هل الأشعة مفهوم رياضي أَم فيزيائي؟

الأشّعة أو المتجهات Vectors

هي كائنات رياضية تُستخدم في الفيزياء بشكل واسع لتمثيل الكميات التي تملك "جهة". [1]

لنرجع قليلًا لقياس الكميات بشكل عام.

يمكن التعبير عن الكميات (عدد الأشجار، المسافة بين حائطين، كتلة القمر، مقاومة التيار الكهربائي ..الخ) بالأعداد كما هو معروف وواضح.

لكن هناك بعض الكميات التي تملك صفة إضافية مرافقة للعدد وهذه الصفة مميزة بشدة بحيث يمكن أن تتغيّر الكمية التي نتكلم عنها تمامًا إذا تغيّرت هذه الصفة، وهي "الاتجاه" وكي نعبّر عن تلك الكميات بكائن أو وصف رياضي واحد نستخدم الشعاع (أو المتجه)، وفي الحوار اليومي نسمع كثيرًا عبارات "تحرّك خطوتين لليمين" أو "أزح المقعد عشرة سنتيمترات للأمام" ولو قال أحدهم "تحرك خطوتين" فقط لن يكون لهذه العبارة معنى فهناك عدد لانهائي من الخيارات لتنفيذ هذا الأمر، بينما عندما قُرنت العبارة باتجاه أصبحت ذات معنى، وهذا بالضبط ما تفعله الأشعة.

لماذا قد يظنّ البعض أنّ الأشعة هي كائنات فيزيائية؟

تشكل دراسة الأشعة جزءًا لا يتجزّأ من الرياضيّات لكنها تمتلك تطبيقات هائلة في الفيزياء، فالأشعة رغم أنّها ذات طبيعة رياضية ولا يمكن دراستها والاستفادة منها إلا بعد تحقيق مستوى لا بأس به من إتقان الرياضيات إلا أنّ تطبيقاتها في الغالب في فروع علمية أخرى أشهرها الفيزياء خاصّة في دراسة القوى والحقول بشكل عام (الحقل المغناطيسي والحقل الكهربائي وحقل الجاذبية) والأمواج ..الخ، لكن ليست الفيزياء وحدها من استعارت الأشعة من الرياضيات، فأهمّ الحقول التي تسخدم الأشعة هي الجرافيكس بكل أنواعها من صور إلى فيديو وحتى الألعاب المعقدة، حتى إنّ واحدة من صيغ ملفات الصور تسمى Vector وهو نوع ملفات مستخدم كثيرًا في عالم التصميم والألوان.

هناك تطبيقات لا حصر لها للأشعة، ويكفي أن نعلم أنّ كلّ حركة يمكن التعبير عنها بشعاع، من حركة السيارات إلى حركة المكوك الفضائي.