مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
1
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
المساهمون
عمر المريواني
مصطفى علي
حمدي عرقوب
هشام الصباحي
عبد الرحمن عبد الخالق
حسين غالب
رؤى الشيخ
2
غند ضرغام
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
المحتويات دراسة عن الوخز باإلبر “لعالج” الذبحة الصدرية 5 .................................................................................. الوعي الكمي ،بين الحقيقة والزيف 9 ................................................................................................. الكوانتا والوعي 10 ................................................................................................................... رؤى مختلفة وآراء داعمة 10 ......................................................................................................... ديباك شوبرا (10 ......................................................................................... )Deebak Chopra ماريو بيوريجارد ( 10 ................................................................................ )Mario Beauregard روجر بنروز (10 ............................................................................................. )Roger Penrose ديفيد بيرس (11 ........................................................................................... )David Pearce الفيروسات والسرطان 12 ................................................................................................................ اين تتركز شدة األشعة فوق البنفسجية على األرض؟ 15 ........................................................................... ذروة األشعة فوق البنفسجية 15 .................................................................................................. أرصاد األقمار الصناعية 16 .......................................................................................................... تاريخ ذروة األشعة فوق البنفسجية 18 .......................................................................................... االنتخاب الطبيعي لإلنسان اآللي 19 .................................................................................................... حياة وموت النيوترون 23................................................................................................................ الوورفيانية -فرضية سابير-وورف (27 ....................................................................... )Sapir-Whorf نقد الفرضية 28 ..................................................................................................................... عملية تعديل الهستون (علم التخلق) 29 ........................................................................................... تفاعالت األستلة و إزالة االستيل 29 .............................................................................................. تفاعالت إضافة المثيل وإزالة المثيل من الهستون 30......................................................................... معدل األيض وطاقة الجسم 32......................................................................................................... معدل األيض اإلستراحي 32...................................................................................................... التأثير الحراري لألطعمة (34 ..................................................... )Thermic Effect of Food -TEF النشاط البدني 34 ................................................................................................................ كلفة الطاقة لألنشطة الحركية 34 ............................................................................................ األنشطة غير الرياضية 34 ...................................................................................................... 3
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية حساب استهالك الطاقة 35 ..................................................................................................... تقدير استهالك الطاقة 35 .....................................................................................................
4
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
دراسة عن الوخز باإلبر “لعالج” الذبحة الصدرية دراسة أخرى حول الوخز باإلبر تزعم وجود نتائج إ يجابيّة ،بيد أنّها ابتَلَت بعيوبٍ منهجيّةٍ ونتائجٍ مثيرةٍ للشك ترجمة :هشام الصباحي
تظهر دراسةٌ جديدةٌ حول الوخز باإلبر تزعم أن الوخز
الحادّة المستقرّة ،أي ذلك األلم الذي يحدث في القلب
باإلبر يؤدي عمله في شيء معين .فتأتي الصحافة
م االستنتاجات: نتيجة قلّة التغذية الدمويّة .وهذه أه ّ
لتتناول الموضوع بسذاجة .فيهتف له مؤيّدو القضيّة
"وجدت التجارب السريريّة العشوائيّة ،والتي تضمّنت
من فوق أسطح منازلهم بحفاوة ،معلنين بأنّهم قد
404مريضاً يعانون من الذبحة الصدريّة الحادّة
توصّلوا الى الدليل أخيراً .ولكن بعد ذلك يلفت
المستقرّة ،أنَّ الوخز باإلبر في مناطق الوخز الواقعة
المشكّكون االنتباه تجاه العيوب الكامنة في الدراسة
على خطوط الطاقة[ )meridians( ]1المتأثّرة بالمرض
وأنّها في الواقع ال تثبت شيئاً .ولسوء الحظ فقد أدّت
قد قلّل بكثير من وتيرة نوبات الذبحة الصدريّة مقارنةً
هذه الحكاية الى أن يتغلغل الوخز باإلبر نحو الطب
بكلٍّ من الحاالت التي تمّ فيها الوخز باإلبر في مناطق
ببطء ،لكون أغلب األشخاص ال يعيرون اهتماماً كافياً
الوخز الواقعة على خطوط الطاقة غير المتأثّرة
لقراءة التداعيات الخطيرة لذلك.
بالمرض ،وبالوخز المزيّف ،وكذلك عند عدم الوخز
لذا دعونا نكمل الحكاية حول دراسةٍ أخرى تتعلّق
أيضاً".
بالوخز باإلبر ،وهذه الحكاية حول الذبحة الصدريّة
ظاهريّاً يبدو األمر معقوالً .فحجم النتائج ليس ضخماً ولكنّه ليس ضئيالً في الوقت ذاته .وهنالك ضوابط 5
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية رقابة مناسبة ،وكذلك قيل بأنَّهُ قد تمَّ تعتيم [ ]2األمر
الدراسات ،بل نوعيّتها .فأفضل الدراسات من ناحية
عليهم .فكانت جميع النتائج مهمّة إحصائيّاً:
النوعيّة تميل الى عدم إظهار أي اختالف ،حيث يبدو
"إنَّ متوسّط التغيّرات في وتيرة نوبات الذبحة الصدريّة
األمر كما لو أنّك ترى اختالفاً فقط حينما يكون هنالك
متباينٌ بشكلٍ كبير بين مجاميع المرضى األربعة وعلى
عيبٌ كبيرٌ واحدٌ أو أكثر في الدراسة .إذاً ماذا يمكن
مدى 16أسبوعاً :حيث لوحظ أن أكبر نقصان في نوبات
اعتبار ذلك؟
الذبحة الصدريّة كان في مجموعة المرضى ذوي خطوط
أحد العيوب الكبرى التي ال بدّ من قراءة الدراسة بتعمّقٍ
الطاقة المتأثرة بالمرض مقارنةً بالمجموعة غير
إليجادها هو أن طرق عالج "الوخز باإلبر" تتضمّن
المتأثّرة به (الفرق %95 ،4.07تدخّل تاجي– 2.43 ،
تحفيزاً كهربائيا .حيث أن التحفيز الكهربائي بحدّ ذاته
،5.71النتائج الزوجيّة أقل من ،)0.001وعند المقارنة
يعتبر عالجاً ،وذلك من خالل التأثيرات الفسلجيّة
مع مجموعة المرضى الذين تمَّ تعريضهم للوخز المزيّف
الخاصّة به" .العالج بالوخز الكهربائي" ببساطة عبارةٌ
كان (الفرق %95 ،5.18تدخّل تاجي،6.81 – 3.54 ،
عن طريقة للخلط بين نوعين مختلفين من
النتائج الزوجيّة أقل من ،)0.001وعند المقارنة مع
التدخّالت ،بحيث ليس باإلمكان الفصل بينهما .وبتلك
مجموعة المرضى الذين لم يتمَّ وخزهم (الئحة االنتظار)
أي من المكوّنين الطريقة لن يكون لدينا أي فكرة عن ٍّ
كان (الفرق 5.63نوبات %95 ،تدخّل تاجي– 3.99 ،
هو الذي يملك ذلك التأثير .وبالرغم من ذلك ،فإنَّ
،7.27النتائج الزوجيّة أقل من ".)0.001
التاريخ هنا هو الفيصل ،حيث أنَّ العديد من الدراسات
حسناً ،إذاً لماذا ال يقنعني هذا الكالم؟ من المؤكّد أن
التي تدّعي فعّاليّة الوخز باإلبر ،هي في الواقع تُزيّف
دراسةً سريريّةً واحدةً لن تكون مقنعةً أبداً بحدّ ذاتها،
األمر من خالل القيام بالتحفيز الكهربائي بخفاءٍ على
ولكن يوجد وراء ذلك الكثير من األسباب للتشكيك بهذه
أنّه وخزٌ باإلبر.
الدراسة .بدايةً ،تزعم الدراسة ظاهريّاً أن الوخز باإلبر
زِد على ذلك أنَّ الدراسة كانت معتّمةً جزئيّاً ،حيث أن
في خطوط الطاقة "الصحيحة" فعّالٌ أكثر من الوخز في
القائمين على الوخز باإلبر كانوا مدركين لحقيقة األمر.
خطوط الطاقة "غير الصحيحة" .وهنا ،أنا استخدم
فقد كانوا يعرفون فيما إذا كانوا في مجوعةٍ يتمُّ
عالمات االقتباس لغرض التهكّم ،ألن أكثر من قرنٍ من
عالجها أم ال .وهذا خللٌ خطير ،حيث تُظهر دراساتٌ
الزمان على العلوم الطبيّة قادنا الى االستنتاج الراسخ
سابقة أن التفاعل مع من يقوم بالوخز باإلبر هو في
تماماً والذي يقول أن ال وجود لخطوط الطاقة .حيث
الواقع العامل األكثر أهمّيةً في تحديد استجابة
ليس لها أي أساس في علم التشريح ،أو الفسلجة ،أو
الشخص .وما يزيد الطين بلّة هو عدم وجود محاوالت
علم االحياء ،أو في الواقع حتى .فهي مبنيّةٌ بالكامل
لقياس نجاح التعتيم على المريض .لذا فهنالك احتمالٌ
على مفاهيم ما قبل العلوم والمتعلّقة بطاقة الحياة.
كبيرٌ أن يكون القائم بالوخز باإلبر قد أثّر على
لذا فمن المناسب أن ننظر بعين الشكّ أليّ دراسةٍ تدّعي
األشخاص ،وأن هذا هو ما كان مسؤوالً بالكامل عن
فجأةً حقيقة وجود تلك الخطوط ،تماماً مثلما أشكك
التأثير الذي تمّت مالحظته.
بأيِّ دراسةٍ تدّعي أنَّ األخالط األربعة [Four ( ]3
وما يدعم هذا االستنتاج هو حقيقة وجود فرقٍ طفيفٍ
)humorsأو نظريّة الميازما [ maismas ]4حقائق.
جدّاً بين مجموعتي المرضى ذوي الوخز المزيّف والذين
لدينا أيضاً آالف الدراسات السريريّة التي تُج ِمعُ األغلبيّة
لم يتمَّ وخزهم .وهذه وصمة عارٍ في وجه النتائج
الساحقة منها على عدم وجود أي اختالف في التأثير
المعتادة في مثل تلك التجارب .ففي التجارب السابقة
عند القيام بالوخز باإلبر في مختلف المواضع .أما
للوخز باإلبر والتي تبحث عن النتائج غير الموضوعيّة،
الدراسات القليلة التي تُظهر اختالفاً فهي عبارةٌ عن
كان يو جد دائماً فرقٌ في المقارنة المعتّمة بين
قيمٍ متطرّفة .باإلضافة الى ذلك ،فما يُهم ليس عدد
مجموعة المرضى الذين تم إعطاؤهم نوعاً من الوخز 6
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية (الحقيقي ،أو المزيّف ،أو المحفَّز) وبين مجموعة
وحتّى ال تظنَّ بأنَّ هذه النتيجة بعمر 21عاماً ولذا فمن
المرضى الذين لم يتمَّ وخزهم .وبالنسبة لي ،فإنَّ عدم
المحتمل أال تكون صالحةً لمدّةٍ أطول ،فقد وجدت دراسةٌ
وجود فرقٍ واضحٍ في هذه الدراسة يشير وبقوّة الى أنَّ
محدّثة في عام 2014مرة أخرى أنَّ:
مجموعة المرضى ذوي الوخز المزيّف لم تكُن معتّمةً
"هذه المراجعة قد وجدت 847تجربة سريريّةً
وذلك من خالل تفاعلهم مع القائم بالوخز باإلبر.
عشوائيّةً موثّقةً بالتقارير حول الوخز باإلبر في
وما يقبع تحت هذا االستنتاج هو حقيقة أن النتيجة
المجلّات الصينيّة %99.8 .منها كانت نتائج إيجابيّة".
كانت بالكامل غير موضوعيّةٍ – حيث كانت عبارة عن
حتّى أن هنالك دليالً يفسّر جزئيّاً هذه النتائج المثيرة
تقاريرٍ حول الذبحة الصدريّة .ولم تكن هنالك اجراءاتٌ
للشك .حيث وجدت المراجعات أنَّ المعايير المنهجيّةً
فسلجيّةٌ موضوعية للرجوع إليها ببساطة لتسجيل
كانت منخفضةً في الدراسات الصينيّة حول الوخز باإلبر،
األعراض.
مقارنةً بالغرب:
إذاً مرّةً أخرى ،لدينا نتيجة غير موضوعيّة تماماً ،مع
"جودة المنهجيّة العلميّة كانت أقل من المعايير العالميّة وهنالك ورقةٌ بحثيّةٌ واحدةٌ فقط حول تجربةٍ عشوائيّةٍ مسيطرٍ عليها ( Randomized )Controlled Trial RCTكانت قد وصفت العمليّة التقنيّة للتجربة .وهنالك تقاريرٌ أقل حول التأثير على جودة التجربة العشوائية المسيطر عليها (،)RCT مثل مؤهّالت القائم على الوخز باإلبر وخلفيّته الدراسيّة ( ،)%3.06ردود الفعل السلبيّة (،)%4.23 طريقة التعتيم ( )%5.98وإجراءات ما بعد التجربة (".)%14.43
التقليدي .ومن المنطقي هنا أن نأخذ قاعدة االنحياز
في تلك األثناء وجدت دراسةٌ في عام 2017أنَّ فقط
بنظر االعتبار عند تقييم دراسةٍ من هذا النوع ،حيث
%8.7من التجارب السريريّة حول الطب الصيني
من الممكن أن يكون االنحياز الثقافي والسياسي قويّاً.
التقليدي (نصف تلك النسبة كانت دراسات حول الوخز
ولكن ليس علينا التخمين بخصوص هذا الموضوع،
باإلبر)
موقع
ألنّنا نملك دليالً دامغاً.
clinicaltrials.govقد ذكرت نتائجها .لذا فهنالك
ففي عام ،1998نشر فيكرز ( )Vickersوآخرون
دليلٌ على انحياز الناشر وضُعف المنهجيّة العلميّة.
مراجعةً لدراسات الوخز باإلبر في مختلف البلدان ووجدوا
وال دراسة الحاليّة خير مثالٍ على ما نراه عادةً – هنالك
أنَّه:
دائماً حيّز تذبذبٍ في المنهجيّة العلميّة لصالح القليل
"ليس هنالك أيُّ تجربةٍ منشورةٍ في الصين أو روسيا / اإلتّحاد السوفييتي سابقاً وجدت أنَّ العالج االختباري غير فعّال".
من االنحياز ،وهذا كافٍ لتفسير النتائج. باإلبر ،ليس هنالك ببساطة سببٌ منطقيٌّ لهذه العيوب
هذا صحيح – فـ %100من دراسات الوخز باإلبر
المنهجيّة ،والتي تمّت اإلشارة لها من قَبلُ مراراً وتكراراً،
المنشورة في الصين كانت إيجابيّة .هذه النتيجة كلّها
ما لم تكن بالطبع مميّزاتٍ وليست عيوباً .حيث أنَّ
غير ممكنةٍ إحصائيّاً حتى بالنسبة لعالجٍ يعمل بشكلٍ
الدراسات الدقيقة جدّاً حول الوخز باإلبر تميل إلى كونها
واضح .وهذا دليلٌ قويٌّ على االنحياز ،الذي من الممكن
سلبيّة ،وتُظهر باستمرار عدم وجود أي تأثير لموضع
أن يكون مزيجاً ما بين انحياز الباحث وانحياز الناشر.
اإلبرة أو الثقب الذي تعمله .ولذا ،فمُجمل األدلّة
نقصٍ في التعتيم ،وال يوجد تقييمٌ لمدى التعتيم، باإلضافة لنتائجٍ مشكوكٍ فيها (عدم وجود فرق في النتائج بين الوخز المزيّف باإلبر وعدم الوخز) .عالوةً على ذلك ،فقد تمَّ تعكير صفو النتائج من خالل استخدام التحفيز الكهربائي. وأخيراً ،يوجد سببٌ منطقيٌّ للتشكيك في الدراسة ،إن شئت ذلك – حيث ذكر إدزارد أرنست [Edzard ( ]5 ،)Ernstأن جميع المؤلّفين صينيّون منتسبون لمدارس الوخز باإلبر أو ما يعرف بالطب الصيني
التي
تمَّ
تسجيلها
في
وبعد عدة عقود من الزمن وآالف الدراسات حول الوخز
7
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية لسريريّة تؤيّد وبقوّة التفسير القائل بأنَّ الوخز باإلبر
السلوك العلمي واإلحتيال الذي من شأنه أن يقلل من
عبارةٌ عن دواءٍ وهميٍّ مصطنع ذو تأثيرٍ عالجيٍّ فعليٍّ
مقدار بلدانٍ بتلك األهمّية.
محدودٍ جداً.
إذاً في النهاية ،لدينا دراسةٌ تمَّ الترويج لها على أنّها
إنَّ اختصار الطريق لتجاوز الدقة المنهجيّة هو إحدى
قالبةٌ للموازين بخصوص الوخز باإلبر ،لكنّها في الواقع
الطرق المتّبعة لتصنيع أدلّةٍ إيجابيّة .وهنالك ضغطٌ
ليست سوى واحدةٍ من نفس تلك الدراسات المألى
سياسيٌّ وثقافيٌّ شديدين للترويج للطبّ الصيني
بالعيوب وغير المقنعة تماماً.
التقليدي ،إضافةً إلى كون الصين قد ابتَلَت بسوء الهامش [ ]1خطوط الطاقة ( :)meridiansمفهومٌ شائع في
زيادتها أو نقصانها .وهذه األخالط االربعة هي الدم
الطب الصيني التقليدي حول المسارات التي تنساب
والعصارة الصفراء والعصارة السوداء والبلغم.
خاللها طاقة الحياة في الجسد والمسمّاة (كي).
[ ]4نظريّة الميازما ( :)miasmasنظريّة قديمة
] [2المقصود بالتعتيم هنا هو أن األشخاص المؤدّين
تفترض أن األمراض الوبائية كالكوليرا والطاعون كانت
لعمليّة الوخز باإلبر والمرضى الذين تُجرى عليهم تلك
تحدث بسبب نوع من الهواء الفاسد المعروف بإسم
العملية من المفترض أنّهم ال يعرفون فيما إذا كان
هواء الليل والناتج عن تعفّن المواد العضويّة.
الوخز يُجرى على خطوط الطاقة المزعومة أم ال.
[ ]5إدزارد إرنست ( :)Edzard Ernstطبيب وباحث
[ ]3األخالط األربعة ( :)Four humorsنظام طبّي
أكاديمي متخصص في دراسة الطب البديل والتكميلي.
قديم استخدمه اليونانيّون والرومانيّون لتوضيح طرق
كان سابقًا أستاذًا للطب التكميلي بجامعة إكستر ،وهو
عمل الجسم البشري .حيث افترض وجود اربعة سوائل
أول منصب أكاديمي من نوعه في العالم.
أو اخالط تؤثر على مزاج وصحّة الشخص في حالة المصدر: Steven Novella, "Study on Acupuncture for Angina",sciencebasedmedicine.org, July 31, 2019
8
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
الوعي الكمي ،بين الحقيقة والزيف ترجمة :حمدي عرقوب
الوعي الكمي أو ما يُسمى أحيانًا بالعقل الكمي
التقنية في فحص ال دماغ بدرجة دقيقة من الناحيتين
( )Quantum Mindهو فكرة أن الوعي يقوم في
المكانية والزمانية معًا.
األصل على عملياتٍ كميّة ،على عكس وجهة نظر
وواضح جدًا من الجانب المنطقي أنه سواء كانت
البيولوجيا العصبية السائدة التي تكون فيها وظيفة
للتأثيرات الكمية فاعلية أو ال لتجعلها موضوعًا صالحًا
الدماغ كالسيكية بالكامل ،والعمليات الكمية ال تلعب
للتحقيق العلمي ،فإن مجرد ذكر "التأثيرات الكمية
أي دور حسابي فيها من قريبٍ أو من بعيد.
تسبب الوعي" ال يفسر شيئًا ما لم يتمكن العلماء من
في حين أن العديد من المحاوالت لنظرية الوعي الكمي
التوصل إلى اقتراح ما حول كيفية فاعلية التأثيرات
هي شبه زائفة من خالل االدعاء بسذاجة أن غرابة
الكمية تلك على الوعي .تجري الحجة كالتالي:
ميكانيكا الكم هي موازية لغرابة الوعي ،فإن نظريات
أنا ال أفهم الوعي.
الوعي الكمي األكثر تطورًا هي في األصل محاولة لحل
وأنا كذلك ال أفهم فيزياء الكم.
"مشكلة الترابط"()Binding problem؛ المشكلة
لذلك ،يجب أن يكون الوعي قائماً على فيزياء الكم!
التي تحاول تفسير كيف يمكن أن يتحد نظام
"واضح جدًا أن الحجة فارغة ضمنيًا من المنطق".
العصبونات الكالسيكية في الدماغ ليشكل هذه
هنا مالحظة مهمة :يجب التمييز بين هذا البحث وبين
الطريقة الواعية في التعامل .ومع ذلك ،ال يوجد في
"اإلدراك الكمي"( ،)Quantum Cognitionوالذي يتم
الوقت الحالي سوى القليل من األدلة التجريبية على
فيه تطبيق النماذج الرياضية الميكانيكية والكمية
العمليات الكمية ذات الصلة بموضوع الترابط في
على السلوك البشري في المناطق التي تفشل فيها
الدماغ البشري ،ويعزى ذلك جزئيًا إلى الصعوبة 9
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية نظرية االحتماالت الكالسيكية في مطابقة السلوك
األمر كذلك ،فهذا يعني أن العقول الواعية مصنوعة
البشري المرصود.
من بعض المواد غير المادية التي ال يتم صنعها من
فإن "اإلدراك الكمي" ال يفترض أن الوعي اإلنساني قائم
أجهزة الكشف الضوئية الالواعية.
باألساس على ميكانيكا الكم؛ إنه ببساطة قائم على أن
ازدواجية المادة تأتي هنا بمعنى أن الذات الجسدية
عدد قليل من علماء النفس الحظوا أن نفس المفاهيم
والعقل (أو النفس) يبدوان أنهما شيئان منفصالن.
والمعادالت المستخدمة في ميكانيكا الكم هي "ألسباب غير معروفة" جيدة ومماثلة للسلوك اإلنساني الفعلي
رؤى مختلفة وآراء داعمة
الفعلي غير عقالني.
ديباك شوبرا ()Deebak Chopra
حيث تشير نظرية االحتماالت التقليدية إلى أن السلوك الحظ أيضًا أنه على المستوى الذري ،أن األحداث الكمية
في النسخة الكمية لشوبرا (احد مشاهير الكتاب في
(االنحالل اإلشعاعي للذرات واالصطدامات االحتمالية
العلوم الزائفة) ،كل شيء يكون في حالة تراكب غامضة
للجزيئات) تحدث في المخ وتؤثر على الخاليا العصبية
على غرار قطة شرودنجر حتى يتم مالحظته .لذلك
إلى حد ما .ومع ذلك ،تعتبر هذه األحداث فرعية وليس
يجب أن يتطلب الكون مراقب .ولهذا ،يوجد إله واحد أو
هناك دليل على أنها تلعب أي دور ذي صلة حسابيا.
أكثر كما يقول !.. وفقًا لشوبرا" ،الوعي غير محلي" والوعي هو "حقل ،
الكوانتا والوعي
تركيبات غامضة من االحتماالت( ".مثل احتمال أن
ليست كل التفسيرات الميكانيكية الكمية تفترض
تكون قطة شرودنجر على قيد الحياة واإلمكانية
حدوث االنهيار الكمي ( )Quantum Collapse
المتزامنة بأن القطة قد ماتت) تشكل حقلًا وبواسطة
(االنهيار الكمي :افتراض يشير إلى انتقال نظام الكم
بعض اآلليات غير المبررة ينشأ الوعي من هذا المجال
من تراكب الحاالت إلى حالة المكون .تُعرف العملية أيضًا
من االحتماالت.
بأنها انهيار وظيفة الموجة أو انهيار الحاالت الكمية)، ولكن إذا حدث ذلك ،فإن إحدى النظريات المتنافسة
ماريو بيوريجارد ( )Mario Beauregard
حول كيفية حدوثه هي أن الوعي يسبب االنهيار .منذ
يتم شرح نسخة ماريو بيوريجارد لنظرية الكم بتعمق
أن تم تطوير هذه النظريات المستندة إلى الوعي ،فإن
في مجال العلوم العصبية غير المادية .ويتمثل جوهر
األشخاص الذين يرغبون في االعتقاد بأن الوعي فريد
الجزء المتعلق بالكم في حجته في أن قنوات األيونات
وخاص بطريقة ما ،قد انجذب إلى هذا النوع من
الموجودة في الخاليا العصبية صغيرة بما يكفي
الفيزياء الكمية.
لتخضع لتأثيرات الكم .هذا مشابه للنسخة المادية
في المستوى الحالي من المعرفة ،يصعب على
للوعي الكمي .بينما يرفض علماء آخرون العديد من
األشخاص العاديين أن يروا مدى ال معقولية نظرية
افتراضات بيوريجارد.
ومع ذلك ،تجدر اإلشارة إلى أنه إذا لم تكن "ازدواجية
روجر بنروز ()Roger Penrose
الوعي الكمي وكيف أنها تقوم على الرغبات والتمني. المادة" صحيحة وهو ما يشك به معظم العلماء_ فإن
عالم الرياضيات الشهير الذي تعاون كثيرًا مع ستيفن
من المفترض أن تكون العقول الواعية قادرة على
هوكينج ،أي أنه يختلف عن غيره من مؤيدي الوعي
تحطيم وظائف الموجة بقدر ما تستطيع أجهزة
الكمي في فهم شيء ما في الواقع حول فيزياء الكم.
الكشف الضوئية غير الواعية تحطيمها .وإذا لم يكن 10
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية تبدأ حجة بينروز بناءً على نظرية غودل غير المكتملة،
التجريبي المطلوب الختبار التخمين أو ربما لضحضه هو
( )Gödel's incompletenes theoremموضحًا أن
لألسف أكثر تقدمًا مما هو متاح حاليًا.
وجود النظرية أثبت أن العقل لديه القدرة على التفكير
باختصار:
خارج إطار حسابي ،أي أن الوعي غير قابل للحوسبة .ثم
باختصار ،يبدو أن كل هذه المناورات المختلفة فيما
تمنحه فيزياء الكم الخروج ليجادل بأن الخاليا العصبية،
يخص الوعي الكمي تثبت أن الكثيرين غير مرتاحين
وبالتالي الدماغ ككل ،تعمل بطريقة احتمالية .وتلك
لحقيقة أن الخاليا العصبية تعمل بمبدأ الكل أو ال
الحاالت االحتمالية الغامضة بطريقة ما تؤدي إلى
شيء،
الوعي.
أ) إما أن تكون مشغله أو معطلة ،مما يجعلها مماثلة للنظام الثنائي لجهاز الكمبيوتر.
ديفيد بيرس ()David Pearce
ب) أنه ،بقدر ما يمكننا أن نقول وفقًا للعلم الحديث،
نشر الفيلسوف ديفيد بيرس مقالًا بعنوان "المثالية
فإنهم يخضعون للقانون الفيزيائي والميكانيكا الكالسيكية.
الجبرية هل ينطوي الفكر الجبري على المثالية
ج) ما زلنا ال نملك حالً كامالً لمشكلة الترابط أو شرحاً
األحادية؟ تخمين قابل لالختبار تجريبياً حول طبيعة
شامالً لمدى عمل العقول بالطريقة التي تعمل بها.
العالم المادي" .في ذلك ،يقترح ديفيد فرضية زائفة
وهذا ال يستبعد احتمال وجود تأثيرات كمية ،ولكن لم
علميا الختبار الدور الحسابي للعمليات الكمية في
يتم اقتراح آلية متماسكة يمكن اختبارها عن طريق
الدماغ كحل لمشكلة الربط الهائل التي تنشأ من تصور
التجربة حتى اآلن.
قياسي للدماغ كنظام كالسيكي بالكامل .الجهاز المصدرRationalWiki (Quantum consciousness) :
11
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
الفيروسات والسرطان ترجمة :غند ضرغام أصبح لقاح جارداسيل أحد اللقاحات الروتينية ضد
المجهرية من جامعة ماساتشوستس ،وفي نفس السنة
سرطان عنق الرحم بعد ان اقرته منظمة الغذاء والدواء
حصلت على منصب في محطة كولورادو للبحوث كأول
في سنة .2006فعالية هذا اللقاح هي %100ضد بعض
عالمة بكتيريا هناك ،عملت هناك لثالث سنوات حتى
سالالت فيروس الورم الحليمي (بابيلومافايروس).
قررت الحصول على شهادة الدكتوراه .اثناء عملها على
تكمن وراء هذا اللقاح قصة طويلة من االصرار
شهادة الدكتوراه اخذت وظيفة غير مدفوعة كمساعد
والمثابرة .حتى ستينيات القرن الماضي اعتبر العلماء
باحث مع العالمة ايدا بينتغسون ،وهي اول امرأة
فكرة وجود ترابط بين السرطان والفيروسات فكرة
تعمل في خدمة الصحة العامة ،كان عملهما يركز على
مضحكة ومنافية للعقل .حتى مجيء العام 1976حيث
البكتريا الالهوائية (التي تستطيع العيش بدون
اكتشف العالم االلماني هارالد تسور هاوزن سالالت
اوكسجين) ،والتي تسبب بعض انواعها الغرغرينا
فيروس الورم الحميدي التي تصيب االنسان .هذه
الشائعة في جروح الحرب ،استطاعت ستيوارت تطوير
الفيروسات تعتبر من اول الفيروسات المكتشفة التي
لقاح وعالج للغرغرينا تم استعماله الحقا في الحرب
تسبب السرطان.
العالمية الثانية .حصلت ستيورات على شهادة
ظهور هذا النوع من اللقاحات يعتبر نقلة نوعية في
الدكتوراه من جامعة شيكاغو في ،1939في مرحلة ما
كيفية رؤية الباحثين لتطور السرطان .ففي
فقدت اهتمامها في دراسة البكتريا االهوائية وتركت
الخمسينيات كانت عالمة البكتيريولوجي سارة
عملها في مؤسسة الصحة الوطنية ( )NIHفي .1944
ستيوارت هي اول من اسس لفكرة امكانية وجود عالقة
(كان لدي شعور قوي بأن هناك بعض انواع السرطانات
بين بعض انواع الفيروسات والسرطان .وكانت على
تسببها الفيروسات) كما قالت ستيورات في احدى
وشك االبعاد عن المجتمع العلمي بسبب تلك الفكرة
المقابالت .وهذا الشعور بالذات هو الذي جعلها تتوجه
الغريبة انذاك .وقد اثبتت عام 1957ان الفيروس
للبحوث السرطانية ،لكنها قوبلت بالكثير من الرفض
التورمي (بولي اوما) يسبب اوراماً سرطانية في الفئران،
الن فكرتها كانت غريبة وغير مرحب بها في المجتمع
لقد غير هذا البحث فكرة العلماء عن السرطان الى
العلمي .كما تم رفض طلبها من قبل مؤسسة الصحة
االبد.
الوطنية لعمل دراسة حول فكرتها ،لكونها ال تملك
ولدت سارة ستيورات عام ،1906في المكسيك .وفي
الخبرة الكافية لعمل بحوث بشرية ،مما جعلها تقرر
بداية الثورة المكسيكية سنة ،1911أمرت الحكومة
دراسة الطب للحصول على الخبرة الالزمة للقيام بهكذا
المكسيكية بترحيلهم الى امريكا .انتقلت العائلة الى
بحث .لكن وحتى عام 1947لم يكن يسمح للنساء
نيو ميكسيكو عندما كانت ستيورات في المدرسة
بدراسة الطب .وفي عام 1949في عمر الثالثة
الثانوية ،ثم التحقت بجامعة والية نيو ميكسيكو،
واالربعين كانت ستيوارت اول امرأة تحصل على شهادة
حيث درست هناك االقتصاد المنزلي والذي يعتبر اعلى
الطب من جامعة جورجتاون .حتى بعد ان عادت الى
قسم يمكن للنساء االلتحاق به في ذلك الوقت .وعند
مؤسسة الصحة الوطنية بعد تخرجها ،لم تستطع
تخرجها في 1927كانت تملك شهادتين واحدة في
القيام بالبحث ،حتى تم تعيينها كمديرة طبية في
االقتصاد المنزلي والثانية العلوم العامة .ثم في عام
خدمة الصحة العامة في بالتيمور حيث كانت تملك
1930حصلت على شهادة الماجستير في علم االحياء
المصادر والمعرفة الكافية لبدء بحثها. 12
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية لم يكن علماء االورام على استعداد العتبار بعض انواع
نشرت ستيوارت وايدي عام 1957ورقة بحثية بعنوان(
الفيروسات قد تسبب السرطان وذلك لسببين :االول هو
اورام في فئران ملقحة بعامل سرطاني محمول في زرع
ان معظم الناس يعتقدون بان سبب السرطان بيئي او
نسيجي) واوضحت الحقا ان افضل تفسير لذلك هو ان
كيميائي والسبب االخر هو انه اذا كان السرطان ذا سبب
العامل السرطاني هو فيروس ،وكانت هذه اول مرة
فيروسي فلماذا ال ينتقل السرطان من شخص ألخر كما
يؤكد فيها عالم ان هناك سبب فيروسي للسرطان .هذه
تنتقل العدوى الفيروسية؟
الورقة البحثية استندت على تجربة قامت بيها
لم يكن بحث ستيورات عن اساس فيروسي للسرطان
العالمتان ،حيث حقنت ستيورات خاليا قرد واجنة
امرغير مسبوق .حيث انه في 1911اكتشف عالم
فئران بمستخلص سرطاني معزول .وكانت السوائل
الفيروسات بايتون راوس فيروس (راوس ساركوما)
المستخلصة من اجنة الفئران تحتوي على كمية كبيرة
والذي يسبب السرطان في الدجاج .وفي عام1933
من الفيروسات المسببة للسرطان.
اكتشف الطبيب وعالم الفيروسات ريتشارد شوب
تبين الحقا ان الفيروس الذي اكتشفتاه يسبب 20نوع
فيروس (شوب بابيلوما) والذي يسبب سرطان القرنية
اخر من السرطان ،باإلضافة الى سرطان الغدة النكفية.
في االرانب .وبعد ثالث سنوات عرض البايولوجي جون
لذلك اقترحت ايدي ان يتم تسميته( بولي اوما ) ،والتي
بتنر ان فيروسات تسبب السرطان في الفئران تنتقل
تعني حرفيا (سرطانات متعددة) .وفي عام 1958
من االم الى صغيرها عبر الحليب .لكن البحث الذي حقق
استطاعت العالمتان زرع الفيروس في حقل نسيجي
طفرة في الرابط بين السرطان والفيروسات هو بحث
للمرة االولى .وتمت تسميته الحقا فيروس ( SE
العالم لودفيغ غروس حول سرطان الدم (لوكيميا)في
polyoma (Steward-Eddyتكريما لهما.
الفئران في الخمسينيات .خالل عمل غروس على بحثه
نشرت ستيورات اخر ورقة بحثية لها عام 1972والتي
في قبو احد المستشفيات في برونكس في عام ،1951
تشير فيها الى وجود اثار لفيروسات تسبب سرطانات
اكتشف فيروس يسبب اللوكيميا للفئران (والذي تم
بشرية .وفي اثناء عملها المستمر لفهم السرطان،
تسميته باسمه الحقا) حيث حقن فئران حديثة الوالدة
واجهت هي السرطان شخصيا والذي انهى حياتها في
بخليط من اعضاء معصورة لفئران كان مصابة
عام .1976
بال لوكيميا وبعد فترة اصيبت الفئران حديثة الوالدة
ابحاث ستيورات وايدي في مجال السرطان قد غيره الى
باللوكيميا ! .جربت ستيورات هذه التجربة بالتعاون مع
االبد ،حيث تم اختراع لقاح جاردسيل اعتمادا على
العالمة بيرنيس ايدي ولمفاجئتهما لم تتكرر النتائج
ابحاثهما ،والذي يحتمل انه في المستقبل سيقلل من
بل نمت في الفئران انواع جديدة من االورام في الغدد
االصاببة بسرطان عنق الرحم بنسبة %90والكثير من
النكفية وليست اللوكيميا ،ولم يتم مالحظة هذا النوع
االكتشافات التي لوال اصرار ستيورات وايدي ومثابرتهما
من االورام في الفئران سابقا.
لما تم اكتشافها.
المقال األصلي: Leila McNeill, "The Woman Who Revealed the Missing Link Between Viruses and Cancer", SMITHSONIAN.COM, JUNE 17, 2019
13
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
سارة ستيوارت 14
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
اين تتركز شدة األشعة فوق البنفسجية على األرض؟ إعداد :حمدي عرقوب تعد شدة األشعة فوق البنفسجية في فصل الصيف
واألرجنتين .أعلى مؤشر لألشعة فوق البنفسجية هو
في نيوزيلندا متطرفة وبعيدة عن مقياس مؤشر
25في الخلية الشبكية المتمركزة في كوزكو ،في جنوب
األشعة فوق البنفسجية الدولي ( )UVIفي كندا ،ولكنها
بيرو .تتجاوز قيم الذروة على حافة هضبة القارة
الجلد
القطبية الجنوبية أيضًا أعلى نسبة من األشعة فوق
( .)Erythemaتم استخدام تقديرات تم جمعها على
البنفسجية في نيوزيلندا ،ويمكن مقارنتها بتلك
مدار سبع سنوات لألشعة فوق البنفسجية السطحية،
الموجودة في مستوى سطح البحر في المناطق
وذلك لمراجعة شدة الذروة العالمية ،ولتحديد مكان
االستوائية .يختلف وقت السنة في ذروة األشعة فوق
األشعة فوق البنفسجية األعلى على سطح األرض.
البنفسجية بدرجة بسيطة من الربيع في القطب
تتجاوز قيم األشعة فوق البنفسجية 20في جميع
الجنوبي ،حتى فصل الصيف في مناطق خطوط
أنحاء منطقة ألتيبالنو في بيرو وبوليفيا وتشيلي
العرض ،ومن مارس إلى أبريل في المناطق االستوائية.
تعكس
خطر
اإلصابة
بالتهاب
احمرار
ذروة األشعة فوق البنفسجية مع معدالت اإلصابة بسرطان الجلد األعلى في العالم،
ينبغي على النيوزيلنديين أن يدركوا المخاطر الصحية
زاوية ارتفاع الشمس التي تحدد االختالفات اليومية والفصلية والجغرافية.
الناجمة عن التعرض المفرط لألشعة فوق
الغيوم التي تعكس وتشتت اإلشعاع .يمكن
البنفسجية .وتقوم خدمة استشارية لألشعة فوق
أن تؤدي الظروف الملبدة بالغيوم الكثيفة إلى
البنفسجية منذ أمد طويل باإلبالغ بشكل منتظم عن
تقليل كثافة األشعة فوق البنفسجية بأكثر
المخاطر ،والتي تزداد بشكل ملحوظ لدى األشخاص ذوو
من ،٪90في حين أن السحب القريبة من
البشرة البيضاء (الفاتحة) وفي نمط حياة الخارجي
الشمس يمكن أن تسبب زيادات في األشعة
والمناخ الذي يشجع على التعرض للشمس بصفة
فوق البنفسجية قصيرة األجل تصل إلى ٪20
مستمرة .عادة ما يتم التعبير عن شدة األشعة فوق
تقريبًا .ونجد أنه في المتوسط ،تقلل السحب
البنفسجية بمؤشر األشعة فوق البنفسجية (،)UVI
من األشعة فوق البنفسجية بنسبة ٪30
وهو مقياس تم استخدامه ألول مرة في كندا ويتم
تقريبًا عن السماء الصافية.
تعريفه على المدى من 1إلى .10ولقد أظهرت دراسة
طبقة األوزون التي تمتص األشعة فوق
حديثة أن قيم ذروة األشعة فوق البنفسجية في
البنفسجية.
نيوزيلندا تزيد بحوالي ٪40عن خطوط العرض
البنفسجية بنسبة ٪1تقريبًا عن كل زيادة
المماثلة في أمريكا الشمالية.
بنسبة ٪1في طبقة األوزون ،والتي تتراوح
بالمقارنة مع المناطق االستوائية ،األشعة فوق
بين ما ال يقل عن 100وحدة دوبسون ()DU
البنفسجية ليست قوية بشكل خاص في نيوزيالندا-
داخل فتحة األوزون في أنتاركتيكا إلى حد
على عكس األدلة القصصية من المسافرين .العوامل
أقصى (موسمي) يبلغ حوالي DU 500في
الرئيسية التي تتحكم في األشعة فوق البنفسجية،
خطوط العرض الوسطى .يبلغ متوسط عمود
حسب الترتيب من األكثر أهمية هي:
األوزون العالمي حوالي ،DU 300وبعيدًا عن 15
تنخفض
األشعة
فوق
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية ثقب األوزون ،تميل طبقة األوزون إلى أن
البنفسجية ( ،)UVIولكن تكون تلك النسبة
تكون أقل (حوالي )DU 200في المناطق
أقل على علو مرتفع.
االستوائية.
المدار اإلهليلجي لألرض حول الشمس مهم
يمكن أن يقلل فناء اإليروسوالت من األشعة
أيضًا؛ فمع اقتراب أوائل شهر يناير ،تزيد
فوق البنفسجية بنسبة ( .٪ 30-20وهي
كثافة األشعة فوق البنفسجية الموجودة في
الجزيئات الصلبة والدقيقة والقطرات السائلة
الجزء العلوي من الغالف الجوي بنسبة ٪7
المعلقة في الهواء ،مثل الضباب والدخان
عن شهر يوليو.
ونفايات الغابات)
إذن ،أين يمكن أن نتوقع أن تكون األشعة فوق
االرتفاع يقلل من عمود الهواء الذي يعمل
البنفسجية أقوى على سطح األرض؟ استنادًا للعوامل
على التشتت وامتصاص األشعة؛ حتى في
التي سبق ذكرها ،فبالطبع يجب أن تحدث ذروة األشعة
أكثر طبقات الهواء نقاءً ،تزداد األشعة فوق
فوق البنفسجية في المناطق االستوائية (حيث أشعة
البنفسجية بحوالي ٪5لكل كيلومتر.
الشمس العالية ،واألوزون المنخفض) ،في موقع
الثلج يعكس األشعة فوق البنفسجية
مرتفع ،في نصف الكرة الجنوبي او بالقرب من مدار
لالرتداد مرة أخرى للهواء ،وهذا يمكن أن
الجدي ،حيث تحدث خالل الفترة التي تكون فيها
يضيف ٪ 40-20إلى مؤشر األشعة فوق
المسافة الفاصل بين األرض والشمس كحد أدنى.
أرصاد األقمار الصناعية لإلجابة على السؤال ،تم استخدام علم المناخ لبيانات
يوضح الشكل 1أن األلوان القياسية الدولية لمؤشر
األشعة فوق البنفسجية الشبكية المقاسة بواسطة
األشعة فوق البنفسجية ليست كافية لهذا الغرض.
مطياف مراقبة األوزون الكلي ( )TOMSالتابع لناسا
وليست كذلك أيضا إلظهار خطر االصابة بالتهاب احمرار
على متن قمر ( )Earth Probeخالل فترة 7سنوات
الجلد ( )Erythemaوتلف الجلد المرتبط ،تم اختيار
بين عامي 1997و .2003وقد أظهرت الدراسات السابقة
مقياس UVIإلظهار حدود نطاق األقمار الصناعية في
أنه على رغم من وجود مشاكل مع البيانات تحت
كندا .جميع القيم األعلى ،كما اختبرها أكثر من %90
الظروف الملوثة ،فإن النتائج موثوقة للجو السفلي
من سكان العالم فى أيام الصيف الصافية ،تقع فوق
النظيف المتوقع لقيم ذروة األشعة فوق البنفسجية
هذا النطاق.
( )UVIاليومية. الدقة المكانية للبيانات هي 1خط عرض × 1.25خط طول (حوالي 100كم × 100كم) وبالتالي فإن النتائج تمثل متوسطًا فوق هذه المساحة .تشمل البيانات تصحيحات لغطاء السحب ،وامتصاص طبقة األوزون، وارتفاع التضاريس ،وغطاء الثلج ،واإليروسوالت الجوية الممتصة .وتعطي البيانات قممًا يومية لألشعة فوق البنفسجية بالميلي وات في المتر المربع ،والتي تقسم على 25إلعطاء الـ (.)UVI
16
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية الشكل .1خريطة ذروة األشعة فوق البنفسجية .ال
وهي تُظهر التغيرات الموسمية المتوقعة ،والتي تُعزى
يسمح رمز اللون القياسي لـ UVIبتحديد قيم الذروة.
إلى تغيرات ارتفاع الطاقة الشمسية واألوزون والمسافة
جميع المواقع بين حوالي 50درجة جنوبا و 40درجة
الفاصلة بين األرض والشمس .باإلضافة إلى ذلك ،في
شماال تعاني من األشعة فوق البنفسجية القصوى (>
كوزكو على وجه الخصوص ،هناك زيادة تدريجية في
)10في مرحلة ما من السنة.
األشعة فوق البنفسجية كل عام والتي تحدث في الخريف وربما يتم ربطها مع الزيادات في االنعكاس السطحية المتوقع من الغطاء الثلجي.
يستخدم الشكل 2مقياسًا لونيًا معدلًا ويوضح أن أعلى قيم لألشعة فوق البنفسجية تحدث في جبال األنديز في بيرو وفي جميع أنحاء منطقة ألتيبالنو .الحد األقصى لألشعة فوق البنفسجية ( ،)25يوجد في المساحة الجغرافية 13.5درجة جنوبًا 172 ،درجة غربًا ،وتتركز على كوزكو في بيرو .تقع المدينة على ارتفاع 3360مترًا ،وتمتد التضاريس المحيطة بها إلى أكثر من 6000متر ،كعاصمة إلمبراطورية اإلنكا .يبدو أن مدينة كوزكو في موقع جيد لعبادة الشمس!!
الشكل .3مخططات السالسل الزمنية لألشعة فوق البنفسجية اليومية القصوى لمنطقة ألتيبالنو في أمريكا الجنوبية .النقاط الحمراء مخصصة لمساحة كوزكو ،والتي تم تحديدها هنا على أنها تحتوي على الحد األقصى من األشعة فوق البنفسجية .النقاط الزرقاء هي للذروة الخارجية التي تمت مناقشتها في النص. الشكل .2خريطة لذروة األشعة فوق البنفسجية ،وذلك
تبلغ قيم ذروة األشعة فوق البنفسجية هذه حوالي
باستخدام مقياس اللون المعدل لتسليط الضوء على
ضعفين أكبر من نظيرتها في نيوزيلندا ،وحوالي 1.5
القمم المطلقة.
أضعاف تلك الموجودة على ارتفاعات منخفضة في المناطق االستوائية. من المثير لالهتمام مقارنة قيم ذروة الظهيرة اليومية
كانت هناك نقطة بيانات واحدة تشير إلي ارتفاع أعلى
المتوقعة من ( )UVIمع القيم المقاسة .في
في شدة األشعة فوق البنفسجية ( )29=UVIإلى
نيوزيلندا ،تبلغ ذروة UVIحوالي ( 14وعند خطوط
الجنوب مباشرة من مدار الجدي في األرجنتين (23.5
العرض الشمالية المقابلة حوالي .)10يتم قياس قيم
درجة جنوبًا و 67درجة غربًا) ،لكننا نشك في أن هذه
الذروة المشابهة لتلك الموجودة في كولورادو ( 40درجة
نقطة انبثقت من مجرد بيانات خاطئة .يتم رسم
شماال ،االرتفاع 1700متر) ،وفي مرصد مونا لوا في
سالسل زمنية لمجموعات البيانات الكاملة من منطقة
هاواي ( 19درجة شماال ،االرتفاع 3400متر) ،تبلغ
ألتيبالنو لكوزكو وهذا الموقع الخارجي في الشكل .3
قيمة الذروة حوالي .20يجب مقارنة قيم الذروة هذه 17
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية بالقمم التي تحدث بالقرب من مستوى سطح البحر عند
ثقب األوزون .ونالحظ رُغم ذلك أن جميع القيم صغيرة
خط االستواء ( ،)16=UVIوالتي تشبه قيم الذروة
إذا ما تمت مقارنتها بـ( )300=UVIالموجودة خارج
المعززة بالثلوج التي لوحظت في أنتاركتيكا خالل فترة
الغالف الجوي لألرض.
تاريخ ذروة األشعة فوق البنفسجية أخيرًا ،في الشكل ،4نعرض يوم السنة الذي حدثت فيه
بكثير من تلك الموجودة في خطوط العرض الوسطى
قيم ذروة األشعة فوق البنفسجية .الحظ أن ذروة
مثل نيوزيلندا .عالوة على ذلك ،خالل هذه الفترة،
األشعة فوق البنفسجية في أنتاركتيكا تحدث في أوائل
هناك 24ساعة في وضح النهار في أنتاركتيكا ،لذلك
ديسمبر عندما ال تزال آثار ثقب األوزون في أنتاركتيكا
يمكن زيادة الجرعة اليومية اإلجمالية مقارنة بالمواقع
موجودة ،ومن الشكل ،2تكون قيمة الذروة هذه أكبر
األخرى.
الشكل .4خريطة ت بين يوم من السنة التي وقعت فيه ذروة األشعة فوق البنفسجية .عادةً ما يتوافق هذا مع الفترات التي تكون فيها الشمس أعلى في السماء .خارج المناطق المدارية ،يقع هذا بالقرب من 21يونيو في نصف الكرة الشمالي ،وبالقرب من 21ديسمبر في نصف الكرة الجنوبي .ومع ذلك ،في القارة القطبية الجنوبية ،تحدث ذروة األشعة فوق البنفسجية في وقت مبكر بسبب انخفاض قيم األوزون بكثير في فصل الربيع. البحث: Liley, J. Ben, and Richard L. McKenzie. "Where on Earth has the highest UV." UV Radiation and its Effects: an update 68 (2006): 36-37.
18
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
االنتخاب الطبيعي لإلنسان اآللي إعداد :عبد الرحمن عبد الخالق
ROBIN evolutionary robotics platforms, simulations, and experimental results
لطالما نظر اإلنسان للمخلوقات الطبيعية من حوله
ليستلهم من تكوينه مفاهيمًا وآلياتٍ يسخرها كيفما
محاولًا فهمها واستخالص مبادئها في عقله لينشئ
يشاء؟ لعل العقل البشري وتركيبه من العجائب التي
منها أدوات وآالت مسخرة لخدمته ،فاستلهم الطائرات
أذهلت العلماء والفالسفة ،فهو المسؤول عن األفكار
من الطيور والغواصات من األسماك ،ولكن هل حان
والخيا ل وموطن الذكريات والمشاعر ،ولكن ما نحن
الوقت لينظر اإلنسان إلى نفسه وطبيعة عقله
بصدده هذا المقال هو تمثيل العقل بهيئة حاسوب 19
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية فائق ،يتميز هذا الحاسوب -أي العقل -بقدرته على حل
و جهازك الحركي لم ينشأ أيٌ منهم في غرفة مظلمة
مشكالت بالغة التعقيد لم تطرأ عليه قبلًا ،فإن كنت
وحده دون اآلخرين ،ذلك جذب أنظار علماء الحاسوب
على الطريق وحدث ثقب في إطار سيارتك فلن تبذل
والمصممين إلى كيفية نشوء هذا المخ ،ذكرنا سابقًا
الكثير من التفكير لتوقف سيارتك على جانب الطريق
امكانية اعتبار المخ حاسوبًا فائقًا ،وذكرنا أن سر
وتبدأ في تغيير إطارك ،لعلك تطلب مساعدة من أحد
تفوقه هو قدرته على التأقلم في المواقف الجديدة
المارة ،إن لم تكن تملك الوقت الكافي لهذا يمكنك أخذ
التي يقابلها ،فإن نشأ هذا العقل بهيئته تلك عبر
سيارة أجرة لوجهتك ،فرغم مقابلتك للعديد من
م اليين السنين من التطور ،حيث أن البشر األقدر على
المشكالت التي ربما لم تكن معتادًا على مقابلتها ،فقد
التأقلم وإصدار السلوك المناسب في الموقف المناسب (
استطعت التصرف بشكل يناسب أهدافك ويوصلك
كالهرب عند مواجهة كائن مفترس) استطاعوا النجاة
لوجهتك ،وهذه القدرة الفائقة على التأقلم في العديد
ناقلين لنا قدرتهم الذهنية تلك ،فهل يمكننا استغالل
من المواقف ألهمت الباحثين في علم الروبوتكس
مفاهيمنا عن نظرية التطور وتطبيقها على اإلنسان
( )roboticsلألخذ مما تطرحه علوم األعصاب.
اآللي؟
هناك العديد من األوجه الواجب اعتبارها عند تصميم
من هذا المنطلق نشأ علم الروبوتات التطوري
إنسان آلي قادر على القيام بوظيفة محددة ،فبداية
( )evolutionary roboticsعلى يد ثالثة باحثين
يجب أن يصمم جسد هذا اإلنسان اآللي بشكل يتناسب
من جامعة ساسكس ( )Sussexعام 1993مؤسسين
مع وظيفته ،فإن كان مطلوب منه أن يمسك كوبًا من
بحثهم على العديد من األبحاث و النماذج في مجال
الماء فيجب أن يمتلك يدًا ليمسك بها ،وثانيًا يجب أن
البرمجة والتي نهلت من المفاهيم التطورية القادرة
يتملك مستقبالت حسية – عينين في هذه الحالة-
على إنتاج أنظمة حية كالعقل البشري قادرة على حل
ليدرك أين كوب الماء من حوله ،ثالثًا عليه أن يحمل
المشكالت التي تقابلها ،فيتم تصميم عدد من النماذج
نظام تحكم يخبر الروبوت ليمد يده أينما وجد كوب
المبدأية مختلفة التركيب للروبوت ويتم إطالقها في
ُلقحُ تصميمه على الماء ،وكل عنصر من هؤالء يُصمَّم وي َّ
بيئة ما ليتحركوا فيها كيفما يستطيعون محاولين
حدة ،ومن ثمَّ تُدمَج معًا هذه العناصر إلنتاج روبوت
إمساك كوب الماء ،ومن ثَمَّ يتم تقييم سلوك كل روبوت
يمسك كوب الماء حين يراه ،ولكن تواجه هذه الطريقة
أثناء فترة حركته حسب كفاءته (كم مرة نجح الروبوت
-أي تصميم كل جزء على حدة -معضلة حين يزداد
في إمساك كوب الماء حين رآه وكم مرة استطاع تحديد
السلوك المراد تعقيدًا وصعوبة في تنفيذه ،فلربما
الطريق الخالي من العوائق إلى هذا الكوب؟) ،وبعد
يختلف شكل الكوب من مكان إلى مكان ، ،لربما وُجِدت
تحديد الروبوتات األكثر كفاءة في هذا الجيل يمكننا
عوائق بين اإلنسان اآللي وبين الكوب المراد إمساكه
جعلها تتناسخ وتتكاثر إلى جيل جديد والقيام ببعض
بتغير البيئة المحيطة ،في الحقيقة أن هناك العديد
التعديالت عليها بشكل يقارب انتقال الجينات من
من االحتماالت التي يجب دراستها و فحصها أثناء عملية
جيل إلى جيل عبر التكاثر الجنسي والالجنسي فيما
التصميم ،مما يضع عبءً أكبر على المصمم وفرصة
يعرف بالخوارزمية الجينية ،ومن ثم تركها في نفس
نجاحٍ أقل لهذا الروبوت.
البيئة لتقوم بنفس السلوك ،ومن ثم نختار األصلح من
ال داعي للمقارنة بينك أيها القارئ وبين هذا الروبوت
هذه الروبوتات أيضًا و نعيد تكاثرها وإضفاء تعديالت
السالف ذكره ،انظر حولك فإن رأيت كوب ماء أو قلمًا أو
بسيطة عليها ،وفي النهاية -بعد اختيار األصلح ثم
أي شيء آخر يمكنك إمساكه فأمسكه ،لن تجد صعوبة
األصلح من كل جيل -ينتج لنا روبوت منتقى عبر أجيال
في ذلك ولتجد األمر تم بانسيابية تامة ،ورغم ذلك لم
عديدة قادر على القيام بالوظيفة المطلوبة منه
ينشأ كل جزء منك بمعزل عن اآلخر ،فحواسُّك وعقلك
بعناية (مالحظة :ذكرنا الخوارزميات الجينية كإحدى 20
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية وسائل التعلم اآللي لتعزيز فهم التقارب بين المسار
على خوارزميات وطرق أخرى أبرزها الشبكات العصبية
البيولوجي ومسار تطوير برمجيات االنسان االلي ،غير أن
االصطناعية والتي تعد هي االخرى أحد أركان هذا
التعلم اآللي ال يقتصر على هذه الخوارزمية بل يشتمل
التقارب).
رغم كل ذلك ،ففي كل خطوة في خطوات صناعتنا
دور الفريسة وواحًدا ممثلًا الصياد-
لروبوت متطور يسير حوار بين إمكانياتنا الهندسية
بالمقارنة بنوع واحد يريد تحقيق نفس المهمة.
وفهمنا لنظرية التطور نفسها التي أخذنا منها تطبيقنا
ومن أهم األسئلة التي يطرحها علم الروبوتات هو
هذا ،فبداية حين صممنا نماذجنا االبتدائية من هذه
كيفية ضمان قدرة اإلنسان اآللي على التطور؟ كيف ال
الروبوتات ،من يخبرنا أنها لن تفشل جميعها في
يحدث تغيرٌ بين جيل لجيل يؤدي لعرقلة الوظيفة
إمساك الكوب؟ كيف لنا أن نختار األصلح حينها وقد
المراد تأديتها أو منعها تمامًا في هذا الجيل؟ وتأتي
فشلت جميعها في تنفيذ الوظيفة المطلوبة؟ تعرف
اإلجابة مرة أخرى من طريقة تركيب الكائنات الحية،
هذه المعضلة باسم ( ،)bootstrap problemوفي
يحمل أي كائن الحي مادة وراثية تسمى الجينات
الحقيقة أن لديها عددًا من الحلول ،فمثلًا يمكن أن
( ،)genesتحمل هذه الجينات المعلومات عن تركيب
يتدخل الم صمم في عملية التطور تلك ،محاولًا توجيه
كل الكائن الحي ،فيحمل كل جين صفة أو أكثر من
روبوتاته نحو الهدف المطلوب شيءً فشيءً عبر
صفات هذا الكائن ،فإن حدث تغير في إحدى الجينات
تقسيمه ألهداف أبسط يمكن للروبوت تحقيقها ،ولكن
فلن يؤثر ذلك إال على الصفة المسؤولة عنها ،فمثلًا إذا
يوجد حل آخر يمكُّننا من فك هذه المعضلة دون أي
حدثت طفرة في الجين المسؤول عن لون الشعر أو
تدخل بشري ،الحل المقصود هنا يسمى بالتطور
حجم الفك ،لن يتغير شيء في الجسد غير لون الشعر
المشترك ( ،)Co-evolutionتحديدًا ما يحدث بين
وحجم الفك ،غير مؤثرة على باقي أجزاء الجسد
الكائن الصياد والفريسة ،فأي تغير عند الصياد يشكل
ووظائفه الحيوية ،هذا النموذج يسمى بال
تهديدًا للفريسة فتتطور لتواجه هذا التهديد ،وأي
( ،)genotype-phenotype mappingأي أن كل
تغير في الفريسة -بالمثل -يشكل تحديًا للصياد عليه
صفة في هذا الكائن تعود إلى جين محدد ،وما يطرحه
أن يواكبه ،وفي الحقيقة أنه في بعض المواقف يحقق
ذلك هو قدر من االستقرار أثناء تطور الكائنات الحية،
التطور المشترك لنوعين من الروبوتات -واحدًا ممثلًا
فليس كل تغير يطرأ عليها يؤدي إلى تغيرها جذريًا
نجاحًا أكبر
مما قد يؤدي إلى تعريضها للخطر من الطبيعة حولها، 21
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية ويمكننا أخذ هذه الفكرة و تطبيقها على إنساننا اآللي
إلنجاب أكبر عدد من األفراد) واالنتخاب الطبيعي (قدرة
بحيث ال تطرأ تغيرات جذرية تؤدي إلى توقفه عن
الكائن على التغلب على األخطار الطبيعية التي
العمل وبالتالي منعه من التكاثر (أو تحديداً التطور في
تقابله) ،وليس هذا البحث الوحيد من نوعه ،حيث
النموذج).
استخدمت نفس التقنية في دراسة سلوك التعاون بين
يزيل لنا هذا النموذج وهذه األفكار المطروحة الكثير من
الكائنات الحية وغيرها من السلوكيات التي لم يسهل لنا
العوائق التي واجهناها في بداية المقال ،فاآلن ليس
دراستها نظرًا لندرة آثارها في السجل األحفوري.
المصمم مطالبًا بتوقع كل مشكلة قد تقابل إنسانه
في هذا المقال ملنا كثيرًا نحو علم األحياء التطورية وما
اآللي أثناء عمله وليس مطالبًا بتصميم كل جزء من
يحمله علم الروبوتات له ،ورغم النافذة المميزة التي
اإلنسان اآللي على حدة حيث أن عملية التطور تلك
ينظر منها هذا العلم بأدواته إلى علوم التطور
تعمل على جميع أجزاءه في آن واحد ،ولكنها أيضًا تبين
والسلوك ،فإن ذلك ال ينفي قط التطبيقات الواعدة
لنا آفاقًا أخرى في مجال الهندسة بل مجال األحياء التي
لعلم الروبوتات التطوري في مجال الهندسة والتصميم،
استمدت منه فكرتها من األساس.
فهو بطبيعته يسعى إليجاد التصميم األفضل الذي
تتطور الكائنات الحية على آالف وماليين والسنين ،مما
يقوم بالوظيفة المطلوبة ،حاملًا عبء إيجاده عن
يجعل مراقبة تطورها ودراسته دراسة مباشرة أمرًا
المصمم ،على سبيل المثال نجح علماء من جامعة
صعبًا ،فيلجأ العلماء للسجل األحفوري و المعلومات
كوينزالند ( )Queenslandاألسترالية العام الماضي
الجينية للكائنات الحية لدراستها والمقارنة بينها ،ولكن
بتحديد أفضل نموذج لقدم روبوت عند السير على
وجود نماذج مثل هذه الروبوتات القادرة على التطور
أسطح مختلف التركيب سواء ماء او تربة أو غيرها.
يمنحنا فرصة لمحاكاة األنظمة الحيوية بدقة أعلى
علم الروبوتات التطوري رغم حداثة تكوينه إال أنه
وإمدادنا بفرص تجريبية لدراسة فرضياتنا حول
يقتبس العديد من األفكار واالقتراحات من علوم
التطور ،فقام – على سبيل المثال -باحثون من جامعة
التطور و البرمجيات على سواء محاولًا اإلضافة عليها و
لوزان ( )Lausanneبخلق 100مجموعة كل منها
استغاللها لمسعاه واعدًا بتطبيقاته نافذة جديدة
مكونة من 20روبوت لدراسة تأثير التطور على قدرة
لعلوم األحياء والسلوك والتصميم ،رغم ذلك فال زال
الكائنات الحية على التواصل فيما بينها ومراقبة
قيد نمو ،ولم يملك أحدٌ أن يتنبأ بمستقبله و
اختالف انظمة التواصل تلك بين األجيال المختلفة
تطبيقاته ،فلربما يكون هو مستقبل دراسات السلوك
وعال قتها بالتغيرات الجينية التي سبقتها وعالقة
البشري إن طورناه بما يكفي.
ذلك باالنتخاب الجنسي (قدرة الكائن على التزاوج المصادر: D. Floreano , S. Nolfi; “Evolutionary Robotics: The biology, Intelligence, and Technology of Self-Organizing Machines”; MIT perss; https://mitpress.mit.edu/books/evolutionary-robotics S. Donciex, N. Bredeche, J. Mouret & A.E. Eiben; “Evolutionary Robotics: What, why, and ;where to”; Frontiers in Robotics and AI Journal; 03 March 2015 https://doi.org/10.3389/frobt.2015.00004 Cliff D., Harvey I. and Husbands P. (1993). Explorations in evolutionary robotics. Adaptive Behavior, 2:73-110; https://doi.org/10.1177/105971239300200104 Floreano, D., Mitri, S., Magnenat, S., and Keller, L. (2007). Evolutionary conditions for the emergence of communication in robots. Curr. Biol. 17, 514–519. doi:10.1016/j.cub.2007.01.058 J. Collins, W. Geles, D. Howard & F. Maire; “Towards the Targeted Environment-specific Evolution of Robot Components”; https://arxiv.org/abs/1810.04735
22
● ● ● ● ●
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
حياة وموت النيوترون
ترجمة :حمدي عرقوب تكشف التجارب التي تقيس عمر النيوترونات عن
الطاقة األمريكية ( )Berkeley Labباستخدام
تناقض محير وغير محلول ،ففي حين قيست هذه
حواسيب فائقة القدرة ،نجحوا في حساب كمية
الفترة العمرية بدقة بلغت فقط %1باستخدام
معروفة باسم (اقتران محور النواة) أو (شحنة النواة
تقنيات مختلفة ،فإن هذا التضارب الظاهري في
المحورية) (- )gAوهو أمر أساسي لفهمنا لحياة
القياسات يوفر إمكانية مميزة للتعلم عن الفيزياء غير
البروتون-بدقة لم يسبق لها مثيل وتتيح طريقتهم
المكتشفة بعد.
مسارًا واضحًا لمزيد من التحسينات التي قد تساعد
في مايو ،2018نجح فريق يقوده علماء من قسم
بدورها في حل التناقض التجريبي.
العلوم النووية في مختبر لورانس ببيركلي التابع لوزارة 23
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية ولتحقيق نتائجهم صنع الباحثون شريحة تجريبية من كون محاكي لتزويدنا بنافذة على العالم دون الذري ونشرت الدراسة على االنترنت في الثالثين من مايو 2018في مجلة نيتشر (.)Nature نظرًا الختالف كتلتهما الذرية نجد أنه يمكن للنيوترون أن يتحول الى بروتون* منتجًا جسيم بيتا السالب (إلكترون ذا طاقة عالية) ومعه جسيم النيوترينو المضاد ،وهذه العملية ال تعتمد فقط على اختالف الكتل لكن أيضا على اقتران محور الذرة والذي يمثل االقتران بين البروتون والنيوترون ،فكما أن البروتونات والنيوترونات لديهما شحنة كهربية تتأثر بدورها
Credit: Evan Berkowitz/J ülich Research Center, Lawrence Livermore National Laboratory
بالمجال الكهرومغناطيسي فإن األنوية لديها حساسية لما يعرف بالقوة النووية الضعيفة والتي تسبب انبعاث جسيم بيتا محولًا النيوترون إلى بروتون.
باإلضافة إلى عمر النيوترونات ،تستخدم القياسات
في هذا الرسم التوضيحي ،تمثل الشبكة الموجودة في
الدقيقة أيضًا لعملية قياس اضمحالل النيوترون
الخلفية الشبكة الحسابية التي استخدمها علماء
الستكشاف فيزياء جديدة تتجاوز النموذج القياسي
الفيزياء النظرية لحساب اقتران المحور النواة .تحدد
( ،)The Standard Modelويسعى علماء الفيزياء إلى
هذه الخاصية كيفية تفاعل دبليو بوزون ()W Boson
حل التناقض في فترة عمر النيوترون بالنتائج
(خط متموج أبيض) مع أحد الكواركات في نيوترون
التجريبية التي تعين قيمة اقتران محور النواة ()gA
(كرة شفافة كبيرة في المقدمة) ،ينبعث منها إلكترون
بطرق أكثر دقة.
(سهم كبير) ومضاد النيوترينو (سهم منقط) في عملية تسمى تحلل بيتا .تحول هذه العملية النيوترون إلى بروتون (كرة شفافة بعيدة). لجأ الباحثون إلى كروموديناميكا الكم ()QCD
باسم الشبكة الكمية الكروموديناميكية لتمثيل هذه
(الكروموديناميكا هي نظرية حول التفاعل القوي بين
الكمية الكروموديناميكية ( )QCDعلى هيئة شبكة
الكواركات والغلوونات) ،وتعتبر حجر الزاوية للنموذج
محددة.
القياسي الذي يصف كيفية تفاعل الكوارك والغلوون
ونتيجة أن الطبيعة ال تحترم دائمًا مبدأ التشابه
( )Gluonمع بعضهم البعض ،حيث أن الكواركات
(( )Symmetryبمعني أنه ال يمكن التنبؤ بتلك
والغلوونات هي اللبنات األساسية للجسيمات األكبر
التفاعالت على الورق كما في التفاعالت الكيميائية
حجمًا مثل البروتونات والنيوترونات ،كما تساعد
على سبيل المثال ،بل يوجد كم من االحتماالت القابلة
ديناميكيات هذه التفاعالت في تحديد كتلة البروتونات
للحدوث وال يمكن تحديد أي تفاعل هو الحادث إال
والنيترونات باإلضافة إلى شحنة محور النواة (.)gA
بالتجربة والقياس ).في التفاعالت ما دون الذرية فإن
لكن العمل بواسطة كروموديناميكا الكم ()QCD
شحنة محور النواة ال يمكن تحديدها إال من خالل
يالزمه تعقيد حيث أن إنتاج هذه الكميات يستلزم
التجارب المعملية أو التنبؤات النظرية باستخدام
وجود حواسيب فائقة القدرة ،ففي آخر دراسة اجريت
الشبكة الكمومية الكروموديناميكية (.)QCD
حول الموضوع استخدم العلماء محاكاة رقمية تعرف 24
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية تنبؤات الفريق النظرية الحالية لشحنة محور النواة
وأضاف والكر الود "لقد وجدنا طريقة لحساب شحنة
الكمومية تعتمد على محاكاة قطعة صغيرة من الكون
محور النواة مبكرًا وقبل أن “تنفجر” هذه الضوضاء
(حجم به عدد صغير من النيوترونات في كل جانب).
بوجهنا!"
ت تم المحاكاة أثناء تحول النيوترون إلى بروتون بداخل
قال تشانغ "لدينا اآلن تنبؤات نظرية محضة عن عمر
هذه القطعة الصغيرة من الكون للتنبؤ بما يحدث في
النيوترون وهي المرة األولى التي يمكننا فيها التنبؤ بأن
الطبيعة.
عمر النيوترونات يتوافق مع التجارب وكان هذا نتاج
ويحتوي هذا النموذج الكوني على نيوترون واحد وسط
عمل مكثف ومتواصل لمدة عامين لمجموعة من
بحر من أزواج الكواركات والتي تعج بالحركة في هذا
العلماء العظماء الذين دربوا على هذا العمل"
الفضاء الحر الذي يبدو فارغًا ظاهريًا.
تفرض الحسابات األخيرة قيودًا على فرع من فروع
يقول والكر الود" :كان من المفترض أن يكون حساب
الفيزياء النظرية التي تتجاوز النموذج القياسي ( The
شحنة محور النواة ( )gAأحد الحسابات القياسية
)Standard Modelوهي قيود تتجاوز هذه القيود
البسيطة التي يمكن استخدامها إلثبات أنه يمكن
التي تضعها تجارب اصطدام الجسيمات القوية في
استخدام الشبكة الكمية الكورموديناميكية ()QCD
مسارع الهادرونات الكبير في سيرن ( ،)CERNولكن
في أبحاث الفيزياء النووية ،وإلجراء اختبارات دقيقة
هذه الحسابات ليست دقيقة كفاية لتحديد ما إذا كانت
تبحث عن فيزياء جديدة في محاور الفيزياء النووية"،
هذه الفيزياء الجديدة تختبئ وراء حسابات شحنة النواة
وهو أحد العاملين في قسم العلوم النووية في مختبر
المحورية ( )gAوحساب فترة العمر للنيوترونات.
بيركلي ،الذي قاد الدراسة الجديدة .بعنوان "إنها كمية
كما لوحظ أن العامل األساسي في هذه الحسابات هو
صعبة التحديد للغاية".
توفير المزيد من الطاقة الحاسوبية فليس علينا
يرجع ذلك إلى أن حسابات هذه الشبكة تتعقد بفعل
تغيير الطريقة المتبعة في الحسابات كما قال والكر
نتائج إحصائية مضطربة إلى حد غير عادي والتي
الود وتشانغ.
نجحت في إحباط نتائج حسابات الشحنة المحورية
كما بنى العمل األخير على عقود من البحث والموارد
للنواة حيث أكد بعض الباحثين سابقًا بأن هذا يستلزم
الحاسوبية لمجتمع الشبكة الكروموديناميكية المعتمد
جيل جديد من أقوى وأدق الحواسيب الفائقة للوصول
على قاعده بيانات ( )MILCوهي مصدر مفتوح
لدقة تبلغ 2في المئة بحلول عام .2020
لمكتبة برمجيات خاص بالشبكة الكروموديناميكية
وقد استحدث الفريق المشارك في آخر دراسة طريقة
األمريكية.
لتحسين حساباته الخاصة بشحنة النواة المحورية
اعتمد الفريق بشدة على قوة تيتان ( )Titanوهو
( )gAباستخدام نهج غير تقليدي وحواسيب فائقة
حاسوب فائق في مختبر أوك ريدج ()Oak Ridge Lab
في مختبر أوك ريدج الوطني ()Oak Ridge Lab
المعد بوحدة تجهيز الرسومات أو ( )GPUsالتي تطورت
ومختبر لورانس ليفرمور الوطني (،)Livermore Lab
منذ استخدامها المبكر في تسريع ألعاب الفيديو إلى
وشملت الدراسة علماء من أكثر من اثنى عشر مؤسسة،
تطبيقات حالية في المصفوفات الكبيرة لمعالجة
بما في ذلك علماء من جامعة بيركلي وعدة مختبرات
الخوارزميات المعقدة ذات الصلة بالعديد من مجاالت
وطنية أخرى تابعة لوزارة الطاقة.
العلوم.
كما قال الباحث الرئيسي وباحث ما بعد الدكتوراه في
حسابات اقتران محور النواة تتطلب حوالي 184مليون
مختبر بيركلي للعلوم النووية شيا تشنغ "الحسابات
ساعة معالجة في حاسوب تيتان ( )Titanوهو ما
الماضية تم تجميعها في وسط الظروف األكثر ضوضاء
يعادل ستمائة ألف عام بالحاسوب العادي.
وتشويشًا قد أعمتنا عن النتائج التي كنا نسعى إليها". 25
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية وبينما كان يعمل الباحثون من خالل تحليلهم لهذه
لألبحاث في ألمانيا ،وجامعة ليفربول في المملكة
المجموعة الهائلة من البيانات الرقمية أدركوا أن األمر
المتحدة وكلية وليام وماري وجامعة روتجرز وجامعة
يحتاج إلى مزيد من التحسينات للحد من عدم اليقين
واشنطن وجامعة غالسكو في المملكة المتحدة وأخيرًا
في حساباتهم.
منشأة مسارع توماس جيفرسون الوطني في الواليات
وتلقى الفريق مساعدة من موظفي مرفق أوك ريدج
المتحدة األمريكية.
للحوسبة لالستفادة من تخصيص 64مليون ساعة
أحد المشاركين في الدراسة هو عالم في المركز الوطني
تيتان بكفاءة وتحولوا أيضًا إلى برنامج الحوسبة
ألبحاث علوم الطاقة ( .)NERSCيعد جهاز الكمبيوتر
متعددة البرامج والمؤسسات في مختبر ليفرمور
الفائق Titanجزءًا من مرفق أوك ريدج للحوسبة
( ،)Livermore Lapمما أتاح لهم مزيدًا من وقت
( .)OLCFحيث ( )NERSCو ( )OLCFهما
الحوسبة لحل حساباتهم وتقليل هامش عدم اليقين
منشأتين تابعتين لوزارة العلوم.
إلى أقل من 1في المئة.
تم دعم هذا العمل من خالل برامج البحث والتطوير
مع مزيد من اإلحصاءات باستخدام الحواسيب فائقة
الموجهة للمختبرات في مختبر بيركلي ،ومكتب العلوم
القدرة ،يأمل فريق البحث في خفض هامش عدم
التابع لوزارة الطاقة في الواليات المتحدة ،وبرنامج منح
اليقين إلى حوالي 0.3في المائة .وقال تشانغ "هذه هي
جائزة وزارة الطاقة للوظيفة المبكرة ،وشركة
النقطة التي يمكننا فيها البدء بالتمييز بين النتائج
( )NVIDIAوالبحوث الصينية األلمانية المشتركة.
من طريقتين تجريبيتين مختلفتين لقياس عمر
ومشاريع مؤسسة األبحاث األلمانية والمؤسسة
النيوترون .وهذا دائمًا هو الجزء األكثر إثارة :عندما
الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ،و( )RIKENفي
يكون للنظرية ما تقوله حول التجربة والنتائج".
اليابان ،ومؤسسة ليفرهولم ترست ،ومعهد كافلي
وأضاف" :مع مزيد من التحسينات ،نأمل أن نتمكن
للفيزياء النظرية التابع لمؤسسة العلوم الوطنية،
من حساب األشياء التي يصعب أو حتى من المستحيل
وبرنامج األثر التجريبي والحديث للوزارة على النظرية
قياسها في التجارب المعملية".
والتجربة ( )INCITEبرنامج لورنس ليفرمور الوطني للحسابات متعددة البرامج والمعامل في المختبر من
بالفعل ،تقدم الفريق بطلب للحصول على حاسوب فائق من الجيل التالي في مختبر أوك ريدج ( Oak
خالل جائزة المستوى األول للتحدي الكبير.
)Ridgeيسمى ( ،)Summitوالذي من شأنه تسريع
*أن النيوترون يحاول الوصول إلى الحالة أكثر استقرارًا
العمليات الحسابية بشكل كبير.
مما هو عليه ويصل إلى هذه الحالة بفقد جزء من
باإلضافة إلى الباحثين في مختبر بيركلي وجامعة
كتلته ليتحول إلى بروتون (األقل في الكتلة) ولحفظ
كاليفورنيا في بيركلي ،ضم الفريق العلمي أيضًا
الشحنة الكهربية ،بما أن النيوترون جسيم متعادل
باحثين من جامعة نورث كارولينا ،ومركز أبحاث
فعندما يتحول إلى بروتون (الموجب الشحنة) ينشأ عن
( )RIKEN BNLفي مختبر بروكهافن الوطني،
ذلك انبعاث إلكترون سالب بطاقة كبيرة (بيتا) ويأتي
ومختبر لورنس ليفرمور الوطني ،ومركز جوليش
ذلك متبوعًا بجسيم نيوترينوا المضاد.
المصدر: PhysLink.com: Physics and Astronomy Online “Life and Death of a Neutron” (Jun 15, 2018).
26
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
الوورفيانية -فرضية سابير-وورف ()Sapir-Whorf ترجمة :رؤى الشيخ
فرضية سابير-وورف هي فرضية تقول بأن أفكار
ما أن يتكيف مع واقعه بشكل أساسي دون استخدام
وأفعال الفرد تقررها اللغة أو اللغات التي يتحدث بها،
اللغة ،وتلك اللغة هي وسيلة عرضية وطارئة لحل
النسخة المتشددة من هذه الفرضية تنص بأن كل أفكار
المشاكل الخاصة بالتواصل والتفكير .حقيقة المسألة
اإلنسان وأفعاله مكبلة بقيود اللغة لكن هذه النسخة
تكمن في أن العالم الحقيقي مبني إلى حد كبير وال
عموما أقل قبوال من النسخة األضعف التي تقول بأن
شعوري على األعراف اللغوية للمجموعة ،ال يمكن
اللغة تقوم بقولبة تفكيرنا وسلوكنا إلى حدٍ ما.
للغتين متشابهتين بما فيه الكفاية أن تمثالن أو
واالقتباسين التاليين لعالمي اللغويات ادوارد سابير
تعكسان الواقع االجتماعي نفسه .العوالم التي تعيش
وبنيامين وورف ،وهما أول من صاغ هذه الفرضية
فيها المجتمعات على اختالفها هي عوالم متباينة أي
والتي سميت باسمهما:
ليست عوالم متشابهة لها تسميات مختلفة .نحن نرى
" الكائنات البشرية ال تعيش في عالم متجرد لوحده ،وال
ونسمع وبطريقة أخرى نعيش تجاربنا على نطاق
تعيش في عالم الفعالية االجتماعية لوحده أيضاً كما
واسع بالطريقة التي نقوم بها ،فقط بسبب األعراف
هو متعارف عليه في العادة ،بل تعيش تحت رحمة
اللغوية لمجتمعنا التي تجعله عرضة لخيارات محددة
لغة معينة ،وتلك اللغة تصبح وسيلة للتعبير في
للتفسير والتأويل"
مجتمعاتها .من الوهم تماماً أن نتخيل بأنه يمكن ألحد
سابير 1969 27
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية " نحن نشرح ونحلل الطبيعة في سطور نخطها بلغتنا
تتبين أنها صحيحة إلى حد ما ،بالمقابل توجد انتقادات
األم ،وتلك التصنيفات واألنماط التي نعزلها عن عالم
للنسخة األقوى لفرضية (سابير-وورف) والمعروفة
الظواهر ال نجدها فيه بسبب وضوحه وتجليه لكل من
باسم الحتمية اللغوية ،ومن هذه االنتقادات التي تخص
يراقبه ،لكن وعلى العكس تماماً فإن التصنيفات
تلك النسخة األقوى لهذه الفرضية نستعرض ما يلي:
واالنماط التي نطلقها تكون موجودة في العالم الذي
●
كانت أحد حجج ورف الرئيسية في بحثه فيما
تقدمه انطباعاتنا المتلونة واالشكالية التي تنظمها
يخص فكرة الحتمية اللغوية ،مصطلح يخص
عقولنا أو باألحرى األنظمة اللغوية في عقولنا .إننا
الوقت في لغة قبيلة الهوبي ( )Hopiفي
بذلك نحط من قدر الطبيعة ،ننظمها ونضعها في
امريكا الشمالية ،الذي أعطى فهماً فريداً عن
قوالب وننسب لها الدالالت والرموز على هذا النحو
كيفية عمل الوقت عندهم ويرى أنه يختلف
بسبب أننا ملزمون بما يسمى بالمطابقة ،وذلك من
عن المفهوم الغربي التقليدي للوقت .يقول
أجل تنظيمها كما هي عليها اآلن ،وهذه المطابقة
ستيفن بينكر ( :)1994( )Pinkerبأن وورف
تحتضن مجتمعنا اللغوي و موجودة ضمن نماذج
لم يسبق له فعليا أن التقى مع أي أحد من
وتصنيفات ،المطابقة هي بالطبع مفهوم ضمني وغير
قبيلة الهوبي ،األمر الذي اكتشفه فيما بعد
معلن ،لكن أحكامه إلزامية بالمطلق .ال نستطيع أن
أحد علماء األنثروبولوجيا ،في الحقيقة ،هذا
نتحدث إطالقاً دون اللجوء إلى تلك التصنيفات
المفهوم لم يكن مختلفاً كثيراً عن الفهم
والتنظيمات للمعطيات التي تلزمنا بها هذه المطابقة"
الغربي التقليدي له. ● مشكلة القدرة على الترجمة :إذا لكل لغة
وورف ()14-1940.213( )Whorf
واقع بارز ومختلف بالكامل ومرمز ضمنها،
نقد الفرضية
فكيف يمكن لعمل ما أن يترجم من لغة إلى أخرى ،باإلضافة أنه كيف لألعمال األدبية،
بينما يوافق اللغويون بشكل عام على فرضية
دالئل االستخدام .وما شابه ذلك أن تترجم
(سابير-وورف) بإصدارها المخفف أو الضعيف
بانتظام ،والتواصل في هذا الصدد ليس فقط
والمعروفة أيضاً باسم النسبية اللغوية ،والتي يمكن أن
ممكناً ،بل ويحدث كل يوم.
المصدر: "Sapir-Whorf Hypothesis'", "https://linguistlist.org/ask-ling/sapir.cfm"cfm",
28
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
عملية تعديل الهستون (علم التخلق) ترجمة :حسين غالب
رسم توضيحي يظهر ترتيب المواد الجنينة .تظهر النيوكليوسومات التي تشكل الحمض النووي بلون ( رمادي) وملتفة حول ثمانية بروتينات من الهستون وهي ( 4H2A, H2B, H3, Hالدوائر الملونة) .ويظهر الطرف الحاوي على النتروجين من الهستون بلون ازرق وممتد بين بروتيني الهستون 3Hو H4 تعمل بشكل خاص على اإلنزيمات المساعدة في عملية تعديل الهستون.
في هذا المقال نشرح عمليات تعديل الهستون ،ولكن قبل البدء بشرح هذه العمليات ،يجب أن نعطي
تفاعالت األستلة و إزالة االستيل
تعريف عام للهستون. الهستون هو أحد البروتينات الموجودة في النواة والتي
يتم تفاعل األستلة على بروتينات الهستون بمساعدة
تساعد في تركيب ال ،DNAيتكون من ثالث احماض
االنزيمات ،وذلك بأضافة جزي االستيل ()3COCH
امينية هي الهستين ،الاليسين واالرجنين.
القادم من مركب .Acetyl Co-enzyme A
عملية تعديل الهستون ،هي سلسلة من العمليات
تلعب عملية إضافة االستيل إلى الهستون دوراً مهماً
األنزيمية التي تلي تخليق البروتين ،وتتضمن عمليات
في تنظيم العديد من الوظائف داخل الخلية ،بما في
المثيلة (إضافة مركب المثيل) ،االستلة (إضافة مركب
ذلك عمليات نسخ الحمض النووي ،تمايز الخاليا ،الموت
االستيل) والفسفرة (إضافة الفسفور) .تؤثر عملية
المبرمج للخاليا الكبيرة في العمر ،إصالح الحمض
تعديل الهستون بشكل مباشر على تركيب الكروماتين
النووي وغيرها من العمليات المهمة .تحدث عملية
وبالتالي على التعبير الجيني .تقوم بروتينات الهستون
االستلة كما ذكرنا بمساعدة انزيمية من اإلنزيم
بحفظ تسلسالت الحمض النووي ( ،)DNAوذلك من
المسمى
خالل الحفاظ على نسق االرتباط بينهما ،والمتضمن
(اإلنزيم
الناقل
لالستيل-
)acetyltransferasesوالذي يختصر ب ،HATsوالذي
التفاف سالسل الحمض النووي حول بروتينات الهستون
يلعب دوراً مهماً في أستلة انزيمي الهستون 3Hو4H
الثمانية (كما موضح في الشكل السابق) .كما تؤدي
بشكل خاص .وقد تم التعرف على أكثر من عشرين
عمليات تعديل الهستون دوراً مهماً في العديد من
نوع من أنزيم .HATsكما وجد ان الخلل في عملية
الفعاليات الحيوية داخل الجسم ،والتي تشمل تنشيط
أستلة الهستون يرتبط بتكون جينات سرطانية
أو تثبيط عملية نسخ الحمض النووي ،عمليات تدمير
وتطوير عدة أنواع من السرطان.
أو إصالح الحمض النووي وكذلك عملية حفظ
أما اإلنزيم اآلخر فهو اإلنزيم المزيل لالستيل
الكروموسومات .توفر دراسة ورصد عمليات تعديل
( )HDACsوالذي يزيل مجموعة االستيل من الحامض
الهستون المعلومات الضرورية لفهم التنظيم الجيني
األميني (الاليسين) والذي يدخل في تركيب الهستون.
للعمليات الخلوية ،وكذلك في صناعة األدوية التي
وقد تم اكتشاف أربع أنواع من أنزيم ،HDACsوالذي 29
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية يؤدي دوراً مهماً في تمايز الخاليا السرطانية .وقد تم تطوير عدد من األدوية التي تعمل على تثبيط هذا اإلنزيم لمحاربة عدة أنواع من السرطان.
رسم توضيحي لنوعين من بروتينات الهستون هما H3و .H4 الرمز Nيشير إلى الجزء الحاوي على النيتروجين في تركيب البروتين. Mيشير إلى الجزء الحاوي على المثيل. Pيشير إلى الجزء الحاوي على الفسفور. Aالجزء الحاوي على االستيل. 27H3-Kتلعب دور في بعض الحاالت المرضية مثل
تفاعالت إضافة المثيل وإزالة المثيل من
تطور السرطان.
الهستون
وكذلك فإن مثيلة االرجنين في بروتيني الهستون 3H و 4Hتتم بواسطة مجموعة أنزيمات تسمى (PRMTs
يعرف تفاعل ميثلة الهستون على أنه انتقال واحد أو
) .وقد تم التعرف على تسعة أنواع من هذا اإلنزيمات
اثنين أو ثالث مجموعات من المثيل من مركب (S-
في جسم اإلنسان ولكن فقط سبعة منها لها القدرة
)adenosyl-L-methionineإلى الحامض األميني
على مثيلة الهستون .ووجد أن هناك زيادة في التعبير
الاليسين أو االرجنين الداخلين في تركيب الهستون بمساعدة
اإلنزيم
الناقل
(.)methyltransferases-HMTs
الجيني لالنزيم 7PRMTsلدى المرضى المصابين
للمثيل يقوم
بسرطان الثدي.
أنزيم
HATsبتنظيم عملية مثيلة الحمض النووي ،فبعدما
أما عملية إزالة المثيل فتعرف بأنها حذف جزيء مثيل
تتم عملية إضافة المثيل إلى الهستون ،يتم تثبيط أو
من تركيب الهستون بواسطة اإلنزيم المزيل للمثيل.
تنشيط جين مخصص في الحمض النووي .هناك عدة
يرتبط اإلنزيم المزيل للمثيل بتطور عدة حاالت مرضية
أنواع من أنزيم ،HMTsعلى سبيل المثال فإن
بما فيها األمراض السرطانية.
االنزيمات ( SET1, SET7/9, Ash1, ALL-1,
يثبت اكتشاف عملية إزالة المثيل أن مثيلة الهستون
) MLL, ALR, Trxتساعد في ميثلة الهستون 3H
ليست العملية المسيطرة دائما بل هي عملية تبادلية.
في الموقع .) )4H3-Kكذلك تقوم أنزيمات ESET, G9a, SUV39-h1, SUV39-h2, SETDB1, 5-Dimبمثيلة .9H3-Kوكذلك بالنسبة للموقع
كما تم التعرف على نوعين رئيسيّن من هذا اإلنزيم هما ( )1LSDو () jmic domein تثبيط عملية ازالة المثيل قد يؤدي إلى إعادة مثيلة
27Kفي الهستون 3Hوالذي يتم مثيلته بواسطة
الهستون في بقايا محددة مهمة لتنظيم الكروماتين
انزيمات G9aو 2EZH
والتعبير الجيني .عالوة على ذلك ،فإن اكتشاف نشاط
يقوم كل من 9H3-Kو 27H3-Kبدور مهم في
وتثبيط هذه اإلنزيمات سيكون مهمًا في توضيح آليات
تشكيل الهيبوكروماتين ويشاركان أيضًا في التعبير
التنظيم الجيني لتنشيط الجينات وقد يفيد تشخيص
الجيني للجينات الصامتة .وقد وجد أن زيادة ميثلة
وعالج السرطان. 30
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
مخطط يوضح االنزيمات المساعدة في عمليتي المثيلة وازلة المثيل للهستون H3 المصدر- : Histone Modifications, What is Epigenetics, viewed at: 19 July 2019
31
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
معدل األيض وطاقة الجسم ترجمة :مصطفى علي
بشكل عام فإن ما نحتاجه من السعرات الحرارية
أو حتى النقر باألنامل على المنضدة ،فهي الجزء الوحيد
يحتسب بواسطة معادالت عديدة ترتكز معظمها على
المسيطر عليه من األجزاء الثالثة من معدل األيض ،وإن
الوزن (الكتلة بالكيلوغرام او الرطل) وعلى النشاط
أكبر مستهلك للطاقة من بين جميع ما نقوم به من
الرياضي الذي نتبعه .وينص المبدأ التقليدي على أن
انشطة غالباً ما يتمثل بمعدل األيض اإلستراحي
تناول كمية أقل من حاجتنا للسعرات الحرارية سيؤدي
( ،)RMRفهو مسؤول عمّا نسبته ( %)75-60من
لنقصان الوزن ،أما تناول عدد من السعرات يفوق ما
مجمل االستهالك اليومي للسعرات الحرارية ،أما الهضم
نحتاجه سيؤدي إلى زيادة الوزن .وينطبق هذا المبدأ
واالمتصاص والتخزين فتدعى بالثابت الحراري ،وهو
على غالبية األشخاص ،غير أنه قد يتقاطع مع عوامل
أقل األجزاء استهالكا .وسيتم تناول هذه األجزاء بشيء
أخرى تزيد أو تخفض من حدة زيادة او نقص الوزن
من التفصيل.
باالعتماد على نشاط الهورمونات أو على وجود حاالت
معدل األيض اإلستراحي
مرضية معينة. وإن لمعدل األيض األساسي ثالث أجزاء :الفعاليات
إن الجسد يحرق السعرات الحرارية ليالً ونهاراً ،حتى مع
الجسدية ،معدل األيض اإلستراحي ( Resting
عدم فعل أي نشاط سوى النوم أو مشاهدة التلفاز .وإن
)Metabolic Rateوالثابت الحراري للطعام.
أغلب استهالك السعرات الحرارية اليومي يتوزع على
إن الفعاليات الجسدية؛ سواء أكانت تمريناً مجهداً
التنفس ،تدوير الدم ،المحافظة على حرارة الجسد،
كالهرولة ،أو النشاطات اليومية كالكتابة أو طي المالبس
ونقل المركبات داخل وخارج الخاليا إضافة إلى بقية 32
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية الفعاليات الجسدية العديدة .وتسمى بمجملها
األيض اإلستراحي يزيد جزئياً مع زيادة استهالك
إستهالك الطاقة اإلستراحي ( resting energy
السعرات ،والذي يحدث غالباً مع زيادة التمارين.
،)expenditure - REEوهو مقياس طبي لمعدل
وبشكل عام ،فإن التمارين الرياضية تساهم في زيادة
األيض اإلستراحي ،ويعتمد على عدة أمور-:
النشاط األيضي واستهالك السعرات ،كما أن التمارين
● التركيب الجسدي :إن لكتلة الجسد الصافية
الهوائية تكون أكثر استهالكا للسعرات من تمارين
(بال دهون) ( )Lean body massالتأثير
المقاومة ،ومن العوامل المؤثرة أيضاً على استهالك
األكبر على استهالك الطاقة اإلستراحي
السعرات الحرارية- :
( .)REEوتشمل الماء ،العظام ،العضالت
حجم الجسد :بشكل عام؛ كل ما زادت المساحة
الهيكلية واألعضاء األخرى كالكبد والدماغ
السطحية للجسد ،كلما زاد معدل أيضه.
والقلب .تمثل هذه األعضاء معظم استهالك
● العمر :إن معدل إستهالك الطاقة اإلستراحي
االستراحي.
هو األعظم في مراحل النمو كبدايات الطفولة
فالكبد على سبيل المثال؛ مسؤول عما يقارب
والمراهقة .ويهبط معدل الطاقة بما نسبته
( )%29من إستهالك الطاقة اإلستراحي ،أما
( )%3 - %2لكل 10سنوات من بدايات سن
العضالت الهيكلية فتكون في حالة الراحة
البلوغ .إن الخسارة في كتلة الجسد الصافية
مسؤولة عن نسبة قليلة من اإلستهالك
( )LBMالمرافقة لزيادة السن غير مؤثرة
تقارب ( .)%18إن التمارين العضلية تؤدي
عن الهبوط التام في إستهالك الطاقة.
لزيادة معدل األيض ،لكن ليس بالقدر الذي
● الجنس :إن للذكور معدل إستهالك طاقة
يظنه الناس عنها .فلخلق زيادة كبيرة في
استراحي ( )REEأكبر مما لدى اإلناث لنفس
إستهالك الطاقة اإلستراحي ،يلزم الفرد زيادة
السن والوزن ،بسبب االختالف في التركيب
كبيرة في نسبة العضالت الهيكلية (زيادة في
الجسدي ،فالكتلة العضلية أكبر لدى الذكور
كتلة الجسد الصافية) .وإن بناء العضالت
مما عند اإلناث.
الطاقة
● عوامل أخرى :إن الدورة الشهرية عند المرأة
وإدامتها سيزيد من استهالك السعرات
تساهم في زيادة استهالك الطاقة عن النساء،
الحرارية أثناء االستراحة من قبل العضالت. وبينما تظهر بعض الدراسات زيادة في معدل األيض
(مفسرة بشكل جزئي زيادة الوزن المفاجئة
اإلستراحي (( )RMRأو مجمل إستهالك الطاقة اليومي)
المرافقة لسن اليأس) .كذلك فإن اإلصابة
لبرامج التدريب الهوائية ( )aerobicأو تمارين
بالحمى أو اإلرتفاع الشديد لحرارة الجسد يزيد
المقاومة فالعديد من الدراسات األخرى أظهرت عدم
من إستهالك الطاقة.
وجود فارق ،أو أنها وجدت تأثيراً محدوداً على الذكور
إن معدل األيض األساسي ( The basal metabolic
فقط.
)rate - BMRهو مقدار الطاقة المطلوبة للمحافظة
باإلضافة إلى تَبَيُّن عدم وجود فوارق ملحوظة على
على النشاطات األيضية حينما يكون الفرد ساكناً
معدل األيض اإلستراحي بين األشخاص الذين يقومون
مسترخياً في بيئة محددة الحرارة ال يرتجف فيها وال
بمستويات وأنواع مختلفة من التمارين الهوائية[.]1
يتعرّق ،ودون أن يتناول طعاماً لمدة 12ساعة على
وأن الدراسات التي إقترحت زيادة في معدل األيض
األقل ،وبما أن هذه الظروف صعبة التحقق ،يرى
اإلستراحي كانت تجرى غالباً على األفراد الكبار في السن،
العلماء حساب معدل الطاقة اإلستراحي ( )RMRبدالً
حيث أن تمارين المقاومة تخفف تأثير العمر في
عنه ،والذي يقاس غالباً بعد ثالث أو أربع ساعات من
تناقص الكتلة العضلية .باإلضافة لذلك ،فإن معدل
تناول الطعام أو النشاط الرياضي وبمعايير أخرى أقل 33
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية صرامة ،لذا فإن معدل األيض االستراحي أعلى من معدل
أحدهما وزنه 50كيلوغرام واآلخر وزنه 100كيلوغرام
األيض األساسي.
بالمشي نفس المسافة وبنفس السرعة فإن الشخص األعلى وزناً سيستهلك ضعف عدد السعرات الحرارية
التأثير الحراري لألطعمة ( Thermic Effect
من رفيقه األقل وزناً .كما أن أخصائيي الرياضات
)of Food -TEF
والباحثين يقدّرون إستهالك السعرات في التمارين الرياضية
ويعرّف بأنه الزيادة الحاصلة في معدل األيض األساسي
بالمكافئ
األيضي
( metabolic
.)equivalents -METإن المكافئ األيضي للجلوس
( )BMRنتيجة لمعالجة الطعام لغرض االستهالك
باسترخاء هو MET 1.0أو تقريبا سعرة واحدة لكل
والخزن .وهو أحد عناصر األيض بجانب معدل األيض
كيلوغرام من الجسد لكل ساعة ( .)kcal/kg/hr1أخذاً
اإلستراحي ( )RMRواألنشطة الحركية.
بهذه القيمة تقاس بقية األنشطة الرياضية وتتراوح
إن استهالك الطعام يتطلب استهالكاً للطاقة ،فالهضم
حسب شدتها ،فالمشي -على سبيل المثال-بمستوى
واالمتصاص واأليض وخزن الطاقة والعناصر الغذائية
األرض وبسرعة 3ميل\ساعة (سرعة المشي الطبيعية)
تستهلك ما تقارب نسبته ( )%10من مجمل استهالك
له ما قيمته ،MET 3.3ومعنى ذلك ان المشي
الطاقة .وإن تركيب الوجبة يحدد تأثيرها الحراري،
يستهلك 3.3أضعاف الطاقة المستهلكة حين
فالوجبات الكبيرة لها تأثير حراري أكبر من الوجبات
الجلوس.
الصغيرة ،وللبروتينات تأثير حراري أكبر من الكربوهيدرات ،ولألخيرة تأثير حراري أكبر من الدهون.
كلفة الطاقة لألنشطة الحركية
بصيغة أخرى؛ فإن استهالك البروتين يستهلك سعرات
كما ذكر سابقاً؛ فإن األنشطة المختلفة لها كلف مختلفة
حرارية أكثر من تناول الكربوهيدرات أو الدهون.
من االستهالك للطاقة ،فعلى سبيل المثال؛ إن لفتاة
لذا فإن زيادة محتوى البروتين في وجبة ما يستهلك
تزن 63.6كيلوغرام استهالكا يقدر بـ( )63.6حين
بضع سعرات إضافية دون تقليل عدد السعرات
جلوسها باسترخاء لمدة ساعة واحدة ،أما حينما تقوم
اإلجمالي في الوجبة ،وبهذه الطريقة فإن من يستهلك
بالسير بسرعة 3أميال بالساعة لنفس المدة (والذي له
2000سعرة يومياً سيتمكن من حرق 23سعرة
مكافئ أيضي يساوي ،)3.3فإنها تستهلك عدد سعرات
إضافية.
ما يقارب 210سعرة (.)3.3 x 63.6 األنشطة والمكافِئات األيضية ()METs
النشاط البدني
الجلوس1.0 :
يعتبر النشاط البدني أكثر عنصر متفاوت من عناصر
تنظيف المنزل3.0 :
استهالك الطاقة اليوميّ ،فهو عند معظم األشخاص
المشي3.3 :
مسؤول عمّا تقارب نسبته الربع من مجمل الطاقة
الرياضات المائية4.0 :
المستهلكة ،وقد يقل لما دون ( )%10لمن هو طريح
الهرولة (بسرعة 5ميل\الساعة)8.0 :
الفراش وقد يزيد حتى يبلغ ( )%50للرياضيين أو أصحاب األعمال المجهدة.
األنشطة غير الرياضية
وبعكس المعدل الطاقة اإلستراحي ( )RMRالذي
رغم أن التمارين الرياضية كالجري وكرة القدم ورفع
يتناسب مع الكتلة الصافية للجسد ( ،)LBMفإن
األثقال تحرق قدراً كبيراً من السعرات الحرارية ،إال أن
استهالك السعرات الحرارية في التمارين الرياضية
ذلك ال يعني االستهانة باستهالك السعرات في بقية
يعتمد على وزن الجسد الكلي ،فمثالً؛ إن قام شخصان 34
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية األنشطة اليومية االعتيادية كتعديل وضعية
لكن هنالك طرق غير مباشرة في حساب القدر
الجلوس ،تنظيف األسنان أو حتى النقر باألنامل .ففي
المستهلك من السعرات الحرارية من خالل قياس كمية
دراسة صغيرة ،توصل باحثون إلى أن األشخاص
األوكسجين المستهلكة ونسبة غاز ثاني أوكسيد
النحيفين قليلي النشاط يكونون أكثر نشاطاً لمدة 152
الكاربون المنتجة في عملية التنفس.
دقيقة يومياً مقارنة بأقرانهم البدينين قليلي النشاط
تقدير استهالك الطاقة
أيضاً. فاألنشطة غير الرياضية كهذه مسؤولة عن حرق ما
الطريقة األبسط واألقل كلفة لتقدير السعرات
يقارب 350سعرة يومياً ،وهي الكمية الموجودة في 3أو
المستهلكة من قبل الفرد تتم من خالل معادالت
4قطع حلوى كاملة ،أما خالصة حديث فهي :قاطع
مشتقة عملياً ،كل معادلة مبنية عن طريق حساب
الجلوس.
االستهالك لمجموعة من األفراد .وبحسب األدلة التحليلية من مكتبة أكاديمية التغذية والحميات
حساب استهالك الطاقة
( )Academy of Nutrition and Dieteticsفإن
إن الحساب المباشر والمختبري لكمية السعرات الحرارية
معادلة ( )Mifflin-St. Jeorلها الدقة األعلى في
يتم بقياس كمية الحرارة المنبعثة من األشخاص في
حساب معدل األيض اإلستراحي ( ،)RMRوتعتمد على
غرفة صغيرة وشديدة التعقيد .وهو دقيق بما يكفي
الوزن والطول والعمر ،وهي كالتالي:
لحساب الطاقة المستهلكة داخل الغرفة فقط ،لكنه
للرجال × 99.9 :الوزن × 6.25 +االرتفاع – × 4.92
ليس مقياساً لكمية السعرات المستهلكة في الحياة
العمر 5 +
الطبيعية ،باإلضافة لكونها طريقة مكلفة جداً.
للنساء × 99.9 :الوزن × 6.25 +االرتفاع – × 4.92
كما يمكن حساب السعرات الحرارية عن طريق (المياه
العمر – 161
مضاعفة الوسم)؛ وهي المياه التي يتم فيها استبدال
ولتقدير االستهالك اليومي الكلي للطاقة ،يتم ضرب
كل من الهيدروجين واألوكسجين بشكل جزئي أو كليّ
الناتج في معامل حسب معدل النشاط اليومي وهو ما
ألغراض التتبع (أي أنها تم وسمها) من خالل نظير غير
بين 1.3لقليلي النشاط جداً ،إلى 1.9لشديدي النشاط.
معتاد لهذه العناصر .يمكن حساب األيض من الداخل
كما توفر بعض المواقع حساباً مباشراً لكمية هذه،
من األكسجين والخارج من ثنائي أوكسيد الكاربون ،من
كموقع ( ،)calculator.netالذي يوفر أيضاً مقترحات
خالل حساب نسبة االنخفاض في تركيز المياه مضاعفة
بخصوص النظام الغذائي الذي يغطي هذه الحاجة.
الوسم ،المستهلكة نتيجة التنفس ،وهذه الطريقة مكلفة أيضاً. المصدر: Jason R. Karp and Wayne L. Westcott "The Resting Metabolic Rate .Debate", published at: December 2006
35
مجلة علمية عربية صادرة من موقع العلوم الحقيقية
يوليو /أغسطس ،2019جميع الحقوق محفوظة
2