الهندسة الكيميائية تفسر تكنولوجيا أفلام الخيال العلمي؟

أحب أن أفكر في الجدول الدوري مثل خريطة ذرات تتجمع بناءً على شيء واحد بسيط لكنه قوي: عدد البروتونات في نواة كل ذرة. عندما أتفحص عمود أو صف في الجدول ألاحظ أن العناصر مرتبة أولاً بحسب الرقم الذري—وهو عدد البروتونات—وبالتالي كل عنصر جديد يضيف بروتوناً ويعطيه هوية كيميائية جديدة. أرى أن التنظيم لا يقتصر على أرقام فقط، بل على نمط مكرر يظهر في الإلكترونات المحيطة بالنواة. الصفوف الأفقية (الدورات) تمثل مستويات طاقة أو قشور إلكترونية تملأ تدريجياً، أما الأعمدة الرأسية (المجموعات) فتجمع عناصر تشترك في عدد إلكترونات التكافؤ، وهذا ما يفسر تشابه سلوكها الكيميائي: مثلاً عناصر مجموعة واحدة غالباً ما تتفاعل بطرق متشابهة لأن إلكترونات التكافؤ لها نفس الترتيب العام. أحب أيضاً التفكير بالاتجاهات: كلما تحركت في الجدول نحو اليمين يزيد الميل لاحتجاز الإلكترونات (يزداد الكهروسالبية)، بينما كلما نزلت لأسفل تزداد الذرة في الحجم وتصبح أكثر فلزية. ثم هناك تقسيمات ثانية مفيدة مثل الكتل s وp وd وf التي تخبرنا أين تُملأ الإلكترونات أولاً وتفسر سلوك المعادن الانتقالية واللانثانيدات والأكتينيدات. أجد أن جمال الجدول ليس فقط في ترتيبه، بل في قدرته على التنبؤ: سبق أن توقع علماء مثل مندليف وجود عناصر مفقودة وأماكن لها في الجدول بناءً على الأنماط، وهذا ما يجعل الجدول أداة حية لفهم الكيمياء وليس مجرد قائمة جافة. هذا شعور يحمسني دائماً عندما أفتح كتاب كيمياء أو أنظر إلى عنصر جديد وأحاول مكانه في الخريطة هذه.

منذ أن بدأت أتابع تقارير عن النفايات البحرية، صار عندي انطباع واضح: التفاعلات الكيميائية تفعل شيئاً لكنها نادراً ما تفعل ما يريده الناس — التحلل الكامل. أحياناً أشعر أن البحر مثل فرن بطيء جداً: أشعة الشمس تُكسر الروابط البوليمرية على السطح عبر عملية تُسمى التحلل الضوئي، والملح والأمواج يساعدان على تقطيع القطع الكبيرة إلى قطع أصغر جداً. هذا التحلل الكيميائي والفيزيائي يؤدي غالباً إلى تكوين جزيئات دقيقة تُعرف بالميكروبلاستيك، بدلاً من تحويل البلاستيك إلى مواد بسيطة مثل الماء وثاني أكسيد الكربون بسرعة. وعلى الرغم من أن هناك بكتيريا وإنزيمات قادرة على تكسير أنواع معينة من البلاستيك — وسمعت عن حالات تختص بـPET مثلاً — في البيئات البحرية العملية بطيئة جداً ومعتمدة على الحرارة، الأكسجين، ونوعية البلاستيك. النتيجة العملية بالنسبة للبحر هي أن البلاستيك يتحلل إلى قطع أصغر ويُطلق بعض الإضافات الكيميائية التي كانت مُضمَّنة فيه، وهذه المواد قد تؤثر على الكائنات البحرية. خلاصة القول: التفاعلات الكيميائية تحدث، لكنها غالباً ما تقود إلى تفتت وتلوث كيميائي بدلاً من حل سريع ونهائي.

صورة الرازي في رأسي ليست ذلك الحكيم الغامض الذي يقتصر عمله على التأمل، بل عالمٌ عملي يملؤه الفضول ويقضي ساعات في تجارب واختبارات على الزجاج والمحاليل، وهذا ما تظهره كتاباته بوضوح. عَبْرَ نصوصه مثل 'الحاوي' و'كتاب الأسرار'، يوثق الرازي تجاربه في تقنيات مثل التقطير والتبلور والتسخين والتحلل والتخمير، ويصف أدوات معملية ويشرح خطوات قابلة للتكرار. من أشهر ما يُنسب إليه هو استخدام التقطير المتكرر لعزل مركبات كالكحول لأغراض طبية، فكان يصنع مستحضرات مطهرة ومخدرات موضعية من منتجات التقطير، وهو ما يعكس مهارته في تحويل المعارف العملية إلى أدوية قابلة للاستخدام في المستشفى. في المختبر الذي أتخيله، الرازي أيضًا تعامل مع مواد معدنية وزيوت عطرية ونفط خام؛ هناك إشارات في المصادر إلى وصفه لمركبات تشبه الكبريتيك حمضية ومنتجات نفطية مثل النفتا والكرُوسين المبكر، كما اشتغل على استخلاص الزيوت العطرية والقلويات. مع ذلك، من المهم أن أذكر أن كثيرًا من نسب الاكتشافات الكبرى إلى شخص واحد تعرّضت للمبالغة؛ تاريخ كيمياء العصر الإسلامي مزدحم بشخصيات مثل جابر بن حيان وغيرهم، وتداخلت الأفكار والتقنيات بينهم. الرازي لم يكن الوحيد، لكنه كان من القلائل الذين كتبوا وصفًا تجريبيًا واضحًا ومنظّمًا عكس منهجًا تجريبيًا صارمًا آنذاك. أكثر ما يدهشني هو موقفه المنهجي: كان ينتقد النقل الأعمى ويطالب بتكرار التجارب والاعتماد على الحس والملاحظة، وهذا مقاربة قريبة من علم التجريب الحديث. عملياته في المختبر لم تقتصر على 'اكتشافات مفردة' بقدر ما كانت تجسيدًا لتقنيات عملية (تقطير، تبلور، تسخين مع التحكم، تحضير موانع للتحلل) أدت إلى تصنيع أدوية ومذيبات ومركبات تُستخدم سريريًا. لذا يمكنني القول بثقة متحمّسة: الرازي قدّم مساهمات تجريبية مهمة — من تحسين أدوات وأساليب التقطير إلى وصف تحضير مواد طبية كالكحول والزيوت المركزة — وإنصاف التاريخ يتطلب رؤية هذه الإسهامات كجزء من سلسلة طويلة من التجارب والتبادلات المعرفية في العالم الإسلامي، لا كحَدَثٍ معزولٍ وحيد. انتهى الأمر لي بشعور احترام كبير تجاهه كممارس علمي وصانعٍ لأدوات الشفاء، وليس مجرد مفكر نظري.

حبّيت أجرب خطة صارمة لمدة شهر لرسم هندسي لأعرف إن كانت فعلاً تنفع المبتدئ، والنتيجة كانت مدهشة ومعقّولة في الوقت ذاته. خلال تجربتي رتبت الخطة على أسابيع: الأسبوع الأول ركزت فيه على الأدوات، الخطوط والتظليل والقياسات البسيطة، الأسبوع الثاني انتقلت للإسقاطات الأورتوغرافية ورسم الواجهات، الأسبوع الثالث خصصته للقطاعات والتفاصيل الصغيرة مثل الوصلات والفتح، والأسبوع الرابع كان لإعادة النظر والتطبيق على قطعة عملية كاملة. كل يوم كنت أعطي نفسي هدفاً قصيراً قابل للقياس — نصف ساعة إلى ساعة أكثر من الجودة أفضل من ساعات مفرطة بلا تركيز. أظن أن المبتدئ يحتاج لخطة عملية خلال شهر لو كان هدفه اكتساب أساسيات يمكن البناء عليها بسرعة، خاصة إذا كان مقيد بوقت أو بحاجة لنتيجة سريعة لمشروع أو اختبار. لكن يجب أن تكون الخطة مرنة: لا تضغط على نفسك لتصبح خبيراً خلال 30 يوماً؛ اعتبرها بداية واضحة ومكثفة تجهّزك لمواصلة التعلم بعدها. تجربتي علمتني أن الالتزام اليومي والتقييم الأسبوعي يعطيان تقدم محسوس، ولا شيء يضاهي مراجعة أعمالك مع شخص أقدم أو مصدر موثوق قبل الانتقال لمستوى أصعب.

اتخذت قرارًا بالتسجيل في دورة رسم هندسي عبر الإنترنت لأغراض تطوير مهارتي، وكان السؤال الأكبر هو: هل ستمنحني شهادة معتمدة؟ التجربة علمتني أن الإجابة ليست بنعم/لا بسيطة. هناك أنواع متعددة من الشهادات؛ بعضها مجرد 'شهادة إتمام' تصدر عن منصة تعليمية تُشير إلى أنك اجتزت محتوى معين، وبعضها 'شهادة مُحققة' تتطلب هوية وتعليمات تقييمية، وفي حالات محددة تُصدر دورات بالتعاون مع جامعات أو مؤسسات معروفة فتُصبح الشهادة أقرب إلى الاعتماد الأكاديمي، أو على الأقل تحظى باعتراف أوسع في سوق العمل. عندما نظرت إلى الشهادة التي حصلت عليها، تحققّت من الجهة المصدرة ووجود شريك أكاديمي أو مؤسسة مهنية معروفة، ثم قرأت تفاصيل ما يعنيه الاعتماد: هل هناك ساعات معتمدة، هل يمكن تحويلها إلى نقاط جامعية، وهل تقبلها جهات الاعتماد المهني؟ أيضاً لاحظت إن بعض المنصات توفر 'شارات رقمية' مع رابط تحقق يمكن لصاحب العمل التحقق منه بسهولة، وهذا يعطي الشهادة وزنًا عمليًا أكبر من مجرد ملف PDF. في النهاية تعلمت أن الشهادة نفسها ليست كل شيء؛ الأهم هو محتوى الدورة والمشاريع التي تعمل عليها. شهادة معتمدة من جهة مرموقة جيدة للطموح المهني، لكن إن لم تكن معتمدة فبإمكان مشروع عملي جيد أو محفظة أعمال أن تُثبت قيمتك بنفس القدر. نصيحتي: افحص مصدر الشهادة، تحقق من إمكانية تحويلها أو قبولها لدى جهات ذات صلة، وركّز على اكتساب مهارات قابلة للعرض أمام أصحاب العمل.

أحب أن أفرّق بين الخيال والواقع عندما أتابع مشاهد الكيمياء في المسلسلات، لأنني ألاحظ تفاصيل صغيرة تجعلني أبتسم أو أتأفف. كثير من الأخطاء التي يلتقطها منهم شخص لديه خلفية في الهندسة الكيميائية تتعلق بالمقاييس والعمليات: تحويل تجربة مخبرية صغيرة إلى مفاعل صناعي كامل يحدث دون ذكر مشاكل النقل الحراري أو التحكم في التفاعلات، أو تصوير انفجار ضخم من تفاعل بسيط لأن ذلك أجمل بصريًا. هناك أيضًا سوء استخدام للمصطلحات—حفّاز يُذكر في السياق لكنه لا يفسد، أو نسب تحويل كيميائي مبالغ فيها، أو تجاهل فصل المنتجات وتنقيتها كأن الناتج جاهز للاستهلاك مباشرة. أنا أقدر عندما تأتي الاستشارات الفنية وتوظف مسلسلًا تقنيًا؛ 'Breaking Bad' مثال جيد لأنه استعان بمستشارين جعلوا بعض المشاهد أكثر واقعية رغم تبسيط الأمور دراميًا. لكن حتى مع الاستشارة، التدقيق في مسائل السلامة قليل: القفازات والدرع والتهوية غالبًا ما تُهمل للّقطة الجميلة. في النهاية أجد أن مرور مهندس كيميائي على كل حلقة غير عملي، لكن ملاحظة التفاصيل الصغيرة—التحكم في الحرارة، معدات الفصل، وتقدير المخاطر—تجعل العمل أقرب للواقع دون أن يفقد إثارة المشهد.

أحب أن أبدأ بتجربة بسيطة تثير فضول الطلاب قبل أن أغوص في التفاصيل الفنية. عادةً أعرض تجربة آمنة جدًا كعرض توضيحي — مثل تفاعل الخل مع صودا الخبز أو استخراج صبغة من كرنب أحمر لتبيان مؤشر الأس الهيدروجيني — وأطلب من الصف ملاحظة التغيّرات فقط في البداية، ثم نحللها سويًا. أحرص على تحضير المواد مسبقًا بكميات صغيرة ومفهرسة، وأضع تعليمات واضحة مكتوبة ومختصرة على لوح الصف: نظارات واقية، قفازات عند الحاجة، لا تذوق ولا شم، ومواضع غسل اليدين. أُظهر كيف أفرغ المواد وكيف أتخلص من الفضلات بأمان، وأشرح لماذا نستخدم بدائل أقل خطورة (مثل استخدام ماء الأكسجين بتركيزٍ منخفض بدلًا من المواد المؤكسدة القوية). الاحترام للكمية والتركيز والتهوية يخفض كثيرًا من المخاطر. أحب تحويل التجربة إلى نشاط جماعي من خلال محطات: محطة للملاحظة، ومحطة للقياس، ومحطة للكتابة. كل طالب له دور محدد، وأجري تقييمًا سريعًا بعد كل محطة بواسطة أسئلة بسيطة: ما الذي تغير؟ لماذا حدث ذلك؟ ماذا نغير لو كررنا التجربة؟ أستخدم وسائل بصرية ومقاطع فيديو آمنة ونماذج جزيئية مطبوعة لشرح الآليات بدلًا من إجراء تجارب خطرة. هكذا أبني عند الطلاب ثقافة سلامة وتجريبية تجمع بين الحذر والفضول، وينتهي الحصة بانطباع عملي وممتع بدلًا من خوف أو لبس.

أجد أن تصوير التجارب الكيميائية فرصة رائعة لتجسيد العلم بجمالية بصرية ملموسة. قبل أن أشغل أي ضوء أو أضغط على زر الغالق، أبدأ بالتخطيط: ما الذي أريد إبرازه؟ فقاعات، تدرج لوني، لهب، أو بريق متوهج؟ بناءً على ذلك أحدد مصادر الضوء ومواقعها. أعتمد عادةً مزيجًا من ضوء خلفي قوي لتمييز السوائل الشفافة وضوء جانبي مُنحَرف لإبراز الملمس والفقاعات. أضع فيلمًا مبعثرًا أو صندوق ضبط ضوء أمام المصباح لتنعيم الانعكاسات على الزجاج. استخدام شبكة أو 'snoot' يتيح تسليط شعاع ضيق على نقطة تفاعل معينة، بينما اللوح الأسود القابل للإمالة (black card) مفيد لقطع الانعكاسات غير المرغوب فيها. عند تصوير تفاعلات سريعة أفضّل استخدام فلاش قصير المدة لإيقاف الحركة؛ بينما للتغيرات اللونية البطيئة أستخدم إطالات تعريض مع ضوء مستمر منخفض وموزع. لا أنسى السلامة: دروع زجاجية، مسافات آمنة، وتغطية العدسات والكابلات. وأخيرًا، أعيد ضبط توازن اللون الأبيض وتصور المشهد بصيغة RAW حتى أحتفظ بحرية تعديل الألوان لاحقًا. كل جلسة تصوير بالنسبة لي تجربة تعليمية — أحاول أن أخلُق صورة تُخبر قصة التفاعل قبل أن تفسّرها العيون.