ما الفرق بين القانون العلمي والنظرية العلمية؟

يعمل القانون العلمي على التنبؤ بنتائج ظواهر معينة في الكون، ولكن لا يقدم تفسيرات لسبب وجود هذه الظواهر. على النقيض من ذلك، تسعى النظرية العلمية إلى تقديم تفسيرات للظواهر الموجودة. بعبارة أخرى، بينما يتنبأ القانون بما سيحدث، تتولى النظرية العلمية توضيح الأسباب وراء حدوث هذه الظواهر.

أمثلة على القوانين العلمية

توجد العديد من الأمثلة المتعلقة بالقوانين العلمية، ومنها:

• قانون الجاذبية

قدم نيوتن قانون الجاذبية في القرن السابع عشر، حيث أوضح كيفية تفاعل الأجسام بناءً على كتلها والمسافات بينها. ومع ذلك، لم يُفسر ما هو الجاذبية أو كيف تعمل.

• قوانين هابل للتمدد الكوني

أكدت هذه القوانين وجود مجرات أخرى بالإضافة إلى مجرتنا، وقدمت وسيلة لحساب سرعة تباعد المجرات عن بعضها. كما دعمت نظرية الانفجار العظيم، التي تفترض أن الكون بدأ قبل نحو 14 مليار سنة بانفجار هائل أدى إلى توسع ضخم.

بينما كشف كبلر أن الكواكب تدور حول الشمس في مسارات إهليلجية، حيث يتناول قانونه الأول، المعروف بقانون المدارات. أما القانون الثاني، المعروف بقانون المساحات، فيوضح أن الخط الموصل بين كوكب ما والشمس يغطي مساحات متساوية خلال فترات زمنية متساوية. بينما ينص قانونه الثالث على وجود علاقة واضحة بين فترة دوران الكوكب حول الشمس والمسافة التي تفصلهما.

• مبدأ أرخميدس

ينص هذا المبدأ على أن القوة المؤثرة على جسم مغمور في سائل كليًا أو جزئيًا، والتي تجعل الجسم يطفو، تعادل وزن السائل الذي تم إزاحته بواسطة هذا الجسم.

تُعتبر هذه القوانين ذات تطبيقات شاملة، وتلعب دورًا هامًا في حسابات الكثافة، فضلًا عن تصميم الغواصات والسفن وغيرها من المركبات البحرية.

• قانون فيثاغورس، الذي يحدد العلاقة بين أبعاد مثلث قائم الزاوية، حيث يقضي بأن مجموع مربعي طولي الضلعين القائمتين يساوي مربع طول الوتر.
• قوانين الديناميكا الحرارية التي تتعلق بحساب انتقال الحرارة بين الغازات.
• تغير الليل والنهار كنتيجة لدوران الأرض حول محورها.

أمثلة على النظريات العلمية

يمكننا استعراض عدد من النظريات الشهيرة في هذا الشأن, منها:

• نظرية النسبية لأينشتاين

وضعت هذه النظرية أسس فيزياء الكم، حيث أوضح أينشتاين أن الزمن والمكان ليسا مطلقين، وأن الجاذبية تؤدي إلى انحناء الزمان والمكان حول الأجسام. لتبسيط هذا المفهوم، يمكن تصور أنك تسير في نصف الكرة الشمالي نحو الشرق، فإذا أراد شخص ما تحديد موقعك لاحقًا، سيجد أنك تسير شرقًا ولكنك ستكون في موقع جنوبه، بسبب كروية الأرض.

• نظرية التطور

تنسب نظرية التطور إلى العالم البريطاني تشارلز داروين، حيث تقدم تفسيرًا للتغيرات الوراثية والتطور عبر الأجيال للكائنات الحية.

• نظرية هايزنبرغ (مبدأ الشك أو عدم التعيين)

يؤكد هايزنبرغ من خلال مبدأ عدم التعيين أنه من المستحيل قياس خاصيتين مختلفتين لجزيء في نفس الوقت بدقة. بمعنى آخر، يمكن معرفة موقع إلكترون دقيق، لكن لا يمكن معرفة كمية حركته في ذات الوقت، والعكس صحيح.

لاحقًا، اكتشف العالم (نيلز بور) مفهومًا يساعد على فهم نظرية هايزنبرغ، حيث أكد أن الإلكترون يمتلك خصائص كلٍ من الجزيء والموجة، وهو ما يعرف بثنائية (الموجة-الجسيم)، مما جعل هذا الموضوع من القضايا الجوهرية في فيزياء الكم.

عند حساب موقع الإلكترون، يتم التعامل معه كجزيء يوجد في نقطة معينة في الفضاء، بينما إذا رغبنا في قياس كمية حركته، يتم اعتباره كموجة، مما يسمح بتحديد طول الموجة، ولكننا نفقد معرفة موضعها.