للمخاطر املدركة،‏ واملنبهات<br />

اجلديدة ‏)غير املألوفة(،‏ وأحاسيس املكافأة،‏ والتقوية،‏ والذاكرة<br />

القصيرة األمد،‏ والقدرة على استعمال اخلبرات السابقة في<br />

إرشاد التفكير حول األحداث املستقبلية.‏ ونظرا ألن هذه<br />

)1( أو:‏ الضغط<br />

positron - emission tomography )2(<br />

)3( أو:‏ مميزات<br />

املؤلفان<br />

Andres M. Lozano<br />

‏‏ أستاذ في قسم اجلراحة بجامعة تورونتو ويتابع تخصصه في<br />

معاجلة االضطرابات احلركية والتسجيل من الدماغ.‏<br />

Helen S. Mayberg<br />

‏‏ أستاذة في الطب النفسي والعصبي وطب األشعة<br />

بجامعة إميوري،‏ حيث تركز في جزء كبير من أعمالها على<br />

تعقب دارات الدماغ املشاركة في االكتئاب.‏<br />

53 (2015) 6/5

القشرة<br />

احلزامية<br />

املتوسطة<br />

رزمة األلياف<br />

احلزامية<br />

‏)باللون األصفر(‏<br />

الهدف احلزامي حتت الثفني<br />

للمسرى ‏)باللون األخضر(‏<br />

مسرى<br />

كيف تعمل<br />

إعادة استنهاض<br />

)(<br />

‏)تشغيل(‏ الدماغ<br />

يقوم تنبيه باطن الدماغ على استعمال مسارٍ‏<br />

تثبت جراحيا في مكانها إلرسال تيار كهربائي<br />

عبر دارات عصبية ‏)حزم األلياف العصبية<br />

التي تربط مناطق دماغية بعضها ببعض(.‏<br />

وهذه الدارات املستهدفة ال تعمل بطريقة<br />

سليمة عند األشخاص الذين يعانون<br />

االكتئاب الكبير.‏ وهذه الطريقة من<br />

املعاجلة - التي مازالت تنتظر املوافقة<br />

عليها لالستعمال السريري الروتيني -<br />

بوسعها أحيانا تصحيح االختالالت<br />

في بث اإلشارات وبذلك تبدد مشاعر<br />

اليأس وانعدام املتعة.‏<br />

كابل cable ميتد<br />

حتت اجللد إلى أعلى<br />

فوق اجلمجمة وحتت<br />

فروة الرأس<br />

الفص الصدغي<br />

املتوسط<br />

رزمة ألياف<br />

امللقط الصغير<br />

‏)باللون األحمر(‏<br />

رزمة ألياف<br />

احلزمة الكالبية<br />

‏)باللون األزرق(‏<br />

القشرة قبل<br />

اجلبهية<br />

املتوسطة<br />

الهدف<br />

توضع املساري في مكانها لكي تقوم<br />

بالتأثير في باحات دماغية عدة<br />

مترابطة فيما بينها،‏ حيث تتمركز<br />

بالقرب من البنية احلزامية حتت<br />

الثفنية ‏)باللون األخضر(،‏ والتي هي<br />

منطقة محورية تتفرع منها دارات<br />

مشاركة في صنع القرار واالستجابات<br />

االنفعالية ووظيفة الذاكرة لتمتد إلى<br />

أجزاء أخرى من الدماغ.‏ وبعض هذه<br />

الفروع ‏)باللونني األحمر واألزرق(‏<br />

يترابط بالقشرة قبل اجلبهية املتوسطة<br />

والفص الصدغي املتوسط ‏)باللون<br />

األزرق(،‏ وبعضها اآلخر ‏)باللون<br />

األصفر(‏ بالقشرة احلزامية املتوسطة.‏<br />

وهذه الدارات تتعرض مبجملها<br />

لالختالل الوظيفي خالل النائبة<br />

االكتئابية.‏<br />

مولد النبض<br />

‏)مغروس حتت<br />

عظم الترقوة(‏<br />

من املستفيد من تنبيه الدماغ؟<br />

‏)٭(‏ Giving the Brain a Reboot<br />

(2015) 6/5<br />

54<br />

يزعزع االكتئاب سير عمل الدارات العصبية<br />

االعتيادي،‏ في حني أن مسوح الدماغ ميكنها<br />

أن تؤشر إلى طرق عالجية قادرة على تعزيز ما<br />

متتلكه الدارات من نزعة طبيعية للتجاوب مع<br />

فقد التوازن املذكور وتصحيحه.‏ فاملسح ميكنه<br />

أحيانا أن يظهر ما إذا كان بوسع املعاجلة<br />

املعرفية - السلوكية أو املعاجلة الدوائية أن<br />

تساعد على استعادة التوازن.‏ أما طرق العالج<br />

األخرى،‏ كتنبيه باطن الدماغ،‏ مثال،‏ فمن شأنها أن<br />

تستعمل فيما إذا كانت الدارات قد فقدت قدرتها<br />

الذاتية على االستجابة.‏<br />

املعاجلات املوصوفة جتاوب دارات<br />

املزاج مع االكتئاب<br />

املعاجلة<br />

استعادة ظهور األعراض<br />

القيمة<br />

القاعدية<br />

املعرفية-‏<br />

السلوكية<br />

املعاجلة<br />

الدوائية<br />

املعاجلة استجابة<br />

بالتخليج فاشلة<br />

الكهربائي أو<br />

املعاجلة بتنبيه<br />

باطن الدماغ<br />

استجابة مرتفعة<br />

استجابة<br />

منخفضة<br />

محرض االكتئاب<br />

تشخيص االكتئاب<br />

عدم استجابة<br />

النشاط<br />

القاعدي<br />

لدارة<br />

املزاج<br />

املدة<br />

الزمنية<br />

مرتفع<br />

استجابة دارة املزاج<br />

منخفض

العمليات احلاسمة التي ينفذها الدماغ يصيبها االنحراف<br />

في االكتئاب،‏ فقد ذهبت ‏‏ في تفكيرها إلى أن تنبيه<br />

هذا احملور من النشاطات العصبية بتيار كهربائي قد يكون<br />

من شأنه مساعدة األشخاص املصابني باالكتئاب.‏<br />

‏)٭(‏<br />

جراحة دماغية لالكتئاب<br />

وبحلول عام 2002، متت املوافقة على استعمال<br />

تنبيه باطن الدماغ في مناطق دماغية أخرى ملعاجلة داء<br />

پاركنسون ومعاجلة حالة أخرى تسمى الرعاش األساسي<br />

essential tremor ‏)مجهول السبب(،‏ فأدركنا حينئد أن<br />

استخدامه عند البشر أصبح أمرا ممكنا.‏ وللتخفيف من<br />

وطأة أعراض داء پاركنسون،‏ مت تطبيق هذه املعاجلة على<br />

أكثر من 100 000 مريض على مستوى العالم حتى يومنا<br />

هذا.‏ وجتدر اإلشارة إلى أن اإلجراء اجلراحي األساسي<br />

الذي ينفذ في االكتئاب هو إجراء مماثل،‏ فاملرضى ال يتم<br />

اختيارهم للدراسة إال من بني أولئك الذين تنطبق عليهم<br />

معايير مماثلة لتلك التي انطبقت على مريضتنا األولى في<br />

تورونتو ويسترن.‏ فال بد لهؤالء من أن يكون املرض قد<br />

ظهر عليهم منذ سنة على األقل،‏ وأن تكون املعاجلة بأربعة<br />

أنواع مختلفة من األدوية على األقل قد فشلت في حتقيق<br />

أي حتسن.‏ إضافة إلى ذلك،‏ فلال بد أن يكونوا أيضا قد<br />

تلقوا معاجلة بالتخليج الكهربائي ولم يستجيبوا لها،‏ أو أن<br />

يكونوا قد رفضوها أساسا.‏<br />

وتنبيه باطن الدماغ ليس مجرد شكل آخر من أشكال<br />

املعاجلة بالتخليج الكهربائي التي يقوم مبدؤها على<br />

حتريض نوبة صرعية مضبوطة،‏ ولكنها معممة،‏ عند<br />

املريض املخدر وخالل جلسات قصيرة ومكررة على مدى<br />

أسابيع.‏ فهذه التقانة اجلديدة تطلق نبضات كهربائية<br />

قصيرة على منطقة صغيرة في الدماغ لها ارتباطات<br />

بغيرها من مناطق الدماغ املنخرطة في االكتئاب،‏ حيث<br />

يخضع املريض ملداخلة جراحية كبيرة يتم فيها غرس<br />

مسارٍ‏ كهربائية ينبعث منها فيما بعد تنبيه متواصل من<br />

غير أن يتعرض املريض خلطر فقدان الذاكرة الذي ميكن<br />

أن تسببه املعاجلة بالتخليج الكهربائي.‏<br />

وفي اليوم الذي أجري فيه العمل اجلراحي ملريضتنا<br />

املصابة باالكتئاب في تورونتو ويسترن،‏ قام الفريق اجلراحي<br />

بتثبيت رأسها بدعامة للحفاظ عليه في وضع مستقر،‏ ثم<br />

أجرى لها تصويراً‏ بالرنني املغنطيسي،‏ حيث مت حتديد<br />

املكان املخصص ملوضعة املسرى في الباحة احلزامية حتت<br />

الثفنية.‏ وقام الفريق اجلراحي بعد ذلك بتخدير املريضة<br />

تخديرا موضعيا في غرفة العمليات ثم حفر ثقبني في<br />

جمجمتها وأمكن إدخال املساري عبرهما.‏<br />

ومبساعدة كل من‏ و‏<br />

‏]اخلبيرين في الفيزيولوجيا العصبية في تورونتو ويسترن[‏<br />

قمنا بالتسجيل من نورونات املنطقة احلزامية حتت الثفنية<br />

للمرة األولى لوضع ترسيمة لنشاط هذه النورونات من أجل<br />

معرفة وظائفها.‏ واستناداً‏ إلى ما سبق إجراؤه من جتارب<br />

تصويرية،‏ اشتبهنا بأن هذه الباحات من شأنها أن تكون<br />

منخرطة في معاجلة االنفعاالت املرتبطة باحلزن.‏ وباستخدام<br />

مسرى ميكروي )1( رأسه أدق من شعرة إنسان،‏ حصلنا على<br />

قياسات مباشرة للنشاط اخللوي في النورونات )2( التي<br />

تستوطن تلك املنطقة من الدماغ.‏<br />

وخالل عملية التسجيل من النورونات كنا نعرض على<br />

املريضة صورا متنوعة تظهر طائفة من املشاهد االنفعالية<br />

اإليجابية والسلبية على حد سواء،‏ وقد اكتشفنا من خالل<br />

التسجيالت أن هذه النورونات كانت تزداد نشاطا حينما<br />

كانت املريضة تشاهد صورا محزنة ومزعجة،‏ ولكنها لم تكن<br />

تتفاعل بتاتا مع املشاهد املفرحة أو املبهجة أو احملايدة.‏<br />

وقمنا بعد ذلك بغرز مساري التنبيه في باحة برودمان<br />

رقم 25 في جهتي الدماغ اليمنى واليسرى.‏ وبعد تشغيل<br />

التيار بثوان معدودة،‏ أخبرتنا املريضة بأنها تشعر بتناقض<br />

ملحوظ في األلم النفسي وفي الثقل االنفعالي؛ وكأمنا زال<br />

عنها وزن ثقيل بطريقة أو بأخرى.‏ وهو إحساس وجدناه<br />

يحدث عند جل مرضانا،‏ ولكن ليس كلهم.‏ وكانت هذه اآلثار<br />

على أشدها عند بداية التنبيه،‏ وكانت تظهر مجددا بتكرار<br />

التنبيه ملرات عدة،‏ ولكنها كانت أقل قوة.‏ لقد بتنا نعرف اليوم<br />

أن مواصلة العالج في هذه البقعة نفسها ملدة أيام أو أسابيع<br />

تكسب املريض فوائد طويلة األجل بصورة عامة.‏<br />

لقد تعلمنا من هذه املداخلة اجلراحية،‏ وغيرها من<br />

املداخلالت التي أجرينها،‏ أن التموضع الدقيق للتماسات<br />

الكهربائية املولدة ملستوى ثابت من التنبيه هو أمر ال غنى<br />

عنه.‏ ففي تلك العملية اجلراحية األولى ظهر االنفراج بعد أن<br />

قام واحد أو اثنان من تلك التماسات األربعة بتزويد املريضة<br />

بتيار ثابت.‏<br />

وانطالقا من املراقبة احلثيثة،‏ قام ‏<br />

و،‏ اللذان يعمالن في مختبر ‏‏ بجامعة<br />

إميوري،‏ بتطوير طريقة تصوير جديدة للتوصل إلى مزيد من<br />

الدقة في حتديد حزم األسلالك العصبية،‏ أو املادة البيضاء،‏<br />

‏)٭(‏ BRAIN SURGERY FOR DEPRESSION<br />

microelectrode )1(<br />

)2( neurons؛ أو:‏ العصبونات.‏<br />

55 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

التي تتقاطع في منطقة برودمان رقم 25، والتي يبدو أنها<br />

تفضي إلى انفراج فوري وتولد أيضا آثارا مضادة لالكتئاب<br />

طويلة األجل عندما حتمُ‏ فز.‏<br />

وما أن توضع املساري في مكانها الصحيح ويتم تثبيتها<br />

على اجلمجمة،‏ حتى يقوم اجلراح بغرس مولد نبض كهربائي<br />

يشبه الناظمة القلبية حتت اجللد أسفل عظم الترقوة.‏ وهي<br />

ناظمة تعمل بطاقة البطارية وتنبه الباحة املستهدفة بصورة<br />

متواصلة وبتردد قدره 130 نبضة في الثانية.‏ وقد كان<br />

اختيارنا ملتثابتات ‏)معايير(‏ parameters التنبيه،‏ يعتمد<br />

جزئيا على خبرتنا في معاجلة مرضى الپاركنسون،‏ حيث<br />

يبدو لنا حتى اآلن أن هذا النبض العالي التردد يعود بأحسن<br />

الفوائد على املريض.‏<br />

وما أن تنجز اإلعدادات حتى تكون املداخلة اجلراحية<br />

قد اكتملت.‏ ويقوم األطباء بعد ذلك باستعمال جهاز محمول<br />

للتحكم عن بعد )1( ، لضبط التنبيه الذي يتلقاه كل مريض<br />

ضبطا دقيقا،‏ وبحسب خبرتنا،‏ فبمجرد إقرار اإلعدادات<br />

فليست هناك ضرورة للقيام بتعديالت إضافية.‏ وسوف تقرر<br />

األبحاث القادمة ما إذا كان املرضى الذين ال يستجيبون<br />

لإلعدادات العيارية بحاجة إلى إعدادات أخرى،‏ أو ما إذا<br />

كانت اآلثار املضادة لالكتئاب ميكن تسريع ظهورها عن<br />

طريق إعدادات مختلفة.‏ والبطاريات يجب استبدالها كل<br />

ثالث سنوات تقريبا بعد استهالك طاقتها،‏ كما أن البطاريات<br />

القابلة للشحن أصبحت متوفرة اآلن.‏<br />

56<br />

‏)٭(‏<br />

ملاذا تسعفنا ناظمة الدماغ؟<br />

لقد شهد بعض املرضى أعراضهم وهي تختفي كليا،‏ لكن<br />

االستجابات تفاوتت واملعاجلة لم تسعف األشخاص جميعهم.‏<br />

أما املرضى الذين استجابوا سريريا - واالستجابة تعني<br />

هنا تناقصا بنسبة %50 أو أكثر على مقاييس االكتئاب -<br />

فيمكن أن تتباين نسبتهم بني مستشفى وآخر،‏ حيث تراوحت<br />

بني 40 إلى %70 خالل فترة قدرها ستة أشهر.‏ وميكن لهذا<br />

التباين في املوجودات أن يعود إلى التحدي املستمر املتمثل<br />

باستخدام األعراض واملسوح الدماغية كمحددات الختيار<br />

أكثر املرضى صالحية لتنبيه باطن الدماغ.‏<br />

وقد أظهرت إحدى الدراسات التي حظيت ببعض االهتمام<br />

نتائج ضعيفة.‏ وهذه الدراسة التي رعتها جهات صناعية<br />

وأجريت من قبل - St. Jude Medical ومقرها الرئيسي في<br />

سانت پول/منيسوتا - قرر القائمون عليها سنة 2013 تعليق<br />

قبول مرضى جدد،‏ علما بأن املرضى الذين كانوا قد بدؤوا<br />

مشاركتهم فيها ما زالوا يتلقون العالج.‏ ولم تظهر حتى اآلن<br />

لم متضِ‏ حلظات<br />

قليلة على تفعيل<br />

املساري حتى<br />

شعرت مريضتنا<br />

بتراجع األلم<br />

النفسي والثقل<br />

االنفعالي.‏<br />

مخاوف تتعلق بسلالمتهم.‏<br />

بيد أن حتليل منتصف املدة<br />

الزمنية للتجربة،‏ املطلوب<br />

من قبل إدارة الغذاء والدواء<br />

األمريكية،‏ كشف عن أن<br />

املرضى املزودين بغرسات<br />

التنبيه لم يشهدوا تراجعا<br />

في حدة األعراض بالقدر<br />

الكافي مقارنة مبجموعة<br />

أخرى بقيت املساري لديها<br />

موقفة عن العمل ملدة ستة<br />

أشهر.‏ ويقوم باحثون اآلن مبراجعة املنهجية املتبعة في<br />

هذه الدراسة لتحديد ما إذا كان من املمكن حتسني مفعول<br />

املعاجلة عن طريق تصميم مختلف.‏<br />

نحن ال نفهم متاما ما هي األسباب الكامنة وراء هذا<br />

التفاوت القائم بني الدراسات املختلفة التي اختبرت تنبيه<br />

باطن الدماغ.‏ فالتفسيرات رمبا تتعلق باختالف املعايير<br />

املستخدمة في انتخاب املرضى،‏ أو ناجما عن أن بعض<br />

املرضى رمبا كان لديهم اكتئاب مشوب بأعراض نفسية<br />

أخرى،‏ أو أنه قد يكون ذا صلة بتنوع التقنيات اجلراحية<br />

املستخدمة،‏ مثل مكان موضع املساري أو الطريقة التي<br />

يتم بها توصيل التنبيه،‏ األمر الذي قد يشكل بدوره<br />

عامال حاسما أيضا.‏ ومن عوامل التشويش احملتملة هو<br />

أن بعض املرضى قد يشعرون بتحسن أحوالهم ملجرد<br />

إميانهم بقدرة العمل اجلراحي ‏)بعبارة أخرى:‏ تأثير<br />

العالج الوهمي ،)the placebo effect أو ألنهم يستفيدون<br />

سيكولوجيا من تفاعالتهم املكثفة أحيانا مع الفريق<br />

املعالج.‏ بيد أن هذه الهموم قد تتراجع حدتها جزئيا مع<br />

مرور الزمن،‏ ذلك ألن بضع دراسات حديثة جدا تشير<br />

إلى أن املعاجلة متتلك فعالية حقيقية:‏ فقد لوحظ تدهور<br />

في حاالت املرضى إثر انخفاض مستوى شحن البطارية<br />

أو بعد إيقاف التنبيه،‏ وذلك في الوقت الذي لوحظ فيه<br />

أيضا أن هؤالء املرضى سرعان ما يتعافون مرة أخرى<br />

بعد استئناف التنبيه،‏ وهذا ما يجعل التفسير املستند إلى<br />

تأثير العالج الوهمي أقل ترجيحا.‏<br />

وجترى حاليا دراسات بحثية سريرية جتريبية عدة في<br />

أتالنتا وهانوفر ونيو هامبشاير وتورنتو،‏ األمر الذي سيوفر<br />

معلومات جديدة مهمة عما ميكن أن حتققه هذه التقنية فعال،‏<br />

‏)٭(‏ HELP? WHY DOES A BRAIN PACEMAKER<br />

)1( أو:‏ السلكي

وسوف يتابع الباحثون العمل على صقل تقنيات جراحة<br />

غرس املساري طوال هذا الوقت،‏ فضلال عن أنهم يريدون<br />

أيضا التوصل إلى إدراك كيفية جعل كم التحفيز أفضل ما<br />

ميكن لكل مريض،‏ إضافة إلى أنهم في الوقت نفسه ينهلون<br />

املزيد من العلم حول ما يتركه تنبيه باطن الدماغ من آثار<br />

قصيرة وطويلة األمد في االكتئاب.‏<br />

فهناك سبل جديدة لالستقصاء تستكشف حاليا مواقع<br />

مختلفة في دارات الدماغ املستهدفة بالتنبيه،‏ ذلك ألن الباحة<br />

احلزامية حتت الثفنية قد ال تبرهن على أنها املكان األمثل<br />

عند كل مريض،‏ ال سيما وأن ‏ و .Th> شليپفر>‏ ‏]من<br />

جامعة بون في أملانيا آنذاك[‏ حققا حتسنا سريعا لدى عدد<br />

قليل من املرضى من خالل حتريض منطقة تسمى حزمة<br />

الدماغ األمامي اإلنسية .medial forebrain bundle كما أن<br />

هناك مناطق أخرى تقع في أعماق الدماغ وميكن أن تشكل<br />

أهدافا محتملة أيضا،‏ وهي:‏ املخطط البطني the ventral<br />

the anterior والطرف األمامي للمحفظة الداخلية ،striatum<br />

،limb of the internal capsule والسويقة املهادية السفلى<br />

.the habenula والعنان ،the inferior thalamic peduncle<br />

إن اختبار املواقع الدماغية املختلفة،‏ التي قد تكون مشاركة<br />

في االكتئاب،‏ ميكن أن يسمح باختيار األهداف استنادا إلى<br />

نوعية األعراض تيمنا مبا يتم في داء پاركنسون.‏ فمرضى<br />

االكتئاب يعانون توليفات متباينة من األعراض تنعكس بطرز<br />

مختلفة في مسوح الدماغ.‏ وتعد معاينة هذه الطرز من النشاط<br />

الدماغي الشاذ طريقة واعدة بخصوص اتخاذ القرار حول<br />

ما إذا كانت املعاجلة الدوائية أو املعاجلة املعرفية السلوكية<br />

هي اخليار األفضل،‏ وهذا ما ميكن تطبيقه في آخر املطاف<br />

على تنبيه باطن الدماغ أيضا.‏<br />

ويجب أن ترفد محاوالت صقل هذه التقنيات مبزيد<br />

من األبحاث األساسية لفهم كيف تقوم هذه التقانة بتغيير<br />

األداء الوظيفي للدماغ،‏ ال سيما وأن اآلثار املضادة<br />

لالكتئاب ميكنها أن تستمر أليام أو أسابيع بعد فترة<br />

طويلة من التنبيه،‏ حتى ولو مت إيقافه.‏ فالدماغ قد يخضع<br />

لتبدالت طويلة األمد عبر عملية تسمى ‏»بالستية عصبية«‏<br />

neuroplasticity بعد التغير الذي يطرأ على دارات الدماغ<br />

نتيجة للتنبيه.‏ وبالفعل،‏ فقد أظهرت الدراسات على<br />

القوارض أن تنبيه باطن الدماغ يغير من نشاط شبكات<br />

واسعة من دارات الدماغ وميكنه أيضا حتريض تخلق<br />

نورونات جديدة في منطقة احلصني،‏ وهي عملية كانت<br />

أبحاث أخرى قد أثبتت ضرورتها لتشكيل ذكريات جديدة<br />

وللتخفيف من وطأة االكتئاب على حد سواء.‏ أما إذا قمُطعت<br />

املعاجلة لفترة طويلة،‏ فإن األعراض تظهر مجددا؛ مما<br />

يدل على أن هذه املعاجلة ال متمُ‏ كّن الدماغ من شفاء نفسه<br />

بنفسه بصورة دائمة.‏<br />

لقد أدت إمكانية التحكم في الدارات الكهربائية عن طريق<br />

تنبيه باطن الدماغ إلى اهتمام متزايد بتطبيق هذه التقنية<br />

على أمراض نفسية أخرى،‏ مبا في ذلك االضطراب ذي<br />

االجتاهني ،bipolar disorder واضطراب الوسواس القهري<br />

Tourette’s ومتالزمة توريت ،obsessive-compulsive disorder<br />

،syndrome واإلدمان على الكحول واملخدرات.‏ فاإلمكانات<br />

التي يتمتع بها تنبيه باطن الدماغ تتيح له معاجلة املرضى<br />

الذين فشلت لديهم اخليارات األخرى وربطت أمراضهم<br />

بدارات تشتغل بطريقة شاذة.‏<br />

لقد قام فريق ‏‏ مؤخرا باستغالل تنبيه باطن<br />

الدماغ للبنية حتت الثفنية نفسها املستهدفة في االكتئاب<br />

واستخدمه في معاجلة حاالت صعبة من القهم )1( العصابي<br />

املزمن ،chronic anorexia nervosa حيث تبيني أن بعض<br />

املرضى،‏ الذين عاشوا مع مرض األكل هذا ملدة عشر<br />

سنوات أو أكثر،‏ تتراجع لديهم أعراض االكتئاب وأعراض<br />

القلق والوسواس بفعل تنبيه باطن الدماغ،‏ حيث بات هؤالء<br />

املرضى أقل قلقا من األكل ومن زيادة الوزن،‏ وأضحوا<br />

قادرين على املشاركة في برامج عالجية.‏ كما أن التغير في<br />

أمزجتهم أتاح لهم في نصف احلاالت الثماني عشرة تقريبا<br />

العودة إلى الوزن الطبيعي بعد عام واحد.‏<br />

وحتى اآلن حتمل النتائج مؤشرات تدل على اجتاهات<br />

جديدة.‏ فالفهم املتنامي للطريقة التي تعمل بها دارات الدماغ<br />

يساعد على توضيح نشاطه غير الطبيعي.‏ وبفضل هذه<br />

املعارف ينبغي أن يكون اجلراحون العصبيون قادرين على<br />

وضع املساري في مواقع استراتيجية من باطن الدماغ لتقدمي<br />

العون الالزم ملرضى االكتئاب الذين لم يستجيبوا للمعاجلات<br />

الدوائية والكالمية،‏ فضال عن مساعدة غيرهم من األشخاص<br />

الذين يصارعون مجموعة من االضطرابات األخرى،‏ بدءا<br />

باضطراب القهم العصابي وانتهاء بداء ألزهامير.‏ ><br />

)1( أو:‏ فقدان الشهية.‏<br />

مراجع لالستزادة<br />

Probing and Regulating Dysfunctional Circuits Using Deep Brain Stimulation. Andres<br />

M. Lozano and Nir Lipsman in Neuron, Vol. 77, No. 3, pages 406–424; February 6, 2013.<br />

The Brain Reward Circuitry in Mood Disorders. Scott J. Russo and Eric J. Nestler in<br />

Nature Reviews Neuroscience, Vol. 14, pages 609–625; September 2013.<br />

Scientific American, February 2015<br />

57 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

مستقبلنا الشفاف<br />

في العصر الرقمي،‏ لم يعد باإلمكان حفظ األسرار.‏ وستكون لذلك<br />

تبعات ال تقل عما شهدته الكائنات احلية في تطورها كما وصفه ‏>داروين .C دينت>‏ - .D> روي>‏<br />

قبل أكثر من نصف بليون سنة انطلقت موجة خالقة من<br />

التطور البيولوجي سمُ‏ ‏مّيت االنفجار الكامبريّ‏ Cambrian<br />

.explosion وفي ‏»حلظة«‏ جيولوجية ال يتجاوز مداها بضعة<br />

ماليني من السنني،‏ ابتدعت املتعضيات )1( أشكاال جديدة متاما<br />

ألجسامها وألعضاء جديدة واستحدثت استراتيجيات لتصطاد<br />

ما تقتات به ولتدافع عن نفسها ضد من يحاول اصطيادها.‏<br />

ويختلف اختصاصيو البيولوجيا التطورية evolutionary<br />

biology حول األسباب التي أدّت إلى هذه املوجة املذهلة من<br />

التجديد.‏ لكن الفرضية التي وضعها ‏ ‏]اختصاصي<br />

علم احليوان في جامعة أكسفورد[‏ تبدو مقنعة إلى حد بعيد.‏<br />

وتقضي هذه الفرضية أن الضوء كان الدافع األساس في<br />

كل ما حدث.‏ إذ يرى ‏‏ أن الشروط الكيميائية التي<br />

سادت منذ نحو 543 مليون سنة تبدلت بحيث أضحى اجلو<br />

واحمليطات أكثر شفافية بكثير مما كانا عليه في املاضي كلٌّ‏<br />

منهما.‏ فقد كانت أنواع احليوانات برمتها تعيش آنذاك في<br />

محيطات األرض،‏ وعندما تدفق نور النهار أضحت القدرة<br />

على اإلبصار من أفضل مقومات البقاء في البحار.‏ وهكذا<br />

تطورت أعني املتعضيات بسرعة كما أخذت تتطور أيضا أمناط<br />

السلوك واألجهزة املصممة للدفاع والتمويه.‏<br />

وبينما كان اإلدراك يستند من قبل إلى استشعار األشياء<br />

عن قرب - باللمس أو بتحسس التباين في تركيز املواد<br />

الكيميائية أو موجات الضغط ضمن الوسط احمليط - أضحى<br />

مبقدور احليوانات تعرُّف األشياء وتتبعها عن بعد.‏ وأضحت<br />

احليوانات املفترسة أكثر قدرة على مطاردة فرائسها؛ كما<br />

اكتسبت الفرائس املقدرة على رؤية احليوانات املفترسة وعلى<br />

مراوغتها عندما تقترب منها.‏ فعندما ال ميتلك املرء حاسة<br />

البصر لترشده،‏ تتخذ احلركة سمات من أبرزها البطء والغباء.‏<br />

كما أن حاسة البصر غير مجدية إن لم ميتلك املرء القدرة على<br />

احلركة.‏ لذا،‏ فقد تطور اإلدراك والقدرة على احلركة سوية في<br />

سباق للتسلح بني الكائنات،‏ وأدى هذا السباق إلى الكثير من<br />

التنوع الذي تشهده شجرة احلياة التي نراها اليوم.‏<br />

إن فرضية ‏‏ حول االنفجار الكامبريّ‏ تمُقدم<br />

أمثولة )2( ميكن بواسطتها فهم ظاهرة جديدة ال يبدو أنها<br />

مرتبطة بتطور األنواع،‏ وهي انتشار التقانة الرقمية.‏ ومع أن<br />

التقدمات في تقانة االتصاالت قد أدت إلى حتوالت مهمة في<br />

عاملنا – فاختراع الكتابة آذن بنهاية حقبة ما قبل التاريخ؛<br />

وأرسل اختراع املطبعة موجات من التغيير اكتسحت جميع<br />

املؤسسات املهمة في املجتمع – لكن التقانة الرقمية تعد بآثار<br />

أوسع وأعمق بكثير من أي شيء شهدناه من قبل.‏ ومن املتوقع<br />

OUR TRANSPARENT FUTURE ()<br />

organisms )1(<br />

excellent parallel )2(<br />

قبل نحو 540 مليون سنة تزايد تنوع املتعضيات<br />

primordial التي كانت تعيش في بحار األرض البدائية organisms<br />

بصورة كبيرة جدا.‏<br />

ومن الفرضيات التي وضعت لتفسير هذه الظاهرة،‏ التي<br />

تدعى االنفجار الكامبري ،Cambrian explosion أن الشفافية التي<br />

سادت احمليطات فجأة هي التي أدت إلى هذه الطفرة في تطور<br />

األنواع.‏ ومن املعتقد أن هذه الطفرة تقدم ممُ‏ اثلة analogy تسمح<br />

بفهم التحول الذي ستحدثه التقانة الرقمية في مجتمعاتنا.‏ فمن<br />

باختصار<br />

املعتقد أن شفافية املعلومات سترغم املنظمات على التطور.‏<br />

تأقلمت احليوانات مع الظروف احمليطة بها آنذاك باتخاذ<br />

هياكل خارجية exoskeletons وبالتمويه وبأساليب لصرف انتباه<br />

خصومها.‏ ومن املتوقع أن تطور الدول والشركات أسلحة مماثلة<br />

ملواجهة ظروف يصعب ضمنها حفظ أسرارها.‏<br />

وستؤدي الشفافية الناشئة إلى أمناط جديدة من املنظمات.‏<br />

وسوف يؤازر االنتقاء الطبيعي natural selection األكثرَ‏ مرونة<br />

واألسرع تطورا من بينها.‏<br />

(2015) 6/5<br />

58

أن تعزّز هذه التقانة قدرات بعض األفراد واملؤسسات بينما<br />

تنتقص من قدرات اآلخرين؛ مما يولد فرصا ومخاطر كان من<br />

الصعب التنبؤ بها قبل جيل مضى.‏<br />

فاإلنترنت وضعت مبتناول اجلميع أدوات لالتصاالت<br />

تغطي أرجاء األرض من خلالل مواقع االتصال االجتماعي.‏<br />

وفتحت بذلك جبهة لم يسبق ألحد أن مترس بشعابها.‏ واليوم<br />

تولّد اخلدمات التي تقدمها يوتيوب YouTube وفيسبوك<br />

Facebook وتويتر Twitter ومتبلر Tumblr وإنستاگرام<br />

SnapChat وسنابشات WhatsApp وواتساب Instagram<br />

وسائل لإلعالم توازي ما أتاحه الهاتف والتلفاز فيما مضى –<br />

كذلك فإن هذه السرعة التي تنتشر بها هذه الوسائل اجلديدة<br />

تبلغ حدودا مدمرة ال ميكن معها االستمرار بأساليب العمل<br />

التي كانت املنظمات تعتمدها في املاضي.‏ فبينما تطلّب تطوير<br />

ونشر شبكات الهاتف والتلفاز من املهندسيني عقودا من<br />

الزمن،‏ بحيث تسنى للمنظمات على اختالفها أن تتأقلم،‏ فمن<br />

املمكن اآلن تطوير وسيلة من وسائل التواصل االجتماعي<br />

خالل أسابيع بحيث تصبح متاحة لالستخدام من قبل مئات<br />

املاليني من البشر خالل بضعة شهور.‏ وبالطبع،‏ فإن هذه<br />

السرعة الفائقة التي يتم بها تطوير ونشر مثل هذه االبتكارات<br />

ال تتيح للمنظمات وقتا كافيا للتكيف معها.‏<br />

ومن املمكن أن نمُلخّ‏ ص التحوالت الكاسحة التي يشهدها<br />

العالم اليوم بفضل طوفان وسائل التواصل املستحدثة بكلمة<br />

واحدة،‏ وهي الشفافية.‏ فبإمكاننا أن نرى أبعد وأسرع وبتكلفة<br />

أقل وسهولة أكبر مما كان ممكنا في أي وقت مضى – كما<br />

ميكن أن يرانا اآلخرون أيضا؛ وميكننا كذلك أن نرى أن<br />

اجلميع قادرون على رؤية ما نرى نحن،‏ كما لو كنا في<br />

صالة مرايا تتيح لنا ولآلخرين تتبع املعارف املشتركة<br />

بحيث متكّن وتعيق كال منا.‏ وكأن لعبة االستخباء )1( التي<br />

عهدناها منذ القدم،‏ والتي أسهمت في تشكل أمناط احلياة<br />

جميعها على الصورة التي<br />

نراها على كوكبنا،‏ قد تغيرت<br />

فجأة،‏ بحيث تبدلت قواعدها<br />

وأجهزتها واملجاالت التي<br />

كانت هذه األمناط متارس<br />

ضمنها.‏ فليس ملن ال ميكنه<br />

التأقلم حظ بطول البقاء.‏<br />

ومما ال شك فيه،‏ سيكون<br />

لهذه التحوالت أثر كبير<br />

في املنظمات واملؤسسات.‏<br />

فاحلكومات واجليوش والكنائس<br />

واجلامعات والبنوك نشأت وتطورت ضمن بيئات معرفية عكرة<br />

نسبيا،‏ حيث حتمُ‏ فظ بسهولة املعارف الالزمة لعملها ضمن إطار<br />

محلي،‏ وحيث يسهل حفظ أسرار العمل ويكون األفراد محدودي<br />

األفق،‏ إن لم نقل فاقدي البصر.‏ لكن عندما جتد مثل هذه<br />

املؤسسات نفسها معرضة لضوء النهار فجأة تكتشف بسرعة أننْ‏<br />

ليس بوسعها االعتماد على الوسائل التي كانت قد اعتادت على<br />

استخدامها فيما مضى،‏ وأنّ‏ عليها االستجابة لشروط الشفافية<br />

الناشئة أو االندثار.‏ وكما حتتاج اخللية احلية إلى غشاء فعال<br />

يحمي مكوناتها من األضرار احمليطة،‏ كذلك فإن املنظمات حتتاج<br />

إلى وجيهة interface واقية تفصل ما يتم ضمنها من عمليات عن<br />

العالم احمليط بها،‏ وهذا بينما تفقد الوجيهات القدمية فعاليتها.‏<br />

)(<br />

مخالب وعظام فك وأصداف<br />

)2(<br />

في الكتاب الذي ألّفه عام 2003 بعنوان ‏»في حملة بصر،«‏<br />

يقدم ‏‏ األدلة على أن األجزاء الصلبة اخلارجية<br />

من أجسام الكائنات احليوانية كانت أولى األعضاء التي<br />

استجابت بصورة مباشرة لفورة الضغوط االنتقائية التي<br />

ولدها االنفجار الكامبريّ‏ . فقد أدت الشفافية التي داهمت<br />

الكائنات البحرية إلى نشوء أعني تتميز بشبكيات يشبه<br />

تصميمها آالت التصوير التي نستخدمها اليوم،‏ ودفع هذا<br />

بدوره إلى تأقلم سريع ملخالب وعظام الفك وأصداف وغيرها<br />

من أجزاء اجلسم الدفاعية.‏ كما تطورت املنظومات العصبية<br />

أيضا،‏ استجابة ألمناط جديدة في سلوك احليوانات املفترسة،‏<br />

وطوِّرت مقابل ذلك طرق جديدة للتهرب والتمويه.‏<br />

وبصورة مماثلة،‏ فمن املتوقع أن تستجيب املنظمات<br />

للضغوط التي تولدها الشفافية املجتمعية مدفوعة بتطبيقات<br />

التقانة الرقمية بتكيّف يتناول األجزاء اخلارجية من أجسامها.‏<br />

CLAWS, JAWS AND SHELLS ()<br />

hide-and-seek )1(<br />

In the Blink of an Eye )2(<br />

59 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

وإضافة إلى املكونات التي تستخدمها من أجل توزيع سلعها<br />

وخدماتها،‏ فإن هذه األجزاء من جسم املنظمة تتضمن املكونات<br />

التي تعالج املعلومات بغية التحكم في عملياتها وتقدمي نفسها<br />

إلى املأل.‏ ومن هذه املكونات على سبيل املثال،‏ األقسام املعنية<br />

بالعالقات العامة والتسويق والشؤون القانونية.‏ وميكننا هنا<br />

تتبع آثار الشفافية بصورة مباشرة أكثر من أي موضع آخر<br />

ضمن هيكل املنظمة.‏ فالشائعات واآلراء تنتشر في أرجاء<br />

الكرة األرضية بواسطة شبكات التواصل االجتماعي،‏ خالل<br />

أيام،‏ إن لم نقل ساعات؛ مما يدفع أقسام العالقات العامة<br />

والتسويق لالنخراط في احملادثات التي جتري ضمن وسائل<br />

التواصل والتفاعل مع ما يمُطرح ضمنها من آراء،‏ وذلك بناء<br />

على الشروط السائدة ومن خالل مداخالت مباشرة ونزيهة.‏<br />

أما املنظمات التي ستحتاج إلى أسابيع أو أشهر لتطوّر<br />

استراتيجيات مواتية لالتصاالت،‏ والتي تكتفي بتوظيف أقسام<br />

حقوقية لتحمي مصاحله،‏ فستجد نفسها خارج احللبة.‏ وال<br />

بد لذلك من مراجعة وإعادة تصميم املمارسات التي اعتادت<br />

املنظمات عليها،‏ وإال فإنها ستخفق ال محالة.‏<br />

وقد أدت سهولة النفاذ إلى البيانات إلى أمناط جديدة من<br />

التعليقات التي يضعها اجلمهور وتستند إلى مالحظات مباشرة.‏<br />

ولقد أثبت ‏ ‏]صحفي مختص بالبيانات اإلحصائية[‏<br />

هذا األمر بوضوح خالل حملة عام 2012 لالنتخابات الرئاسية<br />

في الواليات املتحدة.‏ فبينما حبكت املنظمات املختلفة قصصا<br />

تنبأت فيها بنجاح املرشح الذي تدعمه استنادا إلى بيانات<br />

انتقتها بعناية بحيث تدعم ما تصبو إليه من نتائج،‏ عرض علينا<br />

‏‏ شروحا توصّ‏ ل إليها مستندا إلى جميع بيانات االقتراع<br />

املتاحة.‏ ولم ينجح نتيجة لهذا املسلك بالتنبؤ بنتائج االنتخابات<br />

بدقة مذهلة وحسب،‏ بل متكن أيضا من إزالة أي شك في أن<br />

تنبؤاته حتققت بالصدفة،‏ ال أكثر.‏ وهكذا،‏ فإن تَوافر البيانات<br />

التي يتم التوصل إليها اآلن بصورة متزايدة من خالل مسوح<br />

شفافة،‏ يسهم فيها عامة الناس،‏ سيجعل مستقبل الشبكات<br />

اإلخبارية واحملللني السياسيني الذين يحيكون قصصا تستند<br />

إلى بيانات منتقاة،‏ محفوفا بصعوبات متزايدة.‏<br />

ويجابه منتجو السلع االستهالكية حتديات مماثلة إلى<br />

حدٍّ‏ بعيد،‏ حيث إن اآلراء التي ينشرها من يستخدمون سلعهم<br />

باستخدام وسائل التواصل االجتماعي قد بدلت موازين القوى<br />

التي سادت في املاضي بني املستهلكني والشركات املنتجة<br />

للسلع.‏ فبينما يتراجع تأثير اجلهود التي تبذلها الشركات في<br />

تسويق ما تنتج من سلع،‏ يكتسب رأي املستهلك قوة أكبر.‏ وجتهد<br />

الشركات املتجاوبة لتتعلم كيف تستجيب بسرعة على االنتقادات<br />

والشكاوى.‏ وعندما يتجاوز حجم االنتقادات احلد،‏ تقوم هذه<br />

الشركات بتعديل املنتج أو التخلي عنه كليا؛ إذ يتبني لها أن إنفاق<br />

مبالغ طائلة لتسويق منتجات متوسطة اجلودة لم يعد مجديا.‏<br />

والشفافية الناشئة تتطلب أمناطا سريعة ومنفتحة ومتجاوبة<br />

من التواصل،‏ وهي ترجّ‏ ح لذلك كفة املجموعات التي ميتلك<br />

أفرادها قيما ومعتقدات وأهداف مشتركة – وعلى األخص،‏<br />

من يستطيع من هذه املجموعات التنسيق بسرعة أثناء األزمات<br />

باستخدام قنوات معدة لهذا الغرض من التواصل الداخلي.‏<br />

وسندعو هذه التنظيمات ‏»دميوخاصة«‏ adhocracy لنميزها<br />

عن البيروقراطيات الضخمة املنظمة بصورة تراتبية.‏ ومع<br />

تزايد الضغوط التي تولدها الشفافية املتبادلة سوف نشهد<br />

نشوء واحد من بديلني:‏ يتطلب األول اعتماد أمناط تنظيمية<br />

جديدة تتميز بقدر من الالمركزية يفوق مبراحل شاسعة ما<br />

تتمتع به املنظمات الكبيرة في يومنا هذا،‏ بينما تؤدي ضغوط<br />

التطور الدارويني Darwinian وفقا للبديل الثاني،‏ إلى انتقاء<br />

منظمات أصغر،‏ واعدة مبستقبل شعاره ‏»أكبر من أن تنجح«‏<br />

بدال من الشعار الذي استمُخدم تكرارا خالل األزمة املالية<br />

األخيرة:‏ ‏»أكبر من أن تفشل.«‏<br />

)(<br />

عمر النصف )5( لألسرار<br />

ويستشهد البعض بعبارة شهيرة كتبها حول هذا املوضوع<br />

‏ ‏]القاضي باحملكمة العليا في الواليات<br />

املتحدة[‏ الذي يعدُّ‏ أول املناصرين للشفافية،‏ إذ قال:‏ ‏»إن<br />

ضوء الشمس هو أفضل املطهرات.«‏ ولقد كان بالطبع على<br />

THE HALF-LIVES OF SECRETS ()<br />

the Center for Cognitive Studies )1(<br />

Intuition Pumps and Other Tools for Thinking )2(<br />

Caught in the Pulpit: Leaving Belief Behind )3(<br />

the Laboratory for Social Machines )4(<br />

)5( عمر النصف :half-life مصطلح مستعار من الفيزياء النووية،‏ يشير إلى الزمن الالزم<br />

النخفاض نسبة النظير املشع radioisotope أو نسبة اإلشعاع النووي الصادر عنه<br />

إلى نصف ما كان عليه أصال.‏ ويستخدم هذا املصطلح في مجاالت عديدة أخرى،‏<br />

منها الكيمياء الصيدالنية مثال،‏ للداللة على الزمن الذي يستغرقه انخفاض نسبة<br />

‏)التحرير(‏<br />

عقار في اجلسم إلى نصف ما كانت عليه أصال.‏<br />

Daniel C. Dennett<br />

60<br />

املؤلفان<br />

)1(<br />

‏‏ أستاذ جامعي ومدير مساعد في مركز الدراسات اإلدراكية<br />

بجامعة تافتس .Tufts University من أحدث الكتب التي ألّفها:‏ ‏»مضخات<br />

احلدس وأدوات أخرى للتفكير«‏ )2( و»قبض عليه فوق املنبر:‏ التخلي عن<br />

االعتقاد«‏ )3( الذي ألّفه مع .‏<br />

Deb Roy<br />

‏‏ أستاذ مساعد في املعهد ،(MIT) ومدير مختبر اآلالت االجتماعية )4( ،<br />

في مختبر وسائل اإلعالم في املعهد ،MIT وهو أيضا العلمي الرئيس في<br />

مضمار وسائل اإلعالم لدى تويتر .Twitter ويقدم ‏‏ املشورة إلى<br />

مجلس وسائل التواصل االجتماعي التابع للمنتدى االقتصادي العاملي.‏

حق،‏ من وجهتي النظر املهنيّة واملجازية.‏ لكن من املمكن أن<br />

يكون ضوء الشمس مصدرا للخطر أيضا.‏ فماذا لو أدّى<br />

حماسنا للتطهير إلى القضاء على خاليا صديقة أيضا؟ وماذا<br />

عن املجازفة بسالمة وفعالية املنظمات من خالل الكشف على<br />

املأل عن آليات عملها الضمنية.‏<br />

لقد كان ‏‏ عدوا لدودا للسرية.‏ ويبدو أنه كان<br />

يعتقد أن فعالية املنظمات تزداد بازدياد شفافيتها.‏ وبعد أكثر<br />

من قرن من الزمن ميكن أن نرى أن احلملة التي أسهم في<br />

إطالقها قد أحرزت قدرا كبيرا من النجاح.‏ لكن على الرغم<br />

من فيض من اخلطابات السياسية التي تشيد بالفضائل<br />

الصرفة للشفافية،‏ فما زالت السرية تسود في ردهات السلطة<br />

بأنواعها – وألسباب جيدة.‏<br />

ومن منظور بيولوجي،‏ ميكننا أننْ‏ نرى<br />

أنّ‏ الشفافية هي مبثابة نعمة ونقمة في آن.‏<br />

فمن املمكن اعتبار احليوان وحتى النبتة<br />

مبثابة كيان أو عميل agent مستقل له<br />

جدول أعمال ينشد من خالله االستدامة<br />

وحماية مصاحله وفقا ملا يستشعر من<br />

أخطار ومواطن للنفع تمُنبئه بها أعضاؤه<br />

احلسية.‏ وتنتهج املنظمات التي يشيدها<br />

البشر سلوكا مماثال.‏ إذ ميكن أن ننظر<br />

إلى كل واحدة من هذه املنظمات على أنها<br />

كيان مؤلف من عدة مكونات حية عاملة -<br />

أي الناس الذين يعملون ضمنها.‏ لكن<br />

بعكس اخلاليا التي تتألف منها النباتات<br />

واحليوانات،‏ فإن كال من العاملني ضمن املنظمة ميتلك طيفا<br />

متسعا من االهتمامات واإلمكانات اإلدراكية.‏ كما أن النبات<br />

أو احليوان ليس معرضا ألن تغادر خالياه اجلسم لتعمل<br />

لدى كائن آخر أو أن تشرع بتمرد؛ وفيما عدا احلاالت التي<br />

يصاب فيها الكائن بالسرطان فإن كل خلية في الكائنات<br />

احلية عديدة اخلاليا multicellular يتصرف كعبد مطيع<br />

سلس القياد .docile أما البشر،‏ فهم على عكس ذلك,‏ فلكل<br />

منهم قدراته الفردية واهتمامات شتى في العالم احمليط بهم.‏<br />

لم يكن األمر دوما على هذه الشاكلة.‏ ففي املاضي،‏<br />

كان بإمكان احلكام الديكتاتوريني إدارة شؤون البالد التي<br />

يحكمونها متحصنني بجدران عالية ومعتمدين على منظمات<br />

تراتبية hierarchical مؤلفة من موظفني ميتلكون معرفة محدودة<br />

للغاية عن املنظمة التي يعملون ضمنها وميتلكون قدرا أدنى من<br />

املعلومات حول العالم القريب واألبعد من حولهم.‏ ولقد حتلت<br />

املنظمات الكنسية خاصة مبهارة خاصة في احلد من فضول<br />

ال ميكن للمنظمات<br />

أن تعمل باستخدام<br />

الطرق التي اعتادت<br />

عليها عندما تصبح<br />

حتت أنظار اجلميع.‏<br />

وليس لها حينئذ سوى<br />

واحد من خيارين:‏ إما<br />

التكيف مع الشفافية<br />

الناشئة أو الزوال.‏<br />

أعضائها وإبقائهم جاهليني،‏ بل وحتى ممُضَ‏ لّلني من خالل<br />

تزويدهم مبعلومات خاطئة حول العالم احمليط بهم,‏ بينما حتيط<br />

بضباب من السرية العمليات التي تتم بني جدران الكنيسة<br />

وتاريخها وشؤونها املالية ومراميها.‏ ولطاملا أفلحت اجليوش<br />

في حروبها بفضل احلفاظ على استراتيجياتها سرا،‏ ليس على<br />

أعدائها فقط،‏ بل على اجلنود الذين يخوضون تلك احلروب<br />

أيضا.‏ فليس من املتوقع أن يحارب اجلنود لو علموا مبعدالت<br />

اإلصابات املتوقعة بالكفاءة التي يتحلون بها لو بقوا جاهلني<br />

مبا قد يجابههم خالل املعارك التي يعدون العدة خلوضها.‏<br />

إضافة إلى ذلك،‏ فإن اجلندي الذي ال ميتلك معلومات سيكون<br />

أقل فائدة للعدو فيما لو استجوب بعد أسره.‏<br />

من أبرز النتائج التي خرجت بها نظرية املباريات game<br />

theory أن على الناشطني في أي من مجاالت<br />

العمل اجلماعي،‏ ‏)ولنسمّ‏ واحدهم بالعميل(‏<br />

أال يفصحوا عن نواياهم.‏ فحاملا يفصح<br />

العميل عن نيته بالقيام بفعل ما يصير<br />

معرضا خلطر التالعب مبصيره من قبل<br />

اآلخرين.‏ وليتمكن املنتجون من املنافسة<br />

املنصفة في السوق املفتوحة ال بد لهم من<br />

حماية الوصفات التي يستخدمونها لصنع<br />

منتجاتهم واحلفاظ على خططهم للتوسع<br />

وغيرها من املعلومات.‏ وحتتاج املدارس<br />

واجلامعات إلى إبقاء أسئلة االمتحانات<br />

سرية حتى يحيني موعدها.‏ وقد وعد<br />

الرئيس ‏‏ بحقبة جديدة من الشفافية<br />

في أعمال احلكومة لكن،‏ على الرغم من حتسينات ملموسة<br />

في بعض جوانب هذه األعمال،‏ فإن السرية في العديد من<br />

هذه املجاالت تمُطَبّق بشدة،‏ تفوق أي وقت مضى،‏ كما يتمتع<br />

املدراء التنفيذيون في دوائر الدولة بكثير من االمتيازات.‏<br />

وهكذا ينبغي أن جتري شؤون الدولة.‏ إذ ينبغي أن تبقى<br />

اإلحصائيات االقتصادية،‏ على سبيل املثال،‏ سرية حتى ال<br />

يتسنى استغاللها من قبل من ال يحق لهم ذلك.‏ فلكي تنجح<br />

احلكومة في أداء مهامها ال ينبغي لها أن تفصح بيسر عما<br />

متتلك من معلومات.‏ بينما جتعل الشفافية املزمعة احلفاظ<br />

على السرية مهمة أصعب من أي وقت مضى.‏<br />

ميثل إفشاء ‏ ملا كان يدور بني جدران وكالة<br />

األمن القومي األمريكية )1( كيف ميكن لرجل مبفرده أن<br />

يعرقل أنشطة منظمة ضخمة إذا اختار أن يطلق صفارة<br />

اإلنذار ليحذر من جتاوزات ملسها أو أن يسلك سلوك<br />

the National Security Agency )1(<br />

61 (2015) 6/5

اخللد mole الذي يحفر األخاديد ليكشف عما في باطن<br />

األرض.‏ وعلى الرغم من أن ‏‏ استخدم منظمات<br />

اإلعلالم املعتادة ليمُسرّب ما كان قد جمع من معلومات،‏<br />

فإن ردود األفعال املضخّ‏ مة التي ولّدتها وسائل التواصل<br />

االجتماعي كانت كفيلة بإبقاء األنباء حول تسريباته حية،‏<br />

بحيث أضحت الوكالة واحلكومة الفدرالية حتت ضغط<br />

مستمر أرغمها على الرد.‏<br />

ويبدو أن ‏»جلد«‏ وكالة األمن القومي األمريكية قد بدأ<br />

بالتأقلم جذريا مع األوضاع الناشئة.‏<br />

وإن مجرد قيام الوكالة بالدفاع عن<br />

نفسها ضد اتهامات ‏‏ يعتبر<br />

إجراء غير مسبوق بالنسبة إلى منظمة<br />

عملت منذ إحداثها خلف ستار من<br />

السرية التامة.‏ كما يبدو أن إحداث<br />

تغييرات كاسحة ضمن املنظمة أمر<br />

ال مناص منه،‏ بينما يتم تصنيف<br />

األسرار التي ال بد من كتمانها في<br />

عالم اليوم الذي يتميز بشفافية تفوق<br />

كل ما مضى من الزمن.‏ وكما صرّح<br />

‏ ‏]مستشار الرئيس السابق<br />

في وكالة األمن القومي األمريكي[‏<br />

بشأن التبدل املفاجئ في البيئة املعتمدة لعمليات الوكالة<br />

في اجتماع للخبراء عقد في مختبر وسائل اإلعالم مبعهد<br />

مساتشوستس للتكنولوجيا ،(M.I.T.) فلن يبقى سوى القليل<br />

من األمور سريا بعد اليوم،‏ كما أن ما سيبقى في عداد<br />

األسرار لن ميكث كذلك لفترات طويلة...‏ والغاية احلقيقية<br />

في شؤون األمن اآلن هي إطالة عمر النصف half-life الذي<br />

تتمتع به األسرار.‏ إذ يشبّه ‏‏ األسرار بالنظائر املشعة<br />

،isotopes عندما يشير إلى استحالة احلفاظ عليها.‏ فكل ما<br />

باإلمكان إطالة عمر النصف لألسرار الذي يحدد سرعة<br />

حتولها إلى عناصر أخرى.‏<br />

‏»سيبقى القليل جدا من<br />

األمور سريا في املستقبل،‏<br />

كذلك لن ميكث ما هو سري<br />

لفترات طويلة ... والغاية<br />

الرئيسة اآلن في املضمار<br />

األمني هي إبطاء تراجع عمر<br />

النصف لألسرار.«‏<br />

>.J برنر

)(<br />

متايز املنظمات<br />

من التبعات التي تتنبأ بها األمثولة الكامبرية أننا سنشهد<br />

تنوعا كاسحا ومتايزا غير مسبوق في أنواع املنظمات.‏<br />

وعلى الرغم من أن هذا التمايز لم يحدث بَعد،‏ لكن بإمكاننا<br />

استشراف بعض الدالئل املبكرة عنه.‏ ففي الواليات املتحدة,‏<br />

نشهد نشوء منط جديد من الشركات،‏ يشار إليها أحيانا<br />

بالتسمية بي كورپ B. Corp وتسعى هذه الشركات إلى إبراز<br />

غايتني متالزمتني في عملها:‏ الربح وخدمة املجتمع.‏ وقد حطمت<br />

گوگل وفيسبوك صالتهما بالتقاليد،‏ وذلك مبنح مؤسسي كل<br />

منهما حقوقا غير مسبوقة في التصويت،‏ بحيث أضحتا<br />

شركتني يتم التحكم في سياستهما من قبل مؤسسيهما مع<br />

أنهما شركتان مساهمتان وميكن للجمهور اقتناء أسهمهما.‏<br />

وهذا بحيث ميكن للمؤسسيني إدارة كل من هاتني الشركتني<br />

بالرجوع إلى خطط طويلة األمد يقومون برسمها مبعزل نسبيا<br />

عن نزوات وول ستريت ومؤسساته املالية ذات النفوذ الواسع<br />

النطاق في الشركات واالقتصاد.‏ كما أن وسائل التواصل<br />

االجتماعي أدت أدوارا مهمة بتنظيم حركات احتجاج الربيع<br />

العربي )1( التي لم يسبق لها مثيل من حيث السرعة واالتساع،‏<br />

بحيث ميكن اعتبارها نوعا جديدا ‏)وإن كان مؤقتا(‏ من أنواع<br />

املنظمات البشرية.‏ وال بد أن األيام اآلتية ستنبئنا باملزيد؛ لكن<br />

يبدو أننا نقف على حافة مرحلة جديدة سنشهد فيها حتوالت<br />

جذرية في حياة املنظمات وأساليب عملها.‏<br />

والسرعة التي ستتغير مبوجبها املنظمات تعتمد على<br />

موقعها التنافسي.‏ وال ريب أن املنظمات التجارية هي األكثر<br />

عرضة للتأثيرات الناجمة عن آراء اجلمهور،‏ إذ ميكن للزبائن<br />

استبدالها مبنظمات منافسة.‏ وإذا لم توفر الشركات العناية<br />

الالزمة لرعاية العالمات التجارية التي رمبا استغرق العمل<br />

على إخراجها وترويجها سنني طويلة،‏ فقد تفقد هذه الشركات<br />

)2(<br />

مكانتها في السوق خالل بضعة أشهر.‏ أما الكنائس<br />

والنوادي الرياضية فهي محمية إلى حدود أبعد،‏ وذلك بسبب<br />

اجلذور العميقة التي متمُ‏ ‏َيّز ممارسة الشعائر الدينية والروابط<br />

املتينة التي جتمع محبي الرياضة بنواديهم املفضلة.‏ لكن<br />

عندما تمُنشر على اإلنترنت أنباء عن ممارسات شاذة،‏ كاالعتداء<br />

اجلنسي على األطفال أو األذى الذي تتسبب به بعض أنواع<br />

الرياضة ألدمغة الالعبني،‏ وهي جتاوزات كانت متر دون أن<br />

حتدث الضجيج الذي تسببه اآلن،‏ فال بد ألعتى الكنائس وأكثر<br />

احتادات الرياضة شعبية أن تتكيف أو تغلق أبوابها.‏<br />

وتعد منظومات احلكومة محمية من الضغوط التي<br />

تفرضها الشفافية الناشئة أكثر بكثير من غيرها.‏ ومع أن<br />

حركات االحتجاج التي تمُشنْ‏ ‏عِ‏ ل وسائل التواصل االجتماعي<br />

نارها قد تزيل احلكام واألحزاب احلاكمة،‏ إال أن أجهزة<br />

الدولة الضمنية غالبا ما تكون قادرة على االستمرار بعملها<br />

دون أن تتأثر كثيرا بتغير القيادات السياسية.‏ فغالباً‏ ال تواجه<br />

أجهزة الدولة ضغوطاً‏ تنافسية،‏ ولذا فهي ال تتطور بسرعة.‏<br />

لكن ينبغي أن نتوقع تغيرات ملموسة حتى في ممارسات<br />

هذه األجهزة،‏ وذلك ألن قدرة املواطنني واملتابعني من اخلارج<br />

على مراقبة أداء هذه املؤسسات ال ميكن إال أن تتزايد.‏ واآلن<br />

نرى أن الكثير من احلكومات تتيح،‏ بسبب الضغط الشعبي،‏<br />

النفاذ إلى طيف شاسع من البيانات اجلديدة الفجة التي<br />

تنجم عن عمليات تقوم بها أجهزة الدولة املختلفة.‏ وبفضل<br />

مثل هذه املمارسات،‏ مقترنة بالتقدم احملرز في مضمار حتليل<br />

أمناط واسعة النطاق واألساليب التي طمُ‏ وِّرت الستعراض<br />

البيانات،‏ ومع انتشار الصحافة املستندة إلى البيانات،‏<br />

إن كانت متارس من قبل املؤسسات الصحافية أم من قبل<br />

املواطنني أنفسهم،‏ سنرى والدة دارات للتغذية الراجعة<br />

feedback loops املجتمعية حتفز السعي نحو شفافية أكبر<br />

في املؤسسات بأنواعها.‏<br />

وكما ميكن ملستعمرات النمل أن تنجز أشياء ال ميكن<br />

للنملة أن تقوم بها منفردة،‏ ميكن للمنظمات البشرية أن تتجاوز<br />

قدرات األفراد،‏ لتولد أفعاال وخططا ومعتقدات وذكريات<br />

فوبَشرية - superhuman وحتى قيما فوبَشرية.‏ لكن هنالك<br />

عوامل ستضع حدودا ذاتية لهذا النظام البشري الناشئ.‏<br />

وسواء أكان هذا لصالح البشرية أم ال،‏ فإننا قد اتخذنا مسلكا<br />

تطوريا للحد من إمكانات مؤسساتنا الفوبَشرية بجعلها<br />

عرضة للمحاسبة مبوجب معايير يضعها أفراد من البشر.‏<br />

وهذه الدينامية للتنظيم الذاتي،‏ وهي بالطبع مدينة لإلمكانات<br />

املتسارعة للتواصل بني اإلنسان واآللة،‏ متثل خاصة فريدة<br />

جلنسنا البشري كاللغة البشرية ذاتها.‏ ><br />

SPECIATION OF ORGANIZATIONS ()<br />

the Arab Spring )1(<br />

)2( رمبا كان من األفضل التعميم هنا بذكر ‏»املؤسسات الدينية«‏ بدال من الكنائس.‏<br />

مراجع لالستزادة<br />

In the Blink of an Eye: How Vision Sparked the Big Bang of Evolution. Andrew Parker.<br />

Basic Books, 2003.<br />

The Social Cell: What Do Debutante Balls, the Japanese Tea Ceremony, Ponzi Schemes<br />

and Doubting Clergy All Have in Common? Daniel Dennett in New Statesman, Vol. 140,<br />

No. 5084, pages 48–53; December 19, 2011.<br />

No Place to Hide: Edward Snowden, the NSA, and the U.S. Surveillance State. Glenn<br />

Greenwald. Metropolitan Books, 2014.<br />

The Coming Entanglement: Bill Joy and Danny Hillis. Interview by Steve Mirsky in<br />

ScientificAmerican.com; February 15, 2012. www.scientificamerican.com/podcast/episode/thecoming-entanglement-bill-joy-an-12-02-15<br />

Scientific American, March 2015<br />

63 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

تطور استثنائي مذهل<br />

مرت األسماك البلطية مبدى استثنائي مذهل من تطور األنواع )1( .<br />

وتظهر أبحاث جينومية حديثة مايعنيه ذلك ولمَ‏ حدث.‏<br />

‏<br />

تشكل بحيرة فيكتوريا في إفريقيا موطنا لواحدة من<br />

أعظم جتارب التطور.‏ فما بدأ في مياهها كسلسلة نسب<br />

cichlid وحيدة تنتمي إلى أسماك الفصيلة البلطية lineage<br />

،family أنتج فيما بعد منظومة باهرة من األشكال.‏ ومثيال<br />

لعصافير ‏‏ الشهيرة التي طورت طيفا<br />

واسعا من أشكال وأحجام املناقير لتستفيد من مصادر<br />

الطعام املختلفة املتاحة في جزر كاالپاكوس ،Galapagos<br />

متثل هذه األسماك البلطية cichlids مثاال تعليميا ملا يطلق<br />

عليه البيولوجيون مصطلح إشعاع ‏)تشعع(‏ تكيفي adaptive<br />

- radiation الظاهرة التي تقوم من خاللها سلسلة نسب<br />

واحدة بإنتاج العديد من األنواع التي تطور تخصصات<br />

مختلفة استجابة ملنظومة من العوامل البيئية.‏ إال أن األسماك<br />

البلطية في بحيرة فيكتوريا تفوق إلى حد بعيد عصافير<br />

‏‏ في السرعة املذهلة التي تنوعت بها:‏ أكثر من<br />

اخلمسمئة نوع التي تعيش هناك في الوقت احلاضر،‏ وهناك<br />

فقط،‏ جميعها تطور خالل أل 10 إلى 15 ألف سنة املاضية -<br />

وهي مدة تعادل رمشة عني من املنظور اجليولوجي - مقارنة<br />

باألربعة عشر نوعا من العصافير التي تطورت على مدى<br />

عدة ماليني من السنني.‏<br />

وليست بحيرة فيكتوريا املوطن الوحيد لألسماك البلطية.‏<br />

فأعداد أخرى من بحيرات املاء العذب األستوائية واألنهار<br />

في إفريقيا واألمريكتني ورأس شبه القارة الهندية؛ تؤوي<br />

أسماكا بلطية خاصة بها.‏ ويقدر ما تشمله الفصيلة بأكثر<br />

من 2500 نوع في جميع مواطنها.‏ وتمُربى بعض هذه األنواع<br />

مثل التالبيات tilapias كمصدر غذائي وهي من أهم<br />

األنواع املائية املستثمرة حول العالم.‏ بينما تشيع أغلب<br />

األنواع مثل سمك أوسكار oscar وسمك املالئكة anglefish<br />

لدى محبي األحواض املائية جلمالها وسلوكها املميز في<br />

املغازلة والتعامل مع صغارها.‏ ويبقى العديد من األنواع<br />

بانتظار املزيد من التوصيف.‏ وتتشاطر األسماك البلطية<br />

بحيراتها مع فصائل أخرى من األسماك،‏ ولكن األسماك<br />

البلطية متكنت وحدها من تطوير نوعها to speciate بهذا<br />

الشكل الواسع والسريع.‏ وبالتأكيد،‏ ال تستطيع أي مجموعة<br />

من احليوانات الفقارية أن تنافس األسماك البلطية في<br />

العدد الهائل ألنواعها وضروب أشكال وألوان أجسامها<br />

وسلوكها.‏ فمن ناحية أخرى،‏ وفي الوقت نفسه،‏ غالبا ما<br />

تكررت العملية التطورية ذاتها في هذه األسماك:‏ عدد من<br />

التكيفات نفسها تطور بشكل متوازٍ‏ في سالسل نسب<br />

منفصلة - وهي خاصية الفتة للنظر.‏<br />

لطاملا تعجبت مع علماء آخرين من األشكال العديدة<br />

لألسماك البلطية متسائلني عن العوامل التي ساعدت هذه<br />

املجموعة على متايزها املذهل.‏ وأتاحت لنا اإلجنازات احلديثة<br />

في تقانة سَ‏ لْسَ‏ لِة اجلينوم genome sequencing أن ننقب عن<br />

الدنا DNA اخلاص بها بحثا عن دالئل لهذه الغزارة التطورية.‏<br />

EXTREME EVOLUTION ()<br />

)1( :Speciation العملية التطورية التي ينشأ بها نوع معني.‏<br />

األسماك البلطية هي الفصيلة األكثر تنوعا بني احليوانات<br />

الفقارية املسجلة،‏ بأكثر من 2500 نوع.‏<br />

والسَ‏ لْسَ‏ لة احلديثة جلينومات أسماك بلطية عديدة أخذت<br />

تزودنا مبفتاح لغز تنوعها املذهل.‏<br />

باختصار<br />

وتظهر جينومات األسماك البلطية عددا من امليزات اخلاصة<br />

بها التي رمبا تكون قد عجّ‏ لت تطور هذه املجموعة من امليزات.‏<br />

وقد تفسر سمات جينومية أخرى ميل األسماك البلطية<br />

إلى تكرار تطوير التكيفات ذاتها بشكل مستقل.‏<br />

(2015) 6/5<br />

64

تنوع مدهش من<br />

األسماك البلطية في<br />

بحيرة شرق إفريقيا.‏<br />

واألنواع التي يُقدر<br />

عددها بنحو 500 نوع،‏<br />

هي أمثلة على األنواع<br />

املعروضة هنا،‏ ويعتقد<br />

أنها نشّ‏ أت في 1500<br />

سنة املاضية - وتلك<br />

فترة زمنية قصيرة.‏<br />

65 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

ومع أننا ما زلنا بعيدين متاما عن حل لغز تنوع األسماك<br />

البلطية،‏ إال أننا اكتشفنا بعض الصفات اخلاصة جلينوماتها<br />

التي رمبا أتاحت لها أن تتنوع بهذه السرعة وأن تطور بعض<br />

السمات بشكل متكرر.‏ وبدراستنا للركائز اجلينية للنجاح<br />

املذهل لهذه املجموعة من األسماك نلقي الضوء على آليات<br />

التطور ذاته - تبصرات سوف تساعد الباحثني على فك كود<br />

decode أصول األنواع.‏<br />

66<br />

املؤلف<br />

Axel Meyer<br />

‏‏ هو أستاذ علم احليوان والبيولوجيا التطورية في جامعة كونستانز بأملانيا.‏<br />

وتتجه أبحاثه نحو أصول التنوع البيولوجي على مستوى اجلزيئات وعلى مستوى<br />

الكائن الفرد.‏ فقد كان أحد أوائل العلماء الذين استخدموا تسلسالت الدنا في دراسة<br />

تطور األنواع واالختالف بينها.‏<br />

)(<br />

مختلف لكن الشيء نفسه<br />

للحصول على صورة أوضح عن مدى روعة تنوع<br />

األسماك البلطية،‏ ميكننا النظر بعني االعتبار إلى األشكال<br />

في بحيرة فيكتوريا والبحيرتني األخريني التي حدثت فيهما<br />

اإلشعاعات الرئيسية لألسماك البلطية الشرق إفريقية:‏<br />

بحيرة ماالوي التي رمبا تؤوي 800 إلى 1000 نوع،‏ وبحيرة<br />

تانكانيقا التي تؤوي ما يقارب 250 نوعا من سالسل نسب<br />

األسماك البلطية األقدم.‏ فقد استعمرت إحداها البحيرتني<br />

األخريني األصغر وأحدثت اإلشعاعات هناك.‏ وتبدي هذه<br />

األسماك البلطية جميع التدرجات املمكنة،‏ حيث تتراوح<br />

في الطول من بوصة واحدة إلى ثلالث أقدام.‏ وقد طورت<br />

تكيفات ألكل كل مصدر طعام ميكن تصوره في بيئتها.‏<br />

فاألسماك كاشطات الطحالب لها أسنان مسطحة تشبه<br />

قواطع اإلنسان،‏ تتيح لها قضم الغذاء النامي على أسطح<br />

الصخور؛ وآكالت احلشرات لها أسنان طويلة مدببة تتيح<br />

لها الوصول إلى الشقوق الصخرية؛ بينما متتلك املفترسات<br />

منها ‏)التي تهاجم من كمني(‏ فكوكا ضخمة قابلة للتمدد<br />

تتيح لها شفط فريستها الغافلة في غضون أجزاء من<br />

الثانية.‏ وكانت هذه بعضا من الفئات العامة للتخصصات<br />

التي تبديها هذه األسماك.‏ فبني كاشطات الطحالب،‏ على<br />

سبيل املثال،‏ تكيفت بعض األنواع للبحث عن طعامها في<br />

منطقة تكسر األمواج،‏ وأخرى تكيفت حلصد الطعام من<br />

مجموعة محددة من الصخور وليس من أي صخور أخرى،‏<br />

وتظل أخريات تتغذى بزوايا معينة من الصخور أو بأنواع<br />

محددة من الطحالب فقط.‏<br />

وعلى الرغم من جميع هذا التنوع املشاهد في األسماك<br />

البلطية في شرق إفريقيا،‏ نالحظ تكرارا مفاجئا في عملية<br />

تطور بعض السمات عالية التخصص.‏ فعلى سبيل املثال،‏<br />

يتغذى العديد من أنواع األسماك البلطية في كل من البحيرات<br />

الثالث بشكل حصري تقريبا بحراشف األسماك األخرى.‏<br />

)1(<br />

وقد طورت جميعها أسنانا مميزة تشبه املكنسة ‏)املدمة(‏<br />

متكنها من التشبث بحراشف ضحاياها.‏ ولكن أسنانها ال<br />

متثل التكيف الوحيد لهذا الغذاء.‏ فقد تَطوّر فكّاها بشكل غير<br />

متناظر ليفتحا إما إلى اليسار أو إلى اليمني وليس إلى كلتا<br />

اجلهتني،‏ وذلك لتستطيع انتزاع حراشف ضحيتها بشكل<br />

أفضل.‏ وتكشط األسماك البلطية ‏»العسراوية ‏)اليسارية(‏<br />

الرأس«‏ احلراشف من اجلانب األمين لضحيتها؛ وتكشط<br />

األسماك ‏»اليمينية الرأس«‏ احلراشف من اجلانب األيسر.‏<br />

‏)أبقى االصطفاء )2( الطبيعي natural selection على التوازن<br />

بيني هذين الشكلني غير املتناظرين،‏ فنحو نصف آكالت<br />

احلراشف التي جمعتها مع زمالئي حول بحيرة تنكانيقا<br />

كانت ميينية الرأس،‏ ونصفها اآلخر كانت يسارية الرأس(.‏<br />

ومتتلك األسماك آكالت احلراشف مجموعة عالية التخصص<br />

من التكيفات لطريقة حياتها،‏ لكن وبطريقة ما ظهرت هذه<br />

السمات نفسها على األقل في ثالثة أوقات منفصلة في<br />

بحيرات شرق إفريقيا هذه.‏<br />

والشفاه الضخمة هي تكيف متميز آخر ظهر مرات عديدة<br />

بشكل مستقل في أنواع تستهدف فرائسها في الشقوق<br />

الصخرية.‏ فقد أوضحت مع زمالئي أن هذه الشفاه ‏)الشبيهة<br />

بشفاه ‏»أجنلينا جولي«(‏ )3( تعمل كالشفاطة الالصقة )4( التي<br />

تساعد األسماك على شفط الفريسة من موقع اختبائها<br />

‏)ال تستطيع األسماك البلطية التي تفتقد هذه الشفاه أن<br />

تصل،‏ بكفاءة،‏ إلى فريستها في الشقوق الضيقة(.‏ ومن<br />

امللفت للنظر أن أنواعاً‏ في كل من اإلشعاعات اإلفريقية<br />

الثالثة إضافة إلى إشعاعني في العالم اجلديد )5( قد طورت<br />

بالتوازي هذه السمة.‏<br />

لقد تطورت،‏ وبطريقة مشابهة،‏ أمناط لونية متميزة<br />

DIFFERENT BUT THE SAME ()<br />

)1( :rake أداة ذات أسنان جلمع العشب أو لتقليب التربة أو تسويتها.‏<br />

)2( أو االنتخاب أو االنتقاء.‏<br />

)3( ممثلة أمريكية مشهورة.‏<br />

)4( bumpers :seals and أدوات تستخدم ألحداث تفريغ هوائي.‏<br />

)5( World :New األمريكتان.‏

وبشكل مستقل في عدة سالسل نسب منفصلة من األسماك<br />

البلطية.‏ حيث إن الغالبية العظمى من األسماك البلطية<br />

تمُكسى بشرائط عمودية داكنة من املفترض أن متوهها<br />

عن املفترسيني،‏ وطورت أيضا حفنة من األنواع في كل من<br />

بحيرات شرق إفريقيا الثالث شرائط أفقية.‏ وغالبا ما يظهر<br />

هذا النمط شديد االختالف لدى أنواع املياه املفتوحة التي<br />

غالبا ما متيل إلى أن تكون سابحات سريعة ومفترسة،‏<br />

ورمبا تسهم هذه اخلطوط األفقية في متويه أشكال جسدها<br />

عن الفريسة احلذرة.‏<br />

)(<br />

محركات اإلبداع<br />

وتثير هذه املوضوعات التي تبدو متناقضة عدة أسئلة<br />

مهمة عن التنوع املدهش والتطور املتوازي املتكرر لتكيفات<br />

فائقة التخصص في تطوراألسماك البلطية.‏ وميكننا<br />

البدء باآلكالت عالية التخصص ومبالحظة أنها تكيفت<br />

مع وسائل غذاء محدودة يعني،‏ على نحو مألوف،‏ وقوع<br />

النوع في مأزق في حال حدوث خلل ما للمصدر الغذائي<br />

املطلوب.‏ إذن،‏ كيف استطاعت األسماك البلطية جتنب<br />

الوقوع في ذلك الفخ؟ وتكمن إحدى اإلجابات في صفة<br />

تشريحية غريبة تتمتع بها األسماك البلطية وحدها دوناً‏ عن<br />

باقي أسماك املياه العذبة.‏ ومتتلك جميع األسماك البلطية<br />

زوجاً‏ عادياً‏ من الفكوك الفمية،‏ وزوجاً‏ ثانياً‏ من الفكوك يقع<br />

في احللق - كما هي حال الوحش في الفيلم السينمائي<br />

‏»الغريب«‏ )1( . ويتم انتزاع أي طعام تأكله والتعامل معه أوال<br />

بفكي الفم ،mouth jaws ثم عن طريق فكي احللق throat<br />

.jaws وكنتيجة لذلك،‏ فإن األسماك البلطية يكون لديها فكّا<br />

الفم اللذان يالئمان نوعاً‏ واحداً‏ من الطعام،‏ وفكا احللق<br />

اللذان ميكنهما تفتيت مواد أخرى.‏ وبهذا األسلوب اجلديد<br />

أصبحت كثير من األسماك البلطية ‏»كثيرة الكارات،‏ ماهرة<br />

في إحداها«‏ )2( . ومبعنى آخر أنها تستطيع تطوير تخصص<br />

لكن تبقى محتفظة بعمومياتها في الوقت نفسه،‏ فيما لو نفد<br />

غذاؤها املفضل،‏ أو ظهر خيار أفضل.‏<br />

ويوضح فكا احللق كيف تستطيع األسماك البلطية تلطيف<br />

مخاطر التخصص )3( . ولكن ما أصل كل هذا التجديد<br />

التطوري لدى هذه األسماك؟ وما العوامل التي حفزت اجلينات<br />

املكوِّدة لهذه امليزات على التغير بهذه السرعة؟ وكيف أمكن<br />

للتكيفات نفسها احملافظة على معاودة الظهور في سالسل<br />

نسب منفصلة؟ وبفضل ظهور طرق حتديد تسلسل اجلينوم<br />

السريعة في أبحاث الصحة،‏ متكنت مؤخرا مع زمالئي –<br />

جتمع من أكثر من 70 باحثا من مختبرات حول العالم بقيادة<br />

التجديد الرئيسي<br />

أحد أسرار<br />

النجاح:‏ فكّان<br />

‏)فم(‏ احتياطيان<br />

)(<br />

متتلك جميع األسماك البلطية فكي الفم<br />

االعتياديني،‏ لكنها متتلك أيضا فكني آخرين يتوضعان<br />

في احللق.‏ وتقوم مجموعة الفكوك بتفتيت الطعام الذي تأكله.‏<br />

ويتيح هذا االزدواج لفكي الفم حرية تطوير تكيفات ألصناف<br />

خاصة من الطعام،‏ من الطحالب إلى حراشف أسماك أخرى،‏ من<br />

دون املخاطرة بأن يصبح النوع ‏)السمكي(‏ معتمدا إلى حد كبير<br />

على مصدر غذائي معني قد ينفد من البيئة احمليطة.‏<br />

معهد برود Broad Institute في كامبريدج مباساشوستس -<br />

من أن نفتح بعض املنافذ لإلجابة عن هذه األسئلة،‏ وحل<br />

أحجية النجاح املذهل لفصيلة األسماك البلطية.‏ وقمنا في<br />

السنة املاضية،‏ وألول مرة،‏ بفك كود تسلسل أحرف كود الدنا<br />

في جينومات األسماك البلطية.‏ وحصلنا على التسلسالت<br />

الكاملة خلمسة أنواع إفريقية،‏ وعلى تسلسلالت جزئية<br />

لِ‏ 60 سمكة متثل ستة أنواع ذات قرابة وثيقة وتقطن بحيرة<br />

فيكتوريا فقط.‏ ومبقارنة هذه اجلينومات ببعضها اآلخر،‏ ومع<br />

تلكم من أقارب األسماك البلطية،‏ األسماك الشائكة الظهر<br />

- sticklebacks فصيلة أسماك أقل تنوعا بكثير – استطعنا<br />

تعرف مالمح جينومات األسماك البلطية التي تساعد على<br />

تفسير تنوع املجموعة.‏<br />

ومن بني أولى األشياء التي بحثها احتاد كونسورتيوم<br />

consortium جينوم األسماك البلطية في هذه اجلينومات<br />

كانت الطفرات التي أنتجت تغيرات في احلموض األمينية<br />

املكونة للبروتينات؛ وتقوم البروتينات مبعظم العمل في<br />

اخلاليا،‏ وحتدد جينات كثيرة تسلسل احلموض األمينية<br />

التي تصطف معا لتكوين البروتني احملدد.‏ ويشير التوافر<br />

املفرط للبروتينات احملتوية على حموض أمينية متغايرة،‏ إلى<br />

أن اجلينات التي تؤوي الطفرات املتضمنة كانت حتت ضغط<br />

انتقائي جلي أدى إلى تطور سريع؛ مبعنى أن هذه األسماك<br />

التي حدث بها تغيرات حموض أمينية معينة اكتسبت ميزة<br />

حسنت من قدرتها على البقيا أو التكاثر.‏ وبالفعل،‏ وجدنا أنه<br />

حتى أنواع التالپيات ،tilapia species وهي أسماك بلطية<br />

أقل متيزا من ناحية التطور مقارنة بأقرانها التي سلسلنا<br />

ENGINES OF INNOVATION ()<br />

One Secret to Success: Backup Jaws ()<br />

)1( :Alien فيلم بعنوان الغريب،‏ من إخراج ‏‏ وإنتاج عام 1979.<br />

jacks-of-all-trades, masters-of-one )2(<br />

the risk of specializing )3(<br />

67 (2015) 6/5

اكتشافات جديدة<br />

مفتاح لغز<br />

اجلينوم )(<br />

كشف التسلسل احلديث وحتليل<br />

جينومات األسماك البلطية<br />

اإلفريقية عددا من اآلليات التي<br />

حفزت األسماك البلطية على<br />

التنوع بسرعة إلى عدد هائل<br />

من األشكال.‏ وقد تساعد بعض<br />

هذه اآلليات أيضا على تفسير<br />

جانب غامض آخر لهذه املجموعة<br />

من األسماك:‏ ما يسمى الدرجة<br />

املتطرفة من التطور املتوازي<br />

parallel evolution والذي تنشأ<br />

فيه السمات عالية التخصص<br />

نفسها مرة بعد أخرى.‏<br />

)(<br />

طفرات وافرة<br />

توحي تخمة الطفرات التي تنتج تغيرات في احلموض األمينية املكونة<br />

للبروتينات أن اجلينات احلاوية هذه الطفرات كانت حتت ضغط<br />

اصطفائي شديد لتتطور بسرعة.‏<br />

أسماك ذات تطور أبطأ<br />

جزء من اجلينوم<br />

الزمن<br />

أسماك بلطية<br />

طفرات تغير<br />

احلموض األمينية<br />

)(<br />

تضاعف اجلينات<br />

يبدي جينوم األسماك البلطية معدالً‏ عالياً‏<br />

لتضاعف اجلينات،‏ والتي تؤدي فيها أخطاء<br />

تضاعف الدنا إلى إنتاج عدة نسخ من اجلينات.‏<br />

وميكن أن تغير النسخ اإلضافية في وظيفتها<br />

دون ضرر لألسماك ومن ثم مساعدتها على<br />

التكيف مع بيئاتها.‏<br />

الزمن<br />

جني<br />

جني مضاعف<br />

طفرة تغير<br />

وظيفة اجلني<br />

جينومها،‏ حتتوي على مثل هذه الطفرات التي تفوق تلك لدى<br />

السمكة الشائكة الظهر.‏ وتعتبر األسماك البلطية في بحيرتي<br />

ماالوي وفيكتوريا من املجموعات املفرطة التنوع والتي لها<br />

معدالت تطفر أكبر عدة مرات من تلك في التالپيات.‏ وبذلك،‏<br />

فإن إحدى اآلليات التي سرّعت تطوير األنواع speciation<br />

في األسماك البلطية هي الضغط االنتقائي selection<br />

pressure العالي على جينات كثيرة.‏<br />

قد يكون للجينات املفردة تأثير كبير،‏ أيضا.‏ فقد بينت<br />

األبحاث في مختبري أن جينا مفردا يحدد اجتاه اخلطوط على<br />

األسماك البلطية.‏ وقد تساعد اجلينات التي متتلك مبفردها<br />

تأثيرا كبيرا في مظهر الكائن احلي،‏ كما هي حال مكودات<br />

خطوط ،stripe coders على تفسير وجود هذه األنواع الكثيرة<br />

من األسماك البلطية.‏<br />

وكنا أيضا متشوقني ملعاينة جينومات األسماك البلطية<br />

للبحث عن نسخ متعددة جلينات مفردة.‏ فقد عرف العلماء<br />

لعدة عقود أن تضاعف اجلينات – والذي ينشأ عن أخطاء في<br />

تضاعف الدنا - يشكل إحدى أهم اآلليات التي تؤدي إلى تنوع<br />

وظيفة اجلني بسرعة.‏ وفي األساس،‏ إذا تضاعف اجلني،‏ فإن<br />

النسخة اجلديدة ميكن أن تتغير بحرية دون أن حترم احليوان<br />

من املواد التي كودها اجلني ‏)ألن النسخة األخرى ستحتفظ<br />

بوظيفتها(‏ وميكن لهذا التغير أن يساعد الكائن احلي على<br />

التكيف مع بيئته.‏ ففي احلالة النموذجية،‏ نادرا ما حتدث<br />

طفرات ال تؤدي إلى أذية ‏»املضيف«.‏ وأظهرت نتائج حتليل<br />

اجلينوم أن معدل التضاعفات اجلينية أعلى بخمس مرات<br />

لدى األسماك البلطية مما هي عليه لدى األسماك ‏»العادية«‏<br />

مثل السمكة شائكة الظهر .stickleback<br />

والنمط الثالث من اآلليات اجلينومية التي سعينا إلى<br />

حتليلها هو نشاط ما يسمى جينات قافزة .jumping genes<br />

وتشكل تسلسالت الدنا هذه ما يقارب 16 إلى 19 في املئة من<br />

جينوم سمكة معتادة ،typical وهي ال تقوم بوظيفة واضحة<br />

بل تصنع نسخا بحد ذاتها وتقفز من موضع إلى آخر في<br />

اجلينوم.‏ وميكن أن تشكل هذه اجلينات قوة تطورية إذا قامت<br />

بإيالج نفسها في موقع قريب مبا فيه الكفاية من جني مكود<br />

ألحد البروتينات،‏ بحيث تقوم بتغيير وظيفته.‏ وقد وجدنا في<br />

جينوم األسماك البلطية داللة تشير إلى فترات عديدة تراكمت<br />

فيها اجلينات القافزة بسرعة،‏ تزامنت إحدى هذه الفترات<br />

مع إشعاع بحيرة فيكتوريا.‏ ويوحي هذا التزامن أن اجلينات<br />

رمبا تكون قد ساعدت على تسهيل تنوع األسماك البلطية<br />

خالل مثل هذه األحداث.‏<br />

وقمنا أيضا بفحص تسلسالت الدنا التي ال تتغير عادة<br />

بدرجة كبيرة.‏ ومتيل بعض مناطق اجلينوم التي ال تكود<br />

حموض أمينية في البروتينات إلى االنحفاظ conserved<br />

بشكل كبير عبر فترات تطورية كبيرة ممتدة.‏ ومن احملتمل<br />

أن تؤثر هذه العناصر املنحفظة غير املكودة )1( CNEs في<br />

وظائف اجلينات وإال لتراكمت الطفرات العشوائية فيها<br />

مع مرور الزمن كما يحدث في املعتاد مع املناطق غير<br />

Genome Clues ()<br />

Abundant Mutations ()<br />

Gene Duplication ()<br />

conserved noncoding elements )1(<br />

(2015) 6/5<br />

68

جينات قافزة )(<br />

تدعى تسلسالت الدنا التي تنسخ نفسها وتقفز إلى مواضع<br />

جديدة في اجلينوم بالعناصر القابلة للنقل transposable<br />

elements أو اجلينات القافزة.‏ وتبعا ملكان استقراره قد<br />

يغير اجلني القافز وظيفة جني قريب مكود للبروتني.‏ فقد<br />

مرت األسماك البلطية بالعديد من الفترات التي تراكمت فيها<br />

اجلينات القافزة بسرعة؛ مما أدى على األغلب لتسريع التطور.‏<br />

جني مكود<br />

للبروتني<br />

جني قافز<br />

)(<br />

طفرات في الدنا الذي ال يتغير عادة<br />

متيل بعض مناطق اجلينوم التي ال تكود بروتينات إلى<br />

االنحفاظ بشكل كبير خالل عملية التطور،‏ رمبا ألنها<br />

تؤثر في وظيفة اجلينات.‏ وحتتوي األسماك البلطية على<br />

طفرات أكثر مما هو متوقع بشكل واضح في بعض هذه<br />

املناطق،‏ مظهرة منطا يوحي أن اجلينات املرتبطة بها قد<br />

خضعت لتغيير في وظيفتها.‏<br />

جينات<br />

‏)اللون األحمر(‏<br />

عناصر منحفظة غير<br />

مكودة ‏)اللون الرمادي(‏<br />

)(<br />

الرناوات امليكروية اجلديدة<br />

متيل قطع صغيرة من املادة اجلينية تدعى الرناوات<br />

امليكروية microRNAs التي تستطيع تثبيط جينات<br />

عن أداء دورها في تكوين البروتينات إلى البقاء<br />

منحفظة .conserved ومتتلك األسماك البلطية<br />

رناوات ميكروية جديدة أكثر مما متتلك أسماك<br />

أخرى.‏ ومن خالل قدرتها على التحكم باجلينات في<br />

نسج tissues معينة،‏ فإن هذه الرناوات امليكروية قد<br />

تكون قد أسهمت في التغيير احملكم الذي كان باعثا<br />

على التخصصات الغذائية لدى األسماك البلطية.‏<br />

جني<br />

إعادة توضع اجلني القافز<br />

ال يتكون<br />

البروتني<br />

طفرة تغير وظيفة<br />

اجلني املرتبط<br />

رنا ميكروي<br />

بروتني<br />

يتكون<br />

البروتني<br />

ال يتكون<br />

بروتني<br />

املنحفظة؛ مما يجعل هذه املناطق تختلف من نوع إلى<br />

نوع.‏ وتتقاسم األسماك البلطية عددا من العناصر CNEs<br />

مع بعضها اآلخر ومع أنواع بعيدة القرابة كاألسماك<br />

الشائكة الظهر )1( . ولكن عند التدقيق في الدنا وجدنا أنه<br />

على الرغم من تشابه العناصر CNEs في األسماك البلطية<br />

إلى حد يكفي لتحديدها إال أنها عانت تغيرات تفوق املتوقع<br />

بالنسبة إلى عناصر .CNEs وأظهرت دراستنا املقارنة<br />

جلينوم األسماك البلطية نحو 60 في املئة من العناصر<br />

CNEs قد خضعت لتغيرات ذات داللة في سالسل نسب<br />

خاصة من األسماك البلطية.‏ وتوحي هذه النسبة املرتفعة<br />

أن اجلينات التي ارتبطت بها هذه العناصر املنحفظة<br />

غير املكودة قد تكون قد خضعت لتغير في الوظيفه.‏ ومت<br />

تأكيد هذا التوقع من خالل جتارب تالية:‏ قام الباحثون<br />

بتقييم وظيفة العناصر CNEs املتغيرة وغير املتغيرة،‏ في<br />

األسماك البلطية،‏ من خالل إيالج هذه املادة اجلينية<br />

zebra داخل جينومات أسماك الزرد genetic material<br />

،fish فوجد هؤالء الباحثون أن العناصر CNEs املتغيرة،‏<br />

قد قامت بتفعيل اجلينات املرتبطة بها بشكل مختلف عن<br />

العناصر CNEs غير املتغيرة،‏ وهذه داللة مؤكدة على<br />

أن تطور العناصر CNEs أدى إلى تغيرات في وظائف<br />

اجلينات في األسماك البلطية.‏<br />

والرنا امليكروي microRNA هو نوع آخر من املادة<br />

اجلينية مييل إلى االنحفاظ بشدة highly conserved عبر<br />

األنواع.‏ والرناوات امليكروية microRNAs جزيئات صغيرة<br />

تعمل كمفاتيح تشغيل للجينات،‏ منظمة متى وأين يجب أن تقوم<br />

اجلينات بعملها.‏ ولقد فوجئنا بأن األسماك البلطية حتوي 40<br />

من جزيئات الرنا امليكروي التي لم تشاهد من قبل في غيرها<br />

من األسماك.‏ وبعدئذ درسنا أجنة األسماك البلطية لتحديد<br />

املكان الذى تقوم فيه جزيئات الرنا امليكروية هذه بتنظيم فعالية<br />

اجلينات.‏ وقد تبني أنها تعمل بطريقة عالية االنتقائية،‏ مؤثرة<br />

في اجلينات في أنسجة معينة،‏ كمنطقة خاصة من الهيكل<br />

الوجهي .facial skeleton وتشير الفعالية املوجهة للرناوات<br />

امليكروية بدور محتمل في التكوين ‏)النحت(‏ الدقيق الذي أدى<br />

إلى التخصصات الغذائية املتنوعة التي متتلكها األسماك<br />

البلطية إضافة إلى العديد من اخلصائص األخرى.‏<br />

ومع أن الرنا امليكروي مرشح قوي كراعٍ‏ للتغير التطوري<br />

فعليا،‏ إال أننا مازلنا بعيدين كثيرا عن الفهم الكامل فيما<br />

إذا وكيف تمُعزز،‏ جميع هذه املئات من الرناوات امليكروية في<br />

جينومات األسماك البلطية،‏ التغيرَ‏ التطوري.‏ وتقوم فرضيتنا<br />

أنه مبنع تفعيل اجلينات في املكان أو الزمن اخلاطئ،‏ فإن<br />

الرناوات امليكروية تستطيع تعزيز كلٍّ‏ من التغير والدقة في<br />

توجيه عمل فرقة معقدة من اجلينات التي تتآثر مؤدية إلى<br />

تغيير طفيف في األسنان،‏ وعظام الفكيني،‏ واألمناط اللونية،‏<br />

وسلوكيات التودد،‏ وغيرها وهي تغيرات تشكل أساس التكيف<br />

وتطور األنواع .speciation<br />

Jumping Genes ()<br />

Mutations in DNA That Typically Does Not Change ()<br />

Novel microRNAs ()<br />

sticklebacks )1(<br />

التتمة في الصفحة 76<br />

69 (2015) 6/5

املجلد 31 <strong>العددان</strong> 6/5<br />

مايو/‏ يونيو 2015<br />

)(<br />

طيران مستحيل<br />

ال ميكن حلوامة )1( )2( أن تطير بقوة البشر ، هذا ما استنتجه بعض اخلبراء.‏<br />

وقد أثبت خطأ ذلك مهندسان شابان؛ ففازا بجائزة قدرها ربع مليون دوالر.‏<br />

>D. نونان

من املهندسيني الذين يعملون لدى شركات كبيرة كشركتي<br />

Lockheed Martin و .Northrop Grumman ويقول .B> هيان>‏<br />

‏]املهندس الرئيسي لدى شركة سيكورسكي لصناعة الطيران<br />

ورئيس جلنة جائزة سيكورسكي لعام 2013[ إنه كان على<br />

املصممَنينْ‏ الشابني حتديد احلجم والوزن املثاليني لطائرة<br />

ذات مصدر طاقة محدودة جدا،‏ والتصميم األمثلي للمراوح،‏<br />

ومنظومةٍ‏ عمليةٍ‏ للتحكم في الطيران.‏ ويشير إلى أن هناك<br />

دروسا مهمة للصناعة هنا،‏ أهمها هو استعداد ‏‏<br />

و ‏‏ للفشل املتكرر وإدخال تغييرات أساسية في<br />

التصميم سريعا.‏ ‏»وهذا هو الشيء الذي ال تستطيع الشركات<br />

الكبرى أن تقوم به،«‏ كما يقول ‏.‏<br />

وفي استعراض آخر لقوة القلة )1( ، أصبح اآلن البرنامج<br />

)2(<br />

احلاسوبي،‏ الذي كتبه ‏‏ و ‏‏ الستمثال<br />

تصميمهما،‏ جزءا من مجموعة أدوات ناسا البرمجية املستعملة<br />

لتصميم حوامات حتلق مسافات أبعد مما فعلته أطلس.‏<br />

ويخطط هذان املهندسان الستعمال ذلك البرنامج في عام 2015<br />

لتصميم طائرة تعمل بقوة البشر وتدخل املنافسة على جائزة<br />

ماراثون ‏‏ )3( Marathon Kremer التي سوف متمُ‏ نح ألول<br />

طائرة تقطع مسافة 26 ميال في أقل من ساعة ‏)الرقم القياسي<br />

احلالي للسرعة هو 27.5 ميال في الساعة،‏ وقد سمُ‏ جِّ‏ ل خالل<br />

طيران دام مدة لم تزد على الدقيقتني إال قليال.(‏<br />

عند الكتابة عن ‏‏ و ‏،‏ فإنه من<br />

الصعب عدم ذكر شخصني آخرين من ذوي املهارات املتعددة،‏<br />

هما األخوان .‏ فعلى غرار األخوين ‏،‏<br />

فإن هذين الشابني،‏ اللذين اجتمعا سوية عندما كانا طالبني<br />

في كلية الهندسة بجامعة تورنتو،‏ وحاليا يديران الشركة<br />

AeroVelo التي متثل ‏»مختبر االبتكار والتصميم«‏ اخلاص<br />

بهما،‏ وهما يتشاركان الشغف بالطيران بقوة البشر.‏ ويقول<br />

‏‏ إنهما يريدان ‏»تشجيع الناس على رؤية ما ميكننا<br />

فعله إذا ما أعطينا األولوية إلى الكفاءة«.‏ وهذا هو سبب أنهما<br />

غالبا ما يستعمالن مواد عرفت منذ عقود،‏ كخشب البلسا،‏<br />

والستيروفوم والبالستيك املقاوم للحرارة،‏ وهو السبب الذي<br />

جعلهما أيضا يقبالن بقيود العمل بقوة البشر.‏ وهذا يعني<br />

أنهما ال يستطيعان أن يذهبا ويشتريا محركا أفضل وفقا<br />

لقول ‏:‏ ‏»عليك أن حتل مشكالتك من دون تغيير<br />

في موارد الطاقة لديك،‏ إذ ال ميكنك أن تزيدها«.‏ وبالتأكيد،‏<br />

فإن ،‏ اللذين كانا ميتلكان متجرا لبيع الدراجات<br />

العادية،‏ كانا سيقدران الدور احملوري للدراجة العادية في<br />

اختراعات ‏‏ و ‏.‏ وإضافة إلى الطائرة<br />

أطلس،‏ قام هذان الشابان ببناء طائرة ناجحة ذات جناحني<br />

شغل محركاتك:‏ ‏

(2015) 6/5<br />

الطائرات،‏ والتي تقوم فيها فرق عمل منفصلة بتطوير املكونات<br />

البنيوية واإليروديناميكية )1( ، وتتداولها فيما بينها جيئة<br />

وذهابا.‏ ويقول ‏‏ إن تلك العملية ال تعطي ‏»حال<br />

مثاليا من الناحية اإليروديناميكية،‏ وال من الناحية البنيوية.«‏<br />

إن ما كانا بحاجة إليه ملعاجلة جميع هذه القضايا هو برنامج<br />

يدمج معا العناصر البنيوية واإليروديناميكية من موسطات<br />

التصميم اخلاصة باحلوامات التي تعمل بقوة البشر.‏ وكان من<br />

الضروري أيضا أن يكون تنفيذ البرنامج رخيصا وسريعا.‏<br />

لذا,‏ كتبا برنامجا على حاسوبيهما في عملية مجهدة دامت<br />

خمسة أشهر،‏ واستندا جزئيا إلى عمل سابق ل ‏‏<br />

يخص الطائرة ornithopter حصل بنتيجته على درجة<br />

الدكتوراه.‏ ولالنتقال من حاسوب فائق ال ميكن حتمل نفقاته<br />

إلى حاسوب محمول،‏ قررا التضحية بالنمذجة العالية الدقة<br />

ألشياء من قبيل انسياب الهواء حول املراوح،‏ واالستعاضة<br />

عنها بنماذج ذات دقة متوسطة.‏ وميكن للبرمجيات العالية<br />

الدقة أن توفر تفاصيل دقيقة ملا يحصل عندما تكون الظروف<br />

اإليروديناميكية معقدة جدا،‏ كتلك التي تكون عند حواف<br />

املراوح.‏ إال أن ذلك ضروري لتصميم الطائرات التجارية،‏<br />

وليس لطائرة بطيئة ومنخفضة جرى تعديلها بسهولة مثل<br />

أطلس.‏ ويقول ‏:‏ ‏»إن الدقة املتوسطة تتيح لك<br />

دائما احلصول على جواب بخطأ ضمن حدود 2 في املئة<br />

تقريبا من اجلواب الصحيح،‏ وهذا ما كنا نبحث عنه حقا.«‏<br />

لقد مكنهما برنامجهما من اختبار تصميم أي مروحية<br />

تقريبا بواسطة حاسوبيهما.‏ فقد أدخال فيه عشرات املتغيرات<br />

املختلفة لتصاميم مقترحة،‏ من قبيل الشكل الهندسي للمراوح،‏<br />

وأوزان وأبعاد وأمناط إخفاق مواد البناء التي من مثل أنابيب<br />

ألياف الكربون.‏ وعالج البرنامج تلك البيانات كلها في غضون<br />

دقائق،‏ وأعطى التصميم األمثلي للطائرة املطلوبة،‏ واحلد األدنى<br />

من الطاقة الالزمة لرفعها في الهواء.‏ ويجري اآلن استعمال<br />

البرنامج ضمن مكتبة برمجيات ناسا،‏ ألنها استحسنت الطريقة<br />

التي قارب بها اجلواب الصحيح بسرعة كبيرة.‏<br />

وكان قرار التصميم األول الذي اتخذه ‏‏<br />

و ‏‏ هو االنتقال إلى التكبير:‏ أي إلى أذرع طويلة<br />

وشفرات مراوح كبيرة لتحقيق أقصى قدر من قوة الرفع.‏ ولدى<br />

مشاهدة الڤيديو اخلاص بتحليق أطلس حينما ربحت اجلائزة،‏<br />

قد تبدو مراوحها الدائرة بسرعة عشر دورات في الدقيقة أبطأ<br />

كثيرا من أن تكون فعالة.‏ لكن مقاسها الكبير،‏ ال سرعتها،‏ هو<br />

الذي وفر القوة التي رفعت احلوامة عن األرض.‏ لقد أدرك<br />

االثنان أن إخفاقات احملاوالت السابقة هي التي حدت،‏ من دون<br />

مسوغ،‏ من مقاسات احلوامات واملراوح التي جتعلها مالئمة<br />

ألمكنة من مثل الصاالت الرياضية.‏ لكن هبات الريح في الهواء<br />

الطلق ميكن أن تكون أقوى مما ميكن لهذه الطائرات احلساسة<br />

أن تتعامل معها أيضا.‏ لذا،‏ اتفقا على أن البقاء في مكان مغلق<br />

هو فكرة جيدة،‏ لكنهما وجدا أن الصاالت الرياضية أصغر<br />

كثيرا من أن تكون مالئمة ملثل هذه احملاولة.‏ وهذا هو سبب<br />

اختيارهما حلظيرة كهفية مهجورة شمال تورونتو ثم مللعب كرة<br />

القدم بالقرب من املدينة نفسها،‏ ليكونا موئال للحوامة التي<br />

تعمل بقوة البشر،‏ على غرار )2( Kitty Hawk .<br />

وكان القيد الرئيسي اآلخر لتصميم أطلس هو وزن<br />

واستطاعة محركها،‏ وهو ‏‏ الذي يزيد طوله قليال<br />

على خمس أقدام وعشر بوصات )3( ، ويزن نحو 180 باوندا.‏ فقد<br />

تطلب تصميم الطائرة أَالّ‏ يزيد وزن الطيار على 165 باوندا،‏<br />

ولذا كان على ‏‏ أن ينقص وزنه مبقدار 15 باوندا.‏<br />

وكان عليه أيضا أن يولد ما يكفي من الطاقة أثناء التحليق<br />

ليرفع نفسه مع الطائرة التي تزن 121 باوندا،‏ أي ما مجموعه<br />

286 باوندا،‏ حتى االرتفاع املطلوب الذي يساوي عشر أقدام،‏<br />

والبقاء في األعلى مدة الدقيقة املطلوبة.‏ ومتثلت االستطاعة<br />

التقديرية املستهدفة،‏ وهي تابعة لوزن الطائرة الكلي وملقاس<br />

املراوح األربع،‏ بدفعة أولية تساوي نحو 1000 واط لإلقالع،‏<br />

تليها استطاعة ثابتة تساوي نحو 600 واط للمدة املتبقية من<br />

التحليق.‏ ومن حيث املبدأ،‏ كان األمر كاجلري مسافة 100 متر<br />

بسرعة قصوى،‏ يليه جري مسافة 400 متر بسرعة أبطأ قليال.‏<br />

ويتصف ‏،‏ الذي قد يكون أكثر مهندسي الطيران<br />

لياقة في أمريكا الشمالية،‏ بأنه رياضي متفانٍ‏ ، وقد شارك في<br />

مباريات تزلج كندية من أعلى املستويات.‏ وبوصفه جزءا من<br />

الطائرة،‏ كان عليه أن يهتم مع ‏‏ بالقياسات كثيرا.‏<br />

ويقول ‏:‏ ‏»حاملا تستطيع قياس الشيء،‏ ميكنك<br />

حتسينه«.‏ وخالل دورته التدريبية التي استغرقت أشهرا،‏<br />

استعمل مع ‏‏ منظومتي قياس طاقة لقياس ما<br />

aerodynamic )1(<br />

)2( هي بلدة أمريكية تقع في والية كاروالينا الشمالية بالواليات املتحدة األمريكية،‏ وقد<br />

ارتبط اسمها بأول محاولة طيران قام بها األخوان ‏‏ في عام 1903.<br />

inches )3(<br />

David Noonan<br />

‏‏ كاتب مستقل في مجال العلوم،‏ ومحرر رئيسي سابق لدى مجلة .Newsweek<br />

72<br />

املؤلف

نحو األعلى:‏ تقلع أطلس في حتليق فاز بجائزة عام 2013، ومتخر مراوحها األربع الهواء في ملعب كرة قدم مغلق.‏ و

من الدراجة مبحاور املراوح األربع.‏ وهكذا حتكم الطيار في<br />

االنزياح،‏ وذلك باالنحناء إلى األمام للتحرك إلى األمام،‏ ويسارا<br />

للتحرك يسارا..‏ إلخ.‏ ‏»ال أزال عاجزا عن تصديق أن الفكرة<br />

قد جنحت،«‏ كما يقول ‏‏ الذي ميكن أن يمُرى مائال<br />

بقوة نحو اليمني معظم الوقت في ڤيديو حتليق الفوز باجلائزة.‏<br />

وهذه الطريقة لم متكن أطلس من التحليق بسهولة فحسب،‏ بل<br />

خفضت أيضا وزنها الكلي بنسبة 10 في املئة.‏ وقد أدى ذلك،‏<br />

مع التقليص الناجم في مقاومة اجلر،‏ إلى تقليل االحتياجات<br />

من الطاقة بنسبة هائلة بلغت 20 في املئة.‏<br />

لقد حتطمت أجزاء من الطائرة الهشة دائما أثناء<br />

االختبارات،‏ ومن أمثلة ذلك حادثان مثيران حصال قبل بضعة<br />

أسابيع من التحليق الناجح.‏ وقد حصل احلادثان كالهما<br />

)1(<br />

نتيجة لظاهرة إيروديناميكية تسمى حالة الدوامة احللقية<br />

،vortex ring state وفيها تغرق املراوح الدوارة في الهواء الذي<br />

تكون قد دفعته إلى األسفل فعال،‏ وتفقد قوة الرفع.‏ وتفحَّ‏ ص<br />

املهندسان املراوح عن كثب،‏ فوجدا أن حوافها األمامية ليست<br />

ملساء بقدر كاف:‏ فالغالف املصنوع من البالستيك احلراري،‏<br />

الذي جرى تطبيقه على وجه السرعة في سباقهما مع الزمن<br />

الستكمال صنع الطائرة،‏ احتوى على بقع خشنة أدت إلى<br />

مقاومة زائدة.‏ فقاما بتنعيمه بعناية،‏ وقصَّ‏ را أطوال الدعامات<br />

املكونة من ألياف الكربون،‏ وزادا من صالبة منظومة التربيط<br />

السلكية على أذرع املراوح.‏<br />

وكانت تلك اإلصالحات مجدية.‏ فبعد ثمانية أسابيع من<br />

احلادث الثاني،‏ فازا بجائزة سيكورسكي.‏ وشوهد الڤيديو،‏<br />

الذي يظهر ذلك التحليق،‏ والذي يبدو فيه ‏‏ طائرا<br />

وكأنه معلق برافعة بناء أفقية مجهزة مبراوح ضخمة،‏ أكثر<br />

من 3.1 مليون مرة في اليوتيوب.‏ لقد كان الهدف من املسابقة<br />

حتفيز اجليل القادم من املهندسيني،‏ واالستحواذ على خيال<br />

كيفية عمل أطلس:‏ تبدو الطائرة،‏ وهي بكاملها على األرض،‏ على شكل X مع<br />

مروحة في نهاية كل زاوية )1(. وتوفر شفرات املراوح ذات الغالف املصنوع من<br />

البالستيك احلراري قوة الرفع )2(. ويدوّ‏ ر ‏

3<br />

2<br />

4<br />

مختلف كليا«.‏ ويضيف أن ذلك ميكن أن يساعد على إطالق<br />

حقبة جديدة في النقل العالي الكفاءة.‏<br />

لكن ذلك ميثل أيضا طرحا غير مقبول في األوساط<br />

السياسية ودوائر رسم السياسات،‏ ألسباب واضحة.‏<br />

و ‏‏ و ‏‏ يعرفان ذلك.‏ إال أن ما يأمالن به<br />

هو أن تشجع هذه األهداف السامية على اتباع طريقة جديدة<br />

في النظر إلى املشكالت التي تبدو مستعصية احلل.‏ ويقول<br />

‏:‏ ‏»إن االضطالع باملستحيل ليس أسهل بالضرورة،‏<br />

لكنه أكثر إشباعا،‏ وأكثر حتفيزا،‏ وفي النهاية،‏ أكثر أهمية.«‏<br />

وفي خريف عام 2014 حاول الرجالن كسر الرقم القياسي<br />

الدولي لسرعة الدراجات العادية،‏ والتي تبلغ 83.127 ميال في<br />

الساعة،‏ وذلك في سباق أقيم في Battle Mountain بنيڤادا،‏<br />

لكنهما أخفقا في ذلك مقصِّ‏ رين بنحو أربعة أميال ونصف<br />

في الساعة.‏ وسوف يعودان في عام 2015 إلى التحليق في<br />

الهواء ضمن مشاركة في حتدٍ‏ آخر يعتمد على قوة البشر لم<br />

ينجح فيه أحد طوال عقود،‏ وهو جائزة ماراثون ‏‏ التي<br />

تساوي 50 000 جنيه إسترليني مقابل حتليق يغطي مسافة<br />

26.2 ميال في ساعة واحدة أو أقل.‏ وهما يقومان بالفعل<br />

بتحديد عوائق ومتطلبات تلك املسابقة،‏ وهما واثقان من أنه<br />

ميكنهما حتقيق فوز آخر غير متوقع.‏<br />

لكن نظرا ألن الطائرة الوحيدة التي تعمل بقوة البشر،‏<br />

والتي وصلت إلى تلك السرعة،‏ قد سقطت بعد نحو دقيقتني<br />

من إقالعها،‏ أي قبل أن تقطع مسافة السباق مبدة طويلة،‏ فإنه<br />

ميكن للمرء أن يستنتج أنه ‏»ال ميكن عمليا حتقيق«‏ متطلبات<br />

احلصول على اجلائزة.‏ وميكن للمرء أن يستنتج أيضا،‏<br />

وعلى نحو صحيح،‏ أن هذا بالضبط هو ما يريد ‏‏<br />

و ‏‏ أن يسمعاه.‏ ><br />

مراجع لالستزادة<br />

Progress in Human Powered Aircraft Research and Achievement. Proceedings of the Human-<br />

Powered Aircraft Group Half Day Conference, Royal Aeronautical Society, January 21, 1993.<br />

On the Possibility of Human-Powered Vertical Flight. Antonio Filippone in Journal of the<br />

American Helicopter Society, Vol. 52, No. 4, pages 371–381; October 1, 2007.<br />

Scientific American, November 2014<br />

75 (2015) 6/5

(2015) 6/5<br />

76<br />

)(<br />

ما هو قدمي هو جديد<br />

والغزوة األولية داخل جينومات األسماك البلطية تشير<br />

إلى أن الطفرات العشوائية اجلديدة،‏ كتلك املشاهدة في<br />

العناصر ،CNEs وتلك التي تؤدي إلى ظهور رناوات<br />

ميكروية جديدة،‏ قد برزت بشكل ملحوظ في التطور<br />

االستثنائي لهذه األسماك.‏ إال أننا نظن أن التفاوتات<br />

اجلينية القدمية نسبيا،‏ متضمنة تلك الناجتة من اجلينات<br />

املضاعفة duplicated genes واجلينات القافزة رمبا تكون<br />

قد قامت مبعظم املهمة.‏ وهذه املتغايرات variants قد كمنت<br />

في اجلينوم بهدوء حتى ظهور فرص بيئية جديدة أبرزت<br />

دورها املفيد،‏ تلك الفرص التي نشأت مثال عندما استوطن<br />

أسلالف األسماك البلطية من سكان األنهار في البحيرات<br />

الكبرى في إفريقيا،‏ ومن ثم استطاع االصطفاء الطبيعي<br />

تشكيل أنواع جديدة متالئمة مع السكن اجلديد من خالل<br />

االستفادة من التغيرات اجلينية لألسالف.‏<br />

وينبع اعتقادنا أن التفاوت القدمي هو األساس،‏ ألننا<br />

عندما فحصنا بعناية جينومات أنواع هذه األسماك<br />

البلطية لم جند اختالفات جينية ثابتة كثيرة بينها.‏ فاألمثلة<br />

التي حتمل فيها اجلينات املتغاير variant نفسه في<br />

جميع أعضاء النوع قليلة جدا.‏ وعوضا عن ذلك،‏ يحتفظ<br />

املستودع اجليني gene pool للنوع باملتغايرات اجلينية<br />

القدمية حتى بعد أن يتفرع السمك عن أسلالفه مشكال<br />

نوعا جديدا.‏ وليس فقط األنواع الصغيرة هي التي حتتفظ<br />

بدنا قدمي من أسالفها،‏ ولكن قد تبقى هذه األنواع مشابهة<br />

ألسلالفها بشكل يتيح لها التزاوج والتهجيني باألنواع<br />

شديدة القرابة منها.‏ ويتيح هذا املزج ملتغايرات جني جديدة<br />

أن تنساب عبر حدود األنواع – األكثر احتماال أنها مادة<br />

جينية مفيدة ميكن العودة إليها عند احلاجة.‏ واالحتفاظ<br />

باملتغاير اجليني القدمي إضافة إلى تدعيم التنوع السريع<br />

في األسماك البلطية،‏ ميكن أن يساعد أيضا على تفسير<br />

كيف تطورت السمات عالية التخصص نفسها مرارا في<br />

سالسل نسب منفصلة:‏ لقد ارتبنا في أن سمات،‏ كالفكني<br />

غير املتناظرين والشفاه الضخمة،‏ لم تنشأ من جديد في<br />

كل مرة؛ باألحرى مت تكرار جتنيد اجلينات نفسها ومفاتيح<br />

اجلينات في العمل.‏ إال أن هذه الفرضية ما زالت بحاجة<br />

إلى إثبات.‏<br />

وال تشكل اآلليات اجلينية،‏ التي قمنا بوصفها هنا،‏<br />

احملركات الوحيدة لتطور األسماك البلطية.‏ فبالتأكيد كان<br />

للعوامل البيئية دور حاسم في حتديد أمناط ومعدالت التنوع<br />

في هذه املجموعة.‏ ويدعم هذا االفتراض االختالفات في<br />

مدى تنوع األسماك البلطية في اإلشعاعات املختلفة لهذه<br />

األسماك حول العالم.‏ ففي إفريقيا ونيكاراغوا حتتوي<br />

اإلشعاعات التي تظهر في بحيرات ذات موائل أكثر تعقيدا<br />

‏)ومن ثم مواقع بيئية أكثر(‏ على أنواع أكثر من التنوعات<br />

التي تظهر في بحيرات ذات موائل أبسط.‏ وإضافة إلى<br />

تطوير األنواع الناجت من تطور اختصاصات غذائية لدى<br />

األسماك البلطية لتتكيف مع هذه األمناط احلياتية،‏ فقد امتد<br />

التنوع أيضا إلى اختالفات لون اجللد،‏ كما طورت اإلناث<br />

أفضليات أللوان معينة.‏<br />

وما زال أمامنا الكثير لنتعلمه،‏ إال أن معرفتنا ستتقدم<br />

بسرعة بعد أن أصبحت لدينا اآلن اجلينومات الكاملة،‏ إضافة<br />

إلى تقنيات فعالة جديدة للتحليل اجلينومي،‏ وفعليا سوف<br />

تتقدم معرفتنا بسرعة كبيرة.‏ وأتوقع أن تستمر اآلليات التي<br />

أدت إلى سرعة تطوير أنواع األسماك البلطية لتصبح مجاال<br />

ألبحاث مكثفة.‏ وسوف منتلك قريبا فهما أكثر عمقا للغة<br />

اجلينوم والدنا التي تربط جميع الكائنات احلية حتى عندما<br />

تبعدها عن بعض.‏ ><br />

Scientific American, April 2015<br />

WHAT’S OLD IS NEW ()<br />

مراجع لالستزادة<br />

The Evolutionary Genomics of Cichlid Fishes: Explosive Speciation and Adaptation in<br />

the Postgenomic Era. Frederico Henning and Axel Meyer in Annual Review of Genomics and<br />

Human Genetics, Vol. 15, pages 417–441; August 2014.<br />

The Genomic Substrate for Adaptive Radiation in African Cichlid Fish. David Brawand et al.<br />

in Nature, Vol. 513, pages 375–381; September 18, 2014.<br />

تتمة الصفحة 69 ‏)تطور استثنائي مذهل(‏<br />

مراكز توزيع<br />

في األقطار العربية<br />

بوساطة : املجموعة اإلعالمية العاملية - دولة الكويت<br />

< البحرين:‏<br />

< اإلمارات:‏ شركة أبوظبي لإلعالم - أبوظبي < تونس:‏ الشركة التونسية<br />

مؤسسة األيام للنشر - املنامة < السعودية:‏ الشركة الوطنية املوحدة<br />

للصحافة - تونس < سوريا:‏ املؤسسة العربية السورية<br />

للتوزيع - الرياض < عُ‏ مان:‏ مؤسسة العطاء - مسقط<br />

لتوزيع املطبوعات - دمشق < قطر:‏<br />

< فلسطني:‏ شركة رام الله للتوزيع والنشر - رام الله < الكويت:‏ املجموعة اإلعالمية العاملية -<br />

شركة دار الثقافة - الدوحة < لبنان:‏ مؤسسة نعنوع الصحفية للتوزيع -<br />

الشويخ،‏ املنطقة احلرة < املغرب:‏ الشركة<br />

< مصر:‏ األهرام للتوزيع - القاهرة بيروت < اليمن:‏ القائد للنشر والتوزيع - صنعاء.‏<br />

العربية اإلفريقية - الرباط

‏)قسيمة اشتراك / جتديد اشتراك في )<br />

أرجو تسجيل / جتديد اشتراكي في ملدة ( ) سنة<br />

اعتبارا من الشهر ......................... عام ...........................<br />

االسم : ..................................................................................................................................................................................<br />

الوظيفة/‏ املهنة ‏)اختياري(‏ : ......................................................................................................................................<br />

العنوان البريدي : ..............................................................................................................................................................<br />

...................................................................................................................................... فاكس : ...........................................<br />

العنوان اإللكتروني : .....................................................................................................................................................<br />

هاتف : نقال .............................................. عمل .............................................. منزل ..............................................<br />

مرفق القيمة وقدرها ).............................................................................................................................................(<br />

شيك/‏ حوالة رقم )................................................................................( بتاريخ ....................................................<br />

مسحوب على ..............................................................................................................................................................<br />

التوقيع ....................................................<br />

بالدوالر األمريكي<br />

45<br />

56<br />

112<br />

للطلبة وللعاملين في سلك<br />

التدريس و/أو البحث العلمي<br />

لألفراد<br />

للمؤسسات<br />

بالدينار الكويتي<br />

12<br />

16<br />

32<br />

االشتراكات<br />

ترسل طلبات االشتراكات إلى المجلة مرفقة بشيك أو حوالة باسم ‏»شركة التقدم العلمي للنشر والتوزيع«‏<br />

مسحوبين على أحد البنوك الكويتية التالية.‏<br />

National Bank of Kuwait<br />

The Commercialk Bank of Kuwait<br />

Al Ahli Bank of Kuwait<br />

The Gulf Bank<br />

Burgan Bank<br />

Ahli United Bank<br />

Kuwait Finance House<br />

بنك الكويت الوطني<br />

البنك التجاري الكويتي<br />

البنك األهلي الكويتي<br />

بنك الخليج<br />

بنك برقان<br />

البنك األهلي المتحد<br />

بيت التمويل الكويتي<br />

77 (2015) 6/5

‏)قسيمة إهداء اشتراك في )<br />

لقريب أو صديق أو مؤسسة<br />

أرجو تسجيل اشتراك في كإهداء ملدة ( ) سنة<br />

اعتبارا من الشهر ......................... عام ...........................<br />

اسم املُهْدى إليه : Name:............................................................................................................................................<br />

الوظيفة/‏ املهنة ‏)اختياري(‏ : ......................................................................................................................................<br />

العنوان البريدي : .................................................................................................................. Address: Mailing<br />

................................................................................................................................ فاكس : ..................................................<br />

العنوان اإللكتروني : ................................................................................................................................... e-mail:<br />

هاتف : نقال .............................................. عمل .............................................. منزل ..............................................<br />

مرفق القيمة وقدرها )....................................................................................................................................................(<br />

شيك/‏ حوالة رقم ).........................................................................................( بتاريخ...................................................‏<br />

مسحوب على ....................................................................................................................................................................<br />

اسم مقدم اإلهداء : ..........................................................................................................................................................<br />

العنوان : ..............................................................................................................................................................................<br />

................................................................................................................................. فاكس : ................................................<br />

هاتف : نقال .............................................. عمل ........................................... منزل .....................................................<br />

التاريخ .........................................................<br />

التوقيع .............................................................<br />

شارع أحمد الجابر،‏ الشرق - الكويت<br />

ص.ب : 20856 الصفاة،‏ الكويت 13069<br />

العنوان اإللكتروني:‏ e-mail: oloom@kfas.org.kw<br />

هاتف:‏ (+965) 22428186 - فاكس:‏ (+965) 22403895<br />

(2015) 6/5<br />

78

42<br />

51<br />

NUCLEAR FALLOUT<br />

The Swallows of Fukushima<br />

By Steven Featherstone<br />

We know surprisingly little about what<br />

low-dose radiation does to organisms<br />

and ecosystems. Four years after the<br />

disaster in Fukushima, scientists are<br />

beginning to get some answers. <br />

NEUROSCIENCE<br />

Treating Depression at the Source<br />

By Andres M. Lozano and Helen S. Mayberg<br />

EDITOR IN CHIEF: Mariette DiChristina<br />

MANAGING EDITOR: Ricki L. Rusting<br />

CHIEF NEWS EDITOR: Philip M. Yam<br />

SEnIor writeR: Gary Stix<br />

EDITORS: Davide Castelvecchi,<br />

Graham P. Collins, Mark Fischetti,<br />

Steve Mirsky, Michael Moyer, George Musser,<br />

Christine Soares, Kate Wong<br />

CONTRIBUTING EDITORS: Mark Alpert,<br />

Steven Ashley, Stuart F. Brown, W. Wayt Gibbs,<br />

Marguerite Holloway, Christie Nicholson,<br />

Michelle Press, John Rennie, Michael Shermer,<br />

Sarah Simpson<br />

58<br />

Electrical stimulation deep within the<br />

brain may deliver a much needed<br />

treatment for severe mood disorders. <br />

SCIENCE AND SOCIETY<br />

Our Transparent Future<br />

By Daniel C. Dennett and Deb Roy<br />

ASSOCIATE EDITORS, ONLINE: David Biello,<br />

Larry Greenemeier<br />

news Reporter, ONLINE: John Matson<br />

ART DIRECTOR, online: Ryan Reid<br />

ART DIRECTOR: Edward Bell<br />

ASSISTANT ART DIRECTOR: Jen Christiansen<br />

PHOTOGRAPHY EDITOR: Monica Bradley<br />

COPY DIRECTOR: Maria-Christina Keller<br />

Editorial Administrator: Avonelle Wing<br />

SENIOR SECRETARY: Maya Harty<br />

64<br />

Now that no secret is safe, what will become<br />

of our society and its institutions? <br />

LIFE SCIENCE<br />

Extreme Evolution<br />

By Axel Meyer<br />

COPY and PRODUCTION, nature publishing<br />

group:<br />

Senior COPY editor, npg: Daniel C. Schlenoff<br />

COPY editor, npg: Michael Battaglia<br />

editorial assistant, npg: Ann Chin<br />

managing pRODUCTION EDITOR, npg:<br />

Richard Hunt<br />

senior pRODUCTION EDITOR, npg: Michelle Wright<br />

70<br />

Cichlid fishes have undergone a mindboggling<br />

degree of speciation. New<br />

genomic research is finding out why and<br />

what it means. <br />

AERONAUTICS<br />

Impossible Flight<br />

By David Noonan<br />

A human-powered helicopter would not fly,<br />

experts concluded. Then two young engineers<br />

proved them wrong and won a quarter of a<br />

million dollars in the process.<br />

Editor In Chief<br />

Adnan Hamoui<br />

PRODUCTION MANAGER: Christina Hippeli<br />

ADVERTISING PRODUCTION MANAGER:<br />

Carl Cherebin<br />

PREPRESS AND QUALITY MANAGER:<br />

Silvia De Santis<br />

CUSTOM PUBLISHING MANAGER:<br />

Madelyn Keyes-Milch<br />

pRESIDENT: Steven Inchcoombe<br />

VICE PRESIDENT, operations and<br />

Administration: Frances Newburg<br />

Vice president, finance and<br />

BUSINESS DEVELOPMENT: Michael Florek<br />

BUSINESS MANAGER: Marie Maher<br />

Letters to the Editor<br />

Scientific American<br />

75 Varick Street, 9th Floor,<br />

New York, NY 10013-1917<br />

or editors@SciAm.com<br />

Letters may be edited for length and clarity. We<br />

regret that we cannot answer each one. Post a<br />

comment on any article instantly at<br />

www.ScientificAmerican.com/<br />

sciammag

May / June - 2015 Volume 31 Number 5/6<br />

4<br />

COMPUTER SCIENCE<br />

Just Add Memory<br />

By Massimiliano Di Ventra and Yuriy V. Pershin<br />

Electronic components that act like neurons may fuel<br />

computing’s next great leap. <br />

10<br />

EXPLORATION<br />

In Search of Sunken Treasure<br />

By Philip J. Hilts<br />

Scientists are using exotic technologies to discover and excavate<br />

underwater shipwrecks with the precision of an archaeological dig. <br />

20<br />

ANTHROPOLOGY<br />

Welcome to the Family<br />

By Bernard Wood<br />

The road from ancient ape to modern human is far more<br />

com plex—and interesting—than anyone imagined. <br />

26<br />

PARTICLE PHYSICS<br />

The Inner Life of Quarks<br />

By Don Lincoln<br />

What if the smallest bits of matter actually harbor an<br />

undiscovered world of particles?<br />

34<br />

ASTRONOMY<br />

The Dawn of Distant Skies<br />

By Michael D. Lemonick<br />

Peering for the first time into the atmospheres of distant planets,<br />

scientists hope to find signs of extra terrestrial life.

صدر حديثا عن<br />

)(<br />

المركز العربي للتعريب والترجمة والنشر<br />

المنظمة العربية للتربية والثقافة والعلوم<br />

دراسات قانونية في<br />

األخالقيات الطبية والحيوية<br />

الكتابان<br />

الوجيز في أساسيات<br />

تغذية اإلنسان<br />

إدارة الثقافة العلمية<br />

كتاب<br />

الكيمياء<br />

‏)٭(‏<br />

إعداد<br />

: أ.‏ د.‏ فواز صالح<br />

د.‏ عبدالرحمن لطفي<br />

إعداد : أ.‏ د.‏ يوسف بركات الناشر : Books Brown Bear<br />

مراجعة علمية : أ.‏ د.‏ زيد العساف<br />

يهتم علم تغذية اإلنسان بالعمليات<br />

التي متكن جسم اإلنسان من احلصول<br />

على املواد الضرورية من األطعمة،‏ أي<br />

املغذيات،‏ واستخدامها للحفاظ على<br />

سلالمته البنيوية والوظيفية.‏ لذا فعلم<br />

التغذية يتطلب فهما لكيفية حصول<br />

البشر على األطعمة واملغذيات واالستفادة<br />

منها،‏ من املستوى اجلزيئي إلى املستوى<br />

املجتمعي.‏ وفي محاولته تقدمي ما يخدم<br />

هذا الفهم،‏ جاء الكتاب في ثالثة أبواب<br />

موزعة على ستة عشر فصال،‏ متبوعة<br />

مبعجم مصطلحات ‏)عربي ↔ إنكليزي(.‏<br />

يغطي الباب األول:‏ مبادئ وأساسيات<br />

علمَ‏ التغذية.‏<br />

الباب الثاني:‏ املغذيات كبيرة املقدار<br />

‏)احلموض األمينية،‏ البروتينات،‏ السكريات،‏<br />

الشحميات(.‏<br />

الباب الثالث:‏ األدوار التغذوية للماء -<br />

املغذيات زهيدة املقدار ‏)الفيتامينات،‏ املواد<br />

الشبيهة بالفيتامينات والعوامل الصارفة<br />

للشحميات والكهارل واملعادن(‏ ومتطلباتها<br />

واضطرابات عوزها وفرطها.‏ 4 فصول<br />

ترجمة :<br />

7 فصول<br />

5 فصول<br />

يتضمن هذا الكتاب ستة فصول:‏<br />

األول:‏ األخالقيات احليوية وعالقتها بالقانون<br />

يتناول مفهوم األخالقيات احليوية وأسباب<br />

ظهورها وعالقتها بالقانون وباحلقوق األساسية<br />

لإلنسان وأثر الدين فيها.‏<br />

الثاني:‏ املبادئ األساسية التي حتكم األخالقيات احليوية<br />

املبادئ املتعلقة بالشخص وحماية كرامته،‏ وبحرمة<br />

جسده.‏ واملبادئ املتعلقة باجلنس البشري من حيث<br />

حماية الثروة الوراثية للفرد وللبشرية جمعاء.‏<br />

الثالث:‏ احلق في احترام الكرامة اإلنسانية في<br />

نطاق األخالقيات احليوية<br />

احلق في احترام الكرامة اإلنسانية في بعض<br />

الدساتير األوروبية والعربية - وفي النصوص العامة<br />

واخلاصة ذات املدى العاملي.‏<br />

الرابع:‏ حجية البصمات الوراثية في اإلثبات<br />

البصمات الوراثية في إثبات النسب،‏ وضمانات<br />

اللجوء إليها.‏ - حماية املعلومات الوراثية - ونظامها<br />

القانوني في بعض التشريعات.‏<br />

اخلامس:‏ تأثير التقدم العلمي في مجال الطب<br />

احليوي في حقوق املرضى<br />

احلقوق الصحية - حق املريض في معرفة<br />

وضعه الصحي وحقه في املوافقة على العالج أو<br />

رفضه،‏ وحقه في احترام حياته اخلاصة.‏<br />

السادس:‏ املسؤولية املدنية<br />

طبيعة املسؤولية املدنية للطبيب - املسؤولية<br />

التقصيرية - املسؤولية العقدية في بعض القوانني -<br />

املسؤولية القائمة على أساس اخلطأ:‏ في العمل،‏ في<br />

املشروع - مسؤولية اخلطأ الطبي التقني - املسؤولية<br />

في وسط الفريق الطبي - تعويض ضحايا احلوادث<br />

الطبية غير الناجمة عن اخلطأ.‏<br />

صدر الكتاب ضمن ‏»مجموعة<br />

علوم القرن 21« وتغطي أجزاء هذه<br />

املجموعة الستة التخصصات الرئيسة<br />

ملنهج العلوم الدراسي:‏ الكيمياء - الكون -<br />

الكائنات احلية - علم الوراثة - األرض -<br />

الطاقة واملادة.‏ وكما هي احلال في كل من<br />

هذه األجزاء،‏ يبدأ كتاب الكيمياء بعرض<br />

بعض املوضوعات األساسية نسبيا عن الذرة<br />

واجلزيئات قبل اخلوض في املوضوعات<br />

األكثر تعقيدا وعلى الطالب الذي لديه خلفية<br />

معلوماتية مناسبة الدخولَ‏ مباشرة في<br />

موضوع املركبات الكربونية - الهدروجينية،‏<br />

كي يكتسب فهما أكثر شمولية.‏ وفي املربع<br />

امللون املوجود على حواف صفحات كل<br />

موضوع،‏ هناك حقيقتان تساعدان الطالب<br />

على تعلم هذا املوضوع.‏ وثمة شريط جانبي<br />

‏»لصميم املنهج«‏ يؤشر إلى أن للموضوع<br />

ارتباطا خاصا بحقيقة مهمة في املنهج<br />

الدراسي حتى الثانوية العلمية العامة.‏ وفي<br />

الشريط اجلانبي لقاموس املصطلحات،‏<br />

تمُعرَّف هذه املصطلحات داخل النص.‏<br />

وهذا الكتاب يحوي نصا واضحا<br />

وصورا وأشكاال لشرح الطبيعة الكيميائية<br />

وعالقتها باإلنسان وبكوكبنا.‏<br />

‏(٭)‏ ص.ب 36252 الصفاة 31131 الكويت<br />

هاتف:‏ )569+(00187222 - فاكس:‏ 15187222<br />

gro.safk.www - wk.gro.safk@rohtua:liam-E<br />

‏(٭)‏ ص.ب 2573 سورية - دمشق - العفيف - جادة عبد ربه رقم 2<br />

هاتف:‏ )369+(678433311 - فاكس:‏ 899033311<br />

moc.liamg@oscelapataca<br />

81 (2015) 6/5

يُ‏ سهم في دعم املوهوبني واملبدعني ويستثمر قدراتهم<br />

ورشة اخلزف :<br />

إحدى<br />

ورَ‏ ش العلوم<br />

التطبيقية

logo

products

Resources

Company

Terms of service
Privacy policy
Cookie policy
Cookie settings
Imprint
Change language
Made with love in Switzerland
© 2024 Yumpu.com all rights reserved

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!