اختراع بسيط للعلوم

الاختراع

خلق الله الإنسان وميزّه عن باقي مخلوقاته بقدرته على التّفكير والإبداع، وقد تمكّن البشر من العيش والتّكيف مع حياتهم منذ عصور ما قبل التّاريخ بفضل قدرتهم على الاختراع، أي قدرتهم على ابتكار أشياء لم تكن موجودة من قبل فاستعملوا الحجارة لصنع أدواتهم وأسلحتهم التي مكّنتهم من الصّيد للحصول على الغذاء، ثم توالت الاختراعات، من اختراع الكتابة، إلى اختراع الآلة الكاتبة، والعجلة، والمحركات، والأجهزة الكهربائيّة، والإلكترونيات، والإنترنت وغيرها من الاختراعات التي غيّرت العالم.^[١]

اختراعات بسيطة في العلوم

لا تحتاج الاختراعات التي غيرّت العالم إلى أكثر من عقل مبدع، يمكنه الاستفادة من الموارد المتاحة في الطّبيعة واستغلالها بذكاء، وبصرف النّظر عن تلك الاختراعات المعقدة يمكن ببساطة تنفيذ الكثير من الأفكار البسيطة باستخدام بعض المواد المتوفرّة، وسيُكتفى في هذا المقال باستعراض نموذجين من الاختراعات البسيطة، الحبر السّري، والفرن الذي يعمل على الطّاقة الشمسيّة.

الحبر السّري

الكتابة بالحبر السّري طريقة لطيفة لكتابة رسائل خفيّة ليس من السّهل الكشف عنها، قبل ظهور الحبر، وللزيادة بالتّمويه يمكن كتابة رسالة بحبر عادي فوق الرّسالة المكتوبة بالحبر السّري. ولصنع الحبر السّري يمكن اتباع الخطوات الآتيّة:^[٢]

• توفير المواد اللازمة لصنع الحبر السّري وهي:
  • صودا الخبز.
  • ورقة.
  • ماء.
  • مصدر للحرارة
  • فرشاة تلوين، أو عود أسنان.
  • كوب.
  • عصير العنب (اختياري).
• إضافة ماء إلى كمية مساوية له من صودا الخبز (أو نصف الكمية من صودا الخبز للحصول على محلول مخفف).
• غمس فرشاة التّلوين، أو عود الأسنان بالمزيج، ثم استخدامه للكتابة على ورقة.
• ترك الحبر حتى يجف.
• استخدام مصدر للحرارة مثل المصباح الكهربائي، أو المكوى لإظهار الحبر بلون بني.
• يمكن استخدام عصير العنب الأرجواني لإظهار الحبر، وذلك لأنّ عصير العنّب يتفاعل مع المادة القلويّة التي توجد في صودا الخبز وهي بيكربونات الصّوديوم ويحوّله إلى لون مختلف، ويجب في هذه الحال استخدام مصدر حرارة منخفض؛ لئلا تحترق الورقة.

مبدأ عمل الحبر السّري هو أنّ استخدام محلول الصّودا للكتابة على الورقة يُتلف ألياف السّليلوز على حافة الكلمات، وعند تعريض الورقة للحرارة تحترق الأجزاء التّالفة من الألياف ويصبح لونها داكناََ قبل الأجزاء السّليمة من الورقة فتظهر الكتابة السريّة.^[٢]

فرن يعمل على الطاقة الشمسيّة

يمكن استخدام الفرن الذي يعمل على الطاقة الشمسيّة لصنع خبز التّوست المحمّص بالزبدة، أو لطهي النقانق، أو تسخين الطّعام، ويمكن تنفيذ هذا المشروع باتباع الخطوات الآتيّة:^[٣]

• توفير المواد اللازمة للمشروع وهي:
  • صندوق من الكرتون شبيه بعلب البيتزا.
  • مشرط، أو مقص.
  • ورق ألمنيوم.
  • شريط لاصق شفاف
  • البلاستيك الخاص بالتغليف.
  • ورق سكر أسود اللون (ورق التّصاميم الإنشائيّة المستخدم في تزيين المخبوزات).
  • ورق جرائد.
  • مسطرة أو ملعقة خشبيّة.
  • ميزان حرارة.
• قص غطاء الصّندوق الكرتوني لعمل باب يفتح للأعلى، وذلك بقص ثلاثة جوانب من غطاء الصّندوق، وثني الجهة الرّابعة للخارج بحيث يمكن فتح وإغلاق الباب، مع مراعاة ترك ما يقرُب من 2.5 سنتيمتر بين الباب وحواف الغطاء.
• تغليف باب الصّندوق من الدّاخل بورق الألمنيوم بحيث يعكس أشعة الشّمس، وتثبيت ورق الألمنيوم بالشّريط اللاصق.
• تغليف فتحة الباب (الفتحة النّاتجة عن قص الباب) في غطاء الصّندوق بطبقة مزدوجة من بلاستيك التّغليف الشّفاف وتثبيته بإحكام لعزل الهواء داخل الصّندوق.
• وضع ورق السّكر الأسود في قاع الصّندوق لأنّ اللّون الأسود يساعد على امتصاص الحرارة.
• لف ورق الجرائد على شكل أربع أسطوانات وتثبيتها باللاصق على الحواف الداخليّة الأربعة للصندوق، وذلك لتوفير المزيد من العزل الحراري للصندوق، مع مراعاة ألا تمنع أوراق الجرائد الباب من الإغلاق بإحكام.
• وضع الطّعام المراد تسخينه داخل الفرن.
• وضع الفرن الشّمسي في موقع معرّض لأشعة الشّمس، وضبط باب الألمنيوم بحيث يتمكّن من عكس أكبر كميّة من أشعة الشّمس على الفتحة المغلّفة بالبلاستيك.
• استخدام المسطرة، أو الملعقة الخشبيّة لتثبيت باب الألمنيوم في مكانه.
• وضع ميزان الحرارة داخل الفرن لمعرفة درجة الحرارة بداخله.

مبدأ عمل الفرن الشّمسي: عندما تسقط أشعة الشّمس بزاوية مناسبة على باب الألمنيوم، يعكس الألمنيوم الأشعة فتخترق البلاستيك الشّفاف في فتحة الصّندوق وتصل إلى الصّندوق من الدّاخل، فيسخن الهواء المحصور داخل الصّندوق، ويمتّص الورق الأسود الحرارة، وتعمل لفائف ورق الجرائد على منع الحرارة من التسرّب من جوانب الصّندوق للخارج، وبذلك يحافظ على الهواء السّاخن داخل الفرن ليسمح بطهو الطّعام، أو تسخينه، وبالرّغم من أنّ الفرن الشّمسي يحتاج إلى وقت أطول من الأفران العاديّة إلا أنه آمن، ويوفّر الطّاقة.^[٣]

أعظم الاختراعات التي غيرّت العالم

ابتكر الإنسان العديد من الاختراعات المدهشة والتي كان لها عظيم الأثر في حياة البشر، إلا أنّ هناك اختراعات كانت أكثر تأثيراََ من غيرها وفي ما يلي أهمها:^[٤]

• العجلة: تم اختراع العجلة عام 3500 قبل الميلاد، ومنذ ذلك الوقت تمكّن البشر من الانتقال من مكان لآخر بسهولة، وازدهرت التّجارة، والزّراعة.
• المسمار: لم يتمكّن البشر من اختراع المسمار قبل العصر الرّوماني القديم لعدم قدرتهم على صب المعادن وتشكيلها، وبالرّغم من صغر حجم المسمار إلا أنّ تأثيره في مجال البناء كان كبيراََ، فأصبح من السّهل تثبيت الأخشاب ببعضها بعد أن كانت هذه العمليّة تستنزف الكثير من الجهد والوقت، مما أدى إلى ازدهار العمران في العالم.
• البوصلة: اخترع الصّينيون البوصلة في وقت ما بين القرن التّاسع والحادي عشر، وبذلك تمكّن البحارة من معرفة الاتجاهات والإبحار بعيداََ دون الحاجة للاستدلال على الاتجاه باستخدام النّجوم، وبالتّالي تمكنوا من الإبحار أثناء النّهار وفي الليل أيضاََ دون القلق من وجود غيوم قد تحجب النّجوم، الأمر الذي أدى إلى ازدهار التّجارة البحريّة واستكشاف مناطق جديدة في العالم.
• آلة الطّباعة: اخترع العالم الألماني يوهان غوتنبرغ آلة الطّباعة حوالي عام 1440، وبفضلها ازدادت سرعة نسخ الكتب مما أدى إلى انتشار العلم والمعرفة للمرة الأولى في التّاريخ، وبحلول عام 1500 تم طبع 20 مليون مجلد في أوروبا الغربية وحدها.
• محرك الاحتراق الدّاخلي: يحوّل محرك الاحتراق الدّاخلي الطّاقة الكيميائيّة إلى طاقة ميكانيكيّة، وقد مهّد هذا الاختراع المهمّ للنهضة الصّناعيّة في العالم، ومهّد لاختراع الكثير من الآلات مثل السّيارات، ومن بعدها الطّائرات.
• الهاتف: اخترع ألكسندر غراهام بيل الهاتف في عام 1876، وقد أحدث هذا الاختراع ثورة في الأعمال التجاريّة والاتصالات العالميّة.
• المصباح الكهربائي: اخترع توماس أديسون المصباح الكهربائي عام 1879 ومنذ ذلك الوقت لم تعد القدرة على الإنتاج مقتصرة على فترات النّهار حيث يتوفّر الضّوء الطّبيعي، بالإضافة لذلك تأثّرت أنماط نوم البشر؛ إذ لم يعد النّوم هو الخيار الوحيد المتاح عند حلول الظلام في اللّيل.
• البنسلين: اكتشف العالم الاسكتلندي ألكسندر فليمينغ تأثير فطر البنسيليوم في القضاء على البكتيريا عام 1928، ومنذ ذلك الوقت بدأت الدّراسات التي تبحث في تأثيره وإمكانيّة إنتاجه على شكل دواء، وتُوّج هذا الجهد في عام 1944 باختراع المضاد الحيوي من البنسلين.
• وسائل منع الحمل: ساهم استخدام وسائل منع الحمل المختلفة في تنظيم النّسل، مما قلل من أعداد أفراد الأسرة، وزيادة مستوى المعيشة للفرد، وإعطاء كل طفل حقه من العناية، بالإضافة إلى دور وسائل منع الحمل في الوقاية من الأمراض المنقولة جنسياََ.
• الإنترنت، أو الشّبكة العنكبوتيّة: ساهم الكثير من العلماء في تطوير شبكة الإنترنت، إلا أن الفضل في اختراعه غالباََ يعود إلى عالم الكمبيوتر لورانس روبرتس وذلك في ستينيات القرن العشرين، ومنذ ذلك الوقت تحولّ العالم إلى قرية صغيرة يتواصل فيها بلايين الأشخاص حول العالم مع بعضهم البعض بسهولة رغم المسافات الهائلة التي تفصلهم.

المراجع

1. ↑ James Burke, "invention"، www.britannica.com, Retrieved 5-3-2018. Edited.
2. ^ ^{أ ب} Anne Marie Helmenstin (25-8-2017), "How to Make Invisible Ink With Baking Soda"، www.thoughtco.com, Retrieved 5-3-2018. Edited.
3. ^ ^{أ ب} "HOW TO BUILD A SOLAR OVEN", learning-center.homesciencetools.com, Retrieved 5-3-2018. Edited.
4. ↑ Natalie Wolchover (3-3-2016), "Top 10 Inventions That Changed the World"، www.livescience.com, Retrieved 5-3-2018. Edited.