ما الفرق بين القانون العلمي والنظرية العلمية؟
يُستخدم القانون العلمي للتنبؤ بنتائج بعض الظواهر في الكون، لكنه لا يقدم تفسيرًا لسبب وجود هذه الظواهر. وفي المقابل، تهدف النظرية العلمية إلى تقديم تفسيرات شاملة للظواهر الكونية المعروفة. بمعنى آخر، يحدد القانون ما يمكن أن يحدث، بينما تسعى النظرية العلمية إلى تفسير الأسباب العلمية وراء ذلك.
أمثلة على القوانين العلمية
هناك العديد من الأمثلة التي تبرز القوانين العلمية، ومن أبرزها:
- قانون الجاذبية
قدم نيوتن قانون الجاذبية في القرن السابع عشر، موضحًا كيفية تفاعل جسمين بناءً على كتلتهما والمسافة بينهما، لكنه لم يقدم تفسيرًا واضحًا لطبيعة الجاذبية أو كيفية عملها.
- قوانين هابل للتوسع الكوني
أثبت هذا القانون وجود مجرات أخرى إلى جانب مجرتنا، وقدم طريقة لحساب السرعة التي تتحرك بها المجرات بعيدًا عن بعضها البعض. كما ساهم في دعم نظرية الانفجار الكبير التي تشير إلى أن الكون نشأ من انفجار كبير قبل حوالي 14 مليار سنة.
وبين كيبلر أن الكواكب تدور حول الشمس في مسارات إهليلجية، وهو ما يعرف بقانونه الأول (قانون المدارات). بينما يوضح قانونه الثاني (قانون المناطق) أن الخط الذي يصل الكوكب بالشمس يغطي مساحات متساوية في أزمنة متساوية من دوران الكوكب. أما قانونه الثالث فيتعلق بالفترات المدارية ويؤكد وجود علاقة واضحة بين فترة دوران الكوكب وبعده عن الشمس.
- قانون أرخميدس للاندفاع
وفقًا لأرخميدس، فإن القوة المؤثرة على الجسم المغمور كليًا أو جزئيًا في السائل لجعله يطفو تساوي وزن السائل المزاح بواسطة هذا الجسم. ولهذا القانون أهمية في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك حسابات الكثافة وتصميم الغواصات والسفن.
- قانون فيثاغورس الذي ينص على أن مجموع مربعي ضلعي المثلث القائم الزاوية يساوي مربع الوتر.
- قوانين الديناميكا الحرارية التي تتعامل مع انتقال الحرارة بين الغازات.
- تناوب الليل والنهار نتيجة دوران الأرض حول محورها.
أمثلة على النظرية العلمية
هناك العديد من النظريات العلمية المعروفة التي يمكن اقتراحها، ومنها:
- النظرية النسبية لأينشتاين
لقد وضعت النظرية النسبية قواعد فيزياء الكم، وتؤكد أن الزمان والمكان ليسا معيارين ثابتين، إذ تؤدي الجاذبية إلى انحناء الزمان والمكان حول الأجسام. لتوضيح ذلك تخيل أنك في نصف الكرة الشمالي وتتجه شرقا، وبعد فترة ستجد نفسك في وضع مختلف تماما بسبب كروية الأرض.
نظرية التطور تنسب إلى العالم البريطاني تشارلز داروين، وهي عبارة عن تفسير للتغيرات والخصائص الجينية عبر الأجيال في الكائنات الحية.
- نظرية هايزنبرج (مبدأ عدم اليقين أو عدم التحديد)
ينص مبدأ عدم التحديد لهايزنبرغ على أنه من المستحيل قياس خاصيتين مختلفتين للجزيء بدقة في نفس الوقت. على سبيل المثال، يمكن قياس موضع الإلكترون بدقة، ولكن لا يمكن تحديد زخمه في نفس الوقت.
لاحقًا، تمكن العالم نيلز بور من الكشف عن فائدة لمفهوم هايزنبرغ، حيث وجد أن الإلكترون يمتلك خصائص كل من الجسيم والموجة، وهو ما أسماه ازدواجية الموجة والجسيم، وأصبح هذا الموضوع محورًا أساسيًا لفيزياء الكم.
عندما نحسب موضع الإلكترون، فإننا نعتبره جسيمًا يقع في نقطة معينة في الفضاء، بينما إذا أردنا قياس حركته، فإننا نعزله كموجة، مما يعطينا الطول الموجي، ولكن لا نعرف بالضبط أين إنها.