ما هي الطوبولوجيا

الطوبولوجيا عبارة عن علم من العلوم التي تهتم بدراسة الأشياء الهندسية ولكن من منظور أو بطريقة مختلفة وهو ما يميز ذلك العلم عن علم الهندسة المتعارف عليه بشكل عام والذي يقوم بدراسته اليوم الكثير من الطلاب بداية من المراحل الصغيرة وحتى المرحلة الجامعية، وهي عبارة عن كلمة يونانية وهي عبارة عن كلمتين طوبو وحدها ولوجيا والتي تعني علم الهندسة من منظور آخر، وهنا نجد أن ذلك العلم لا يهتم بالزوايا أو المساحات والأحجام التي تعد في الأصل هي محور دراسة الهندسة العادية.

معلومات عن علم الطوبولوجيا

في الهندسة يهتم الدارس بالكثير من الأمور والتي من أهمها مساحة المجسمات والمحيط وكل ما يخص القياسات التي تخص الأشكال الهندسية ولكن في علم الطوبولوجيا نجد أن تلك القياسات لا حاجة لها، فقد نجد أن جميع المجسمات لها نفس المعنى عند علم الطوبولوجيا ولكن يختلف الأمر من حيث أوجه التشابه بمعنى أن جميع الأشياء التي لها عدد أضلاع متشابهه لها نفس الخصائص في الطوبولوجيا يعني أن المربع والمستطيل نفس الشيء ومتوازي الأضلاع وشبه المنحرف نفس الأمر.

وكلن في ذلك العلم أيضا يتم تجاهل الزوايا بشكل كبير ونجد أن ذلك العلم يهتم أيضا بتمدد الشكل ومدى الاستمرارية بمعنى أن الشكل سيظل كما هو حتى وإن تعرض إلى المزيد من التمدد في المستقبل، وقد يعتقد البعض أن لا فرق بين الأشكال الهندسية وبعضها البعض ولكن هذا الأمر غير صحيح فالطوبولوجيا تعتقد أن الشكل الهندسي يظل كما هو مهما تعرض إلى التمدد وعلى سبيل المثال وليس الحصر أن السير داخل مستطيل أو مربع بدون المرور بالحافة يؤكد لك انه لا فرق بين الأشكال الهندسية التي تتساوى في عدد الأضلاع.

وقد نجد أن شريط موبيوس الهندسي يختلف تماما مع تلك النظرية وسوف تجد المزيد من الاختلافات ولكن من ناحية الطوبولوجيا سوف تجد الأمر مختلف مع بعضه البعض، كما أن الطوبولوجيا تهتم هي الأخرى بالمجسمات والحفر فإذا كان لدينا كرة فإذا تعرضت إلى الضغط أو التمدد سوف تكون هي نفس الشكل وقد نجد أن كرة التنس تتشابه مع كرة البيسبول وكرة القدم من ناحية الطوبولوجيا ولكن إن كانت مفرغه سوف تكون من ناحية الطوبولوجيا على شكل قطعة الدونات التي نعرفها.

وهذا الأمر ينطبق على جميع الأشكال المسطحة وقد ظل العلماء يعتقدون في الماضي أن الكرة مسطحة بناء على ما تم رصده من المستويات القريبة ولكنها عندما رصدها من على بعد تم التأكد من أنها ليست مسطحة ومن هنا نجد أنه يوجد بعدين للأمر وهما البعد الذاتي والبعد الخارجي وغالبا تدور الطوبولوجيا عن البعد الذاتي وهو ما يؤكد أن المنحنيات التي تخص الأشكال أحادية البعد والمنحنيات عبارة عن منطويات ثنائية البعد.

المتانة وعلم الطوبولوجيا

قد يشير البعض إلى علم الطوبولوجيا على أنه الهندسة المطاطية وحتى يومنا هذا يظل ذلك العلم ضمن المجال التجريبي في علم الفيزياء ولكن من المتوقع مع التطور العلمي الكبير الذي أصبحنا نتعايش معه أن يخرج ذلك العلم إلى مجال التجربة، خاص في المجال الذي يخص المجال الإلكتروني الكمومي، ومن المتوقع أن المواد الجديدة التي ستنشأ عن ذلك العلم سوف تستهلك القليل من الكهرباء في المستقبل.

وقد أكد بعض العلماء الذي عملوا على دراسة الطوبولوجيا على أن المواد سوف تظل متينة بغض النظر عن التشوية الذي يتم تطبيقه عليها وهذا بالضبط ما يتم تطبيقة في مجال الحواسيب الكمومية والتي سيتم تطبيقها في المستقبل، وتجدر الإشارة أن تلك الحواسيب لا تزال متواجدة على ألواح الرسم حتى يومنا هذا والتي تعد بسرعات كبيرة للمعالجة والتي تستخدم الخصائص التي تخص الجسيمات دون الذرية التي توجد في الكثير من المواضع في وقت واحد، ولكنها سوف تشكل الكثير من المخاطر نظرا لارتفاع درجة الحرارة.

وهنا نجد أن الطوبولوجيا لديها دور كبير في تطبيق الكثير من العوازل ومن ثم عدم أرتفاع درجة الحرارة، وقد أكد الكثير من الباحثين في مجال الطوبولوجيا على أنه من المتوقع أن يمر عقدين على ما تظهر الأبحاث التي تخص الطوبولوجيا في المستقبل، حيث يؤكد الكثير منهم أن التطبيقات التي تخص الطوبولوجيا لا تزال تحتاج إلى الكثير من التجارب حتى تخرج بالصورة التي يراها العلماء في ذلك العلم المفيد للبشرية والخطوة القادمة هو إنشاء تلك الأشياء في المختبرات.

الوسوم :

شارك المقال في صفحاتك

معلومات الكاتب

Avatar

أكتب تعليق

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *