بسم الله الرحمن الرحيم
Nothing
A Very Short Introduction
By: Frank Close
إعداد: أ. مصطفى نصر قديح
· There is one place at least in the universe where there is life, collections of vast numbers of atoms that have become organized such that they are self-aware and can gaze into the universe with wonder. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.2]
· ثمة مكان واحد على الأقل في الكون توجد به حياة، في صورة مجموعات هائلة من الذرات نُظمت على نحو يجعلها تملك وعيًا ذاتيٍّا وقادرة على التحديق في الكون في تعجب. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص11]
· Aristotle claimed that there could not be an empty place. This was even raised to a principle that ‘Nature abhors a vacuum’; what this means and why it was believed for 2,000 years is one of the first questions that I shall address. In short summary we will see that it was not until the seventeenth century, with the emergence of the experimental method, that Galileo’s students showed belief in the abhorrence of a vacuum to be due to a misinterpretation of phenomena; the apparent abhorrence was the result of 10 tonnes of atmosphere weighing down on each square metre of everything on the ground, squeezing air into every available orifice. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), pp.3-4]
· زعم أرسطو أنه لا يمكن أن يوجد مكان فارغ، بل ارتقى هذا الرأي إلى مقام مبدأ مفاده أن « الطبيعة تمقت الخواء ». ما الذي يعنيه هذا؟ وما سبب سيادة هذا الظن لألفي عام؟ هذه من أوائل الأسئلة التي سأتناولها. في القرن السابع عشر، ومع بزوغ المنهج التجريبي، أدرك تلاميذ جاليليو أن هذا الاعتقاد يرجع إلى سوء تأويل للظواهر؛ إذ إن مقت الخواء ذلك إنما ينجم عن وجود الغلاف الجوي الذي يزن عشرة أطنان ويضغط على كل متر مربع من كل شيء موجود على الأرض، وهو ما يتسبب في إقحام الهواء في كل ثقب متاح. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص13]
· Aristotle was wrong. At least, that is the conclusion if there is only air, such that removing air has removed everything. And as science has advanced, and we have extended our senses with ever more sophisticated instruments, it has become clear that there is a lot more than just air to remove before we are left with a true void.Modern science suggests that it is impossible in principle to make a complete void, so perhaps Aristotle was not wrong after all. Nonetheless, modern scientists are happy to use the concept of the vacuum, one interpretation of modern physics being that it is focused completely on trying to understand the nature of the vacuum, of time and space in their various dimensions. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.4]
· كان أرسطو مخطئًا. على الأقل هذه هي النتيجة لو لم يكن هناك سوى الهواء؛ فبإزالة الهواء سيُزال كل شيء. ومع تقدم العلم، واتساع مداركنا وحواسنا بواسطة وسائل أكثر تعقيدًا، بات جليٍّا أنه ينبغي إزالة ما هو أكثر بكثير من الهواء وحسب للحصول على فراغ حقيقي. يرى العلم الحديث أنه يستحيل من حيث المبدأ صنع فراغ تام، لذا لعل أرسطو لم يكن مخطئًا في نهاية المطاف. ومع ذلك، لا يمانع العلماء المعاصرون في استخدام مفهوم الفراغ، ومن أحد تفاسير الفيزياء الحديثة أنها تصب جمَّ تركيزها على محاولة فهم طبيعة الفراغ، الزماني والمكاني، في أبعادهما المختلفة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص13]
· Around 600 BC, Thales denied the existence of No-thing: for Thales, something cannot emerge from No-thing, nor can things disappear into No-thing. He elevated this principle to the entire universe: the Universe cannot have come from No-thing. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.5]
· رفض طاليس نحو عام ٦٠٠ قبل الميلاد وجود العدم: فمن وجهة نظره لا يمكن أن يظهر شيء من العدم، ولا يمكن أن يختفي شيء إلى عدم. وقد عمم هذا المبدأ ليشمل الكون بأسره: فلا يمكن أن يكون الكون قد بزغ من عدم. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص14]
· Empedocles extended the concept of ur-matter to four elements: air, water, fire, and earth. He also introduced primitive ideas on forces: for him they were love and discord, forerunners of attraction and repulsion. He was certainly the first to differentiate between matter and forces, but he still insisted that there can be no such thing as empty space. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.7]
· توسع أمبيدوكليس في مفهوم المادة الأصلية لتشتمل على أربعة عناصر: الهواء والماء والنار والأرض. وقدم أفكارًا أولية حول القوى: ففي رأيه تنقسم القوة إلى قوى حب وخلاف؛ الصورة الأولية لقوى التجاذب والتنافر. وقطعًا كان هو أول من فرق بين المادة والقوى، لكنه ظل مصرٍّا على استحالة وجود الفضاء الخاوي. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص16]
· So for Aristotle, logic seemed to require that empty space cannot be something and therefore is non-existent. He defined the void as where there is no body, and since the basic elements of things exist eternally, there can be no place that is completely empty. All in all, Aristotelian logic denied the existence of the void and led to the received wisdom that nature abhors a vacuum. This was regarded as self-evident; nonetheless it was wrong, as we shall now see. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.9]
· لذا من وجهة نظر أرسطو بدا أن المنطق يقضي بعدم اعتبار الفضاء الخاوي شيئًا، ومن ثم فهو غير موجود. وقد عرَّف الفراغ بأنه غياب أي جسم، ولمَّا كانت العناصر الأساسية للأشياء موجودة بلا انتهاء، فلا يمكن إذن أن يوجد مكان فارغ تمامًا. باختصار رفض منطق أرسطو وجود الفراغ وقاد إلى الحكمة الشائعة القائلة إن الطبيعة تمقت الخواء. واعتُبرت هذه الحقيقة بديهية، غير أنها كانت خاطئة كما سنرى الآن. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص18]
· Phillipe Lenard bombarded atoms with beams of electrons and found that the electrons passed through as if nothing was in their way. This almost paradoxical situation – matter that feels solid is nonetheless transparent on the atomic scale – was encapsulated by Lenard with the remark, ‘the space occupied by a cubic metre of solid platinum is as empty as the space of stars beyond the Earth’. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.25]
· قذف فيليب لينارد الذرات بأشعة من الإلكترونات ووجد أن الإلكترونات اخترقتها كما لو لم يكن يعترض طريقها شيء. لخص لينارد هذا الموقف الذي يكاد يكون متناقضًا – تبدو المادة صلبة وفي الوقت نفسه شفافة على المقياس الذري – بقوله « إن المساحة التي يشغلها متر مكعب من البلاتين الصلب هي فارغة بقدر فراغ الفضاء النجمي خارج كوكب الأرض » [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص32]
· متى صغر ما هو صغير وكبر ما هو كبير.
· Look at the dot at the end of this sentence. Its ink contains some 100 billion atoms of carbon. To see one of these with the naked eye, you would need to magnify the dot to be 100 metres across. While huge, this is still imaginable. But to see the atomic nucleus you would need that dot to be enlarged to 10,000 kilometres: as big as the Earth from pole to pole. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.25]
· انظر إلى النقطة الموضوعة بنهاية هذه الجملة. يحتوي حبرها على نحو مائة مليار ذرة من الكربون، ولكي ترى ذرة واحدة منها بالعين المجردة لا بد أن تكبِّر النقطة حتى يصل قطرها إلى ١٠٠ متر. ومع أن هذا التكبير هائل، فإنه يظل بالإمكان تخيله. لكن لكي ترى نواة الذرة، لا بد أن تكبر النقطة حتى يصل قطرها إلى ١٠ آلاف كيلومتر؛ أي ما يعادل المسافة بين قطبي كوكب الأرض. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص32]
· We had to enlarge the full stop to 100 metres to see an atom; to the diameter of the planet to see the nucleus. To reveal the quarks we would need to expand the dot out to the Moon, and then keep on going another twenty times more distance. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 26]
· اضطررنا أن نكبر النقطة حتى قطر ١٠٠ متر كي نرى الذرة، وحتى قطر كوكب الأرض كي نرى النواة، ولنرى الكوارك لا بد أن نكبر النقطة حتى القمر، ثم نستمر في التكبير لضعف هذه المسافة عشرين مرة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص33]
· الذرة ليست فارغة بالمعنى الحرف، لكنها مليئة بالمجالات الكهرومغناطيسية
· Atoms as huge voids may be true as concerns the particles within them, but that is only half the story: their inner space is filled with electric and magnetic force fields, so powerful that they would stop you in an instant if you tried to enter. It is these forces that give solidity to matter, even while its atoms are supposedly ‘empty’. As you read this, seated, you are suspended an atom’s breadth above the atoms in your chair, due to these forces. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.28]
· صحيح أن الذرات فراغ هائل، لكن هذا فقط من منظور الجسيمات التي بداخلها، وهذا ليس سوى جزء من الحقيقة؛ فالفراغ الداخلي مليء بمجالات القوى الكهربائية والمغناطيسية التي تتمتع بقوة هائلة من شأنها أن تمنعك إذا حاولت الدخول. وهذه القوى هي التي تمنح الصلابة للمادة على الرغم من الافتراضبأن ذراتها« فارغة ». وأنت تقرأ هذا الكتاب جالسًا، تفصل بينك وبين ذرات الكرسي الذي تجلس عليه مسافة ذرة واحدة بسبب تأثير هذه القوة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص34]
· The atom is far from empty. The nucleus is the source of powerful electric fields that fill the otherwise ‘empty’ space within the atom. This was discovered in 1906. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.28]
· إن الذرة غير فارغة بالمرة. ونواة الذرة مصدر لمجالات كهربائية قوية تملأ المساحات الأخرى « الفارغة » داخل الذرة. اكتُشف هذا في عام ١٩٠٦. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص34]
· أهمية المجالات المغناطيسية لبقائنا.
·
· Thousands of kilometres above us, where the air is so thin as to be effectively gone, magnetic fields remain. They are critical for our existence. Cosmic rays and the solar wind of electrically charged particles are deflected by these magnetic forces. This is a crucial protective shield, as exposure to these radiations would destroy our DNA.Were the magnetic field to disappear, as is the case on Mars, it could be terminal for our species. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.35-36]
· تظل المجالات المغناطيسية موجودة على ارتفاع آلاف الكيلومترات فوقنا، حيث تكون طبقة الهواء في غاية الرقة، بل تكاد تكون منعدمة. ووجود هذه المجالات غاية في الأهمية لبقائنا؛ فهي تصد الأشعة الكونية والتيارات الشمسية التي تتألف من جسيمات مشحونة كهربائيٍّا. وبهذا تمثل درعًا واقيًا مهمٍّا؛ لأن التعرض لهذه الإشعاعات من شأنه أن يدمر الحمض النووي للبشر. ولو حدث أن اختفى المجال المغناطيسي للأرض، كما الحال في كوكب المريخ، من الممكن أن تكون هذه نهاية نوعنا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص41]
· Pascal and Perier had shown that there is a vacuum beyond the Earth, meaning that there is no air. There is little or no gas out in space, but there is certainly a very important something in the form of the Earth’s magnetic field. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.36]
· أثبت كل من باسكال وبيرير أنه يوجد فراغ خارج الأرض؛ بمعنى أنه لا يوجد هواء. لا يوجد غاز في الفضاء الخارجي أو يوجد القليل منه للغاية، لكن الأكيد هو أنه يوجد مجال مغناطيسي أرضي له أهمية عظيمة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص41]
· نقد فرضية الحالة الثابتة.
· The steady state hypothesis was that matter is being continually created and that, implicitly, the universe has existed for infinite time. While this avoided the great paradoxes of what was God doing the day before He made the universe, it also ran counter to observational astronomy and had fallen out of favour. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 41]
· وكانت فرضية الحالة الثابتة تقضي بأن المادة تظهر على الدوام، وتنص ضمنيٍّا على أن الكون ليس له بداية أو نهاية. مع أن هذه الفرضية تحاشت التناقضات المنطقية العظيمة بشأن ما كان عليه الوضع قبل خلق الكون، فإنها تناقضت أيضًا مع علم الفلك المبني على الرصد الدقيق ومن ثم فقدت مصداقيتها. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص47]
· فكرة الخلق من العدم أزعجت الملحدين
· The idea of creation out of a void has plagued thinkers for as long as history has been recorded. While the ancient philosophers discussed this conundrum within the laws of logic, today we have the scientific method: experiment can test and discriminate among ideas. While science is not able to answer what happened prior to the Big Bang, or even to say whether the question is meaningful (if time itself was created at the Big Bang then what does ‘before’ mean?), it does suggest that there was such an event. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.42]
· أزعجت فكرة الخلق من العدم المفكرين منذ فجر التاريخ. وقد ناقش الفلاسفة القدماء هذه الأحجية في إطار قوانين المنطق، أما اليوم فلدينا المنهج العلمي؛ إذ يمكن للتجربة أن تختبر الأفكار وتميز بينها. ومع أن العلم لا يستطيع أن يخبرنا بما حدث قبل « الانفجار العظيم » أو حتى تحديد ما إذا كان لمثل هذا السؤال معنى من الأساس (إذا كان الزمن نفسه قد خُلق لحظة الانفجار العظيم، فما المقصود ب « قبل » إذن؟) فإنه يرجح فعليٍّا وقوع مثل ذلك الحدث. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص48]
· معضلة أولبرز وتمدد الكون، يمكن الاستدلال بها على وجود بداية للكون.
· velocity. Problems arise however; the fixed stars are not so fixed; this picture would also imply that the night sky should be as bright as daytime since there should be a star in every part of our field of view (known as Olbers’s paradox) and a resolution of this is that the universe is expanding. The picture of space and time that we have presented, based on the philosophy of Isaac Newton, is known to be incomplete. Since the start of the twentieth century the richer picture of Albert Einstein has ruled. The origins of this go not to gravity but to electric and magnetic effects, though gravity will turn out to play a major role.velocity. Problems arise however; the fixed stars are not so fixed; this picture would also imply that the night sky should be as bright as daytime since there should be a star in every part of our field of view (known as Olbers’s paradox) and a resolution of this is that the universe is expanding. The picture of space and time that we have presented, based on the philosophy of Isaac Newton, is known to be incomplete. Since the start of the twentieth century the richer picture of Albert Einstein has ruled. The origins of this go not to gravity but to electric and magnetic effects, though gravity will turn out to play a major role. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), pp.51-52]
· هذا هو أقرب مفهوم يمكننا أن نصل إليه بسهولة كي نعرف الشبكة المترية المطلقة للمكان المطلق. إن الدوران نسبة إلى مصفوفة الجاذبية هذه هو ما نشعر به عندما نلف في دوامة، أو ننعطف ونحن نستقل سيارة، أو بصفة عامة عندما نغير سرعتنا. ومع ذلك تنشأ مشكلات؛ إذ إن النجوم الثابتة ليست ثابتة إلى هذه الدرجة، وهذه الصورة تعني أيضًا أن سماء الليل ينبغي بها أن تظل ساطعة كما الحال بالنهار ما دام هناك نجم ما في كل جزء من مجالنا البصري (الأمر الذي يُعرف بمفارقة أولبرز)، وحل هذه المشكلة هو أن الكون يتمدد. من المعروف أن صورة الزمان والمكان التي قدمناها، المبنية على فلسفة إسحاق نيوتن، صورة غير كاملة. ومنذ مطلع القرن العشرين ساد تصور ألبرت أينشتاين الأكثر ثراءً. ولا ترجع أصول هذا التصور إلى الجاذبية، وإنما إلى التأثيرات الكهربائية والمغناطيسية، مع أنه سيتبين أن الجاذبية تقوم فيه بدور رئيسي. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 56]
· النسبية لا تنفي احتمالية وجود الإثير
· With this confirmation of Einstein’s theory, we are led to a picture of space-time as acting like an elastic medium, which is reminiscent of the very ether that Einstein’s work on electromagnetic radiation, his special theory of relativity, had done so much to eradicate. However, relativity does not imply that there is no ether, only that any stuff in that ether must behave in accord with the principles of relativity! An example of ‘ether’ is an electric field, which you cannot see unless you make it oscillate: then you literally can. A relativistic ether requires both electric and magnetic fields, changes in which travel at light speed. Analogously for the ether of a gravitational field, gravitational waves – ripples in the metric of space-time – also travel at the universal speed of light. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.82]
· بعد هذا التأكيد على نظرية أينشتاين، نأتي إلى صورة الزمكان باعتباره وسطًا مرنًا، وهو ما يذكرنا بالأثير نفسه الذي ساهم عمل أينشتاين على الإشعاع الكهرومغناطيسي ونظرية النسبية الخاصة بدور كبير في دحض وجوده. بيد أن النسبية لا تقضي بعدم وجود الأثير، بل هي تقضي بأن أيٍّا ما كانت المادة التي يتألف منها هذا الأثير فلا بد أن تتفق في سلوكها مع مبادئ النسبية! من الأمثلة المشابهة للأثير المجال الكهربائي، الذي يستحيل أن تراه ما لم تجعله يتذبذب؛ عندئذ يمكن أن تراه فعليٍّا. وفق مفهوم النسبية يتطلب الأثير وجود كل من المجالين الكهربائي والمغناطيسي، واللذين تنتقل التغيرات فيهما بسرعة الضوء. وعلى غرار أثير مجال الجاذبية، تنتقل موجات الجاذبية — تموجات نسيج الزمكان — بسرعة الضوء الكونية أيضًا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص81-82]
· If something happens that causes the distribution of energy suddenly to change, such as a supernova explosion or a star collapsing to form a black hole, the gravitational waves will radiate outwards at the speed of light. Gravitational fields are themselves full of energy and a localized ripple will cause further gravitational effects, waves of energy that spread onwards. If the original material source of the gravitational wave is removed, the wave can continue to spread. So one could imagine a region of the universe devoid of matter but whose space-time is rippling with gravitational waves. So much for the emptiness of the Void! [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 86]
· إذا وقع شيء تسبب في التغير المفاجئ لتوزيع الطاقة، مثل انفجار مستعر أعظم أو انهيار أحد النجوم مكونًا ثقبًا أسود، فإن موجات الجاذبية سوف تشع نحو الخارج بسرعة الضوء. مجالات الجاذبية نفسها مليئة بالطاقة، ومن شأن التموج المحلي أن يسبب المزيد من تأثيرات الجاذبية على شكل موجات من الطاقة تنتشر نحو الداخل. وإذا أزُيل المصدر المادي الأساسي لموجة الجاذبية، يمكن أن تستمر الموجة في الانتشار. وهكذا يمكن للمرء أن يتخيل منطقة من الكون خالية من المادة، لكن الزمكان الخاص بها يعج بموجات الجاذبية. وهذا كفيل بوأد فكرة الفراغ الخاوي تمامًا! [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص85-86]
· In 1687 Isaac Newton laid down the first universal laws of gravitation in his Principia. By the mid-nineteenth century, James Clerk Maxwell had united a multitude of electric and magnetic phenomena with his elegant theory of electromagnetism. ‘There is nothing new to be discovered in physics now,’ William Thomson, Lord Kelvin, asserted at the British Association meeting in 1900. Within five years Einstein had invented relativity theory. Ironic then that Albert Michelson, whose own experiments had helped form the paradoxes that led to that new world view, had also insisted that ‘The grand underlying principles have been firmly established; further truths of physics are to be looked for in the sixth place of decimals.’ [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 90]
· في عام ١٦٨٧ وضع إسحاق نيوتن أول قوانين كونية للجاذبية في كتابه « المبادئ ». وبحلول منتصف القرن التاسع عشر، كان جيمس كلارك ماكسويل قد دمج أغلب الظواهر الكهربائية والمغناطيسية من خلال نظريته الرائعة عن الكهرومغناطيسية. وعام ١٩٠٠ قال لورد كلفين وويليام طومسون في اجتماع الجمعية البريطانية مؤكدين: «. لا يوجدشيء آخر يمكن اكتشافه في الفيزياء » . وفي غضون خمس سنوات كان أينشتاين قد خرج بنظرية النسبية. ومن قبيل المفارقة أيضًا أن ألبرت ميكلسون، الذي ساعدت تجاربه في تشكيل المتناقضات التي أدت إلى رؤية جديدة للعالم أصر أيضًا قائلًا: « لقد ترسخت المبادئ الأساسية العظيمة ترسيخًا مُحكمًا، ويجب البحث عن المزيد من الحقائق في الفيزياء في الخانة السادسة بعد العلامة العشرية » . [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص89]
· Indeed, quantum mechanics seems to imply that Aristotle may have been correct; far from a vacuum being empty, it is always seething with activity. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.91]
· في الواقع، يبدو أن ميكانيكا الكم تقضي بأن أرسطو ربما كان على صواب؛ فالفراغ ليس خاويًا على نحو تام، بل هو يتقد بالنشاط دائمًا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 89-90]
· In all cases the atoms are calling the tune and we lumbering macro-beings see only the large end-products. Newton’s laws apply only to the behaviour of those bulky things. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.93-94]
· في جميع الأحوال تملك الذرات زمام الأمور، ونحن — الكائنات الضخمة الثقيلة — لا نرى سوى المنتج النهائي الكبير. لا تنطبق قوانين نيوتن إلا على سلوك المادة في صورتها المكثفة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 92]
· Quantum mechanics works: it makes predictions that in some cases have been confirmed to accuracies of parts per billion. Yet it creates mind-bending paradoxes that some charlatans exploit to convince the public that scientists seriously consider parallel universes where Elvis lives, or that telepathic communication is possible. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 94]
· اكتُشفت قوانين ميكانيكا الكم، ميكانيكا الأشياء شديدة الصغر، في عشرينيات القرن العشرين. تعمل ميكانيكا الكم بنجاح؛ إذ وصلت دقة توقعاتها في بعض الحالات إلى أجزاء من المليار. ومع ذلك فهي تتسبب في ظهور تناقضات محيرة، وبعض المحتالين – الدجالين – يستغلون هذا لإقناع العامة أن العلماء يفكرون جديٍّا في أكوان موازية لا يزال إلفيس بريسلي يعيش بها، أو يعتقدون أن التواصل بالتخاطر ممكن. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 92]
· One of the apparent paradoxes that concerns us is that after removing matter, fields, everything to reach a void, the emptiness that ensues at large scales is also a collective effect. When viewed at atomic scales, the Void is seething with activity, energy, and particles. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.94]
· إحدى التناقضات الظاهرة التي تهمنا هنا هي أنه بعد التخلص من المادة والمجالات وكل شيء من أجل الوصول إلى العدم، فإن الفراغ الناتج على نطاق واسع هو أيضًا تأثير تراكمي. فعندما يُرى الفراغ على المستويات الذرية نجده يعج بالنشاط والطاقة والجسيمات. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 92]
· Imagine a region of vacuum, for example a cubic metre of outer space with all of the hydrogen and other particles removed. Can it really be devoid of matter and energy? In the quantum universe the answer is no. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 99]
· تخيل منطقة من الفراغ، على سبيل المثال متر مكعب في الفضاء الخارجي أزُيل منه كل الهيدروجين والجسيمات الأخرى. هل يمكن أن يكون خاليًا حقٍّا من المادة والطاقة؟ في الكون الكمي، الإجابة هي لا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 97]
· Having the precise information that there is no particle at each and every point implies knowing nothing about motion and hence of energy. You may remove all matter and mass, but quantum uncertainty says there exists energy: energy cannot also be zero. To assert that there is a void, containing nothing of these, violates the uncertainty principle. There is a minimum amount known as zero point energy, but that is the best you can do. It is possible to visualize this by considering a pendulum consisting of just a few atoms. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.100]
· إن امتلاك معلومة دقيقة تقضي بأنه لا وجود لأي جسيم في كل نقطة، يعني بالتبعية أننا لا نعرف شيئًا عن الحركة ومن ثم الطاقة. قد تزيل كل المادة والكتلة، لكن عدم اليقين الكمي يقضي بأنه توجد طاقة؛ إذ يستحيل أن تنعدم الطاقة أيضًا. أما التأكيد على أن هناك فراغًا لا يحتوي على مادة أو كتلة أو طاقة فينتهك مبدأ عدم اليقين. يوجد حد أدنى يُعرف ب« طاقة نقطة الصفر » لكن هذا هو أفضل ما يمكنك فعله. ومن الممكن تصور هذا من خلال التفكير في بندول يتكون من عدد قليل من الذرات. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 97]
· The precise speed of a particle can only be determined if its position is unknown. This implies that a small cluster of molecules suspended by a thread of atoms and swinging like a pendulum could never come completely to rest, hanging vertically, with the ball of molecules stationary at the lowest height, or ‘zero point’. Instead, quantum uncertainty implies that it must wobble slightly around this position. This phenomenon is called zero point motion. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.100]
· يمكن تحديد السرعة المحددة لجسيم ما فقط إذا كان موضعه غير معروف. يعني هذا أن أي تجمع صغير من الجزيئات المعلقة في خيط من الذرات تتأرجح كالبندول يستحيل أن يسكن سكونًا تامٍّا أبدًا، بحيث يتدلى رأسيٍّا وتكون كرة الجزيئات ساكنة عند أدنى ارتفاع، أي عند « نقطة الصفر » بدلًا من هذا يقضي عدم اليقين الكمي أنها لا بد أن تتمايل ميلًا خفيفًا حول هذا الموضع. تُسمى هذه الظاهرة حركة نقطة الصفر. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 97-98]
· Quantum mechanics implies that there is a minimum sum of kinetic and potential energies that can be achieved: both cannot simultaneously be zero. This minimum amount is the zero point energy of the atomic assembly. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.100]
· تقضي ميكانيكا الكم بأن ثمة حدٍّا أدنى من طاقتي الحركة والوضع يمكن الوصول إليهما؛ إذ يستحيل أن تكون قيمتهما في الآن ذاته صفرًا. وهذا الحد الأدنى هو طاقة نقطة الصفر للتجمع الذري. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 98]
· Thus while the motion of molecules in a substance gives rise to what we call temperature, the higher the temperature so the more agitated their motions, the quantum theory implies that there will remain an intrinsic zero point energy even as one approaches the absolute zero of temperature; this is −273 degrees Celsius, which is 0 K, zero degrees Kelvin. One implication is that it is impossible to achieve absolute zero of temperature where everything is both frozen in position and without momentum and energy. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.102]
· وهكذا في الوقت الذي تسبب فيه حركة الجزيئات داخل المادة حدوث ما نسميه حرارة، فإنه كلما ارتفعت الحرارة اهتاجت حركة الجزيئات، وتقضي نظرية الكم بأنه ستظل هناك طاقة نقطة صفر جوهرية حتى فيما يصل المرء إلى درجة حرارة الصفر المطلق، والبالغة − ٢٧٣ درجة مئوية، والمسماة بدرجة الصفر الكلفينية. ومن الآثار المترتبة على ذلك أنه من المستحيل الوصول إلى درجة الصفر المطلق التي يكون فيها كل شيء ساكنًا ودون زخم أو طاقة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 98]
· The remarkable thing is that this applies to a finite size of space, even if there is no matter in it. The consequence is that a finite region of empty space, ‘empty’ in the sense of having all matter removed, will be filled with energy. All finite volumes of whatever size are subject to fluctuations in energy. For macroscopic volumes the effect is too small to notice, but for very small volumes the energy fluctuations are big. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.102]
· الأمر الجدير بالذكر هو أن هذا ينطبق على أي حجم محدود من الفضاء، حتى لو لم توجد فيه مادة. يترتب على هذا أن أي منطقة محدودة من الفضاء الخالي – « الخالي » بمعنى أن كل صور المادة أزُيلت منه – ستكون مملوءة بالطاقة. فجميع المساحات المحدودة من أي حجم هي عرضة لتذبذبات الطاقة. بالنسبة للمساحات المرئية، يكون التأثير غاية في الصغر لدرجة تجعله لا يُلاحَظ، أما في المساحات شديدة الصغر، فتذبذبات الطاقة تكون هائلة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 98]
· As two pieces of light can cancel to zero due to their wave-like character, so can zero turn to two counterbalancing somethings. The Void may have no electromagnetic fields on the average, but fluctuations driven by the zero point phenomenon are always present with the result that there is no such thing as literally empty space. In the modern perspective, the vacuum is the state where the amount of energy is the minimum possible; it is the state from which no more energy can be removed. In scientific jargon this state of vacuum is called the ‘ground state’. Latent within the laws of nature are excited states, with energy densities corresponding to one, two, or even billions of material particles or radiation. You can remove all of these real particles until you reach the ground state, but the quantum fluctuations will still survive. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.102]
· مثلما يستطيع شعاعا ضوء أن يلغي أحدهما الآخر إلى الصفر نتيجة خصائصهما شبه الموجية، يستطيع الصفر أن يتحول إلى شيئين متعادلين. قد لا يحتوي الفراغ على مجالات كهرومغناطيسية إجمالًا، لكن التذبذبات التي تحفزها ظاهرة نقطة الصفر موجودة دائمًا، وهو ما يترتب عليه عدم وجود شيء من قبيل الفراغ الخاوي فعليٍّا. فمن وجهة النظر المعاصرة، الفراغ هو حالة تكون فيها الطاقة عند أدنى قدر ممكن؛ أي الحالة التي يستحيل أن نزيل منها المزيد من الطاقة. باللغة العلمية تُسمى هذه الحالة في قوانين الطبيعة تكمن حالات مثيرة، فيها تتطابق كثافات .« الحالة القاعية » من الفراغ الطاقة مع جسيم أو جسيمين أو حتى مليارات الجسيمات المادية أو الإشعاع. بإمكانك أن تزيل كل هذه الجسيمات الحقيقية إلى أن تصل للحالة القاعية، غير أن التذبذبات الكمية ستظل باقية. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص 100]
· الفراغ الكمومي وطاقة كازيمير
· First we need to be convinced that zero point energy is real and not some artefact of mathematics. A physical consequence was suggested in 1948 by Hendrik Casimir and, after years of attempts, was finally demonstrated experimentally in 1996. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.103]
· نحتاج أولًا إلى أن نقتنع بأن طاقة نقطة الصفر حقيقية، وليست مجرد حيلة رياضية. اقترح هندريك كازيمير في عام ١٩٤٨ نتيجة فيزيائية مترتبة عليها، وبعد . سنوات من المحاولات، أثبتنا أخيرًا ذلك بالتجربة العملية في عام ١٩٩٦. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.100]
· The Void is a quantum sea of zero point waves, with all possible wavelengths, from those that are smaller even than the atomic scale up to those whose size is truly cosmic. Now put two metal plates, slightly separated and parallel to one another, into the vacuum. A subtle but measurable attractive force starts to pull them towards one another. There is of course a mutual gravitational attraction of the one for the other, but that is trifling on the scale of the ‘Casimir effect’, which arises from the way that the plates have disturbed the waves filling the quantum vacuum. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.103]
· الفراغ بحر كمي من موجات نقطة الصفر، بكل الأطوال الموجية الممكنة، بدءًا من تلك التي تكون أصغر حتى من المقياس الذري، ووصولًا إلى تلك الهائلة بحق. الآن، ضع لوحين معدنيين، منفصلين قليلًا بحيث يوازي أحدهما الآخر في الفراغ. تبدأ قوة ضئيلة لكن يمكن قياسها في جذبهما أحدهما نحو الآخر. بالطبع هناك قوة جذب متبادلة بين اللوحين، لكنها غير جديرة بالذكر على مقياس « تأثير كازيمير »، الذي ينتج عن الطريقة التي يخلخل بها اللوحين الموجات التي تملأ الفراغ الكمي. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.100]
· The metals conduct electricity and this affects any electromagnetic waves in the zero point energy of the Void. Quantum theory implies that between the plates only waves that have an exact integer number of wavelengths can exist. Like a violin string vibrating between its fixed ends giving a tone and harmonics, only those waves that are in ‘tune’ with the gap between the plates can ‘vibrate’, whereas outside the plates all possible wavelengths can still exist. Consequently there are some waves ‘missing’ between the plates, which means that there is less pressure exerted on the inside of the plates than on their outward faces, leading to an overall force pressing inwards. Quantum mechanics predicts how large this force should be. Its magnitude is proportional to Planck’s quantum, h (as it is a quantum effect), the velocity of electromagnetic waves, c, and inversely proportional to the distance d between the plates to the fourth power, d4. This implies that the force vanishes as the plates become far apart, which makes sense as for infinite separation we are back with the infinite void for which there can be no effect. Conversely, the force will be larger when the two plates are very close; in such circumstances it is possible to measure it, verifying both its magnitude and variation with the distance of separation. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.103-104]
· توصل المعادن الكهرباء، وهذا يؤثر على أي موجات كهرومغناطيسية في طاقة نقطة الصفر الموجودة في الفراغ. تقضي نظرية الكم بأنه بين اللوحين، فقط الموجات ذات الأطوال الموجية المقدرة قيمها بأعداد صحيحة تامة هي التي تستطيع أن توجد. فعلى غرار وتر الكمان الذي يهتز بين طرفيه الثابتين فيصدر صوتًا ونغمات موسيقية، وحدها النغمات التي « تتناغم » مع الفجوة بين اللوحين يمكنها أن « تهتز » في حين أنه خارج اللوحين يمكن أن توجد كل الأطوال الموجية الممكنة وعليه، ثمة بعض الأمواج « المفقودة » بين اللوحين، وهو ما يعني أن الضغط المبذول على الجانبين الداخليين من اللوحين أقل من الضغط المبذول على الجانبين الخارجيين، ويؤدي هذا لوجود قوة إجمالية تضغط اللوحين أحدهما نحو الآخر. تتنبأ ميكانيكا الكم بالمقدار الذي ينبغي أن تكون عليه هذه القوة. إذ يتناسب مقدارها طرديٍّا مع كم بلانك (نظرًا لأنها تأثير كمي)، ومع سرعة الموجات الكهرومغناطيسية ويتناسب تناسبًا عكسيٍّا مع المسافة d بين اللوحين مرفوعة إلى القوة الرابعة أي d4 يعني هذا أن القوة تتلاشى عندما يتباعد اللوحان، وهو ما يبدو منطقيٍّا لأننا في حالة الانفصال التام سنعود مجددًا إلى حالة الفراغ اللانهائي الخالية من أي تأثير. وعلى العكس، تصير القوة أكبر عندما يقترب اللوحان بشدة، وفي مثل هذه الظروف من الممكن قياس هذه القوة، وبذا نتحقق من كل من مقدار القوة وتفاوت المسافة الفاصلة بينهما. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.١٠٠- ١٠١]
· The force has been measured, the effect confirmed, and the concept of zero point energy in the Void established. The Casimir effect demonstrates that a change in the zero point energy is a real measurable quantity, even though the zero point energy itself is not available. The amount of zero point energy is actually infinite and some misinterpretations of the theory have led to suggestions in tracts such as Infinite Energy (sic) magazine that this is a source of power that has been overlooked by science until tapped by workers in cold fusion and the like. Zero-point energy is not like this. It is the minimum energy that a system, or the vacuum, can have. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.104]
· وهكذا جرى قياس القوة، وتأكيد التأثير، وإثبات مبدأ طاقة نقطة الصفر في الفراغ. يثبت «تأثير كازيمير» أن «التغيير» في طاقة نقطة الصفر هو كمية حقيقية يمكن قياسها، مع أن طاقة نقطة الصفر نفسها لا يمكن قياسها. إن مقدار طاقة نقطة الصفر غير محدد فعليٍّا، وأدى التأويل المغلوط للنظرية إلى مقترحات على غرار ذلك الذي طرحته مجلة «إنفينيت إينرجي» قائلة إن هذا مصدر للطاقة لم يلق له العلم بالًا ويمكن استغلاله في عملية الاندماج البارد وما شابه. لكن طاقة نقطة الصفر ليست كذلك. إنها ببساطة الحد الأدنى من الطاقة الذي يمكن أن يوجد في أي نظام، أو فراغ. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.101]
· The zero point motion of electromagnetic fields is ever present in the vacuum. The zero point energy of the vacuum cannot be extracted or used as power; the vacuum is as low as it gets. Yet the effects of zero point motion can be felt by particles passing through the vacuum. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.104]
· حركة نقطة الصفر الخاصة بالمجالات الكهرومغناطيسية موجودة على الدوام في الفراغ. ويستحيل استخلاص طاقة نقطة الصفر أو استخدامها كطاقة؛ فالطاقة تكون في أقل صورها داخل الفراغ فعليٍّا. ومع ذلك يمكن الشعور بتأثيرات حركة نقطة الصفر من خلال الجسيمات التي تمر عبر الفراغ. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.101]
· An electron in flight wobbles slightly as it feels the zero point motion of the vacuum electromagnetic fields. To reveal this, we need some measurable reference and an electron trapped within a hydrogen atom is enough to show that the vacuum is far from empty. The electron in hydrogen is moving at a speed of about 1 per cent of the speed of light. The spectrum of hydrogen reveals the energy changes as electrons jump between different orbits in the atoms. The differences in energies between the various levels are manifested as the energy of the light that appears in the spectral lines. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p.104]
· يتذبذب الإلكترون إبان حركته تذبذبًا خفيفًا لأنه يشعر بحركة نقطة الصفر الخاصة بالمجالات الكهرومغناطيسية الفارغة. وللكشف عن هذا نحتاج مرجعية قابلة للقياس، ويعد الإلكترون الحبيس داخل ذرة الهيدروجين دليلًا كافيًا على أن الفراغ ليس خاويًا بالمرة. يتحرك إلكترون داخل ذرة الهيدروجين بسرعة تبلغ نحو واحد بالمائة من سرعة الضوء. يكشف مطياف الهيدروجين التغيرات الحادثة في الطاقة وتقفز الإلكترونات بين المدارات المختلفة في الذرات. وتتجسد اختلافات الطاقة بين المستويات المتعددة على صورة طاقة الضوء التي تظهر في خطوط الطيف. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.101]
· Techniques that had been developed in radar during the Second WorldWar enabled post-war physicists to measure the energies of the spectrum, and by inference of the electrons, to an accuracy of better than one part per million. This led to the discovery of the ‘Lamb shift’, named after Willis Lamb who first measured it in 1947; this subtle shift relative to what quantum mechanics expected if the vacuum were truly empty agrees perfectly with calculations that include the effects of fluctuations in an effervescing quantum vacuum. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 105]
· مكن التطور في تقنيات الرادار إبان الحرب العالمية الثانية علماء الفيزياء في فترة ما بعد الحرب من قياس طاقات الطيف، والاستدلال على الإلكترونات، بدرجة من الدقة تزيد على الجزء من المليون. أدى هذا إلى اكتشاف «إزاحة لامب» والمسماة على اسم ويليام لامب، أول من قاسها في عام ١٩٤٧، وهذه الإزاحة الطفيفة مقارنة بما توقعته ميكانيكا الكم إذا كان الفراغ خاويًا بحق تتفق اتفاقًا تامٍّا مع الحسابات التي تتضمن تأثيرات التذبذبات في فراغ كمي يعج بالنشاط. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.101-102]
· There is general agreement that the quantum vacuum is where everything that we now know came from, even the matrix of space and time. As we shall see, the seething vacuum offers profound implications for comprehending the nature of Creation from the Void. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 106]
· ثمة اتفاق عام على أن كل ما نعرفه الآن نشأ من الفراغ الكمي، حتى مصفوفة المكان والزمان. وكما سنرى، لهذا الفراغ المحموم تبعات عميقة على فهمنا لطبيعة الخلق من العدم. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.102]
· The stability of matter and the periodic regularity inMendeleev’s table of the atomic elements are ultimately due to the fact that electrons obey a fundamental rule of quantum mechanics known as the exclusion principle: no two electrons in some collection can occupy the same quantum energy state. When Paul Dirac first realized that quantum theory implied that electrons can have positively charged ‘anti’-electron counterparts known as positrons, he used this exclusion principle to make a model of the vacuum that would naturally give rise to such unusual entities. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 106]
· يرجع استقرار المادة والانتظام الدوري في جدول مندليف للعناصر الذرية في نهاية المطاف إلى حقيقة أن الإلكترونات تتبع مبدأ أساسيٍّا من مبادئ ميكانيكا الكم يُعرف باسم «مبدأ الاستبعاد» الذي ينص على أنه يستحيل أن يحتل إلكترونان في مجموعة واحدة نفس حالة الطاقة الكمية. عندما أدرك بول ديراك أن نظرية الكم تقضي بإمكانية وجود نظائر موجبة الشحنة مضادة للإلكترونات تُعرف بالبوزيترونات، استخدم مبدأ الاستبعاد هذا لعمل نموذج للفراغ من شأنه أن يتسبب تلقائيٍّا في وجود مثل هذه الجسيمات العجيبة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.103]
· He proposed that we regard the vacuum as being far from empty: for Dirac it was filled with an infinite number of electrons whose individual energies occupy all values from negatively infinite up to some maximum value. Such a deep, calm sea is everywhere and unnoticeable so long as nothing disturbs it. We call this normal state the ground state, which is our base level relative to which all energies are defined: Dirac’s ‘sea level’ defines the zero of energy. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 106]
· اقترح ديراك أن ننظر إلى الفراغ على أنه غير خاوٍ بالمرة؛ فالفراغ بالنسبة له كان مليئًا بعدد لا نهائي من الإلكترونات التي تشغل طاقاتها المنفردة كل القيم، بداية من قيم سلبية لانهائية وحتى قيم قصوى. يمتد هذا البحر العميق الهادئ في كل مكان ولا يلحظه أحد ما دام لم يعكر صفوه شيء. ونطلق على هذه الحالة العادية «الحالة القاعية»، وهي المستوى الأساسي الذي نحدد كل الطاقات مقارنة به: يحدد «مستوى سطح البحر» لديراك نقطة الصفر للطاقة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص.103]
· Einstein’s famous equation E = mc2 can be rearranged to read m= E/c2, which says that mass can be produced from energy. An electron and its antimatter twin, the positron, have the same mc2 and equal but opposite signs of electric charge. So if the energy E exceeds 2mc2 it is possible for an electron and a positron to emerge. The energy fluctuations in the vacuum can spontaneously turn into electrons and positrons but constrained by the uncertainty principle to last only for a brief moment of less than ћ/2mc2, which amounts to a mere 10−21 s. This time is so small that light would have been able to travel only across about one thousandth the span of a hydrogen atom. Such ‘virtual’ particles cannot be seen any more than can the deviation from energy conservation that these fluctuations amount to. However, the implication that the vacuum is filled with virtual particles can be detected by careful and precise measurements. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 106-107]
· يمكن إعادة ترتيب معادلة أينشتاين الشهيرة، مربع سرعة الضوء × الطاقة = الكتلة، لتكون هكذا: الكتلة = الطاقة/ مربع سرعة الضوء، وهو ما يعني أنه يمكن إنتاج الكتلة من الطاقة. للإلكترون وتوءمه المضاد، البوزيترون، نفس الكتلة × مربع سرعة الضوء، ولهما شحنات كهربائية متساوية لكن متضادة. لذلك إذا تجاوزت الطاقة ضعف مقدار الكتلة E × مربع سرعة الضوء، يمكن أن يظهر إلكترون وبوزيترون من العدم. يمكن لتذبذبات الطاقة في الفراغ أن تتحول تلقائيٍّا إلى إلكترونات وبوزيترونات، لكنها محكومة بمبدأ عدم اليقين بحيث تدوم لجزء يسير من الثانية فحسب لا يتجاوز ћ /ضعف الكتلة × مربع سرعة الضوء، وهو ما يعادل ١٠-٢١ ثوانٍ. وهذه الفترة الزمنية محدودة للغاية حتى إن الضوء ما كان ليقطع سوى واحد على الألف من قطر ذرة الهيدروجين. يستحيل رؤية مثل هذه الجسيمات «الافتراضية» بأكثر مما يُرى مقدار الحيود عن حفظ الطاقة الذي تتسبب به هذه التذبذبات. غير أنه يمكن الكشف عن فكرة أن الفراغ مليء بالجسميات الافتراضية عن طريق القياسات الدقيقة المضبوطة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 103]
· It is possible to make these virtual fluctuations visible by supplying energy to the atom. If a photon with energy greater than 2mc2 irradiates an atom, it is most likely that it will ionize that atom. However, it is possible that a virtual electron and positron are bubbling within the atom’s electric field as the photon hits. In such a case the photon may eject them out of the atom, leaving the atom behind undisturbed. This phenomenon, known as ‘pair creation’, can be photographed in a bubble chamber leading to beautiful and enigmatic artwork as in Fig. 10. The two virtual particles thus become real. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 108]
· من الممكن جعل هذه التذبذبات الافتراضية مرئية من خلال تزويد الذرة بالطاقة. إذا قُذفت الذرة بفوتون له طاقة تتجاوز ضعف الكتلة × مربع سرعة الضوء، أغلب الظن أنه سيؤين هذه الذرة. غير أنه من الممكن أن يموج الإلكترون والبوزيترون الافتراضيان داخل المجال الكهربائي للذرة في الوقت الذي يصدمهما فيه الفوتون. في هذه الحالة سيطردهما الفوتون خارج الذرة، تاركًا الذرة في حالة هدوء. يمكن تصوير هذه الظاهرة، المعروفة باسم «تخليق الأزواج» في غرفة فقاقيع، وهو ما يؤدي لظهور شكل فني رائع ومبهم. وهكذا يصير الجسيمان الافتراضيان حقيقيين. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 104]
· For Dirac, such antiparticles are holes left in the infinitely deep sea that is the vacuum. This picture also resolves what would otherwise be a paradox. If the vacuum were truly empty, then what would encode the laws of nature, the properties of matter, such that all electrons and positrons created ‘out of the vacuum’ have identical properties, with specific masses rather than emerging with a random continuum of possibilities? Protons and quarks and similar particles also satisfy the exclusion principle and fill an infinitely deep sea. It is the infinitely deep storehouse of the Dirac sea that provides us with the particles that we can materialize. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 108]
· يرى ديراك أن هذه الأجسام المضادة هي ثقوب تخلفت في البحر العميق اللانهائي الذي هو الفراغ. أيضًا تحل هذه الصورة أمرًا آخر قد يبدو متناقضًا؛ فإذا كان الفراغ خاويًا بحق، ما الذي كان سيشكل قوانين الطبيعة، وخصائ صالمادة، بحيث يكون لجميع الإلكترونات والبوزيترونات المخلقة «من العدم» خصائص متطابقة وكتل محددة، بدلًا من أن تكون لها قيم عشوائية؟ تتبع البروتونات والكواركات وجسيمات أخرى مشابهة أيضًا مبدأ الاستبعاد، وتملأ بحرًا عميقًا لانهائيٍّا. وهذا المستودع العميق اللانهائي المتمثل في بحر ديراك هو الذي يمدنا بجسيمات المادة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 104]
· In this interpretation, the vacuum is a medium. It has profound connections with phenomena that occur in ‘real’ media, such as solids and liquids where vast numbers of atoms or particles organize themselves into different ‘phases’. Thus the quantum vacuum is like the configuration with the lowest possible energy, the ‘ground state’, of a many-body system. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 108]
· طبقًا لهذا التفسير، الفراغ هو وسط. للفراغ صلات عميقة بالظواهر التي تحدث في الوسائط « الحقيقية »، مثل المواد الصلبة والسائلة حيث تنظم أعداد هائلة من الذرات أو الجسيمات نفسها « أطوارًا »، مختلفة. ومن ثم يشبه الفراغ الكمي الترتيب الذي يملك أدنى حد ممكن من الطاقة، أي « الحالة القاعية »، لنظام متعدد الجسيمات. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 105]
· ث implications are profound, including the possibility that the nature of the vacuum has not always been the same throughout the history of the universe. It also raises an interesting possibility: that one could add something to the vacuum and yet lower its energy. In such a case one would have created a new state of vacuum; the previous vacuum, which has higher energy than the true ground state, being known as a ‘false vacuum’. The transition from the false to the new vacuum is known as a phase change. Theorists speculate, and experiments in high-energy physics may soon give the answer, that something like this happened early in the history of the universe at temperatures in excess of a million billion degrees. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 108,109,111]
· لهذا الأمر تبعات عميقة، بما في ذلك احتمالية أن طبيعة الفراغ لم تكن واحدة على مدار تاريخ الكون. يثير هذا أيضًا احتمالًا مثيرًا: أنه بمقدور المرء أن « يضيف » شيئًا إلى الفراغ ومع ذلك « يقلل » من طاقته. في هذه الحالة سيصنع المرء حالة فراغ جديدة؛ فالفراغ السابق، الذي يتمتع بطاقة أعلى من الحالة القاعية الحقيقية، يُعرف ب « الفراغ المزيف ». والتحول من الفراغ المزيف إلى الفراغ الجديد يُعرف باسم « التغير الطوري ». يخمن المنظرون — ولعل تجارب فيزياء الطاقة العالية تجيب عن هذا عما قريب — أن شيئًا من هذا القبيل حدث في وقت مبكر من تاريخ الكون عند درجات حرارة تتجاوز مليون المليار درجة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. ١٠٥-١٠٦]
· Mythical creatures that lived within such systems would regard the lowest energy state as the background norm. Everything that these creatures perceived about these organized systems would be like what we experience for the vacuum in our universe. Our quantum vacuum is like a medium and never truly empty. It too can be organized in different phases and there are interesting properties and phenomena that can occur as one passes from one phase to another. It is widely suspected that this may have affected the nature of space-time in the early moments of our universe. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 115]
· لو تخيلنا أن هناك كائنات خرافية تعيش في هذه الأنظمة، فسيبدو لها أن حالة أدنى الطاقة هي القاعدة الطبيعية. وكل شيء أدركته هذه الكائنات بشأن الأنظمة المرتبة سيشبه ما ندركه عن الفراغ في كوننا. الفراغ الكمي في كوننا يشبه الوسط، ولا يكون فارغًا تمامًا. ويمكن تنظيمه أيضًا على شكل أطوار مختلفة، وثمة خصائص وظواهر مثيرة يمكن أن تقع والمرء يجتاز طورًا إلى آخر. ومن المعتقد على نطاق واسع أن هذا هو ما أثر على طبيعة الزمكان في اللحظات الأولى من حياة كوننا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 112]
· So we now have a new perspective on the ancient philosophers’ question of whether nature allows a vacuum. The answer is, depending on your point of view, either ‘no’ (in that the void is actually filled with an infinite sea of particles together with quantum fluctuations) or ‘yes; there are many different types of vacuum’ (i.e. depending on how the medium that is the quantum vacuum is organized). The received wisdom in physics tends to be in the latter camp. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 116-117]
· هكذا يكون لدينا الآن منظور جديد للسؤال الذي طرحه الفلاسفة القدماء هل الطبيعة تسمح بوجود فراغ. تعتمد الإجابة على وجهة نظرنا، سواء كانت «لا» (بمعنى أن الفراغ مليء بالفعل ببحر لانهائي من الجسيمات بالإضافة إلى التذبذبات الكمية) أو «نعم، هناك أنواع عديدة مختلفة من الفراغ» (أي اعتمادًا على الكيفية التي يُنظَّم بها الوسط، الذي هو الفراغ الكمي). تميل المعرفة السائدة في الفيزياء إلى كفة الإجابة بنعم. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 112]
· We are like the pencil that landed pointing north, or the roulette wheel where the ball landed in the slot that enabled life to arise. Had the ball landed elsewhere, such that the mass of the electron were greater, or the weak force weaker, then we would have been losers in the lottery and life would not have occurred. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 119]
· إننا أشبه بالقلم الذي سقط وطرفه متجه صوب الشمال، أو عجلة الروليت التي استقرت بها الكرة في فتحة مكنت الحياة من النشوء. ولو أن الكرة استقرت في أي فتحة أخرى، كأن تكون كتلة الإلكترونات أكبر أو تكون القوة النووية الضعيفة أضعف مما هي عليه بالفعل، لكنا خسرنا اليانصيب ولم تكن الحياة لتظهر مطلقًا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 115]
· Here I have come full circle back to my starting conundrum. If the spontaneous symmetry breaking had made other parameters and forces, we would not have been here to know it. This has given rise to the radical idea that there may be many vacua, multiplicities of universes, of which ours is the one where by chance the dials were set just right. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 119]
· هنا سأعود مجددًا إلى المعضلة التي بدأنا بها. لو أن انكسار التناظر التلقائي قد تسبب في إيجاد ضوابط وقوى مختلفة، ما كنا لنوجد من الأساس بحيث نعرف هذا. وهذا يثير فكرة متطرفة تقضي أنه من الممكن أن توجد فراغات عدة، وأكوان متعددة، وأن كوننا تصادف وحسب أنه الكون الذي اتخذت فيه الأرقام قيمًا مناسبة. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 115]
· During inflation there was a runaway expansion that took place ever faster. This was so rapid that some objects that had been near enough to exchange information, such as radiation, would have been thrust into disconnected parts of the universe whereby they are too far apart to exchange information now. For example, there are galaxies some 10 billion light years away from us in opposite regions of the sky, which means they are currently separated by more than 14 billion light years, greater than the distance that light could travel in the lifetime of the universe. Yet these galaxies exhibit the same laws of physics, the spectra of their elements being like fax messages from afar that reveal the elements and their properties to be the same throughout the observable universe. The background radiation across the universe has temperature and intensity the same everywhere to better than one part in 10,000. That this uniformity is total chance is stretching credulity. All of our observable universe must have been causally connected at some time in the past; in the absence of inflation this would be a paradox. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 134]
· إبان التضخم كان هناك تمدد جامح وقع بصورة أسرع من ذلك. بلغ التمدد من السرعة ما جعل بعض الأجسام التي كانت قريبة بعضها من بعض بما يمكنها من تبادل المعلومات، على غرار الإشعاع، تُقذف بعيدًا إلى أجزاء منفصلة من الكون بحيث صارت بعيدة إلى درجة تمنعها من تبادل المعلومات الآنعلى سبيل المثال، هناك مجرات تبعد عنا بنحو ١٠ مليارات سنة ضوئية في مناطق متقابلة من السماء، وهو ما يعني أنها بعيدة بعضها عن بعض بما يفوق ١٤ مليار سنة ضوئية، وهي مسافة أكبر من تلك التي يستطيع الضوء أن يقطعها خلال عمر الكون. ومع ذلك تطيع تلك المجرات قوانين الفيزياء عينها، وأطياف عناصرها – الأشبه برسائل الفاكس الآتية من بعيد وتكشف عن العناصر وعن خصائصها – تبدو واحدة في شتى أرجاء الكون القابل للرصد. وإشعاع الخلفية الكوني له نفس الحرارة والشدة في كل أرجاء الكون بدرجة تطابق قدرها جزء واحد في العشرة آلاف جزء. ومن السذاجة الاعتقاد بأن كل هذا الاتساق جاء وليد الصدفة. لا بد أن كوننا القابل للرصد بأكمله كان مرتبطًا على نحو سببي في نقطة ما من الماضي، وفي غياب التضخم سيكون ذلك أمرًا متناقضًا. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 128]
· If multiple universes have erupted as quantum fluctuations, such that our bubble happens to have won the lottery where the laws, dimensions, and forces are just right for us to have evolved, this still begs the question of who, what, where were encoded the quantum rules that enable all this. Was. [Frank Close, Nothing: A Very Short Introduction, Oxford (University press 2009), p. 144]
· لو أن الأكوان المتعددة نشأت نتيجة التذبذبات الكمية، وتصادف أن كانت فقاعتنا محظوظة بحيث كانت القوانين والأبعاد والقوى بها ملائمة تمامًا لتطور الحياة والبشر، فهذا لا يزال يستدعي التساؤل عن من أو ماذا حدد القواعد الكمية التي مكنت كل هذا من الحدوث وأين. [فرانك كلوس، العدم: مقدمة قصيرة جدا، ترجمة: فايقة جرجس حنا، ط. هنداوي، القاهرة 2014، ص. 136]
الحمد لله الذي بنعمته تتمّ الصَّالِحات