Friday, March 4, 2022

النسبية العامة و الثقالة الكمومية بالعربية على اليوتوب

 

الفيديو العاشر من ناحية التسجيل لكن الخامس من ناحية الترتيب المنطقى فى سلسلة (النسبية العامة و الثقالة الكمومية) على اليوتوب التى اهدف منها الى تسجيل جميع مواضيع النسبية العامة و الثقوب السوداء و الكوسمولوجيا و نظرية الحقول الكمومية المنحنية و الثقالة الكمومية التى سيُوفقنا الله اليها.
المرجع هو كتابى فى الموضوع المنشور مع معهد الفيزياء البريطانى.
الفيديوهات المسجلة لحد الآن هى فى ثلاثة مواضيع تحضيرية هى (النسبية الخاصة), (مبدأ التكافؤ) و (الهندسة التفاضلية).
هناك ايضا نية ان شاء الله فى تسجيل فيديوهات تدعيمية فى ثلاثة محاور (تمرينات و مسائل) و (المصطلحات العلمية عربية-انجليزية) و (تسجيل المحاضرات بالانجليزية).
يقينا هذا اول تدريس لهذا الموضوع (المتقدم) باللغة العربية.
المحاضرات الآن هى كما يلى.
-مبدأ النسبية principle of relativity
-التأثيرات النسبية relativistic effects
-تحويلات لورنتز Lorentz transformations
-المجال interval
-الزمن الذاتى proper time
-مبدأ التكافؤ The equivalence principle
-المتشعب manifold
-الاشعة vectors
-الجيوديزيات geodesics
-التنسورات tensors

Special relativity5 (proper time)| النسبية الخاصة5 (الزمن الذاتى)

البيوفيزياء و الاشعة

 

طلبة الطب يدرسون البيوفيزياء biophysics (الفيزياء البيولوجية) دون المرور المنطقى و الضرورى و السليم ب (الفيزياء الاولية) وهذه جريمة بحق الطب و بحق الطلبة و بحث الاساتذة و الخطأ خطأ الاساتذة بالاساس الذين قرروا البرنامج ورسموه.
لا يمكن دراسة البيوفيزياء بدون مدخل الى الفيزياء الاولية بفرعيها الكبيرين (الميكانيك و الكهرباء) و اول شيء يدرس فى الفيزياء الاولية هى (الأشعة vectors).
سألتنى ابنتى اسئلة حول ما يسمى (البيوفيزياء) تعنى بما يسمى (ثنائي-القطب الكهربائي electric dipole) وهى لا تعرف بأى شكل مريح منطقى لا قانون كولومب couolomb law المؤسس للكهرباء و لا تعريف الحقل الكهربائى electric field و لا علاقة الحقل الكهربائى بالكمون الكهربائى electric potential و كل هذه الاشياء تعتمد على الاشعة التى تدرس فى مقدمة الميكانيك و هو موضوع لم تدرسه لا هى و لا وزملاءها ابدا.
ثم اكثر من هذا هى تسألنى عن المصطلحات و تطلب معرفتها بالعربية. يعنى 12 سنة دراسة بالعربية ضاعت فى بضعة اشهر مع اساتذة يقولون لطلبتهم (je suis obligee) ان ادرس بالفرنسية و القانون واضح و يذهب عكس ما يقولون (يجب التدريس بالعربية).
هؤلاء اساتذة لا امل فيهم (واغلب اساتذة الجامعة كذلك لكن بالخصوص كلية الطب التى لم تدخلها العربية ابدا).
فهؤلاء الاساتذة لا احد يفرض عليهم شيء بل هم فرضوا على انفسهم و فرضوا على الطلبة لغة لا تقدم و لا تؤخر فى هذا الزمان غير-الجميل. وهذا من التكليف بما لايطاق.
المهم كل هذا هى بكل صراحة جريمة فى حق الفيزياء و فى حق الطب و فى حق اللغة العربية و فى حق الانسان الجزائرى.
الجميع يحتقر الاشعة و الاشعة تحتقرهم.
طالب الطب لا يدرس اصلا هذا الموضوع ثم يريد ان يفهم (البيوفيزياء) و هم لا يعلمون ان الطب كعلم و كبحث يحتاج الى ثلاثة علوم اساسية لا يستغنى عنها هى (الفيزياء) و (الكيمياء) و (البيولوجيا) و من اراد ان يقوم بالبحث فى الطب كعلم على مستوى عالمى فليس لديه مهرب من التحكم فى اساسيات هذه العلوم الاساسية الثلاثة.
للأسف الطب عندنا تدرس فيه (اللغة الفرنسية) المحدودة الخشبية للطب و ليس الطب فى حد ذاته.
اما طالب الفيزياء فهو يدرس الفيزياء الاولية و يبدأها بدراسة الاشعة و رغم هذا فهو من أضعف ما يكون فى الاشعة. لديهم صعوبة فى تصور كمية باتجاه و طول و صعوبة فى الاسقاط و صعوبة فى تصور انظمة الاحداثيات و كيف ننتقل بينها.
والاشعة ليست مهمة فقط فى الفيزياء الاولية بل هى مهمة ايضا فى الفيزياء الاساسية و فى عمق اعماق الفيزياء النظرية.
وفى اطار محاضرات النسبية العامة على اليوتوب فاننى قدمت اربعة محاضرات فى الهندسة التفاضلية تدور كلها حول موضوع الاشعة بشكل او بآخر.
واننى متأكد ان طلبة الفيزياء النظرية و اهم ما يميزهم العجلة و التسرع و قلة الصبر سيقولون لماذا يا ترى هذا الرجل يتحدث لنا عن كل هذه الاشعة و لماذا يا ترى يعقد لنا هذا الموضوع البسيط.
اما اساتذة الفيزياء النظرية و كثير من طلبة الفيزياء النظرية فانهم يتسائلون لماذا يا ترى يدرس هذا الرجل موضوع (النسبية العامة) باللغة العربية هل جن يا ترى! ربما فعلا اصابنى الجنون لكن لا يهمنى و سأواصل فى هذا الجنون حتى اصل به الى منتهاه.
اذن هذا هو حال طلبة الطب و طلبة الفيزياء بخصوص الاشعة.
اما طلبة الهندسة فهم يحتاجون ايضا الى الاشعة و بشكل مكثف و حالهم لن يكون احسن من حال غيرهم.
الفصل فى الملف مأخوذ من كتاب (سارواى Serway) الامريكى وهو كتاب حول الفيزياء الاساسية موجه الى (بل هو المقرر الرسمى على) طلبة السنة الاولى فى الفيزياء و العلوم و الهندسة و كان يفترض على المؤلف ان يوجهه ايضا الى طلبة الطب بشكل صريح لانه ضرورى لهم لا يمكن تصور طبيب فى هذا العصر لا يعرف هذه المواضيع و لا يمكن لطبيب فى هذا العصر ان يذهب الى البحث فى الطب بدون معرفة هذه المواضيع الاولية.
اذن اهم موضوع فى الاشعة يجب ادراكه هو التميز بين القيمة الشعاعية vector quantity و القيمة السلمية scalar quantity و ثانى اهم موضوع هو الفضاء الذى نشتغل فيه.
نحن يهمنا الفضاء الاقليدى Euclidean space بثلاثة ابعاد و ربما يهمنا الفضاء الاقليدى ببعدين اى المستوى plane.
ثم علينا فهم انظمة الاحداثيات coordinate systems و كيف ننتقل من نظام الى آخر (وهذا هو ما يسمى الدوران rotation).
اهم انظمة الاحداثيات هو النظام الديكارتى Cartesian system (فى 2 و 3 ابعاد) و النظام القطبى polar system (فى بعدين) و النظام الكروى spherical system (فى 3 ابعاد) و النظام الاسطوانى cylindrical system (فى 3 ابعاد).
ثم علينا فهم خواص الفضاء الاقليدى من وجهة نظر الفضاء الشعاعى (الفضاء الاقليدى عكس كل المتشعبات manifolds هو ايضا فضاء شعاعى vector space فى حد ذاته).
اذن نحتاج ان نعرف كيف نجمع addition الاشعة و كيف نجد سالب negative الاشعة اى عكسها و كيفية تركيب الاشعة vector composition بصفة عامة و كيف نضرب الاشعة باعداد سلمية multiplication of vectors with scalar numbers.
وعلينا معرفة كيفية الحصول على مركبات الشعاع vector components فى انظمة الاحداثيات المختلفة عبر الاسقاط projection على المحاور و التحويل بينها بيسر و سهولة (اذن هنا علينا اتقان خواص الدوران من نظام الى آخر).
و علينا معرفة خواص اشعة الوحدة unit vectors و كيفية الانتقال بها من نظام احداثيات الى آخر.
و علينا ايضا معرفة الجداء السلمى scalar product لشعاعين الذي يعطى قيمة سلمية و الجداء الشعاعى vector product لشعاعين الذى يعطى قيمة شعاعية.
الاسقاط على المحاور (الذى يجب اتقانه من اجل حساب مركبات الاشعة) يحتاج الى الجداء السلمى و حساب المساحات و الحجوم يحتاج الى الجداء الشعاعى.
ثم علينا معرفة كيفية اشتقاق الاشعة فى اى اتجاه كيفى من الفضاء الاقليدى. هنا يدخل مفهوم التدرج gradient و التدوير curl وهما اساسيان فى الكهرومغناطيسية بالخصوص. و ايضا هنا يجب معرفة كيفية تحويل عملية الاشتقاق هذه من نظام احداثيات الى آخر.

Thursday, March 3, 2022

differential geometry4 (tensors)| الهندسة التفاضلية4 (التنسورات)

التفكير فى (الحاسوبية) بشكل (فيزيائى)

 

اقتراح لجميع اساتذة (الميكانيك الكمومى) الذين يقومون بتدريس المادة.
اقترح الدخول فى تجربة جديدة فى تدريس الميكانيك الكمومى يتم فيها تدريس هذا الموضوع الاكثر اساسية لكن الاكثر صعوبة من وجهة نظر (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية quantum computation and quantum information).
جميع الكتب الموجودة فى هذا المجال و جميع مواد الميكانيك الكمومى يقوم فيها الاستاذ بتدريس الميكانيك الكمومى من وجهة نظر (الفيزياء الذرية) او (فيزياء المادة المكثفة) او (فيزياء الجسيمات الاولية) و كلها وجهات نظر صحيحة قوية عميقة لكنها لم تعد تثير اهتمام الطلبة و لا مخيلتهم.
مثلا كتب ساكوراى Sakurai و غريفيثس Griffiths الامريكيان و كتاب لاندوا Landau الروسى و كتاب كوهين-طانونجى Cohen-Tannoudji الفرنسى هى كتب ممتازة جدا جدا لكن أكل عليها الدهر و شرب ليس من ناحية قيمتها العلمية لكن من ناحية تجاوبها مع مقتضيات العصر و الموضات الطاغية عليه.
و (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية) هى اكيد موضة من موضات العصر لكنه موضوع عميق فعلا للطبيعة و مهم جدا للانسان لا يمكن انكار ذلك.
الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية هو علم يتم فيه مزج اربعة علوم اساسية هى:
-الفيزياء physics النظرية و التجريبية و بخاصة الميكانيك الكمومى quantum mechanics اصولا و تطبيقات. و الفيزياء هى أم العلوم وهى اقدمها بدون اى شك وهى الوجه الاول للحاسوبية و المعلوماتية الكموميتان.
-علوم الحاسوب computer science النظرية و التطبيقية. و علوم الحاسوب هو ما نسميه عندنا ب (الاعلام الآلى) وهو لا (اعلام) و لا (آلى) بل هو (علم) و (حساب و منطق). وهذا علم قديم و ليس حديث كما قد يعتقد البعض فان حضارة سومر فى العراق نفسها كانت قد طورت خوارزميات بالغة فى الدقة. و علوم الحاسوب هى الوجه الثانى للحاسوبية و المعلوماتية الكموميتان.
-علوم المعلومات information theory وهذا غير موجود عندنا و هى تهتم بنظرية المواصلات communication theory من الناحيتين الرياضية و التطبيقية. هذا علم حديث نوع ما ابتدأه كلود شانون Claude Shannon فى الاربعينات.
-علوم التشفير cryptography و هى التى تهتم بكيفية حماية الحاسوبية و المعلوماتية التى هى فى خدمة الانسان من الانسان نفسه.
اذن اقول ان تدريس الميكانيك الكمومى من وجهة نظر (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية) هو قد يوفر تحفيز هائل للطالب و الاستاذ و هو ايضا قد يساعدهم على الاقتراب اكثر من تخصص علوم الحاسوب بشكل اكثر اساسية و هو ايضا سيوفر ربما فرصة لاعادة احياء تدريس الميكانيك الكمومى الذى يعانى مع بقية مواد الفيزياء من موات شديد منذ سنوات.
بكل بساطة فان (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية) قد علمتنا كيف نفكر فى الحاسوبية و المعلوماتية بشكل فيزيائى (وليس بشكل رياضى بحت) بعد ان علمتنا (الحاسوبية العلمية scientific computing) كيف نفكر فى الفيزياء بشكل حسابى وهذا ان دل على شيء فانما يدل على تفوق ذكاء علماء الفيزياء على ذكاء علماء علوم الحاسوب (وهذا صحيح فى الغرب يقينا).
و (الحاسوبية العلمية) ابسط من (الحاسوبية الكمومية) و هى اقدم فى الفيزياء نفسها (قبل ان تصبح موضة فى العلوم الاخرى) و من لا يعرف كيف (يكتب حلول رياضية عددية) ل (المسائل الفيزيائية) ثم (انجازها خوارزميا) ثم (تنفيذها على الحاسوب) فعليه ان يتعلم هذا و بسرعة. فهذا كما ترون يعتبر من ابسط انواع الذكاء الاصطناعى.
اذن (الحاسوبية العلمية) مارست (الذكاء الاصطناعى artificial intelligence) منذ عهد فون نويمان von Neumann و مشروع مانهاتن Manhattan project اى قبل عصر (الذكاء الاصطناعى) نفسه.
اما (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية) فهى فعلا ثورة فى المفاهيم ان تفكر فى (الحاسوبية) بشكل (فيزيائى) و ليس العكس وهذه الثورة فى المفاهيم ترجع بالاساس الى دافيد دويتش David Deutsch فى الثمانينات الذى طور (الحاسوب الكمومى الكوني universal quantum computer) الذى يعمم و يعوض (آلة تورين الكونية universal Turing machine) الحتمية او الاحتمالية.
اذن فى (الحاسوبية الكمومية و المعلوماتية الكمومية) نستخدم قوانين الميكانيك الكمومى و المنطق الكمومى من اجل بناء الآلة machine و الخوارزمية algorithm و الانجاز implementation و التنفيذ execution عوض قوانين الميكانيك الكلاسيكى و المنطق الكلاسيكى المستخدمة فى علوم الحاسوب.
قوة الحاسوبية الكمومية بالمقارنة مع الحاسوبية الكلاسيكية هو فى توفر مورد resource اضافى قوى جدا جدا هو التشابك entanglement بالاضافة الى الطاقة energy. و الموارد هى جميع الفيزيائيات التى نستخدمها من اجل نجاح العملية الحاسوبية.
اذن الحاسوبية الكمومية تحتوى على موردين على الاقل هما الطاقة و التشابك.
و التشابك (و مقياسه هو انطروبى التشابك entanglement entropy) هو مورد غائب تماما فى الميكانيك الكلاسيكى وهو منبع كل القوة الحاسوبية الكمومية.
اذن فكرة (الحاسوب الكمومى الكونى) يمكن ان نذهب بها الى (الحاسوب الكمومى-الثقالى الكونى) اى نستخدم قوانين الثقالة الكمومية لبناء الآلة و الخوارزمية و الانجاز و التنفيذ عوض قوانين الميكانيك الكمومى.
اذن يمكن ان تستخدم اى نظرية فيزيائية اخرى (ليس فقط الميكانيك الكمومى) من اجل بناء (حاسوبية و معلوماتية) جديدة تعتمد على قوانين تلك النظرية.
يكفى ان تكون تلك النظرية الفيزيائية متحققة طبيعيا.
لهذا فان الناس تفكر اكثر فى الميكانيك الكمومى لانه متحقق فى الطبيعة و لم تفكر مثلا فى استخدام (و لو انهم فكروا قليلا فى الامر) قوانين الهندسة غير-التبديلية noncommutative geometry او نظرية الاوتار string theory او نظرية الثقالة الكمومية الحلقية loop quantum gravity او اى نظرية فيزيائية اخرى.
الخلاصة ببساطة هى انه ليس كافيا التفكير فى (الفيزياء) بشكل (حاسوبى) بل يجب التفكير وهذا اقوى بكثير فى (الحاسوبية) بشكل (فيزيائى) و ليس بشكل (رياضى) محض.
هذا يعنى انه يمكننا استخدام (الحاسوب الكمومى) من اجراء محاكاة الميكانيك الكمومى (مثلا التداخل interference فى تجربة يونغ Young experiment او التشابك فى تجربة ال EPR التى طورها اينشتاين مع زملاءه اليهود).
هذا الشيء يسمى (محاكاة كمومية quantum simulation) و لا يمكن لاى حاسوب كلاسيكى مهما كان (حتى آلة تورين الكونية الاحتمالية) القيام به وهذا أمر قد لاحظه اول من لاحظه فايمان فى بداية الثمانينات.

Wednesday, March 2, 2022

الوجودية و الايمان -مسودة كتاب-

 

هذه هى المسودة الثانية من كتابى (الوجودية و الايمان) الذى اهدف فيه الى عرض كل آرائى الميتافيزقية بطريقة متناسقة و نهائية.
الميتافيزيقا كما افهمها و كما تهمنى هى فضاء ب 11 بعد هى كما يلى:
-اولا معضلة الوعى.
ثانيا معضلة الوجود.
ثالثا معضلة الحرية.
-رابعا معضلة العبث.
-خامسا معضلة الشر.
-سادسا معضلة المبدأ.
- سابعا معضلة الموت.
-ثامنا معضلة الدين الابراهيمى.
-تاسعا معضلة النبى و الوحى.
-عاشرا معضلة الايمان.
-حادى عشر معضلة الزمن و الواقع.
الوجودية كما اقترحها فى هذه المسودة الثانية هى محاولة حل جميع هذه المعضلات فى نظرية ميتافيزيقية واحدة تخضع لمسلمات الاسلام الاساسية و للموضوعية العلمية-التحليلية كما تعلمناها من الفيزياء النظرية.
لذا فانكم قد تجدون العرض فى هذا الكتاب غريبا بالمقارنة مع جميع انواع الكلام و الفلسفة الوجودية المتعارف عليها.
بكل بساطة لست متقيدا بأى مدرسة و اتقيد فقط بالحق و الحقيقة و هو صريح العقل و متواتر الشرع و يقين العلم.
الهدف من هذا الكتاب هو فى الحقيقة غلق باب الميتافيزيقا (على الاقل بالنسبة لى) وهذا كما نقوم بغلق (المشاريع البحثية) فى الفيزياء بعد ان نصل فيها نهايتها او الى طريق مسدود.
اذن هى المنهجية العلمية التى تحتم علينا هذا الامر اى محاولة تلخيص كل ما قلناها فى موضوع معين رغم ان اهتمامنا بذلك الموضوع لم يعد بنفس القوة كما كان فى السابق.
اذن المنهجية العلمية الهادئة تبقى افضل من الكسر العنيف لذلك الباب الميتافيزيقى خاصة مع كل تلك الجهود المضنية التى بذلناها فى السنوات الماضية.
وقد توصلنا الى فهم اشياء كثيرة كانت بعيدة تماما عن الفهم.
مثلا معضلتى الوجود و الحرية و النبى تم فهمها بشكل أصلى أصيل.
تبقى معضلة المبدأ و معضلة الشر و معضلة العبث و معضلة الدين الابراهيمى مستعصية الى حد كبير.
اما معضلة الوعى و معضلة الايمان قهما قد حلتا جزئيا وهناك امل كبير فى حلهما بشكل نهائى.
اما معضلة الزمن و الواقع فهما الاساس الفيزيائى لكل الاشياء السابقة و هما فى حد ذاتها غير مقلقتان.
 

100 Views: That Is All I Ask!

  Classical computing, as taught in computer science, electronics, and artificial intelligence, relies on electrical circuits. Here, in quan...