رحلة نحلة لا تخالف قوانين الفيزياء

2024 مؤلف: Sherilyn Boyd | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 09:38

هناك "حقيقة" متكررة من أن النحلة المتواضعة تتحدى جميع القوانين الفيزيائية المعروفة في كل مرة تنقض فيها أجنحة نحلها الصغيرة الصغيرة وتصعد إلى السماء. من الواضح الآن أن هذا غير صحيح ، حيث أن النحل الطنان يطير طوال الوقت ، وإذا كان في كل مرة خلع فيها النحل ، فإنه يمزق الفيزياء ، ربما ندرك أن هذه هي الحالة التي اختفى فيها ثلثا سكاننا بعد أن تم سحبها إلى صغيرة ثقوب سوداء على شكل نحلة. وبالتأكيد إذا كان هذا هو الحال ، فإن كل عالم فيزياء يحلم بجائزة نوبل سيكرس كل وقته لكسر رمز رحلة النحلة الطنانة من أجل دحض بعض من فهمنا للفيزياء. ومع ذلك ، إذا كنت تعمل على حساب الرياضيات وراء رحلة النحلة الطنانة ، ستجد أنه في الواقع لا ينبغي أن يكون قادرًا على الطيران … طالما أنك لا تأخذ في الاعتبار جميع العوامل ذات الصلة ، والتي يبدو أنها كيف بدأت هذه الأسطورة. بشكل أساسي ، إذا قمت بحسابها ، فافتراض أن جميع النحل الطنانة تطير مثل الطائرات ، ومن المؤكد أن النحلة لن تكون قادرة على الطيران. لكن ، بالطبع ، لا تطير النحل الطنانة كالطائرات.

أين ومتى بدأت هذه الأسطورة؟ تقول القصة المتكررة في كثير من الأحيان أنه قبل سنوات عديدة كان هناك مهندس وعالم بيولوجي يتناولون العشاء وبعض المشروبات ، بعد أن تحول موضوع المحادثة إلى مجال كل شخص. طلب عالم الأحياء من المهندس أن يشرح كيف أن نحلة طارت علماء شريرة في تلك الأيام. المهندس ، الذي حرص على إظهار مهاراته ، سرعان ما قام بتدوين بعض الحسابات وتوصل إلى استنتاج مفاده أن الفضلات المقدسة لا ينبغي أن تكون قادرة على الطيران.

اليوم ، القصة متأصلة بالكامل في ثقافة البوب والعديد من المواقع والأشخاص دون النظر إلى المسألة ، كررها كحقيقة ، على الرغم من أن المرء يتساءل كيف كان لدى عالم رياضيات مخمور الأرقام ذات الصلة في متناول اليد لأداء مثل هذه الحسابات على الفور … الجحيم ، فيلم الرسوم المتحركة Dreamworks ، فيلم النحلةمع ميزانية قدرها 150 مليون دولار ، على ما يبدو ، لم يكن بمقدورها تجنيب بضعة دولارات لاستشارة عالم فيزيائي حول هذه المسألة ، وافتتحت بتنوع من "النحلة التي لا يجب أن تكون قادرة على الطيران" أسطورة على بطاقة عنوان ، وهذا فيلم تستهدف الأطفال ، في عام 2007! يا رجل ، يجب علينا حقًا أن نستثمر المزيد من الأموال في المدارس أو على الأقل أكثر دقة من الأفلام القائمة على النحل.

بالنسبة إلى الأصل ، من الممكن دائمًا ، وإن كان غير محتمل إلى حد ما ، أن يكون عالِمًا مخمورًا قد نجح بالفعل في "حساب ظرف" (في بعض النسخ هو حساب منديل) أثبت أنه لا ينبغي أن يكون النحل قادرًا على الطيران. نظرية الأصل مع دليل أكثر وثوقا وراء ذلك ، ويدوس على كتاب فرنسي صدر في عام 1934 ، Le vol des insectesمما يشير إلى حقيقة أن الحسابات البسيطة تؤدي إلى نتيجة تشير إلى أن الحشرات ، وليس النحل فقط ، لا ينبغي لها أن تطير. يقول البعض إن الفيزيائي الألماني لودفيج برانتل هو المسؤول عن نشر ونشر الأسطورة بين نظرائه ، في حين يدعي آخرون أن الحسابات الأصلية قد تم إجراؤها من قِبَل جاكوب أكريريت ، وهو خبير سويسري في مجال الغاز.

في أول إشارة معروفة أعلاه لمثل هذه الفكرة ، لو المجلد des insectes ، يدعي أنطوان ماجنان ، المؤلف ، أن الحسابات ، فيما يتعلق بالحشرات التي تخالف قوانين الفيزياء ، قد قام بها صديقه ومساعده ، أندريه سانت لاجوا. بالطبع ، كان يجب على المؤلف أن يكون متشككا في دقة حسابات صديقه وافتراضاته بالنظر إلى أن العديد من الحشرات يمكن أن تطير ، ولكن ها نحن هنا. لذلك ، في حين أننا لا نستطيع التأكد من أنه الأول بالفعل ، فإن أول حسابات معروفة حول هذا الموضوع كانت من صنع Sainte-Laguë ، على الرغم من أن هذه الحقيقة لا تعني بالضرورة أن فيزيائيًا آخر لم يقم بحسابات مشابهة خلال حجة مخمور ، وهو أمر جيد لأننا نحب ذلك الجزء من القصة. ما هو غير معروف هو كيف أن الحقيقة كانت أول ما تطرقت إلى الوعي العام ، ومن المرجح أننا لن نكتشف ذلك نظرًا لكونها قديمة جدًا.

أما بالنسبة للحسابات نفسها ، فقد ذهب العلماء والمهندسون وعلماء الحشرات إلى أبعد الحدود لتشويه سمعتها ، حيث فشلت الحسابات الأصلية في أخذ عدد من الحقائق عن النحلة في الاعتبار. الأكثر أهمية من ذلك هو أن النحل الطنان لا يطير كالطائرة ولا يمتلك أجنحة صلبة جامدة. مع أخذ ذلك في الاعتبار ، فإن الحسابات الأصلية ، والتي كانت تستند في الغالب على المساحة السطحية لأجنحة النحل ووزنها ، غير قابلة للتطبيق حقًا ، نظرًا لأنها تهمل العديد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار لحساب دقيق. فمثلا، "تأثير كشك ديناميكي"، والتي ستستغرق وقتًا طويلاً لتفسيرها في هذا المقال ، والتي تزحف بالفعل على" فترة طويلة جدًا ". لذا ، سأقول بإيجاز أن "الأجسام الديناميكية الهوائية التي تتعرض لحركات أو تقلبات خاطفة تظهر سلوكًا مختلفًا عن السلوك الذي يحدث عندما يفصل التدفق فوق جناح عند زاوية هجومية ثابتة" ثم يُحيلك إلى ما يلي إذا كنت المهتمين في القراءة حول هذا الموضوع ، وهو في الواقع مثير للاهتمام بشكل مثير للدهشة. على الرغم من أنني كنت أتلقى تقديريًا لقراءتها ، فقد يكون ذلك ملونًا لوجهتي: "Dynamic Stall"

والحقيقة هي أن النحل والحشرات المماثلة تطير بطريقة معقدة بشكل لا يصدق والتي تستخدم ، والحصول على هذا ، الأعاصير المصغرة! سنقوم بربط كل هذه الأشياء في أسفل المراجع إذا كنت مثيرة للاهتمام في الفيزياء الجدية ، ولكن من الناحية النية ، يطير النحل بتدوير أجنحته ، مما يخلق جيوبًا من ضغط الهواء المنخفض ، مما يؤدي بدوره إلى خلق دوامات صغيرة فوق جناح النحلة الذي يرفعه في الهواء ، وبالتالي يمنحه القدرة على الطيران.

وللتوصل إلى ذلك ، أجرى العلماء مجموعة متنوعة من الاختبارات باستخدام النحل ، وهو أكثر الاختبارات روعة من عالم صيني ، ليجانج تسنغ وفريقه ، الذي ابتكر نظامًا يتكون من ليزر ومرايا صغيرة تم لصقها على النحل في عام 2001. واعتبرت هذه التجربة متفوقة على الاختبارات السابقة ، لأنها لا تحتاج إلى استخدام النحل المربوطة (التي تطير بشكل مختلف) ولأنها تحتوي على أشعة الليزر ، وهو بالطبع أكثر من رائع. نحن متأكدون إلى حد كبير من أن المختبر المليء بالعلماء الآسيويين الذين يطلقون أشعة الليزر الصغيرة في النحل المغطاة بدرع الجسم اللامع سوف يكون القناة التلفزيونية الكبيرة التالية ، لذا تذكر أنك سمعت عنها هنا أولاً.

في الواقع ، الطريقة التي يطير بها النحل وغيره من المخلوقات المماثلة فعالة للغاية وتتسبب في القليل من السحب ، وقد دعمت الأبحاث في هذا الموضوع من قبل مختلف الجيوش في محاولة لتقليد طريقة الطيران هذه مع روبوتاتنا الشبيهة بالحشرات الصغيرة هو مجرد وصفة لضربة Syfy أخرى.

لذلك ، منذ حوالي 80 عامًا ، قام علماء أو عالم رياضيات من نوع ما بعمل حساب تقريبي مملوء بالخطأ لم يزعم أن النحل لا يستطيع الطيران. وسرعان ما يقترب قرن من الزمن ، وما زال العلماء اليوم يحاولون محو هذا الخطأ من الوعي العام بتجارب معقدة على نحو متزايد لإثبات حقيقة بسيطة مفادها أن النحل يمكن أن يطير في الواقع ، وأن هذا لا ينتهك أي فهم لنا قوانين الفيزياء. وحقيقة أنهم اضطروا حتى إلى إزعاجهم عندما كانوا يستطيعون ببساطة أن يشيروا إلى أقرب نافذة ، مع أشجار النخيل المزروعة بقوة على جباههم ، عند النحل المتجول ، ربما يقول الكثير عن سذاجة جنسنا. في النهاية ، وأنا أجعل رزقي من تبديد مثل هذه الأساطير ، لا أشكو. 😉