إسحاق نيوتن — عندما تسمع هذا الاسم، قد يفكر الكثير منكم في قانون الجاذبية الكونية أو مخترع حساب التفاضل والتكامل. ومع ذلك، نيوتن، المعروف بأب الفيزياء، كان له جانب آخر طويل الأمد بقي سريًا: نيوتن الكيميائي. في هذه المقالة، سنركز على أبحاث نيوتن الكيميائية ونتعمق في عالم مساعيه السرية.
السير إسحاق نيوتن (1643-1727). صورة لغودفري كنيلر (1689). في هذا الوقت، كان نيوتن مغمورًا بعمق في الأبحاث الكيميائية. خلف شخصيته العامة كفيزيائي، كان يجري تجارب كيميائية سرية. © James Thronill بعد السير غودفري كنيلر
ملاحظات نيوتن الكيميائية
بعد وفاة نيوتن، تم اكتشاف مجموعة ضخمة من ملاحظاته عن الكيمياء. ظلت هذه الملاحظات غير منشورة لسنوات عديدة، حيث كان الخوف من أنها قد تلحق الضرر بسمعته كعالم. ومع ذلك، في النصف الثاني من القرن العشرين، بدأت هذه الملاحظات في دراستها بالتفصيل.
تحتوي ملاحظات نيوتن الكيميائية على سجلات مفصلة لمختلف التجارب. على سبيل المثال، تصف الطريقة لخلق مادة تُسمى “الأسد الأخضر.” يُعتقد أن هذا يشير إلى تفاعل كيميائي معقد باستخدام الأنتيمون والزئبق. تحديدًا، تتضمن العملية سحق خام الأنتيمون، خلطه بالزئبق، ثم تقطير الخليط مرارًا وتكرارًا. كان يعتقد نيوتن أن هذا “الأسد الأخضر” لديه القدرة على تحويل المعادن.
كان نيوتن أيضًا شغوفًا بالبحث عن “حجر الفلاسفة”، وهي مادة أسطورية يُقال إنها قادرة على تحويل أي معدن إلى ذهب. تحتوي ملاحظاته على سجلات مفصلة لتجارب تتضمن الخلط والتسخين وتقطير مواد مختلفة. على سبيل المثال، هناك تجربة موصوفة حيث يُمزج الرصاص والكبريت ويُسخن ويُبرد مرارًا وتكرارًا. خلال هذه العملية، لاحظ نيوتن ودوّن بعناية التغييرات في اللون والنسيج للمواد. وصف بالتفصيل كيف يتحول الرصاص إلى اللون الأسود ثم يأخذ لونًا أحمر، معتقدًا أن هذه التغييرات في اللون تشير إلى تغييرات جوهرية في المادة.
رؤية تخيلية لمختبر كيميائي من القرن السابع عشر. من المرجح أن نيوتن أجرى أبحاثه على ‘الأسد الأخضر’ و’حجر الفلاسفة’ في بيئة مشابهة. تم تطبيق معدات مثل أجهزة التقطير والأفران لاحقًا على التجارب العلمية. مولدة بالذكاء الاصطناعي
من المثير للاهتمام أن نيوتن لم يتبع فقط الطرق الكيميائية التقليدية؛ بل طوّر نظرياته الخاصة. اقترح مفهوم “الجسيمات” (جزيئات صغيرة جدًا) باعتبارها الوحدة الأصغر للمادة، معتقدًا أن خصائص المواد تحددها تركيبة وترتيب هذه الجسيمات. هذا المفهوم يشبه إلى حد بعيد النظرية الذرية الحديثة.
تتمحور النظرية الكيميائية لنيوتن حول مفهوم “المادة الأولية” (المادة الأصلية). كان يعتقد أن جميع المواد تتكون من مادة أصلية مشتركة، وأن المواد المختلفة تُنشأ من خلال اختلافات في ترتيب وكثافة هذه المادة الأصلية. على سبيل المثال، كان يعتقد أن الفرق بين الذهب و الرصاص يكمن في كيفية ترتيب نفس المادة الأصلية. على الرغم من أن هذه الفكرة تختلف عن مفهوم العناصر في الكيمياء الحديثة، إلا أنها كانت محاولة مهمة لفهم جوهر المادة.
بالإضافة إلى ذلك، كانت لنيوتن اعتقادات عن “التعاطف” و”الكراهية” بين المواد، محاولًا تفسير سبب جذب أو تنافر بعض المواد لبعضها البعض. حاول فهم هذه العلاقات من حيث الجذب والنفور بين جزيئات المواد. يمكن اعتبار هذا كمقدمة لنظريات التفاعلات الكيميائية.
حاول نيوتن أيضًا تطبيق نظرته الكيميائية على الكون كله. حاول تفسير الحركة الكوكبية والظواهر السماوية باستخدام المبادئ الكيميائية “التعاطف” و”الكراهية”. على سبيل المثال، حاول فهم الجاذبية بين الكواكب على أنها مشابهة لـ”التعاطف” بين المواد في الكيمياء. كان هذا طريقة تفكير أساسية في تطوير نظريته عن الجاذبية لاحقًا.
العلم والتصوف في القرن السابع عشر
القرن السابع عشر، حيث عاش نيوتن، كان عصر الثورة العلمية. ومع ذلك، كان أيضًا وقتًا كان يُعتقد فيه بكثرة بالعلوم الخفية مثل الكيمياء والتنجيم. بالنسبة لكثير من المفكرين في ذلك الوقت، لم تكن العلوم والتصوف متميزة بوضوح.
على سبيل المثال، روبرت بويل، وهو معاصر نيوتن، كان مهتمًا أيضًا بالكيمياء بشكل عميق. بينما يُعرف بويل بوضع أسس الكيمياء، كان أيضًا كيميائيًا حماسيًا. استكشف بويل خصائص المواد من خلال التجارب الكيميائية، مما ساهم في تطوير الكيمياء لاحقًا.
كانت الكيمياء في ذلك الوقت تُعتبر ليس فقط وسيلة لجني المال، بل أيضًا وسيلة لفك أسرار الكون. بالنسبة لنيوتن، كانت الكيمياء وسيلة للاقتراب من أسرار خلق الله. كان يسعى لفهم خصائص المادة الأساسية من خلال التجارب الكيميائية.
في زمن نيوتن، تم استخدام مصطلح “فلسفة الطبيعة” ليعني ما نسميه الآن “العلم”. كانت فلسفة الطبيعة تهدف لفهم وشرح الظواهر الطبيعية، لكنها كانت تختلف بعيدة عن منهجية العلم الحديث. كانت تمزج بين العناصر الخفية والعناصر التجريبية. على سبيل المثال، عند دراسة الحركة السماوية، كان يُعتبر التحليلات الرياضية جنبًا إلى جنب مع التأثيرات الخفية للأجسام السماوية.
تأثير الأبحاث الكيميائية على الاكتشافات العلمية
يُعتقد أن أبحاث نيوتن الكيميائية قد أثرت بشكل كبير على اكتشافاته العلمية. هنا بعض الأمثلة المحددة:
1. التأثير على الأبحاث البصرية
كان لنيوتن تأثير مباشر على أبحاث تشتت الضوء من خلال تجاربه الكيميائية. استخدم منشورًا لتفتيت الضوء الأبيض إلى طيف، وهي طريقة مشابهة لتجارب التقطير في الكيمياء. في الكيمياء، يتم تسخين و تقطير المخاليط لفصل المكونات المختلفة. طبق نيوتن هذا المفهوم على الضوء، مكتشفًا أن الضوء الأبيض هو في الواقع مزيج من أضواء ملونة مختلفة. وعلاوة على ذلك، أظهر أن كل لون من الضوء له مؤشر انكسار مختلف، وهو ما يُعتقد أنه يتعلق بمفهوم “النقاء” في الكيمياء.
مخطط لتجربة منشور نيوتن. يوضح كيف يتشتت الضوء الأبيض إلى ألوان مختلفة عند مروره عبر منشور. يعتقد أن هذه التجربة استوحيت من مفهوم الفصل والتنقية في الكيمياء. طبق نيوتن تقنيات الملاحظة الدقيقة التي دربها في الكيمياء لدراسة خصائص الضوء. هذا الاكتشاف هو مثال رئيسي على العلاقة الوثيقة بين الأبحاث الكيميائية لنيوتن واكتشافاته العلمية. CC BY-SA 3.0, Link
2. التأثير على نظرية الجاذبية
تظهر نظرية نيوتن عن الجاذبية تأثيرات من الكيمياء أيضًا. أشار نيوتن إلى قوة الجذب بين الأجرام السماوية البعيدة على أنها “قوة غيبية.” هذا يذكرنا بمفهوم “التعاطف” في الكيمياء. في الكيمياء، كان يُعتقد بوجود روابط غير مرئية بين المواد. طور نيوتن هذه الفكرة لفهم الجاذبية كقوة كونية تعمل بين جميع الأجسام. يُعتقد أيضًا أن مفهوم “الجودة” في الكيمياء قد أثر على تشكيل مفهوم “الكتلة” في نظرية الجاذبية.
3. المساهمة في النظرية الذرية
نشأت نظرية نيوتن “الجسيمية” من أبحاثه الكيميائية. أثرت هذه النظرية بشكل كبير على التطور اللاحق للنظرية الذرية. كان يعتقد نيوتن في وجود وحدات جزيئية صغيرة تشكل المادة، وأن المواد المختلفة تُنشأ عن طريق تركيبات تلك الجزيئات. تشكل هذه الفكرة أساس الكيمياء الحديثة. على سبيل المثال، حاول نيوتن فهم تحويل المعادن كتغيير في ترتيب الجسيمات، وهو ما يشبه إلى حد كبير مفهوم التفاعلات الكيميائية الحديثة.
4. التأثير على التفكير الرياضي
يُعتقد أن التفكير الرياضي لنيوين تأثر أيضًا بالكيمياء. في الكيمياء، غالبًا ما يتم إضفاء معانٍ خفية على الأرقام والأشكال الهندسية. يُفترض أن نيوتن طبق هذا الأسلوب في التفكير على حل المسائل الرياضية. فعلى سبيل المثال، يُعتقد أن استخدامه لمفهوم المتناهية في الصغر في تطوير حساب التفاضل والتكامل مرتبط بفكرة القسمة اللانهائية للمادة في الكيمياء.
5. المساهمة في المنهجية التجريبية
أسهمت التجارب الكيميائية في تطوير منهجية نيوتن العلمية. تطلبت التجارب الكيميائية إجراءات صارمة وملاحظات مفصلة. طبق نيوتن هذا المنهج على تجاربه العلمية. على سبيل المثال، في تجاربه البصرية، كان يسيطر بشكل صارم على شروط التجربة ويحتفظ بسجلات مفصلة للنتائج، وهو ما يُعتقد أنه تطبيق لأساليب التجربة الكيميائية.
إعادة تقييم نيوتن في تاريخ العلم الحديث
صفحة عنوان عمل نيوتن الأعظم ‘المبادئ الرياضية’ (الطبعة الأولى، 1687). يعتقد أن نظرية الجاذبية التي طورت في هذا العمل تأثرت بمفهوم ‘التعاطف’ في الكيمياء. إن إعادة التقييم في تاريخ العلم تكشف عن أهمية التفكير الكيميائي وراء هذا العمل. بواسطة إسحاق نيوتن
لفترة طويلة، تم التعامل مع أبحاث نيوتن الكيميائية كـ”جانب محرج” من إنجازاته العلمية. ومع ذلك، فإن الدراسات الحديثة في تاريخ العلم قد أعادت تقييم سعي نيوتن المتشعب في الفكر، بما في ذلك أبحاثه الكيميائية، كجزء مهم من تفكيره العلمي.
على سبيل المثال، جادلت مؤرخة العلم بيتي جو تيتر دوبس بأن أبحاث نيوتن الكيميائية لعبت دورًا أساسيًا في تطوير منهجيته العلمية. وفقًا لدوبس، قام نيوتن بتنقية الطريقة العلمية لوضع الفرضيات، وإجراء التجارب، وتحليل النتائج من خلال تجاربه الكيميائية. وتوضح أن السجلات التفصيلية للملاحظات في ملاحظات نيوتن الكيميائية أصبحت نموذجًا لحسن التجارب العلمية لاحقًا.
علاوة على ذلك، توفر أبحاث نيوتن الكيميائية وجهات نظر جديدة للعلماء المعاصرين. على سبيل المثال، حاول الكيميائي لورانس برينسيب إعادة تفسير ملاحظات نيوتن الكيميائية باستخدام المعرفة العلمية الحديثة. ووفقًا لبرينسيب، أظهرت بعض تجارب نيوتن نتائج ممتعة حتى من منظور الكيمياء الحديثة. بشكل خاص، تم الكشف عن أن تجارب نيوتن مع سبائك المعادن احتوت على أفكار كانت مقدمات لعلم المواد الحديث.
علاوة على ذلك، توفر أبحاث نيوتن الكيميائية رؤى مهمة حول العلاقة بين العلم والدين، والعقل والحدس. سعى نيوتن إلى التكامل بين البحث العلمي والبحث الديني، دون فصلهما. يوفر هذا الموقف من نيوتن وجهات نظر جديدة حول الحوار بين العلم والدين الحديث. على سبيل الطريف، يحاول بعض العلماء المعاصرين دمج البحث العلمي والبحث الميتافيزيقي، باتباع مثال نيوتن.
الخاتمة: ما تخبرنا به الكيمياء لنيوتن
تكشف ملاحظات نيوتن الكيميائية لنا عن عالم من المساعي السرية التي اختفت وراء الثورة العلمية في القرن السابع عشر. تعكس هذه الملاحظات السعي الفكري في عصر لم تكن فيه العلوم والتصوف قد تميزت بعد.
كان لأبحاث نيوتن الكيميائية تأثير كبير على اكتشافاته العلمية. وُلدت العديد من إنجازات نيوتن، بما في ذلك أسس علم البصريات، نظرية الجاذبية، والنظرية الذرية، من خلال هذا الاتصال الوثيق مع أبحاثه الكيميائية. على سبيل المثال، كان بحثه حول خصائص الضوء مستوحى من تجارب التقطير في الكيمياء. يُعتقد أيضًا أن مفهوم الجاذبية قد تطور من فكرة “التعاطف” بين المواد في الكيمياء.
البحوث الحديثة في تاريخ العلم تعيد تقييم السعي الفكري المتشعب لنيوتن بما في ذلك أبحاثه الكيميائية. هذا هو محاولة لفهم تاريخ العلم ليس كمجرد قصة خطية للتقدم، ولكن كعملية استكشاف معقدة ومتعددة الجوانب.
ما تخبرنا به ملاحظات نيوتن الكيميائية يتعلق بجوهر السعي الفكري. تعلمنا أهمية السعي وراء جميع الاحتمالات دون أخذ إبعادنا عن الأطر الحالية. ربما يستطيع العلماء المعاصرون أيضًا أن يتعلموا من روح نيوتن المتعددة الجوانب للاستطلاع.
في الختام، تُظهر أبحاث نيوتن الكيميائية أن تطور العلم ليس عملية خطية بسيطة، بل نتيجة للتشابك المعقد لمختلف الأفكار والممارسات. إنها تتحدى المفهوم الحديث لـ”النقاء” و”الموضوعية” في العلم، وتعلمنا أن جوهر العلم أكثر ثراءً وتعقيدًا.
تشجعنا ملاحظات نيوتن الكيميائية على النظر إلى تاريخ العلم بأعين جديدة. وفي الوقت نفسه، توفر رؤى حول كيفية إجراء البحوث العلمية الحديثة. التفكير الحر غير المقيد بالأطر الحالية، واندماج المعارف من مختلف المجالات، والإحساس بالدهشة أمام أسرار الطبيعة – هذه كلها دروس قيمة يمكننا تعلمها من أبحاث نيوتن الكيميائية.
