مشروع الجينوم البشري ومنظمة للجينوم البشري

مشروع الجينوم البشري

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة 

شكل 1: عملية تضاعف الدنا ، (اقرأ اسفله) .

نموذج يوضح بنية جزء من الدنا (DNA orbit animated.gif). 

 

 
الجينوم البشري Human genome: 

 

 

 هو كامل المادة الوراثية المكونة من (الحمض الريبي النووي منزوع الأكسجين) 

 

=والذي يعرف اختصارا الدنا DNA.[1][2][3] يحتوي الجينوم البشري على ما بين 20-25 ألف جين gene (المورثات) موجودة ومرتبة على هيئة ثلاثة وعشرين زوجاً من الكروموسومات (أو الصبغيات) في نواة الخلية. يوجد نوعين من الكروموسومات. النوع الأول هو الكروموسومات الجسدية (somatic) وعددها 22 والنوع الثاني هي الكروموسومات الجنسية (X وY) والتي تحدد الجنس من ذكر أو أنثى. تحمل تلك الجينات (المورثات) جميع البروتينات اللازمة للحياة في الكائن الحي. وتحدد هذه البروتينات - ضمن أشياء أخرى - هيئة الشخص، وطوله ولون عيناه وهكذا، إلى جانب كيف يستقبل metabolize جسمه الطعام أو يقاوم العدوى، وأحياناً يحدد حتى الطريقة التي يتصرف بها. ويختلف حجم الجينوم وعدد الجينات بين الكائنات الحية. 

 

 

 
ويتكون جزيء الدنا DNA في البشر والرئيسيات، من سلسلتين يلتف كل منهما حول الآخر بحيث يشبهان السلم الملتوي. وتتكون السلسلتان المتوازيتان من جزيئات سكر خماسي والفوسفات، والسلسلتان مرتبطتان عرضيا بواسطة جزيئات تسمى dafirungs من مواد كيميائية تحتوي على النتروجين، وتلك الجزيئات حلقية وتسمى القواعد النتروجينية bases ويرمز إليها اختصاراً A وT وC وG. وتتكرر هذه القواعد مليارات المرات في جميع أجزاء الجينوم (مجموعة الكروموسومات). ويحتوي الجينوم البشري، على سبيل المثال، على 3 مليارات زوج من هذه القواعد (لو رمزنا لكل قاعدة بحرف من حروف الكتابة لملأت 3 آلاف كتاب يحتوي كل كتاب على 500 صفحة، أي لشكل مجموعها كتاب كبير يبلغ ارتفاعه ارتفاع ناطحة السحاب مبنى إمباير ستيت، كل ذلك في نواة خلية بشرية واحدة). ويحتوي الجسم البشري على نحو 80 تريليون (80,000،000,000،000,000،000) خلية! 

 

 

 
اختصارات الجزيئات (النيوكليوتيدات) المذكورة التي توصل بين السلسلة اليمنى للدنا بالسلسلة اليسرى هي:
أدينين Adenine وتختصر A
غوانين Guanine وتختصر G
الثايمين Thymine وتختصر T
السايتوسين Cytosine وتختصر C
(أنظر الدنا) 

 

 
تربط بين السلسلتين دائما جزيئين من النيوكليوتيدات ؛ إما A - T أو T - A أو G - C أو C - G . ولا تصلح رابطات أخرى .

 

 

=اى يتكامل كل منهما مع الاخر ميزة تلك الطريقة البارعة هو أنه إذا تلف أحد الجزيئين المتكاملين فإن بدلاله الآخر يستطيع مجموعه من (20) انزيم ربط استبدال النيوكلوتيده التالفه بنيوكليوتيده جديده تتزاوج وتتكامل مع الثانية السليمه، أي أن الدنا يمكن اصلاحه. ليس هذا فقط، وإنما في استطاعة الدنا "مضاعفة" نفسه . لنتخيل أننا شققنا الدنا من وسطه طوليا فأصبحت كل سلسلة منفصلة عن الأخرى (أنظر الشكل 1) ، حينئذ تستطيع كلا السلسلتين بما هو متصل بها من الجزيئات القاعدية تكوين سلسلة جديدة عليها الجزيئات القاعدية المناسبة : مثل T هنا تكوّن A هناك، وC هنا تكوّن G على السلسلة الجديدة . أي تصبح السلسلة الجديدة "قالبا" يمكن أن يكوّن بنفس المبدأ سلسلة مناظرة للسلسلة الأولى ؛ أي يمكن لكل سلسلة مضاعفة نفسها، وبالتالي يمكن للدنا مضاعفة نفسه ؛ وهذا "توالد". ومن هنا تنبع الحياة.
محتويات
1 تمهيد
1.1 منظمة للجينوم البشري
2 السلسلة الحيوية
3 لماذا ندرس الجينوم
4 الطب الجزيئي (Molecular medicine)
4.1 الجينوميات الجرثومية Microbial genomics
4.2 الدراسات السكانية والأنثروبولوجية
4.3 استخدامات الدنا DNA في مجال الطب الشرعي
4.4 الزراعة، وتربية الحيوان، والمعالجة البيولوجية
5 مخاطر متوقعة
6 الأخلاقيات
7 حب الاستطلاع
8 جينوم البشر وجينوم الشمبانزي
9 المصدر
10 اقرأ أيضاً
11 مراجع
تمهيد

سلسلة من النوكليوتيدات تكوّن جزءا من الدنا.
يعد الترتيب المحدد للقواعد A وT وC وG في غاية الأهمية، فهذا الترتيب يحدد جميع أوجه التنوع الحيوي. ففي هذا الترتيب تكمن الشفرة الوراثية Genetic code، فكما أن ترتيب الحروف التي تتكون منها الكلمات هو الذي يجعلها ذات معنى، فترتيب هذه الجزيئات يحدد كون هذا الكائن الحي إنساناً أو ينتمي إلى نوع آخر من الأحياء مثل الخميرة أو ذبابة الفاكهة مثلاً، والتي يمتلك كل منها المجين الخاص بها والذي ركزت عليه أبحاث وراثية خاصة عدة.
ونظراً لأن جميع الكائنات الحية ترتبط بعلاقات مشتركة من خلال التشابه في بعض متواليات الدنا DNA، تمكننا الدراسات التي نقوم بها على الكائنات الحية غير البشرية من تحقيق المزيد من الفهم والمعرفة لبيولوجية الإنسان.
تمثل كل مجموعة مكونة من ثلاثة من الحروف الأربعة على الأقل حمضاً أمينياً معيناً، وبعضها يمكن أن يتكون من مئات أو آلاف الحروف. وهناك 20 وحدة بناء مختلفة - أحماض أمينية - تستخدم في مجموعة هائلة من التوليفات لإنتاج بروتيناتنا. وتكوّن التوليفات المختلفة بروتينات مختلفة بدورها لها وظائف في أجسامنا وتحافظ على حيويته.
تكفي المعلومات التي يحتوي عليها الجينوم البشري (نحو 3و3 مليار زوجا من القواعد) ، عندما يكتب كل 1000 منها في كتاب تبلغ عدد صفحاته 100 صفحة لاحتاج متابتها جميعا 3300 كتابا بهذا الحجم! وهذا كله في نواة خلية بشرية واحدة!

 

 

 
فيما بيننا نحن البشر، يختلف الدنا DNA من فرد لآخر بنسبة 2.0% فقط، أو 1 من كل 50 حرفاً، ويضع ذلك في الاعتبار أن الخلايا البشرية تحتوي كل منها على نسختين من الكروموسومات ؛ واحد من الأب والآخر من الأم.
إذا أردنا أن نقرأ الجينوم البشري بسرعة حرف واحد في الثانية لمدة 24 ساعة يومياً، فسيستغرق الأمر قرناً كاملاً من الزمان للانتهاء من قراءة كتاب الحياة!
إذا بدأ شخصان مختلفان في قراءة كتاب الحياة الخاص بكل منهما بسرعة حرف واحد في الثانية، فسيستغرق الأمر نحو ثماني دقائق ونصف الدقيقة (500 ثانية) قبل أن يصلا إلى أول اختلاف في ترتيب حروف كتابيهما!
يحتاج الطبّاع typist الذي يكتب بسرعة 60 كلمة في الدقيقة (نحو 360 حرفاً) ولمدة ثماني ساعات يومياً، إلى نصف قرن للانتهاء من طباعة كتاب الحياة!

 

=
يتشابه الدنا DNA الخاص بالبشر مع مثيله في الشمبانزي بنسبة 96%.

 

 
يبلغ العدد التقديري للجينات في الإنسان 22.000 من الجينات. أما في الديدان المستديرة فيبلغ العدد 19.000 وفي خلايا الخميرة yeast يبلغ عدد الجينات 6.000 تقريباً، بينما يبلغ عدد جينات الجرثومة المسببة للتدرن 4.000.
تظل وظيفة الغالبية العظمى (98%) من الدنا DNA الموجودة في الجينوم البشري، غير معروفة لدينا حتى الآن، حيث تشكل الجينات نحو 2% منه فقط وهي الجينات التي تنتج بروتينات وهرمونات. 

 

 

= ويبدو أن 98% من سلسلات القواعد الموجودة بين الجينات وبعضها ليست لها وظيفة وكانت بالإجليزية تسمى Trash بمعنى نفايات أو مهملات. ولكن البحث العلمي الحديث يبين أن لها وظيفة إدارية بالنسبة لتنشيط أو تهدئة عمل الجينات.

 

 

 
كان أول كروموسوم chromosome بشري تم فك شفرته بالكامل هو الكروموسوم رقم 22، وقد تم ذلك في المملكة المتحدة في ديسمبر 1999، وتحديداً في مركز (سانجر) بمقاطعة كمبردج.

 

 

 
يبلغ طول الدنا DNA الموجود في كل من خلايانا 1.8 متر، ولو كدّست حميعها في كتلة لبلغ قطرها 0.0001 سنتيمتر (والتي يمكن أن توضع بسهولة في مساحة بحجم رأس الدبوس).

 

 

 
إذا تم فرد جميع الدنا DNA الموجود في الجسم البشري طرفا لطرف، يمكن للخيط الناتج أن يصل من الأرض إلى الشمس وبالعكس 600 مرة [100 تريليون ×1.8 متر مقسومة على 148.800.000 كيلومتر = 1200].

 

 

 
يقوم الباحثون في مشروع الجينوم البشري بفك شفرة 12.000 حرف من الدنا DNA البشري في الثانية الواحدة. 

 

 
منظمة للجينوم البشري
ظلت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) والهيئات الحكومية التابعة لها مسؤولة، ولمدة تقارب الخمسين سنة، عن البحث بعمق في الأخطار المحتملة على صحة الإنسان نتيجة لاستخدام الطاقة وللتقنيات المولدة للطاقة - مع التركيز بصورة خاصة على تأثير الإشعاع الذري على البشر وعلى الكائنات الحية. لذلك فمن الإنصاف أن نعلم بأن أغلب ما نعرفه حالياً عن التأثيرات الصحية الضارة للإشعاع على أجسام البشر، نتج عن الأبحاث التي دعمتها هذه الوكالات الحكومية - ومن بينها الدراسات طويلة المدى التي أجريت على الناجين من القنبلتين الذريتين اللتين ألقيتا على مدينتي هيروشيما ونجاساكي، بالإضافة إلى العديد من الدراسات التجريبية التي أجريت على الحيوانات. 

 

 
لقد استطاع العلم حتى وقت قريب اكتشاف بعض التغيرات الطفيفة التي تحدث في الحمض النووي (الدنا DNA) الذي يحمل شفرة برنامج الوراثة ويوجه الوظائف الحيوية لجسم الإنسان، ويحتاج البحث العلمي الاستمرار في فك ألغاز هذا العدد العظيم من الجينات بغرض معرفة ما يترتب عليها من تغيرات تؤدي إلى المرض، أي معرفة وظيفة كل جين، وما يتبع تغيره من تغير في وظيفته فيتسبب المرض.
في عام 1984، وفي اجتماع مشترك بين وزارة الطاقة الأمريكية واللجنة الدولية للوقاية من المطفرات (Mutagens) والمسرطنات (Carcinogens) البيئية، طرح لأول مرة بصورة جدية ذلك السؤال: (هل يمكننا، أو هل يجب علينا، أن نقوم بتعيين سلسلة (Sequence) الجينوم البشري ؟ وبكلمات أخرى: هل علينا تطوير تقنية تمكننا من الحصول على نسخة دقيقة (كلمة بكلمة) للمخطوطة الوراثية الكاملة لإنسان (عادي). وبهذا نتوصل إلى مفتاح اكتشاف التأثيرات المطفرة Mutagenic المفسدة الناتجة عن الإشعاع والسموم المسببة للسرطان.
لم تكن إجابة هذا السؤال من السهولة بمكان، لذلك فقد عقدت جلسات عمل عدة خلال عامي 1985 و1986، وتمت دراسة الموضوع برمته من قبل المجموعة الاستشارية لوزارة الطاقة، ومكتب تقييم التكنولوجيا التابع للكونجرس، والأكاديمية الوطنية للعلوم، بالإضافة إلى الجدل الذي احتدم وقتها بين العلماء أنفسهم على المستويين العام والخاص. وعلى أي حال، فقد استقر الإجماع في نهاية الأمر على أننا يجب أن نخطو في هذا الاتجاه.
في عام 1988، أنشئت منظمة الجينوم البشري (Human Genome Organization (HUGO في الولايات المتحدة، كان هدف هذه المنظمة الدولية هو حل شفرة كامل الجينوم البشري.
أما مشروع الجينوم البشري (HGP) Human Genome Project فهو مشروع بحثي بدأ العمل به رسمياً في عام 1990، وقد كان من المخطط له أن يستغرق 15 عاماً، لكن التطورات التكنولوجية عجلت العمل به حتى أوشك على الانتهاء قبل موعدهِ المحدد لهُ بسنوات. فأعلنت نتائجه الأولية عام 2000، وأعلنت النتيجة النهائية للمشروع عام 2003. وقد أدى ذلك لاجراء أبحاث في مجالات ذات أهداف أبعد. وقد بدأ المشروع في الولايات المتحدة كجهد مشترك بين وزارة الطاقة Department of Energy (DOE)، والمعاهد الوطنية للصحة (NIH). وقد تمثلت الأهداف المعلنة للمشروع فيما يلي:
التعرف على الجينات التي يحتوي عليها الدنا DNA البشري، وعددها 100.000 جين تقريباً (ونعرف الآن انها نحو 22.000 جين فقط).
تحديد متوالية sequence القواعد الكيميائية التي تكون الدنا DNA البشري وعـددها 3و3 مليارات زوج قواعد.
تخزين هذه المعلومات على قواعد بيانات databases.
تطوير الأدوات اللازمة لتحليل البيانات.
دراسة القضايا الأخلاقية، والقانونية، والاجتماعية التي قد تنتج عن المشروع (وهي من الخصائص التي تميز مشروع الجينوم البشري الأمريكي عن غيره من المشاريع المشابهة في جميع أنحاء العالم).
للمساعدة في تحقيق هذه الأهداف، قام الباحثون أيضاً بدراسة التركيب الجيني للعديد من الكائنات الحية غير البشرية، ومنها البكتيريا الشائعة الوجود في أمعاء البشر، وهي الإشريكية القولونية E. coli، وذبابة الفاكهة، وفئران المختبر.
السلسلة الحيوية
تبدأ سلسلة الـ DNA البشري بأخذ عينات الدم من المتطوعين، والتي تستخلص باستخدام الطرق الكيميائية الروتينية، ثم تجمّع pooled وتبرد عند درجة صفر فهرنهايت، ثم تقطع إلى متواليات متراكبة يبلغ طول كل منها نحو 150.000 حرف. وعلى الرغم من ذلك، لا يوجد في هذه العينات الأصلية مقدار من الـ DNA يكفي لتحليله، ولذلك فالخطوة التالية هي استنساخ (تنسيل: Cloning) كل شظية (شدفة: Fragment) في البكتريا، والتي تصنع نسخاً عدة منها مع تكاثرها.
وتستخدم الربوتات Robots في نقل هذه المستعمرات البكتيرية إلى آلة تضخمها Amplify لدرجة أكبر.
وتسمى التقنية التي تستخدمها هذه الآلة (تفاعل البوليميراز السلسلي Polymerase Chain Reaction - PCR) وقد أهل مكتشفه الكيميائي الأمريكي كاري موليس Mullis لنيل جائزة نوبل عام 1993.
وبعد ذلك، تفك شفرة متوالية كل شظية باستخدام آلة تسمى (المسلسل) Sequencer، والتي تنفذ مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي طوّرها العالم البريطاني فريد سانجر Sanger، والحائز جائزة نوبل. وللتبسيط، نقول إن تلك التفاعلات تتضمن تمييز كل حرف في أي شظية بعينها بجزيء ملون يمكن قراءته بواسطة أشعة الليزر. ويقوم جهاز كمبيوتر بتحليل نتيجة الفحص بالليزر لإنتاج متوالية sequence لهذه الشظية، ثم يجمع جميع متواليات الشظايا (الشدف) المتراكبة overlapping، وذلك لتكوين جينوم العيّنة الأصلية.
لماذا ندرس الجينوم
سيتيح مشروع الجينوم البشري فوائد جمة للبشرية، يمكننا توقع بعضها بينما سنفاجأ بالبعض الآخر. أما الفوائد المتوقعة للعلاج بالجينات فهائلة، ويمكن تلخيصها في مجالات عدة كالتالي:
تطوير أدوية ومعالجات جديدة: بالإضافة إلى صنع أدوية جديدة، يمكن اعتبار مشروع الجينوم البشري كبداية لحقبة جديدة من الطب الشخصي Personalized medicine. فالناس يميلون للاستجابة بصورة مختلفة تماماً للأدوية التي يصفها لهم الأطباء - حتى 50% من الأشخاص الذين يتناولون دواء معينا سيجدون أنه إما غير مؤثر، أو أنهم سيتعرضون لتأثيرات جانبية غير مرغوبة. ويعد أسلوب (اضرب واخسر) مضيعة مرعبة للوقت والمال، بل إنه قد يعرّض الحياة ذاتها للخطر.
وبالإضافة لذلك، فنحن جميعاً نختلف في قابليتنا للإصابة بالأمراض المختلفة، فبينما قد ينتهج رجل نمطا صحيا نسبيا للحياة قبل أن يسقط ضحية لنوبة قلبية في منتصف العمر، قد يظل صديقه الذي يدخن عشرين سيجارة يومياً ويتناول إفطاراً مقلياً كل يوم، قوياً حتى سن الثالثة والتسعين، لكن لماذا ?... يقع جزء مهم من الإجابة في الجينوم البشري.
وقد اتضح أن 99.9% من متتاليات الـ DNA متشابهة في جميع البشر (ولذلك فنحن ننتمي جميعاً للنوع الحي نفسه)، لكن هذا الفرق الذي لا يزيد على 0.1% قد يفسّر استجاباتنا الفردية للأدوية وقابليتنا للإصابة بالأمراض الخطيرة.
الطب الجزيئي (Molecular medicine)
تحسين تشخيص الأمراض.
الاكتشاف المبكر للاستعداد للإصابة بالأمراض الوراثية.
تصميم الأدوية بصورة أكثر ملاءمة.
المعالجة بالجينات وأنظمة التحكم للأدوية.
علم الأدوية المجيني Pharmacogenomics، تصميم أدوية تستهدف أمراضاً وراثية بعينها.
الجينوميات الجرثومية Microbial genomics
مصادر جديدة للطاقة (الوقود الحيوي Biofuels).
مراقبة البيئة لاكتشاف الملوّثات.
الوقاية من الحرب البيولوجية والكيميائية.
التخلص من النفايات السامة بطرق مأمونة وفعّالة في الوقت نفسه.
فهم قابلية التعرض للأمراض والكشف عن الأهداف الحيوية التي يجب أن تدرس.
الدراسات السكانية والأنثروبولوجية
دراسة التطور عبر طفرات الخط الجنسي germline في السلالات البشرية المختلفة.
دراسة أنماط هجرة المجموعات السكانية المختلفة استنادا إلى التوريث الجيني للإناث female genetic inheritance.
دراسة طفرات الكروموسوم (Y) لتتبع السلالات وأنماط هجرة الذكور.
استخدامات الدنا DNA في مجال الطب الشرعي
التعرف على المشتبه بهم المحتملين التي قد يطابق الدنا DNA الخاص بهم الأدلة الموجودة في مسرح الجريمة.
تبرئة الأشخاص المتهمين بالخطأ في الجرائم.
التحقق من علاقات البنوّة وغيرها من قضايا النسب.
التعرف على الأنواع الحية المهددة بالانقراض والمحمية كمساعدة لمسئولي هيئات حماية الحياة البرية (ويمكن استخدامها في ملاحقة منتهكي قوانين حماية الحياة البرية).
التعرف على البكتريا وغيرها من الجراثيم التي قد تلوّث الهواء، أو الماء، أو التربة أو الغذاء.
تحقيق التوافق النسيجي بين المتبرع والمتلقي في برامج زراعة الأعضاء.
الزراعة، وتربية الحيوان، والمعالجة البيولوجية
تحديد نسب البذور أو الماشية في برامج التهجين.
المحاصيل المقاومة للأمراض، والحشرات، والجفاف.
حيوانات المزرعة الصحيحة، والأكثر إنتاجاً، والمقاومة للأمراض.
منتجات زراعية أكثر فائدة غذائية.
المبيدات الحشرية البيولوجية Biopesticides.
اللقاحات vaccines التي يمكن أكلها، ومن ثم دمجها في المنتجات الغذائية.
استخدامات بيئية جديدة لتنقية نباتات مثل التبغ.
مخاطر متوقعة
عندما تصبح المنابلة الجينية إجراء دقيقاً، سيواجه الآباء المتوقعون بمجموعة واسعة من الاحتمالات. وهم سيرغبون، بطبيعة الحال، في أن يتأكدوا خلال المرحلة الجينية لنسلهم، في أن يقوم المعالجون بالجينات بتصحيح أي مشكلات قد تنشأ بسبب وجود جينات معيبة، وقد يطلب الآباء أيضاً من أولئك المعالجين رفع معدلات ذكاء أطفالهم، أو إضافة بضع بوصات إلى أطوالهم، أو منحهم قدرات رياضية متفوّقة، أو شعر مجعد، وعيون زرقاء، وبشرة متوافقة مع أحدث صرعة.
ويمكن أن تحظى المعالجة الوراثية بقبول عام أوسع إذا أمكن منع احتمال توافرها فقط كمعالجة مميزة للأغنياء وحدهم، ويتوقع فيليب كيتشر Kitcher، مؤلف الكتاب المعنون (حيوات قادمة: الثورة الوراثية والاحتمالات البشرية)، إن تلك الشكاوى المتعلقة بالعلاج بالجينات ستكون نادرة. ويقول (إذا ضمن المجتمع المستقبلي الوصول المتساوي لكل مواطنيه (و) إذا اهتم أولاً بالاحتياجات الصحية العاجلة قبل خلق الفرص لتحسين القدرات).
يجب علينا أيضاً أن نضع في اعتبارنا تأثيرات الهندسة الوراثية في المجالات الاجتماعية والسياسية، ونظراً لأن الفوائد الزراعية والطبية للهندسة الوراثية باهظة التكاليف، لن يتمكن الأفراد الفقراء، ولا الأمم الفقيرة من تحمّلها - على الأقل خلال السنوات القليلة القادمة. ونتيجة لذلك، فمن المرجح أن تتسع الفجوة الاقتصادية بين الأغنياء والفقراء، وبالإضافة إلى ذلك، يحاول زعماء العالم الثالث حماية النباتات والأنواع الحيوانية غير العادية من الاستغلال الغربي، فالشركات الغربية تريد هذه الأنواع من أجل مشاريع الهندسة الوراثية، وتأمل في أن تحصل عليها بأقل تكلفة ممكنة.
الأخلاقيات
إن العلم في حد ذاته لا هو جيد ولا سيء، لكن الاستعمالات التي يستخدم فيها هي التي تثير الأسئلة الأخلاقية، وما الهندسة الوراثية إلا تقنية فحسب، وعلينا أن نقرر إذا كنا نريد استخدامها، ومتى وكيف، ويجب أن تكون هذه القرارات مسؤولية الجميع.
ويمكن أن تمثل المخاوف التي يظهرها الناس فيما يتعلق بالهندسة الوراثية، علامة تشير إلى بداية العمل الفعّال للإنسان بخصوص القضايا البيئية العالمية، وكلما تأخرنا في العمل، قلت إمكانية نجاحنا في إنقاذ الأنظمة البيئية وتنوّعها البيولوجي.
حب الاستطلاع
تقدمت معرفتنا عام 2010 في قراءة الجينات تقدماً كبيراً، وننظر ونتعجب لما لا يزال أمامنا من أسرار كتاب الحياة محتاج لفك ألغازه. إننا نتعجب كيف أن سلاسل الجينات ذات البعد الواحد تشكل إنسانا، وكيف أن الذرات والجزيئات تترتب عليها بحيث تشكل خريطة الدنا التي تقوم بتشكيل الجسم الحي بالكامل. فهي المصمم والباني وفي نفس الوقت واضعة القوانين والهيئة التنفيذية. وكيف أن تركيب الجينات يتفاعل مع عالم الحياة، بما فيها من صفات جسمية ونفسية وعقلية.
ليس هذا هو العجيب فقط، فقد ازداد تعجبنا عندما عرفنا أن كل الحيوانات الأخرى وكل النباتات لها دنا خاص بها؛ ولكنها تشترك جميعاً في كيفية بناءها. فيتكون الدنا فيها من سلسلتي السكر الفوسفوري المذكرين أعلاه وتربط بينهما الأربعة جزيئات A وTو C وG. أي أن كتاب الحياة مكتوب لجميع الكائنات الحية بواسطة أربعة أحرف، والاختلاف بين الأنواع المختلفة يعتمد على تتابع تلك الأربعة حروف التي يختزنها الدنا. مثلما نكتب كتباً ورسائل وصحفاً وأشعار بعدد 27 من الحروف الهجائية. كتاب الحياة مكتوب بأربعة حروف : A وT وC وG.
جينوم البشر وجينوم الشمبانزي
 مقالة مفصلة: مشروع جينوم الشمبانزي
وقد تأكد العلماء من وضع الإنسان في شجرة التطور من بعد أن تمكن الإنسان من تعيين تتابع الجينات في الدنا تبعه. وبدأ العلماء في تعيين تسلسل الجينات في حيوانات كثيرة ونباتات، وكان ملفتا للنظر التشابه بين دنا الإنسان ودنا الشمبانزي - فهو يعد من أقرب الرئيسيات إلينا. فقد قام العلماء قبل عام 2007 بتعيين تسلسل الجينات (تسلسل القواعد النتروجينية) للشمبانزي، واتضح أن تتابع جيناته مشابهة لتتابع الجينات في كروموسومات الإنسان بنسبة 96%.
وبمقارنة التكوين العضوي لكلاهما نجد علاقة قوية بين التركيب الكروموسومي في الإنسان وفي الشمبانزي. فالكروموسومات نستطيع رؤيتها تحت الميكروسكوب أثناء انقسام الخلية، وهي مكونة من الدنا. وكل كروموسوم يحوي مئات من الجينات (المورثات) في تتابع خاص. وبمقارنة الجينوم البشري وجينوم الشمبانزي وجد العلماء نفس تتابع الجينات في كل منهما، وإنما وجدوها على كروموسوم آخر.
نجد في الإنسان 23 زوجاً من الكروموسومات، أما الشمبانزي فله 24 زوجاً من الكروموسومات.
يذكر البروفيسور فرانسيس كولينز الذي أشرف على مشروع الجينوم البشري في كتابه الصادر في عام 2007 تحت عنوان"لغة الله في خلقه - عالم يقدم دليلا للإيمان"؛ يقول أنه يبدو وجود ذلك العدد المختلف من الكروموسومات في الإنسان والشمبانزي قد نتج عن التحام كروموسومين في الأجداد ليصبحا كروموسوما واحداً في الإنسان. يؤيد ذلك تحليل جينات الغوريلا وإنسان الغابة فكلاهما أيضا له 24 زوج من الكروموسومات.

كروموسومات الإنسان وكروموسومات الشمبانزي. M : تعني دنا متقدرة . يلاحظ التحام كروموسوم 2 أ و2 ب للشمبانزي، لإنتاج كروموسوم 2 البشري.
وبالتوصل إلى تعيين الجينوم البشري كله فقد أصبح من الممكن البحث عن ذلك الكروموسوم في الإنسان الذي يحمل هذا الالتحام. وكان الشكل الطويل للكرموسوم 2 في الإنسان ملفتاً للنظر. ومن دراسة الكروموسومات نعرف أن كل كروموسوم تميزه عند طرفيه ترتيب معين للأزواج القاعدية وهذه خاصية موجودة في جميع الرئيسيات؛ وهي لا تظهر إلى على أطراف الكروموسومات. وقد وجد مكان الالتحام في المكان الذي توقعه التطور، وهو في وسط الكروموسوم 2 عند البشر.
المصدر
مجلة العربي عدد يناير 2001 (بقلم د/إيهاب عبد الرحيم) حسب ترخيصها في ويكيبيديا:تصاريح بالنقل والاقتباس
[1]The Language og God , Francis Collins , 2007 , ISBN 13: 978 1 84739-092-9
اقرأ أيضاً
جين
كروموسوم
تحليل الجينات
اختلال الصيغة الصبغية
قائمة مشاريع عملاقة
مشروع جينوم الشمبانزي
قائمة معلمات Y-STR
قائمة الجينات البشرية

الرياضيات البحتة

الرياضيات البحتة
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة 
رياضيات بحتة

صنف فرعي من الرياضيات
فروع
جبر، هندسة رياضية، طوبولوجيا، نظرية الأعداد

 
الرياضيات البحتة أو الرياضيات الخالصة
هي دراسة المفاهيم الرياضية بشكل مستقل عن أي تطبيق خارج الرياضيات. 

 

 قد تنشأ هذه المفاهيم في اهتمامات العالم الحقيقي، وقد تتحول النتائج التي تم الحصول عليها لاحقًا إلى فائدة للتطبيقات العملية، لكن علماء الرياضيات البحتين ليسوا مدفوعين أساسًا بهذه التطبيقات. 

 

=بدلاً من ذلك، يُعزى النداء إلى التحدي الفكري والجمال المتمثل في تحديد النتائج المنطقية للمبادئ الأساسية.
على الرغم من وجود الرياضيات البحتة كنشاط منذ اليونان القديمة على الأقل، فقد تم تطوير المفهوم في حوالي عام 1900،
بعد إدخال النظريات بخصائص مضادة للحدس (مثل الهندسة غير الإقليديةونظرية كانتور للمجموعات اللانهائية)، 

=واكتشاف التناقضات الواضحة (مثل الوظائف المستمرة التي لا يمكن تمييزها في أي مكان، ومفارقة راسل). 

 

=قدم هذا الحاجة إلى تجديد مفهوم الصرامة الرياضية وإعادة كتابة جميع الرياضيات وفقا لذلك، مع الاستخدام المنهجي للطرق البديهية. أدى ذلك إلى تركيز العديد من علماء الرياضيات على الرياضيات من أجل مصلحتها، أي الرياضيات البحتة. 

 
ومع ذلك، بقيت جميع النظريات الرياضية تقريبًا مدفوعة بمشاكل قادمة من العالم الواقعي أو من نظريات رياضية أقل تجريدا. أيضًا، تم استخدام العديد من النظريات الرياضية، والتي بدت أنها رياضيات خالصة تمامًا، في النهاية في المجالات التطبيقية، ولا سيما الفيزياءوعلوم الحاسوب. 

 

 ومن الأمثلة المبكرة الشهيرة على ذلك، إظهار إسحاق نيوتن أن قانون الجاذبية العالمي الخاص به يعني ضمناً أن الكواكب تتحرك في مدارات ذات أجزاء مخروطية، منحنيات هندسية درسها أبلونيوس البرغاوي في العصور القديمة. مثال آخر هو مشكلة تقسيم أعداد صحيحة كبيرة، والتي هي أساس نظام تشفير RSA، المستخدم على نطاق واسع لتأمين اتصالات الإنترنت.
ويترتب على ذلك، في الوقت الحالي، أن التمييز بين الرياضيات البحتة والتطبيقية هو وجهة نظر فلسفية أو تفضيل عالم رياضيات أكثر من كونه تقسيمًا جامدًا للرياضيات. على وجه الخصوص، ليس من غير المألوف أن يصف بعض أعضاء قسم الرياضيات التطبيقية أنفسهم بأنهم علماء رياضيات بحتيين.
---------------------
التاريخ
اليونان القديمةكان علماء الرياضيات اليونانيون القدماء من أوائل من يميزون بين الرياضيات البحتة والتطبيقية. ساعد أفلاطون في خلق الفجوة بين "الحسابيات"، وتسمى الآن نظرية الأعداد، و"اللوجستية"، التي تسمى الآن علم الحساب. اعتبر أفلاطون أن اللوجيستية (الحساب) مناسبة لرجال الأعمال ورجال الحرب الذين "يجب عليهم تعلم فن الأرقام أو أنهم لن يعرفوا كيف يصفون قواتهم" والحساب (نظرية الأعداد) على النحو المناسب للفلاسفة "لأن عليهم أن يخرجوا من بحر التغيير وأن يثبتوا وجودهم الحقيقي." عندما سئل أحد تلاميذه عن أحد طلابه عن الفائدة من دراسة الهندسة، طلب من عبده إعطاء الطالب ثلاثة بنسات، "لأنه يجب عليه أن يربح ما يتعلمه." سُئل عالم الرياضيات اليوناني أبلونيوس البرغاوي في بيرغا عن فائدة بعض نظرياته في الكتاب الرابع للمخروطيات والتي أكد عليها بفخر:"إنهم يستحقون القبول من أجل التظاهر بأنفسهم، بنفس الطريقة التي نقبل بها أشياء أخرى كثيرة في الرياضيات لهذا وليس لأي سبب آخر."
ونظرًا لأن العديد من نتائجه لم تكن قابلة للتطبيق على العلوم أو الهندسة في عصره، جادل أبلونيوس البرغاوي أيضًا في مقدمة الكتاب الخامس للمخروطيات أن الموضوع هو أحد تلك النتائج التي "تبدو جديرة بالدراسة من أجلها."
القرن التاسع عشر
مصطلح الأستاذية في الرياضيات البحتة، التي تأسس المصطلح (كأستاذ) في منتصف القرن التاسع عشر. ربما نشأت فكرة الانضباط المنفصل للرياضيات البحتة في ذلك الوقت. لم يقدم جيل غاوس تمييزًا شاملاً من هذا النوع، بين الرياضيات البحتة والتطبيقية. في السنوات التالية، بدأ التخصص والاحتراف (خاصة في منهج كارل ويرستراس في التحليل الرياضي) في جعل الفجوة أكثر وضوحًا.
القرن العشرين
في بداية القرن العشرين، تبنى علماء الرياضيات الطريقة البديهية، التي تأثرت بقوة بمثال ديفيد هيلبرت. بدت الصيغة المنطقية للرياضيات البحتة التي اقترحها برتراند راسل من حيث الهيكل الكمي للاقتراحات أكثر فأكثر منطقية، حيث أصبحت أجزاء كبيرة من الرياضيات بديهية ومن ثم تخضع لمعايير بسيطة لإثبات صارم.
الرياضيات البحتة، وفقًا لوجهة نظر يمكن أن تُنسب إلى مجموعة بورباكي. 

 

=أصبح عالم الرياضيات البحتة مهنة معترف بها، ويمكن تحقيقه من خلال التدريب. 

 
تم توضيح أن الرياضيات البحتة مفيدة في التعليم الهندسي:"هناك تدريب في عادات الفكر ووجهات النظر والفهم الفكري للمشاكل الهندسية العادية، والتي يمكن أن تعطيها دراسة الرياضيات العليا فقط." 

 
التعميم والتجريد
تعتبر فكرة التعميم واحدة من أهم المفاهيم في الرياضيات البحتة؛ فعادة ما تتجه الرياضيات البحتة نحو مزيد من التعميم. للتعميم مظاهر عديدة مختلفة، مثل النظريات التي تثبت الضعف في ظل الافتراضات، أو تحديد الهياكل الرياضية باستخدام عدد أقل من الافتراضات. ورغم أن التعميم في بعض الأحيان، أو السعي لقيمتها في ذاتها، تشمل استخدامات ومزايا التعميم ما يلي:
يمكن أن يؤدي تعميم نظريات الهياكل الرياضية إلى فهم أعمق للنظريات أو الهياكل الأصلية.
يمكن للتعميم تبسيط عرض المواد، مما يؤدي إلى الحصول على أدلة أو حجج أقصر يسهل متابعتها.
يمكن للمرء استخدام التعميم لتجنب ازدواجية الجهد، أو إثبات نتيجة عامة بدلاً من الاضطرار إلى إثبات حالات منفصلة بشكل مستقل، أو استخدام نتائج من مجالات أخرى في الرياضيات.
يمكن للتعميم تسهيل الروابط بين مختلف فروع الرياضيات. نظرية الأصناف هي واحدة من مجالات الرياضيات مكرسة لاستكشاف هذه القواسم المشتركة للبنية كما تسهم في بعض مجالات الرياضيات.
غالبًا ما يُنظر إلى التعميم على أنه عائق أمام الحدس، على الرغم من أنه يمكن أن يعمل بالتأكيد كعامل مساعد له، خاصةً عندما يوفر تشبيهات لمادة ذات حدس جيد بالفعل.
وكمثال رئيسي على التعميم، تضمن برنامج إرلنغن لتوسيع الهندسة لاستيعاب الأشكال الهندسية غير الإقليدية بالإضافة إلى مجال الطوبولوجيا، وأشكال أخرى من الهندسة، من خلال عرض الهندسة باعتبارها دراسة الفضاء مع مجموعة من التحولات. تمتد دراسة الأعداد، التي تسمى الجبر في مستوى المرحلة الجامعية الأولى، لتشمل الجبر المجرد على مستوى أكثر تقدمًا؛ ودراسة الدوال، تسمى حساب التفاضل والتكامل على مستوى طلاب الكلية يصبح التحليل الرياضيوالتحليل الدالي على مستوى أكثر تقدما. لكل فرع من فروع الرياضيات التجريدية هذه العديد من التخصصات الفرعية، وهناك في الواقع العديد من الروابط بين الرياضيات البحتة وتخصصات الرياضيات التطبيقية. شوهد ارتفاع حاد في التجريد في منتصف القرن العشرين.
الصفائية
لطالما كان لدى علماء الرياضيات آراء مختلفة فيما يتعلق بالتمييز بين الرياضيات البحتة والتطبيقية. يمكن العثور على أحد الأمثلة الحديثة الأكثر شهرة (ولكن ربما يساء فهمها) لهذا النقاش في "دفاع رياضياتي" لغودفري هارولد هاردي.
ويعتقد على نطاق واسع أن هاردي يعتبر الرياضيات التطبيقية قبيحة ومملة. على الرغم من أن هاردي فضل الرياضيات البحتة، والتي غالباً ما قارنها بالطلاء والشعر، رأى هاردي أن التمييز بين الرياضيات البحتة والتطبيقية هو ببساطة أن الرياضيات التطبيقية سعت إلى التعبير عن الحقيقة الجسدية في إطار رياضي، في حين أن الرياضيات البحتة عبرت عن حقائق مفادها أن كانت مستقلة عن العالم المادي. قام هاردي بتمييز منفصل في الرياضيات بين ما أسماه "الرياضيات الحقيقية"، والتي لها قيمة جمالية دائمة، و"الأجزاء الباهتة والعناصر الأولية للرياضيات" التي لها فائدة عملية.
اعتبر هاردي أن بعض علماء الفيزياء، مثل أينشتاينوديراك، كانوا من بين علماء الرياضيات "الحقيقيين"، ولكن في الوقت الذي كان يكتب فيه مقالته، اعتبر أيضًا النسبية العامةوميكانيكا الكم "غير مجدية"، مما سمح له بالاحتفاظ بهذا الرأي القائل بأن الرياضيات "المملة" فقط كانت مفيدة. علاوة على ذلك، اعترف هاردي لفترة وجيزة أنه كما جاء تطبيق نظرية المصفوفةونظرية الزمر على الفيزياء -بشكل غير متوقع- قد يأتي الوقت الذي قد تكون فيه بعض أنواع الرياضيات الجميلة "الحقيقية" مفيدة أيضًا.
انظر أيضًا
الرياضيات التطبيقية
المنطق
ماوراء الرياضيات .

-----------------

محتويات
1 التاريخ
1.1 اليونان القديمة
1.2 القرن التاسع عشر
1.3 القرن العشرين
2 التعميم والتجريد
3 الصفائية
4 انظر أيضًا
5 المراجع
6 وصلات خارجية

العلم الزائف

العلم الزائف
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة  
ينطوي العلم الزائف (بالإنجليزية: Pseudoscience)‏ على التصريحات، أو الاعتقادات أو الممارسات التي يتم الادعاء بأنها علمية وحقيقية معاً، دون أن تكون متوافقة مع المنهجية العلمية،
وما يميز العلم الزائف في العادة اتسام ادعاءاته بالتناقض أو المبالَغة أو عدم قابليتها للدحض، حيث يعتمد على الانحياز التأكيدي عوضاً عن المحاولات الصارمة لتفنيد ذاته.

 
كما يبرز أيضاً من صفات العلم الزائف عدم انفتاحه وتقبله لتقييم الخبراء الآخرين، وغياب الممارسات المنهجية في تطوير نظرياته المزعومة، والتمسك بها حتى بعد مرور زمن طويل على إفقادها لمصداقيتها بالتجربة والدليل، ويعتبر مصطلح العلم الزائف ازدرائياً،

 
لأنه بذلك يشير إلى تقديم فكرة ما على اعتبار أنها علم بشكل خاطئ أو حتى مضلل، بينما يجادل ممارسو العلم الزائف أو مؤيدوه غالباً بعدم صحة هذه السمات.

 
وينتج عن تعيين الحد الفاصل بين العلم والعلم الزائف آثار فلسفية وعلمية، بعضها ضمن سياق عملي، كما في حالات الرعاية الصحية، وشهادة الخبراء، والسياسات البيئية، وتدريس العلوم.ويُعتبر تمييز الحقائق والنظريات العلمية من الاعتقادات العلمية الزائفة، كتلك المشاهَدة في علم التنجيم، والخيمياء، والطب البديل، والمعتقدات التنجيمية والسحرية وعلم الخَلق، جزءاً من تدريس العلوم والتنور العلمي.قد تنجم عن العلم الزائف عواقب سلبية على العالم الحقيقي، فمثلاً يقدم الناشطون المعارضون للقاحات دراسات علمية زائفة تدعو بشكل مغلوط للتساؤل حول مأمونية اللقاحات، كما يسوق البعض لأدوية معالجة شبيهة غير حاوية حقاً على مواد فعالة كعلاج للأمراض المميتة.
محتويات
1 أصل الكلمة
2 تصنيف العلم الزائف
3 علاقته بالعلم
3.1 المنهج العلمي
3.2 قابلية الدحض
3.3 مبادئ ميرتون
3.4 رفض الاعتراف بالمشاكل
3.5 انتقاد المصطلح
4 تاريخ العلم الزائف
5 تمييز العلم الزائف
5.1 مؤشرات على الوجود المحتمل للعلم الزائف
5.1.1 استخدام ادعاءات مبهمة أو مبالغة غير قابلة للاختبار
5.1.2 الاعتماد المفرط على التأكيد عوضاً عن التفنيد
5.1.3 عدم الانفتاح لاختبارات مختصّين آخرين
5.1.4 غياب التطور
5.1.5 إضفاء الطابع الشخصي على القضايا
5.1.6 استخدام لغة مضللة
6 الحدود مع العلم الحقيقي
7 السياسة والصحة والتعليم
7.1 الدلالات السياسية
7.2 الدلالات الصحية والتعليمية
8 المراجع
9 مواقع خارجية

-----------------------------
أصل الكلمةيُشتق مصطلح علم زائف بالإنجليزية (pseudoscience) من الجذر اليوناني (pseudo)، أي "خاطئ"،

 
والكلمة الإنكليزية (science) المشتقة من (scientia) اللاتينية، والتي تعني "المعرفة" أو "العلم".

 
وعلى الرغم من استخدام هذا المصطلح منذ أواخر القرن الثامن عشر على الأقل (على سبيل المثال عام 1796 من قِبل جيمس بِتيت آدنروز إشارةً إلى الخيمياء

 
)، إلا أنه انتشر أكثر كمفهوم مختلف عن العلم الحقيقي خلال أوساط القرن التاسع عشر، ومن أوائل استخدامات هذا المصطلح ذِكره في مقالة في الإصدار الـ387 من دورية "نورثرن جورنال أوف ميديسن" (Northern Journal of Medicine) عام 1844 كما يلي:

 
«إنه ذاك النوع المخالف من الابتكار، الذي يُعلن ما تم الاعتراف به كفرع من العلوم علماً زائفاً، يتألف من حقائق مزعومة فقط يربطها سوء الفهم، وتتنكر على هيئة مبادئ.»
وكان قد استخدم الأخصائي الفرنسي في علم النفس فرانسوا ماجيندي هذا المصطلح مسبقاً عام 1843،
وخلال القرن العشرين، وُظّف مصطلح العلم الزائف على نحو مزدرٍ لوصف تفسيرات الظواهر التي زُعِمت علميتها، لكنها لم تُدعّم في الحقيقة بأي دليل تجريبي موثوق.
بينما تم استعمال المصطلح ذاته من حين لآخر بسياق أكثر رسمية أو تقنية، استجابةً لخطر ملموس ما على الأمن الفردي والمؤسساتية في الأُطُر الاجتماعية والثقافية.
تصنيف العلم الزائف قام الفلاسفة بتصنيف أنواع المعرفة، ففي الإنكليزية تستخدم كلمة "علم" (science) للدلالة بالتحديد على العلوم الطبيعية والمجالات المتعلقة بها، والمسماة بالعلوم الاجتماعية.وقد يختلف بعض فلاسفة العلم على الحدود الدقيقة للتصانيف –على سبيل المثال، هل تُعد الرياضيات أقرب للدراسة الفلسفية للمنطق وبالتالي لا تُعتبر علماً؟
– ولكنهم يتفقون جميعاً أن كل الأفكار التي ليست علمية هي بالفعل لا علمية.

 
وتتضمن الفئة الواسعة للمجالات اللاعلمية جميع ما يخرج عن العلوم الطبيعية والاجتماعية، كدراسة التاريخ، والميتافيزيقيا، والدين، والفن والإنسانيات.وبتقسيم هذه الفئة مجدداً، تُعتبر الادعائات غير العلمية مجموعة فرعية من الفئة الواسعة للادعائات اللاعلمية، وهي تتضمن كلما يتعارض مباشرة مع العلم النافع، كالعِلمين الرديء – مثل ارتكاب خطأ أثناء محاولة بنيّة صالحة دراسة شيء ما عن العالم الطبيعي– والزائف،
ما يعني أن العلم الزائف مجموعة فرعية من الفئة غير العلمية، التي تنتمي بدورها للفئة اللاعلمية.
علاقته بالعلم

 
يختلف العلم الزائف عن العلم الحقيقي، رغم أنه يدّعي بكونه أيضاً علماً حقيقياً، ولكنه لا يلتزم بالمعايير العلمية المقبولة، كالمنهج العلمي، وقابلية نقص الاتفتراضات، ومبادئ مرتون.
 

 

 المنهج العلمي
 مقالة مفصلة: المنهج العلمي
مخطط نموذجي لفراسة الدماغ: أدّعى علماء «فراسة الدماغ» خلال عشرينيات القرن التاسع عشر أن عقل الإنسان يتوضع في إحدى باحات الدماغ، وقد تعرضوا للانتقادات لاعتقادهم أن العقل ناشئ عن روح غير مادية، وقد دُحِضت أفكارهم هذه من خلال فحص شكل الجمجمة للتنبؤ بالخواص الشخصية للفرد لاحقاً، علماً أنه تم اعتبار «فراسة الدماغ» علماً زائفاً عام 1843 ويستمر اعتبارها كذلك حتى يومنا هذه.أتفق المجتمع العلمي على عدد من المبادئ المعتمدة كمعايير لتحديد ما إن كان هيكل أو منهج معرفي أو ممارسة ما علميةً أم لا، وينبغي أن تكون النتائج التجريبية متناتجة (أي قابلة للتكرار) ومُصدَّقة من قبل باحثين آخرين ضمن المجال الواحد،
وتهدف هذه المبادئ للتأكد من تناتجية التجارب بطريقة قابلة للقياس بوجود الشروط ذاتها، ما يسمح بالمزيد من التحريات لتحديد صحة وموثوقية الفرضية أو النظرية المدروسة والمترابطة مع الظواهر المعطاة.
وتتطلب هذه المعايير تطبيق المنهج العلمي أثناء البحث، والحد من الانحياز أو إقصائه تماماً من خلال التعشية، وعدالة أخذ العينات، وتعمية الدراسات، وأساليب أخرى، وينبغي توثيق جمع المعطيات المجموعة، بما فيها الشروط التجريبية أو البيئية، من أجل الفحص الدقيق، كما يجب أن تتوفر النظرية لمراجعة الأقران، ما يسمح بإجراء المزيد من التجارب والدراسات لتأكيد النتائج أو نقضها، كما تعتبر القياسات الإحصائية للدلالة، ومجال الثقة وهامش الخطأ
أدوات مهمة أيضاً في المنهج العلمي.
قابلية الدحض
 مقالة مفصلة: قابلية الدحض
في أواسط القرن العشرين أكد الفيلسوف كارل بوبر على معيار قابلية الدحض لتفريق ما هو علمي عن اللاعلمي،
فتكون الافتراضات، أو الفرضيات أو النظريات قابلة للدحض أو التفنيد إذا توفرت فيها الاحتمالية المتأصلة لإثبات زيفها، أي إن كان من الممكن تصوّر مشاهدة أو مجادلة تنقضها.
واستخدم بوبر علم التنجيم والتحليل النفسي كأمثلة على العلم الزائف، ونظرية أينشتاين النسبية كمثال على العلم الحقيقي، كما قسّم اللاعلم إلى أصناف فرعية شملت صيغاً فلسفية، ورياضية، وأسطورية، ودينية، وغيبية من جهة، ومن جهة أخرى صيغاً علمية زائفة، بيد أنه لم يقدم معايير واضحة للاختلاف بين الاثنين.
ومن الأمثلة الأخرى على الحاجة الواضحة لأن تكون الادعاءات قابلة للنقض ما ورد في كتاب كارل ساغان "عالم تسكنه الشياطين: الفكر العلمي في مواجهة الدجل والخرافة" (The Demon-Haunted World: Science as a Candle in the Dark)، عن مناقشة التنين الخفي الموجود في مرآبه.
إذ تكمن الفكرة بعدم توفر اختبار فيزيائي ملموس لدحض ادعاء وجود هذا التنين، فأياً كان الاختبار المبتكّر، سيترافق مع أسباب تجعله لا ينطبق على التنين الخفي، لذا سيستحيل إثبات عدم صحة الادعاء الأساسي.
ويختتم ساغان هذا المحاججة: «والآن، ما الفرق بين تنين خفي طائر وغير ملموس يبصق ناراً بدون حرارة، وعدم وجود تنين على الإطلاق؟» وبالتالي يشير إلى أن عدم القدرة على دحض فرضية لا يماثل إثبات مصداقيتها أبداً،
موضحاً مجدداً أن ذاك الادعاء حتى لو كان صحيحاً فعلاً، فإنه يقبع خارج نطاق البحث العلمي.
مبادئ ميرتون
في عام 1942، حدد روبيرت كيه. ميرتون مجموعة من خمس مبادئ عرّفها على أنها ما يؤسس العلم الحقيقي، وإذا خرق مشروع ما أياً منها، اعتبره ميرتون لاعلماً، مع العلم أن هذه المبادئ غير مقبولة على نطاق واسع في المجتمع العلمي، وهي:
الأصالة: يجب أن تقدم الاختبارات والأبحاث المجراة أفكاراً جديدة للمجتمع العلمي.
عدم الانحياز: يجب أن تكون أهداف العلماء في البحث محصورة ببساطة في إغناء المعرفة، دون أن يمتلكوا أية دوافع شخصية لتوقع نتائج محددة.
العمومية: يجب ألا تكون سهولة الحصول على معلومات عن بحث ما متفاوتة بين الأشخاص، وألا تشكل الطبقة الاجتماعية، أو الدين، أو العرق، أو أية عوامل شخصية أخرى محددات لقدرة الفرد على تلقي أنماط العلوم أو ممارستها.
الشكوكية: يجب ألّا تُبنى الحقائق العلمية على الإيمان التام بها، إذ يجب على المرء التشكيك دوما بكل قضية أو مناقشة علمية والتحقق من وجود أخطاء أو ادعاءات مغلوطة فيها.
إتاحته للعموم: يجب أن تصبح أية معرفة علمية محققة متاحة للجميع، وأن تُنشر نتائج أي بحث وتُشارك مع المجتمع العلمي.
رفض الاعتراف بالمشاكلفي عام 1978، اقترح بول ثاغارد إمكانية تمييز العلم الزائف مبدئياً عن العلم الحقيقي عندما تكون نظريته أقل تقدمية من النظريات البديلة على امتداد فترة طويلة من الزمن، ويفشل مؤيدوه في الاعتراف بمشاكل تلك النظرية ومعالجتها.وفي عام 1983، قدّم ماريو بونخي تصنيفاً لـ"مجالات الاعتقاد ومقابلاتها في البحث" لتسهيل التمييز بين العلمين الزائف والحقيقي، حيث تُعتبر الأولى بشكل أساسي شخصية وغير موضوعية، بينما تتضمن الأخيرة طريقة منهجية معينة.
انتقاد المصطلحجادل فلاسفة العلم أمثال بول فايرباند بأن التفريق بين العلم واللا علم غير ممكن ولا مرغوب،
وتتضمن المسائل التي تجعل ذلك صعباً المعدلات المختلفة للتطور بين النظريات وأساليب العلم في الاستجابة للمعطيات الجديدة.
واقترح لاري لودان أن العلم الزائف لا يمتلك أي مغزى علمياً ويُستخدم غالباً لوصف المشاعر، فقال: «إذا تم احتسابنا من طرف المنطق، ينبغي لنا أن تتخلى عن مصطلحات كـ"علم زائف" أو "غير علمي"، فهي مجرد عبارات فارغة تشير إلى انفعالاتنا.» وبشكل مشابه صرّح ريتشارد ماكنالي: «لقد تجاوز مصطلح "العلم الزائف" كونه تعبيراً طنّاناً تحريضياً لصرف النظر عن آراء الخصوم بسرعة في مقتطفات المقابلات الإعلامية،» وأضاف: «عندما يتدخل رواد أعمال الصناعات الدوائية ويطلقون ادعاءات، يجب ألا نضيع الوقت بتحديد ما إن كانت مداخلاتهم تعتبر علماً زائفاً، وإنما ينبغي سؤالهم: هل ادعاءاتكم فعالة؟ وما هي أدلتكم على ذلك؟»
تاريخ العلم الزائفوهو دراسة لنظريات العلم الزائف عبر الزمن، ويصعب التمييز بين تاريخ العلم وتاريخ العلم الزائف، بسبب تطور بعض العلوم انطلاقاً من العلم الزائف، مثل الكيمياء، والتي تعود أصولها لدراسة الخيمياء العلمية الزائفة أو السابقة للعلم.كما يعقّد التنوع الكبير للعلوم الزائفة تاريخ العلم، إذ تعود بعضها، كالتنجيم والوخز بالإبر، للعصر السابق للعلم، بينما تطور بعضها الآخر كجزء من أيديولوجية معينة، مثل الليسينكووية، أو استجابةً للمخاطر المتصوّرة لأيديولوجية ما، مثل علم الخلق والتصميم الذكي، واللذان تطورا استجابة لنظرية التطور.
تمييز العلم الزائف

مستحضر طبي بديل مشتق من اللبلاب السام.
يمكن اعتبار موضوع ما، أو ممارسة أو هيكل معرفة علماً زائفاً بإنصاف عندما يُقدَّم متوافقاً مع مبادئ البحث العلمي، ولكنه يفشل بإثبات تحقيقه لتلك المبادئ.ووضّح كارل بوبر أنه لا يكفي تمييز العلم الحقيقي عن العلم الزائف أو ما رواء الطبيعة (كالتساؤل الفلسفي حول معنى الوجود) بمعايير الالتزام الصارم بالمنهجية التجريبية، والتي تُعتبر استقرائية بطبيعتها، بالاعتماد على المشاهدات أو التجربة.واقترح طريقة بديلة للتمييز بين المناهج التجريبية الأصيلة، وغير التجريبية، وحتى التجريبية الزائفة، وضرب التنجيم كمثال على الأخيرة، والذي يناشد للمشاهدة والتجربة، ورغم إظهاره أدلة تجريبية مدهشة بناءً على مشاهدات للطوالع والسير الذاتية، إلا أنه فشل بشكل ذريع في توظيف المعايير العلمية المقبولة.كما قدّم بوبر قابلية الدحض كمعيار مهم لتمييز العلم الحقيقي عن الزائف، ولتوضيح ذلك شرح حالتين من السلوك البشري وتفسيرات نموذجية من نظريات سيغموند فرويد وألفريد أدلر: «سلوك رجل يدفع بطفل إلى الماء بنية إغراقه، وآخر يضحي بحياته لمحاولة إنقاذ ذاك الطفل.»
فمن وجهة نظر فرويد، ربما يكون الأول قد عانى من كبت سابق في حياته يعود غالباً لعقدة أوديب، بينما يكون الأخر قد توصل للتعلية النفسية، أما أدلر فيعتقد ان كلا الرجلين قد عانيا من عقدة الدونية وشعرا بضرورة إثبات نفسيهما، وهو ما دفع الأول لارتكاب جريمة والثاني للإنقاذ.
بينما استخدم بول أر. ثاغارد علم التنجيم كدراسة حالة لتفريق العلم الحقيقي عن الزائف، واقترح مبادئ ومعايير لتحديدهما،
فبدايةً لم يتم تحديث علم التنجيم منذ عصر بطليموس، وثانياً تجاهل القضايا البارزة كالمبادرة المحورية في علم الفلك، وثالثاً قد تطورت نظريات بديلة عن الشخصية والسلوك لتشكل تفسيرات الظواهر التي يعزوها التنجيم دوماً لقوى خارقة.
وأشار البند الرابع إلى استمرارية عدم اهتمام المنجّمين بتوسيع النظرية للتعامل مع تلك القضايا البارزة أو التقييم الانتقادي لها فيما يتعلق بنظريات أخرى، وقد نوى ثاغارد تطبيق تلك المعايير على مجالات أخرى غير التنجيم، إذ اعتقد بأنها ستصف زيف ممارسات كالسحر والاعتقادات المتعلقة بالأهرامات، تاركاً الفيزياء والكيمياء والأحياء ضمن نطاق البحث العلمي.
كما لم تلاقِ دراسة الإيقاع الحيوي، والتي اعتمدت كما التنجيم دون تمحيص على تواريخ الولادة، معايير العلوم الزائفة بذلك الوقت، لعدم تواجد تفسيرات بديلة للمشاهدات ذاتها، علماً أنّ استخدام هذه المعاييرقد يؤدي لاعتبار نظرية ما علمية أحياناً وزائفة في حين آخر.ويمكن تمييز العلم أيضاً عن الوحي، أو اللاهوت أو الروحانية من خلال انطباعاته على العالم المحسوس التي يمكن تحقيقها بالبحث التجريبي والاختبار، وتتعلق أبرز الجدالات بتطور الكائنات الحية، وفكرة الأصل المشترك، والتاريخ الجيولوجي للأرض، وتشكّل النظام الشمسي وأصل الكون.
إذ لا تعتبر أنظمة الاعتقادات المشتقة من المعرفة الإلهية أو المستوحاة علماً زائفاً إذا لم تدّعي بالأصل بأنها علمية أو قادرة على قلب العلوم الراسخة، علاوة على أن بعض الادعاءات الدينية، كالقدرة على الصلوات الشفاعية لعلاج المرضى، قابلة للاختبار بمنهجية علمية رغم أنها مبنية على اعتقادات غير قابلة للتجريب.
مؤشرات على الوجود المحتمل للعلم الزائف
استخدام ادعاءات مبهمة أو مبالغة غير قابلة للاختبارالجزم بادعاء ذو قدرة تفسيرية ضعيفة أو معدومة
الاعتماد المفرط على التأكيد عوضاً عن التفنيدتأكيدات افتراضات نظرية ما بأنها تتوقع شيئاً لم تثُبت في الحقيقة توقعه، إذ تُعتبر الادعاءات العلمية التي لا تمنح أية قدرة تنبؤية "تخمينات" بأفضل حالاتها، و"علماً زائفاً" بأسوأهاالتأكيدأت التي تدعي بأن ما لم يتم إثبات بطلانه هو صحيح بالضرورة، والعكس صحيح.الاعتماد المفرط على الشهادات أو الأدلة اللفظية: إذ قد تكون هذه الأدلة مفيدة في سياق الاكتشاف (أي توليد الفرضية)، ولكن ينبغي ألا تُستخدم في سياق تبريرها.تقديم المعطيات التي تدعم الادعاء، وقمع تلك التي تناقضه أو تعترضه دليل الغياب: يطرح العلم عبء الإثبات على عاتق مُطلقي الادعاءات، وليس على النقاد، فقد تهمل جدالات العلم الزائف هذا المبدأ وتطالب بإثبات المشككين أن الادعاء باطل بالمطلق، علماً أن من المستحيل إثبات سلبية عمومية، وبذلك تضع هذه الاستراتيجية عبء الإثبات بشكل خاطئ على عاتق المشككين بالادعاء عوضاً عن مدّعيه.مقاربة الكلّانية عوضاً عن الاختزالية: إذ يتجه داعمو الادعاءات العلمية الزائفة، وخصوصاً في مجالات المعالجة العضوية، والطب البديل، والاعتلال العصبي والصحة النفسية، لما يسمى "شعار الكلانية"، لنبذ النتائج السلبية.
عدم الانفتاح لاختبارات مختصّين آخرين إذ يرفض بعض مؤيدي الأفكار التي تناقض النظريات العلمية المقبولة إخضاع أفكارهم لمراجعة الأقران، محتجين أحياناً بانحيازها تجاه النماذج العلمية الراسخة، وفي أحيان أخرى بعدم إمكانية تقييم التأكيدات باستخدام المناهج العلمية المعيارية.تطلب بعض الوكالات، والمعاهد ومنصات النشر، التي تموّل البحث العلمي، من الباحثين المؤلفين أن يشاركوا معطياتهم حتى يتسنى للآخرين تقييمها بشكل مستقل، ويساهم فشل تأمين معلومات كافية للباحثين الآخرين لتكرار تلك الادعاءات إلى نقص الانفتاح.مناشدة الحاجة لمعرفة سرية أو امتلاكية عندما يتم طلب مراجعة مستقلة للبيانات أو المنهجية.
غياب التطورالافتقار للتصحيح الذاتي: قد تقترف برامج الأبحاث العلمية أخطاءً، ولكنها تحاول الحد منها عبر الزمن،
بالمقابل عندما لا تتغير بعض الادعاءات رغم الأدلة المناقشة لها، فإنها تعتبر علماً زائفاً.
عدم تحسن الدلالة الإحصائية للنتائج التجريبية الداعمة مع الوقت، وبقاؤها على حافة القيمة غالباً، فعادة تتحسن التقنيات التجريبية أو تتكرر التجارب، معطية أدلة أقوى، أما إن لم تتحسن الدلالة الإحصائية، فإن ذلك يشير عادة إلى أن التجارب قد كُررّت فقط للوصول إلى نجاح بسبب متغيرات الصدفة.
إضفاء الطابع الشخصي على القضايا
مهاجمة شخصية أي فرد يحاول التشكيك بتلك الادعاءات ودوافعه.
استخدام لغة مضللة
اصطناع مصطلحات تبدو علمية لإقناع الأشخاص غير الخبيرين بالتصديق بافتراضات قد تكون مغلوطة أو بلا مغزى، فعلى سبيل المثال أشارت خدعة لأمد طويل إلى الماء باسم رسمي له يندر استعماله، وهو "أحادي أكسيد ثنائي الهيدروجين"، ووصفته على أنه المكون الأساسي لمعظم المحاليل السامة، وذلك للدلالة على سهولة تضليل الرأي العام.
الحدود مع العلم الحقيقي
في فلسفة العلم وتاريخه، يؤكد إيمري لاكاتوس على الأهمية الاجتماعية والسياسية لمسألة التمييز المنهحي بين العلمين الحقيقي والزائف، ويقترح تحليله التاريخي المميز للمنهجية العلمية بناءً على البرامج البحثية:
«يعتبر العلماء التوقعات النظرية الناجحة للحقائق الجديدة المدهشة، مثل عودة مذنّب هالي أو انحناءات أشعة الضوء في حقول الجاذبية، ما يخطّ حدود النظريات العلمية النافعة مع تلك الزائفة الردئية.»ويقدم لاكاتوس تحليلاً تخطيئياً جديداً للدينياميكيات السماوية وفق نيوتن، وهي مثاله التاريخي المفضل في منهجيته، وقد سعى أيضاً لإصلاح عقلانية مبدأ التفنيد الخاص ببوبر بما بدا مفنداً لذاته بالعودة للتاريخ،
فأشار:
«حاول العديد من الفلاسفة حل مسألة التمييز كما يلي: تصبح الافتراضات معرفةً إذا صدّقها ما يكفي من الأشخص بقوة، ولكن يظهر تاريخ الأفكار تسليم العديد من الأشخاص باعتقادات غير منطقية، فإذا كانت قوة الاعتقاد سمة مميزة للمعرفة، ينبغي تصنيف بعض الروايات عن الشياطين والملائكة، والجنة والنار على أنها معرفة.
ولكن العلماء من جهة أخرى، يشكّكون حتى بأفضل نظرياتهم، فتعد التي وضعها نيوتن أقوى نظرية أنتجها العلم حتى الآن، ولكن نيوتن بذاته لم يصدق يوماً بأن الأجسام تجذب بعضها عبر مسافات بعيدة، لذا لا تستطيع أي درجة من التسليم بالاعتقادات أن تجعلها علماً. في الحقيقة، تشكل الشكوكية بدرجة معينة السمة الأساسية للسلوك العلمي، حتى تجاه أعز نظريات العاِلم الفرد على نفسه، إذ لا يُعد التسليم الأعمى بنظرية ما فضيلة فكرية، وإنما بالحقيقة جريمة فكرية. وبالتالي قد يكون الافتراض علمياً زائفاً حتى إن كان "جديراً بالتصفيق" على نحو بارز وصدّق به الجميع، كما قد يكون افتراض آخر قيّماً علمياً حتى إن بدا غير معقول ولم يصدق به أحد، علاوة على أن النظرية قد تمتلك أهمية علمية رفيعة حتى إن لم يفهمها أحد، ناهيك عن التصديق بها.
» – إيمري لاكاتوس، العلم والعلم الزائف
السياسة والصحة والتعليم
الدلالات السياسيةلقد أثارت مسألة التمييز بين العلمين الحقيقي والزائف جدالاً في مجالات العلم، والفلسفة والسياسة، فقد أشار إيمري لاكاتوس على سبيل المثال أن الحزب الشيوعي التابع للاتحاد السوفييتي أعلن في مرحلة ما أن الوراثة المندلية علم زائف، ورحّل مؤيديها، بما فيهم علماء قديرون كنيقولاي فافيلوف، إلى غولاغ، كما أشار أيضاً إلى منع المؤسسات الليبرالية في الغرب لحرية التعبير عن المواضيع التي اعتبرتها علماً زائفاً، وخصوصاً عند مواجهة العادات الاجتماعية.يصبح العلم زائفاً عندما لا يمكن فصله عن الإيديولوجيا، أو عندما يقدم العلماء نتائجه بشكل خاطئ للترويج أو جذب انتباه العموم، وكذلك حين يحرّف السياسيون، والصحفيون، والنخبة المثقفة في أمّة ما الحقائق العلمية لمكاسب سياسية قصيرة الأمد، أو حين يخلط أفراد أصحاب نفوذ في المجتمع الأسباب والعوامل المساعدة مع التلاعب الحذق بالمفردات، إذ تقلل هذه الأفكار من قوة العلم، وقيمته، ونزاهته واستقلاله في المجتمع.
الدلالات الصحية والتعليمية
لتمييز العلم الحقيقي عن الزائف دلالات عملية فيما يخص الرعاية الصحية، وشهادة الخبراء، والسياسات البيئية وتدريس العلوم، فقد تكون المعالجة بطرق مسموحة علمياً، دون إخضاعها مسبقاً لاختبار علمي حقيقي، غير فعالة، ومكلفة وخطيرة على المرضى، وقد تربك مقدمي الرعاية، وشركات التأمين، وصانعي القرارات الحكومية وعامة الشعب حول ماهية المعالجة الملائمة، كما قد تؤدي الادعاءات التي يقدمها العلم الزائف إلى اتخاذ قرارات خاطئة فيما يخص اختيار المناهج التعليمية.
ويذكر فريدمان أسباب تجنب أغلب العلماء للتوعية حول العلوم الزائفة، ومن بينها أن إعطاء تلك العلوم أهمية غير ضرورية قد يبجّلها، وبالمقابل، يؤكد بارك على كيفية تهديد العلوم الزائفة للمجتمع، ويعتقد بأنه من واجب العلماء تعليم كيفية التمييز بينها وبين العلم الحقيقي.ويستخدم المشعوذون العلوم الزائفة، كالمعالجة المثلية، حتى وإن كانت حميدة بالعموم، ويشكل ذلك مسألة خطيرة لأنه يمكّن ممارسين غير أكفاء من تقديم الرعاية الصحية، إذ لا تخلو الرعاية الصحية اللاعقلانية من الأذى، ومن التهور السماح للمرضى بأن يثقوا بالعلوم الزائفة.وفي الثامن من ديسمبر/كانون الأول عام 2016 أشار مايكل ليفاين في مقالته على الموقع الإلكتروني بزنس إنسايدر عن المخاطر المترتبة عن صفحة ناتشورال نيوز الإلكترونية: «روّج بائعو زيت الافعى لقدراته العلاجية الكاذبة منذ بداية تاريخ الطب، وما تفعله مواقع إلكترونية مثل ناتشورال نيوز اليوم هو إغراق وسائل التواصل الاجتماعي بعلوم زائفة معارضة للأدوية واللقاحات والطعام المحوّر جينياً، معرّضة حيوات الملايين للخطر.» ".

علوم الأرض

علوم الأرض من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة

علوم الأرض

صنف فرعي من العلوم الطبيعية يمتهنه  جيولوجي
 

 

 الموضوع دراسة كوكب الأرض

 ----------

صورة الكرة الزرقاء الشهيرة التي تعتبر أول صورة لمنظر الأرض الكامل. التقطت الصورة في 7 ديسمبر 1972 بواسطة طاقم مركبة الفضاء الأمريكية أبولو 17 عند مغادرتهم مدار الأرض للقمر من على بعد حوالي 29,000 كيلومتر عن سطح الأرض. التقط الطاقم صورة الكوكب الأزرق بشكل متقن حيث كانت الشمس من ورائهم وهو ما سمح بإضائة ممتازة لكوكب الأرض، حيث تظهر أفريقيا، أنتاركتيكا والجزيرة العربية.
علوم الأرض (بالإنجليزية: Earth science أو geoscience)‏ هي جميع مجالات العلوم الطبيعية المتعلقة بكوكب الأرض. هذا الفرع من العلوم يتعامل مع التكوين المادي للأرض والتفاعلات في باطنها. علوم الأرض هي دراسة الخصائص الفيزيائية لكوكبنا، من الزلازل إلى قطرات المطر، والفيضانات إلى الحفريات. يمكن اعتبار علوم الأرض فرعًا من علوم الكواكب، ولكن لها تاريخ أقدم بكثير. تشمل علوم الأرض أربعة فروع رئيسية للدراسة، وهي الغلاف الصخري، الغلاف المائي، الغلاف الجوي، وأخيرا الغلاف الحيوي. حيث ينقسم كل منها إلى مجالات أكثر تخصصًا. 

 
هناك كل من النهج الاختزالي والشامل لعلوم الأرض. 

 

=إنها أيضًا دراسة الأرض والكواكب المحيطة بها في الفضاء. يستخدم بعض علماء الأرض معرفتهم بالكوكب لتحديد مواقع موارد الطاقة والموارد المعدنية وتطويرها. 

 

 يدرس آخرون تأثير النشاط البشري على بيئة الأرض، وتصميم طرق لحماية الكوكب. 

 

=يستخدم البعض معرفتهم بعمليات الأرض مثل البراكين والزلازل والأعاصير لتخطيط المجتمعات التي لن تعرض الناس لهذه الأحداث الخطيرة. 

 
يمكن أن تشمل علوم الأرض دراسة الجيولوجيا والغلاف الصخري والهيكل الواسع النطاق الداخلي للأرض بالإضافة إلى الغلاف الجوي والغلاف المائي والمحيط الحيوي. 

 

=عادةً ما يستخدم علماء الأرض أدوات من الجغرافيا والتسلسل الزمني والفيزياء والكيمياء وعلم الأحياء والرياضيات لبناء فهم كمي لكيفية عمل الأرض وتطورها. علم الأرض يؤثر على حياتنا اليومية. 

 

=على سبيل المثال، يقوم خبراء الأرصاد بدراسة الطقس ومراقبة العواصف الخطيرة. يدرس أيضا بعض المختصون المياه ويحذرون من الفيضانات. 

 

=يدرس أيضا المختصون الزلازل ويحاولون فهم أين كيفة عملها ويتوقعون حدوثها. أما الجيولوجيا فهي دراسة الصخور وتساعد على تحديد المعادن المفيدة. غالبًا ما يعمل علماء الأرض في الحقل، ربما تسلق الجبال أو استكشاف قاع البحر أو الزحف عبر الكهوف أو الخوض في المستنقعات. 

 

=يقيسون ويجمعون عينات (مثل الصخور أو مياه النهر)، ثم يقومون بتسجيل نتائجهم على المخططات والخرائط.
-------------------
أقسام علوم الأرض

حمم بركانية خارجة على السطح.
مجال علم الأرض مجال واسع، يمكن تقسيمه إلى خمس تخصصات رئيسة هي: علم الفلك، علم الأرصاد الجوية، علم طبقات الأرض (الجيولوجيا)، علم المحيطات، علم البيئة. علم تأثير التربة: هو المسار العلمي المعني بدراسة تأثير على الكائنات الحية وخاصة النباتات. وهذا العلم هو واحد من القسمين الرئيسيين لعلوم التربة ويكون علم أحوال التربة هو القسم الآخر.
علم الزلازل: يهتم هذا العلم بدراسة نشأة الزلالزل وأسبابها.
علم طبقات الأرض: هو العلم الذي يدرس القوانين والظروف المختلفة التي تتحكم في تكوين الطبقات.
علم الأحافير: ويختص بدراسة بقايا الأحياء القديمة أو الحفريات.
جيولوجيا تاريخية: وتختص بدراسة الطبقات وترتيب صخورها ونوعها منذ أقدم العصور إلى وقتنا الحاضر.
جيولوجيا اقتصادية: وهو علم تطبيقي يهتم بالبحث عن المواد الاقتصادية ودراستها.

 
جيوكيمياء: تختص بدراسة المعادن والصخور من الناحية الكيميائية وتوزيع العناصر في القشرة الأرضية، ونوع الحديد ونسبة الخامات المعدنية في مختلف المناطق بالقشرة الأرضية.
باطن الأرض

مقطع للكرة الأرضية من القلب إلى القشرة.
تعتبر تكتونيات الصفائح والسلاسل الجبلية والبراكين والزلازل من الظواهر الجيولوجية التي يمكن تفسيرها من حيث العمليات الفيزيائية والكيميائية في قشرة الأرض.تحت قشرة الأرض يكمن الوشاح الذي يتم تسخينه من خلال التحلل الإشعاعي للعناصر الثقيلة. الوشاح ليس صلبًا تمامًا ويتكون من صهارة في حالة الحمل الحراري شبه الدائم. تؤدي عملية الحمل الحراري هذه إلى تحريك الصفائح الحجرية، ولو ببطء. تُعرف العملية الناتجة باسم الصفائح التكتونية.يمكن اعتبار تكتونيات الصفائح على أنها العملية التي عاودت بها الأرض الظهور. نتيجة لانتشار قاع البحر، يتم إنشاء قشرة جديدة وتمدد قاع البحر بواسطة تدفق الصهارة من الوشاح إلى السطح القريب، من خلال الشقوق، حيث يبرد ويتصلب. 

 

=من خلال الإنجاب، تعود القشرة المحيطية والغلاف الصخري إلى الوشاح الحراري.تسمى مناطق القشرة التي يتم فيها تكوين قشرة جديدة بالحدود المتباعدة، وتُعرف المناطق التي يتم فيها إعادتها إلى الأرض بحدود متقاربة وتلك التي تنزلق فيها ألواح بعضها البعض، لكن لا يتم إنشاء أو إتلاف أي مواد جديدة بالحدود المحافظة، تنتج الزلازل عن حركة الصفائح التكتونية وغالبًا ما تحدث بالقرب من الحدود المتقاربة حيث يتم إجبار أجزاء من القشرة على الأرض كجزء من الاندساس.تنتج البراكين أساسًا عن ذوبان مادة القشرة المخففة. تذوب مادة القشرة التي يتم إجراؤها في طبقة الإسفينوسفير، ويصبح جزء من المادة المذابة خفيفًا بما يكفي للارتفاع إلى السطح، مما يؤدي إلى توليد البراكين.
الغلاف الجوي للأرض

غازات الغلاف الجوي للأرض تبعثر الضوء الأزرق أكثر من غيرها من الموجات، وتمنح الأرض هالة زرقاء عند رؤيتها من الفضاء.
 مقالة مفصلة: غلاف الأرض الجوي
طبقة التروبوسفير، والستراتوسفير، والميزوسفير، والثرموسفير، والإكسوسفير هي الطبقات الخمس التي تشكل الغلاف الجوي للأرض. تقع 75% من الغازات في الغلاف الجوي داخل طبقة التروبوسفير، أدنى طبقة. بشكل عام، يتكون الغلاف الجوي من حوالي 78.0% نيتروجين و20.9% أكسجين و0.92% أرجون. بالإضافة إلى النيتروجين، توجد كميات صغيرة من الغازات الأخرى بما في ذلك ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. يسمح بخار الماء وثاني أكسيد الكربون للغلاف الجوي للأرض بالتقاط طاقة الشمس والاحتفاظ بها من خلال ظاهرة تسمى تأثير الاحتباس الحراري. هذا يسمح لسطح الأرض بأن يكون دافئًا بدرجة كافية للحصول على ماء سائل ودعم الحياة. بالإضافة إلى تخزين الحرارة، يحمي الغلاف الجوي أيضًا الكائنات الحية عن طريق حماية سطح الأرض من الأشعة الكونية. ينتج المجال المغناطيسي -الناتج عن الحركات الداخلية لللب- الغلاف المغناطيسي الذي يحمي الغلاف الجوي للأرض من الرياح الشمسية. نظرًا لأن الأرض يبلغ عمرها 4.5 مليار سنة،

 
لفقدت غلافها الجوي الآن إذا لم يكن هناك غلاف مغناطيسي وقائي.
المجال المغناطيسي للأرض

 
  مغناطيسية أرضية
المغناطيس الكهربائي هو مغناطيس يتم إنشاؤه بواسطة تيار كهربائي. تحتوي الأرض على لب داخلي صلب من الحديد محاط بنواة خارجية سائلة تعمل بالحمل الحراري؛ لذلك، فإن الأرض عبارة عن مغناطيس كهربائي. تحافظ حركة الحمل الحراري على المجال المغناطيسي للأرض.
أغلفة كوكب الأرض
 مقالة مفصلة: أغلفة كوكب الأرض
تقسم أغلفة الكوكب الرئيسية في علم الأرض بشكل عام على أربعة أغلفة هي الغلاف الصخري والغلاف المائي والغلاف الجوي والغلاف الحيوي؛
تتوافق هذه الأغلفة مع الصخور والماء والهواء والحياة. يشمل البعض أيضًا على الغلاف الجليدي (المقابل للجليد) كجزء متميز من الغلاف المائي والغلاف الترابي (المقابل للتربة) باعتباره مجالًا نشطًا ومختلطًا. 

--------------------

محتويات
1 أقسام علوم الأرض
2 باطن الأرض
3 الغلاف الجوي للأرض
4 المجال المغناطيسي للأرض
5 أغلفة كوكب الأرض
5.1 قائمة جزئية بما يتعلق بأغلفة الأرض
5.2 الغلاف الجوي
5.3 الغلاف الحيوي
5.4 الغلاف المائي
5.5 الغلاف الصخري
5.6 الغلاف الترابي
5.7 أنظمة
5.8 أُخرى
6 المراجع
7 وصلات خارجية