الطاقة العقلية ودورها في بناء شخصية الإنسان

مكوّن مرافق يحوّل الموهبة إلى عبقرية

الطاقة العقلية ودورها في بناء شخصية الإنسان
TT

الطاقة العقلية ودورها في بناء شخصية الإنسان

الطاقة العقلية ودورها في بناء شخصية الإنسان

«الطاقة العقلية»: يصعب تعريفها، ومن الأصعب قياسها، ولكنّ الجميع يريد المزيد منها.

يزن الدماغ 2 في المائة من مجمل وزن الجسم ولكنّه يستهلك ما بين 20 و25 في المائة من الطاقة الأيضية للحفاظ على 86 مليون خليّة عصبية و164 تريليون مشبك عصبي - وهذا فقط في حال السكون.

يرتفع الطلب على الطاقة إلى الضعف فور انطلاق نشاط الدماغ. يتطلّب التركيز مثلاً الكثير من الجهد الدماغي، وكذلك ممارسة ضبط النفس. بدورها، تستهلك وظائف اتخاذ القرار، والتعاطف، وحتّى التأمّل الكثير من الموارد العقلية. ويجب ألّا ننسى الإرهاق الذي تسببه وظائف عدّة كتلقّي المعلومات ومعالجتها، ومراجعة محتوى الذاكرة، والحفاظ على التركيز والاهتمام، وحتّى بذل المجهود لمقاومة التشتّت الذهني.

لا يمكننا التفكير، والضحك، والاستجابة للمخاطر، والحلم بالمستقبل، ولا حتّى تذكّر أين وضعنا مفتاح السيارة من دون طاقة دماغية. تكمن هذه الطاقة حرفياً في قلب كلّ شيء نفعله أو نخطّط لفعله. يحتاج تنشيط الدماغ إلى الأكسجين، والغلوكوز، ومجموعة كاملة من الأغذية الكبيرة والدقيقة، فضلاً عن أنّه يفرض على القلب ضبط نشاط ضخّه، ما يرفع ضغط الدم.

الرابط المفقود

تغيب الطاقة العقلية mental energy، على أهميّتها، عن معظم اعتبارات المعالجات النفسية، حتّى إنّ مفهوم الطاقة العقلية ليس واضحاً بعد. إذ يصفها أحد النماذج بأنّها أجزاء: واحدٌ يمثّل الحالة المزاجية mood state (المشاعر حيال القدرة على إتمام نشاطات عقلية أو جسدية)، والثاني يمثّل الإدراك cognition (ينعكس في اختبارات الانتباه وسرعة معالجة المعلومات)، والثالث يمثّل الدافع motivation (الإصرار والحماس). يقيس «مقياس ملف الأوضاع المزاجية» أو «بومس»، الطاقة العقلية بالاعتماد على درجة توافق أحدهم مع توصيف معيّن كـ«نشيط، ومتحمّس، وديناميكي»، ولكن لا يوجد مقياس أو وسيلة متّفق عليها لتقييم الطاقة العقلية.

صحيح أنّ مصطلحي «الدافع» والطاقة العقلية يُستخدمان غالباً للتعبير عن نفس المعنى، ولكن يُنظر إليهما على أنّهما ظاهرتان مختلفتان لسبب وجيه. يقول عالم النفس روي بوميستر: «أرى الدافع كالرغبة، بينما تعود الطاقة للفعل والتفكير. الدافع هو أحد أسس النفس، ويرتبط بشكلٍ وثيق بما يحتاج إليه البشر للعيش والتكاثر، والرغبة موجودة لدى أصحاب الطاقة العقلية المنخفضة أو العالية».

أحدث بوميستر خضّة في عالم علم النفس الحديث في أواخر التسعينات بتعريفه الطاقة العقلية على أنّها لاعبٌ أساسي في حياتنا العقلية اليومية، وتقديمه أدلّة (لا تزال محلّ جدل) على أنّ ضبط النفس، أي الجانب المركزي في وظيفة الدماغ التنفيذية، هو ظاهرة تعتمد على الطاقة. يستخدم ضبط النفس self - regulation (أو ما يُعرف أيضاً بقوّة الإرادة) مصادر محدّدة من الطاقة، أي إنّ المهمّة التي تتطلّب ضبطاً للنفس ستعطّل أداء المهمّة التالية – فيما يُعرف بـ«نضوب الأنا»؛ بمعنى آخر، يعود النشاط الكبير هنا للطاقة التي يوفرها الغلوكوز، وليس للدافع.

ويشرح بوميستر: «اخترنا مصطلح (نضوب الأنا) كنوعٍ من التكريم لفرويد لأنّه الوحيد حتّى يومنا هذا الذي رأى أنّ النفس مصنوعة من الطاقة ولو بجزءٍ منها على الأقل»، لافتاً إلى أنّ الحياة برمّتها عبارة عن معالجات طاقوية.

تلعب الطاقة العقلية، مهما كانت، دوراً في بناء الشخصية والإنجاز في حياة الإنسان. من جهته، رأى عالم الجينات السلوكية ديفيد لايكن، الطاقة العقلية كمكوّن مرافق يحوّل الموهبة إلى عبقرية، وقدرة يتشاركها كبار المفكّرين وأصحاب الإنجازات من أرخميدس إلى إسحاق نيوتن، وبن فرانكلين، وألكسندر هاملتون، وتيدي روزفلت، وبابلو بيكاسو.

العقل والفكر والمناعة

ترتبط الطاقة العقلية بالأداء الفكري بشكلٍ وثيق، ما يعني أنّها مرتبطة أيضاً بالوظيفة المناعية.

ينشط الجهاز المناعي بفعل التوتر والأمراض، أي التهديدات الداخلية أو الخارجية ومن بينها الأفكار المزعجة، فيُطلق استجابة (ردة فعل) التهابية تزيد الطلب على الطاقة بشكلٍ كبير. تشير الأدلّة إلى أنّ الالتهاب يحوّل انتباه الإنسان إلى الانحياز السلبي، الذي يعد ممراً محتملاً نحو الاكتئاب، المسبب الرئيسي لجميع الأوضاع النفسية المؤدية لتراجع الطاقة العقلية. (تلعب اضطرابات المعالجات الأيضية في الخلايا العقلية دوراً متزايداً في اضطرابات الصحة النفسية كالاكتئاب والتراجع الإدراكي).

من المغري الاعتقاد أنّ نقيض الطاقة العقلية هو التعب، ولكن بعض الأدلّة العلمية يشير إلى أنّهما وضعان مختلفان كلياً مدعومين بآليات مختلفة، ويلبّيان حاجات مختلفة. يتسبب الجلوس خلف المكتب طوال النهار في تراجع واستنفاد الطاقة دون أن يُشعرنا بتعب إضافي. ويشير بعض الأبحاث إلى أنّ ممارسة الرياضة باعتدال ترفع مستوى الطاقة دون التأثير على درجات التعب. ويبدو أيضاً أنّ أنظمة الناقلات العصبية تميّز بين الاثنين: التنشيط، مدفوعٌ بالدوبامين والنورإبينفرين، يدعم سلوك التقارب، بينما يحصل التعب بتسهيل من السيروتونين والسيتوكين الالتهابي، ويدعم سلوك الهروب من المسؤولية. بمعنى آخر، نقيض الطاقة ليس التعب، بل اللامبالاة، على حدّ اعتقاد البعض.

في الخلاصة، ومهما كانت النتيجة عندما يتضح أخيراً مفهوم الطاقة العقلية، يبقى شيءٌ واحدٌ واضحٌ وأكيد: إنّها شيءٌ يريد الناس المزيد منه. لعلّ الأوقات المقلقة التي يعيشها الناس تمنعهم من التفكير بشكلٍ منطقي ومن اتخاذ قرارات حتّى ولو كانت سخيفة، وتعرّضهم لتهديدات وجودية مباشرة، وهذا ما يسبب تصاعد الطلب على الطاقة العقلية؛ أو لعلّها ببساطة كلفة امتلاك قشرة مخيّة كبيرة في زمن فرط المعلومات.

توجد وسائل معروفة للحفاظ على استدامة الطاقة العقلية. تعد العادات مثلاً من أفضل حافظات هذه الطاقة لأنّها تنفي الحاجة إلى اتخاذ القرارات. تتمتّع العادات الجيّدة بدورها في تأثير أفضل لأنّها تنفي الحاجة لاستهلاك الطاقة في تعويض الضرر الذي سببته العادات السيئة.

يستطيع الإنسان أيضاً توليد الطاقة العقلية من داخله بالاعتماد على تقنية تُعرف بالتباين الدماغي. طوّر عالم النفس غابرييل أوتينغن من جامعة نيويورك، التباين الدماغي mental contrasting كوسيلة لتجنيد الطاقة الضرورية لتحويل الأهداف إلى إنجازات.

تتطلّب التقنية تخيّل المستقبل الذي يريد الإنسان بلوغه وأفضل نتيجة من الهدف المنشود، بالإضافة إلى مشاعر الإنجاز والفخر. ولكنّ الجزء الأهمّ في هذه التقنية هو تجنّب الخيال الذي يناقض بين الأمنيات وحقيقة العمل المطلوب لتحقيقها.

بعدها، يصدر الأشخاص أحكاماً حول أرجحية بلوغهم المستقبل المنشود وتكون هذه الأحكام محفّزة، ثمّ يُصار إلى قياس الطاقة جسدياً من خلال اختبارات قوّة قبضة اليد. ووجد أوتينغن أيضاً أنّ التباين الدماغي يعزّز وضع النشوة العام الذي يُصار خلاله إلى نقل الطاقة للمهام العقلية المنفصلة تماماً عن الخيال الذي وُلدت منه.

مخزون الطاقة

تُكتسب الطاقة العقلية أيضاً من خلال النظام الغذائي. تعد الأغذية الكبيرة، أي البروتينات والنشويات والدهون، مهمّة جداً، بالإضافة إلى جميع أنواع المغذيات الدقيقة. وبصفته مصنع الطاقة في الجسم، يحتاج الدماغ إلى مخزون ثابت من هذه الأغذية. يلجأ الكثيرون إلى تناول المكمّلات الغذائية التي تنشّط الطاقة العقلية، وأبرزها فيتامينات بي، وسي، ودي، بالإضافة إلى أحماض أوميغا 3 الدهنية، والماغنيسيوم. ووجد بعض الأبحاث أيضاً أنّ حمض الثيانين - إل، المتوفّر كمكوّن طبيعي في الشاي، يزيد نشاط الدماغ بشكلٍ ملحوظ.

* «سايكولوجي توداي»

ـ خدمات «تريبيون ميديا»


مقالات ذات صلة

ترمب: أشعر «بخيبة أمل كبيرة» من ستارمر

الولايات المتحدة​ رئيس الوزراء البريطاني كير ستارمر والرئيس الأميركي دونالد ترمب في بريطانيا - 18 سبتمبر 2025 (رويترز) p-circle

ترمب: أشعر «بخيبة أمل كبيرة» من ستارمر

نقلت صحيفة «التلغراف» البريطانية عن ترمب قوله في مقابلة إنه «يشعر بخيبة أمل كبيرة» من ستارمر لعدم سماحه للولايات المتحدة باستخدام قاعدة «دييغو غارسيا» الجوية.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد فتاة تستخدم مضخة بنزين بمحطة وقود في مانهاتن بنيويورك (رويترز)

توقعات بارتفاع أسعار البنزين في أميركا لمستويات قياسية

قال محللون إنه من المتوقع ‌أن يتجاوز متوسط سعر البنزين بسوق التجزئة في الولايات المتحدة ثلاثة دولارات للغالون، اليوم، للمرة الأولى منذ أكثر من ثلاثة أشهر.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
الولايات المتحدة​ أنصار المرشد الإيراني يرفعون صورته خلال مسيرة حداد على مقتله (إ.ب.أ) p-circle

مسؤولون أميركيون يشككون في إمكانية تغيير النظام في إيران بعد مقتل خامنئي

بعد مقتل المرشد الإيراني علي خامنئي، يوم السبت، لا يزال عدد من كبار المسؤولين الأميركيين متشككين في إمكانية تغيير النظام على المدى القريب.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
الاقتصاد مركز تخزين النفط في كوشينغ بولاية أوكلاهوما الأميركية (رويترز)

أميركا لا تخطط للسحب من الاحتياطي الاستراتيجي للنفط

ذكرت صحيفة «فاينانشال ​تايمز»، نقلاً عن مسؤول في وزارة الطاقة الأميركية، أن ‌أميركا ​لا ‌تدرس السحب ⁠من ​مخزونها الاستراتيجي ⁠من النفط عقب الضربات على إيران.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
المشرق العربي متظاهرون يتجمّعون قرب مدخل المنطقة الخضراء ويحاولون التوجه نحو السفارة الأميركية عقب مقتل المرشد الإيراني علي خامنئي (رويترز) p-circle 00:36

إغلاق مداخل المنطقة الخضراء في بغداد بعد محاولة متظاهرين اقتحامها

حاول متظاهرون في بغداد، صباح اليوم (الأحد)، اقتحام المنطقة الخضراء حيث السفارة الأميركية، وذلك خلال مظاهرات احتجاجية على «اغتيال» المرشد الإيراني علي خامنئي.

«الشرق الأوسط» (بغداد)

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا
TT

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

«وكلاء الذكاء الاصطناعي» يغزون أميركا

يعيش الأميركيون في عوالم متوازية للذكاء الاصطناعي، فبالنسبة لمعظم البلاد، أصبح الذكاء الاصطناعي مرادفاً لـ«تشات جي بي تي»، ولتطبيق «غوغل إيه آي اوفرفيو». وفي الوقت نفسه، ينجذب هواة التكنولوجيا إلى هذه البرامج الروبوتية التي تعمل لساعات متواصلة، مُختصرةً شهوراً من العمل إلى أسابيع.

الوكيل الذكي المتخصص

وحديثاً، بدأ المزيد من الناس في تجربة أدوات مثل «كلود كود» Claude Code، المنتج الذي طوَّرته شركة «أنثروبيك» الناشئة، بصفتها «وكيلاً»، أي أنه قادر على القيام بجميع أنواع العمل التي قد يقوم بها الإنسان على جهاز كمبيوتر.

ويختبر بعض الأكاديميين قدرة «كلود كود» – وهو تطبيق خُصص بالأساس للمبرمجين - على إنشاء وتأليف أوراق بحثية تلقائياً؛ بينما يستخدمه آخرون في أبحاث علم الأحياء. ويجري الصحافيون تجارب عليه لكتابة مقالات تعتمد على البيانات. وفي وقت سابق من هذا الشهر، استخدم اثنان منهم البرنامج لإنشاء منافس وهمي لموقع «مونداي.كوم» Monday.com، وهي شركة برمجيات عامة تبلغ قيمتها مليارات الدولارات. وفي أقل من ساعة، كان لديهم نموذج أولي يعمل.

ورغم أن الجودة الفعلية لجميع هذه الأوراق والتحليلات المولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي لا تزال غير واضحة، فإن التقدم مذهل ومثير للقلق في آن واحد. ويقول دين بول، وهو زميل بارز في مؤسسة الابتكار الأميركية: «بمجرد أن يتمكن الكمبيوتر من استخدام الكمبيوترات الأخرى، فإن المنافسة ستنطلق».

وحتى مع تطور الذكاء الاصطناعي، لم تنتشر أكثر البرامج الروبوتية تطوراً على نطاق واسع بعد. فعلى عكس «جي بي تي» الذي يوفر نسخة مجانية، فإن الأدوات الآلية مثل «كلود كود» أو «كوديكس» Codex من«أوبن إيه آي» عادةً ما تعمل عند دفع الأجور، وقد يكون إعدادها معقداً.

ليس من الواضح دائماً كيفية توجيه روبوتات الدردشة الذكية على النحو الأمثل: فقد يُنشئ المستخدم المُتمرس فرقاً من الروبوتات تتواصل فيما بينها أثناء العمل، بينما قد لا يُدرك المستخدم المبتدئ وجود مثل هذه الإمكانات أصلاً.

برامج لعموم المستخدمين

يتسابق قطاع التكنولوجيا الآن لتطوير نسخ أكثر سهولة من هذه المنتجات لعامة المستخدمين. ففي الشهر الماضي، أطلقت شركة «أنثروبيك» نسخة مدفوعة جديدة من برنامج «كلود كود» مُصممة للمستخدمين غير التقنيين. كما كشفت عن نموذج جديد لجميع المستخدمين، يُقدم، من بين أمور أخرى، «قدرات تُضاهي القدرات البشرية في مهام مثل التعامل مع جداول البيانات المُعقدة». في الوقت نفسه، أعلنت شركة «أوبن إيه آي» أخيراً عن نسخة جديدة من برنامج «كودكس»، الذي تدّعي الشركة أنه قادر على فعل أي شيء تقريباً «يُمكن للمحترفين فعله على الكمبيوتر». مع ازدياد شهرة هذه المنتجات، يبدو أن الناس يُدركون فجأة أن الذكاء الاصطناعي يُقدم أكثر بكثير من مجرد كتابة نصوص تسويقية وتقديم محادثات ودية. لقد بدأ عصر ما بعد روبوتات الدردشة.

قد تبدو أدوات مثل «تشات جي بي تي» و«جيميني» قوية بما يكفي في حد ذاتها. في الواقع، اكتسبت روبوتات الدردشة الكثير من الميزات الجديدة الرائعة خلال السنوات القليلة الماضية. أصبحت هذه البرامج الآن تمتلك ذاكرةً تُمكّنها من الرجوع إلى المحادثات السابقة، واستخدام تقنية تُسمى الاستدلال لإنتاج ردود أكثر تطوراً. فبينما كانت برامج الدردشة الآلية القديمة قادرة على استيعاب بضعة آلاف من الكلمات في المرة الواحدة، باتت اليوم قادرة على تحليل ملفات بحجم كتاب، بالإضافة إلى معالجة وإنتاج الصور والفيديوهات والتسجيلات الصوتية.

البرمجيات: تنفيذ سريع

لكن كل هذا يتضاءل أمام صعود الأدوات الذكية. لنأخذ هندسة البرمجيات مثالاً، حيث أثبتت هذه الأدوات قدرتها التحويلية بشكل خاص. أصبح من الشائع الآن أن يُسلّم المهندسون التعليمات إلى برنامج آلي مثل «كلود كود» أو «كوديكس» ويتركون له مهمة التنفيذ. ولأن البرامج الآلية غير مقيدة بالقدرات البشرية، يُمكن للمبرمج تشغيل جلسات عدة في وقت واحد، تعمل كل منها على جوانب مختلفة من المشروع.

وقد كتب مبرمج الكمبيوتر سالفاتور سانفيليبو في مقال انتشر أخيراً: «بشكل عام، بات من الواضح الآن أنه بالنسبة لمعظم المشاريع، لم يعد من المنطقي كتابة الكود بنفسك». وأشار سانفيليبو إلى أنه في غضون ساعات قليلة فقط، أنجز مهام عدة كانت تستغرق أسابيع في السابق. كما صرح الرئيس التنفيذي لشركة «مايكروسوفت» بأن ما يصل إلى 30 في المائة من البرمجيات تُكتب حالياً بواسطة الذكاء الاصطناعي، ويتوقع كبير المسؤولين التقنيين في الشركة أن تصل هذه النسبة إلى 95 في المائة على مستوى القطاع بحلول نهاية العقد. وتشير تقارير شركة «أنثروبيك» بالفعل إلى أن ما يصل إلى 90 في المائة من برمجيات الشركة مُولّدة بواسطة الذكاء الاصطناعي.

«جائحة» الذكاء الاصطناعي

بدأ بعض المبرمجين بالتحذير من أن تطورات مماثلة قد تُهدد جميع أنواع العمل المعرفي. ففي الأسبوع الماضي، شبّه مات شومر، الرئيس التنفيذي لشركة متخصصة في الذكاء الاصطناعي، الوضع الحالي للذكاء الاصطناعي ببدايات جائحة «كوفيد - 19»، عندما كان معظم الأميركيين لا يزالون غافلين عن الجائحة الوشيكة. وكتب شومر: «كان جعل الذكاء الاصطناعي بارعاً في البرمجة هو الاستراتيجية التي تُمهد الطريق لكل شيء آخر». وأضاف: «إن التجربة التي خاضها العاملون في مجال التكنولوجيا خلال العام الماضي، بمشاهدة الذكاء الاصطناعي ينتقل من كونه (أداة مفيدة) إلى كونه (يؤدي عملي بشكل أفضل مني)، هي التجربة التي سيخوضها الجميع قريباً». وحظيت مقالته بأكثر من 80 مليون مشاهدة، وقد كُتبت جزئياً باستخدام الذكاء الاصطناعي.

وفي الأسبوع الماضي، توقع رئيس قسم الذكاء الاصطناعي في «مايكروسوفت» أن يقوم الذكاء الاصطناعي بأتمتة «معظم، إن لم يكن كل» مهام العمل المكتبي في غضون 18 شهراً.

ليس من الواضح بعد مدى رسهولة تطبيق التقدم في أدوات الذكاء الاصطناعي على مجالات أخرى. فالبرمجة مجالٌ ملائمٌ للأتمتة: إما أن تعمل البرامج أو لا تعمل. أما تحديد ما يُعدّ مقالاً جيداً، على سبيل المثال، فهو مهمةٌ أكثر تعقيداً، وتتطلب قدراً أكبر من التمييز البشري. ورغم أن أدوات الذكاء الاصطناعي غالباً ما تتفوق في الأعمال المعقدة، مثل تجميع كميات هائلة من النصوص، فإنها تُعاني في القيام بأمر بسيط كنسخ ولصق النصوص. ولأنها قويةٌ جداً، فقد تكون خطيرةً أيضاً عند ارتكابها الأخطاء. ومع أن الذكاء الاصطناعي لم يصل بعد إلى مستوى المحلل المالي أو المهندس المعماري العالمي، فقد تطورت برامج الروبوت البرمجية إلى درجة تمكنها من المساعدة في جميع أنواع الأعمال المعرفية.

ترويج يفشل في إقناع الجمهور

وعلى الرغم من روعة أدوات الذكاء الاصطناعي الحالية، فإنه قد يستغرق وقتاً طويلاً قبل أن تصبح آمنة وموثوقة بما يكفي للاستخدام الواسع. حتى مع استمرار التطور السريع للقدرات التقنية، يبقى العالم الحقيقي معقداً ومليئاً بالتحديات.

لقد بذلت شركات التكنولوجيا جهوداً جبارة لإقناع المستثمرين بضخّ الأموال في أعمالها، لكنّ القطاع نفسه فشل فشلاً ذريعاً في إقناع الجمهور برؤيته. فبدلاً من التركيز على الفوائد الملموسة لأنظمة الذكاء الاصطناعي، أمضى وادي السيليكون سنوات في الترويج لهذه التقنية بأسلوبٍ مُبالغ فيه، مُقدّماًً تقارير أعمالٍ تُشبه الخيال العلمي.

في إحدى المقالات المؤثرة، كتب داريو أمودي، الرئيس التنفيذي لشركة «أنثروبيك»، أن الذكاء الاصطناعي القوي قد يقضي قريباً على معظم أنواع السرطان، وعلى جميع الأمراض المعدية تقريباً. وفي مقالٍ آخر، حذّر فريقٌ من الباحثين من أن الذكاء الاصطناعي المارق قد يُطلق، خلال عقدٍ من الزمن، أسلحةً بيولوجية، مُبيداً بذلك البشرية جمعاء تقريباً. صحيحٌ أن الروبوتات القادرة على التعامل مع جداول البيانات وأتمتة البرمجة قد لا تُصنّف ضمن الذكاء الخارق، إلا أنها لا تزال تتمتع بقدراتٍ هائلة. وإذا كان عامة الناس لا يزالون في حيرةٍ من أمرهم بشأن القدرات الحقيقية للذكاء الاصطناعي، فإن وادي السيليكون لا يلوم إلا نفسه.

* «ذا أتلانتيك أونالاين»

- خدمات «تريبيون ميديا»


الجيل المقبل من الألواح الشمسية... إنتاج أكبر وانبعاثات أقل

صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
TT

الجيل المقبل من الألواح الشمسية... إنتاج أكبر وانبعاثات أقل

صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)
صناعة ألواح الطاقة الشمسية تشهد تحولات متسارعة (جامعة أوتاوا)

تشهد صناعة الطاقة الشمسية تحولات متسارعة مدفوعة بالحاجة المتزايدة إلى مصادر كهرباء نظيفة ومستدامة لمواجهة تحديات تغير المناخ. وتُعدّ الألواح الشمسية، أو الخلايا الكهروضوئية، ركيزة أساسية في مسار التحول نحو طاقة منخفضة الكربون. ومع التوسع الكبير في نشر هذه التكنولوجيا عالمياً برزت تساؤلات متزايدة حول الأثر البيئي المرتبط بتصنيع ألواح السيليكون التقليدية من نوع «PERC».

جيل جديد من الخلايا الشمسية

وخلال السنوات الأخيرة، ظهر جيل جديد من خلايا السيليكون الشمسية يُعرف باسم «توب كون» (TOPCon)، يتميز بكفاءة أعلى وبصمة بيئية أقل مقارنة بالتقنية التقليدية. وقد صُمم هذا الجيل لتحسين الأداء في مختلف الظروف التشغيلية، وتقليل الفاقد الكهربائي، ودعم الانتشار الواسع للطاقة الشمسية دون زيادة كبيرة في التأثير البيئي.

خلايا السيليكون الشمسية لا تزال الخيار السائد والأكثر انتشاراً في الأسواق (جامعة سيدني)

ولحساب الأثر البيئي للتحول إلى هذه الخلايا، توصلت دراسة أجراها باحثون بجامعات «وارويك» و«نورثمبريا» و«برمنغهام» و«أكسفورد» في بريطانيا، إلى أن التحول إلى تقنية «توب كون» يمكن أن يُسهم في خفض الانبعاثات الكربونية العالمية بنحو 8.2 مليار طن من مكافئ ثاني أكسيد الكربون بحلول عام 2035، وهو ما يعادل قرابة 14 في المائة من إجمالي الانبعاثات العالمية السنوية الحالية، حسب النتائج التي نُشرت في عدد 16 فبراير (شباط) 2026 من دورية «Nature Communications».

وقدّمت الدراسة مقارنة شاملة لدورة حياة التصنيع لكلّ من تقنيتَي «PERC» التقليدية وخلايا «توب كون» الجديدة، بهدف تقييم ما إذا كانت التقنية الأحدث قادرة على تقليص البصمة البيئية للطاقة الشمسية بالتوازي مع زيادة انتشارها عالمياً.

وأشارت النتائج إلى أن التصنيع على نطاق «التيراواط» يتطلّب فهماً دقيقاً للأثر البيئي عبر سلسلة الإمداد، وأن إدخال تحسينات محددة في مراحل الإنتاج يمكن أن يعزّز استدامة الصناعة بشكل ملموس. وأظهرت التحليلات أن ألواح «توب كون» تسجل انخفاضاً في الأثر البيئي ضمن 15 من أصل 16 فئة تقييم مقارنة بالخلايا التقليدية، مع تقليل الانبعاثات المرتبطة بتغير المناخ بنسبة 6.5 في المائة لكل وحدة قدرة كهربائية.

كما خلص الباحثون إلى أن الجمع بين اعتماد هذه التقنية وتحسين عمليات التصنيع قد يجنّبان العالم ما يصل إلى 25 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بالإنتاج بحلول 2035، إذا ما استُخدمت هذه الألواح لاستبدال الكهرباء المولدة من الوقود الأحفوري.

تقنية «توب كون»

يقول الأستاذ بمركز بحوث وتطوير الفلزات في مصر، الدكتور أحمد مرتضى السمان، إن الخلايا الشمسية التقليدية المصنوعة من السيليكون لا تزال الخيار السائد والأكثر انتشاراً في الأسواق، إذ تُعد النوع الأكثر موثوقية وكفاءة في تحويل ضوء الشمس مباشرة إلى كهرباء، رغم ظهور تقنيات أخرى مثل خلايا البيروفسكايت التي تتميز بسهولة التصنيع وكفاءة واعدة، ولكنها لا تزال تواجه تحديات تتعلق بالاستقرار وطول العمر التشغيلي.

وأضاف لـ«الشرق الأوسط» أن تصنيع خلايا السيليكون التقليدية يظل مرتبطاً بتحديات بيئية، أبرزها استهلاك كميات كبيرة من الطاقة في عملية تحويل الرمال إلى سيليكون عالي النقاء، وغالباً ما تأتي هذه الطاقة من مصادر حرارية تقليدية، مما يؤدي إلى انبعاثات ملحوظة من ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة. كما تتطلب مراحل التصنيع استخدام مواد كيميائية ومذيبات ومعادن مثل الفضة لتوصيل الكهرباء، ومع ذلك يظل الأثر البيئي لهذه الخلايا أقل بكثير مقارنة بتوليد الكهرباء من الوقود الأحفوري، خصوصاً عند دمج الطاقة المتجددة في عمليات الإنتاج.

وأوضح أن تقنية «توب كون» لا تمثل نوعاً جديداً بالكامل من الخلايا الشمسية، بل تُعد تطويراً متقدماً لخلايا السيليكون التقليدية يهدف إلى رفع كفاءة تحويل الضوء إلى كهرباء وتقليل الفاقد الناتج عن فقد الإلكترونات داخل الخلية، وتمثّل هذه التقنية الجيل الأحدث من خلايا السيليكون، إذ تختلف عن التصميمات التقليدية في البنية الداخلية وطريقة العمل. وبينما تعتمد الخلايا التقليدية على طبقة عازلة خلفية لتقليل فقد الإلكترونات، تستخدم خلايا «توب كون» طبقة فائقة الرقة من أكسيد السيليكون يتراوح سمكها بين 1 و2 نانومتر، تسمح بمرور الإلكترونات بكفاءة وتحدّ من فقد الشحنات غير المرغوبة، مما يحسّن أداء الخلية ويزيد إنتاجيتها لكل وحدة من ضوء الشمس، وفق السمان.

وأشار السمان إلى أن رفع كفاءة الخلايا عبر تقنية «توب كون» يحقق عدة فوائد، أبرزها تقليل عدد الألواح اللازمة لإنتاج كمية الطاقة نفسها بنحو الثلث تقريباً، مما ينعكس على خفض التكاليف. كما يُسهم في إطالة العمر التشغيلي للألواح إلى نحو 30 عاماً، وتقليل كمية السيليكون المستخدمة في تصنيع الخلايا، وبالتالي خفض تكاليف النقل والتصنيع والأثر البيئي الإجمالي.

وبيّن أن الدراسة الجديدة تشير إلى أن هذه التقنية يمكن أن تقلل الانبعاثات المرتبطة بتغير المناخ بنحو 6.5 في المائة لكل وحدة قدرة كهربائية، نتيجة زيادة كفاءة الخلايا، وتظهر هذه الفوائد بشكل أوضح في الدول التي تعتمد على الطاقة النظيفة في مزيج الكهرباء، مثل الصين وعدد من الدول الأوروبية.

وفي المقابل، لفت إلى أن التقنية لا تزال تواجه تحديات، أبرزها محدودية انتشارها الصناعي حتى الآن، لكنه أشار إلى أن تبني كبرى الشركات خطوط إنتاج قائمة على تقنية «توب كون» سيسرّع انتشارها ويخفّض تكلفتها ويعزز كفاءتها. كما شدد على أهمية الاعتماد على الطاقة النظيفة في تصنيع هذه الخلايا، لتحقيق أعلى معايير الاستدامة وتقليل الأثر البيئي لصناعة الألواح الشمسية.


«بروتينات مصمَّمة صناعياً» تستجيب للتأثيرات المغناطيسية

بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
TT

«بروتينات مصمَّمة صناعياً» تستجيب للتأثيرات المغناطيسية

بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر
بروتين فلوري أخضر من أحد أنواع قنديل البحر

أظهرت دراسات علمية حديثة نجاح العلماء في هندسة بروتينات قادرة على الاستجابة للحقول المغناطيسية الضعيفة، وتغيير سلوكها داخل الخلايا عند تعرّضها لمجالات مغناطيسية، ونبضات راديوية دقيقة. وتُعد هذه النتائج خطوة واعدة نحو تطوير أدوات تصوير طبية أكثر دقة، وإنتاج أدوية يمكن التحكّم في نشاطها عن بُعد.

وتشير الأبحاث -التي نُشرت في مجلة «Nature» في 21 يناير (كانون الثاني) 2026، وقادها باحثون من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة، وجامعة هارفارد ومؤسسات تقنية حيوية في الولايات المتحدة- إلى أن هذه البروتينات المصمَّمة خصيصاً تستطيع تعديل خصائصها الحيوية، مثل شدة الضوء الذي تُصدره استجابةً للمغناطيس. وقد يتيح ذلك تتبّع بروتينات مرتبطة بالأمراض داخل الجسم بطريقة شبيهة بالتصوير بالرنين المغناطيسي، ولكن باستخدام أدوات أصغر، وأقل تكلفة.

ويُمثّل هذا التقدم تحولاً في الفهم العلمي لتأثير المغناطيس على الأحياء. وكان الاعتقاد السائد لعقود أن الحقول المغناطيسية لا تؤثر تقريباً في الخلايا، وهو ما سمح باستخدامها بأمان في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي. كما تشير هذه النتائج إلى إمكانية توظيف المغناطيس ليكون وسيلة نشطة للتأثير في العمليات الحيوية، وفتح آفاق جديدة للتشخيص، والعلاج الموجّه.

بروتينات مرئية بالمغناطيس

يعتمد الأطباء اليوم على أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) التي تستخدم حقولاً مغناطيسية قوية، وموجات راديوية لرؤية ما بداخل الجسم. ورغم دقة هذه التقنية، فإنها تُظهر صورة عامة للأنسجة، ولا تستطيع تتبّع جزيئات محددة، مثل البروتينات المرتبطة بمرض معيّن. ولهذا يسعى العلماء منذ سنوات إلى ابتكار طرق تمكّنهم من «رؤية» هذه البروتينات داخل الجسم الحي. وفي خطوة واعدة نحو هذا الهدف، نجح باحثون من جامعة أكسفورد في المملكة المتحدة -بقيادة غابرييل أبراهامز، وهاريسون ستيل من قسم العلوم الهندسية- في هندسة بروتينات فلورية (التي تشع بلون أخضر فلوري عند تعرضها لضوء أزرق اللون). تُستخدم عادة في المختبرات لإضاءة الخلايا بحيث يتغيّر سطوعها عند تعرّضها لحقول مغناطيسية ضعيفة. فعند وضع مغناطيس قريب منها تصبح هذه البروتينات أكثر خفوتاً أو سطوعاً بطريقة يمكن التنبؤ بها، ما يجعل تتبّعها ممكناً باستخدام المغناطيس.

ويعتمد هذا الابتكار على جزء بروتيني حساس للضوء يُعرف باسم LOV، وهو شائع الاستخدام في أبحاث البيولوجيا.

ومن خلال تعديل هذا الجزء وربطه ببروتينات فلورية طوّر العلماء نسخاً شديدة الحساسية للمجالات المغناطيسية أُطلق على بعضها اسم MagLOV، ويمكن لهذه البروتينات المعدّلة أن تفقد نصف شدة إضاءتها أو أكثر عند التعرّض لمجال مغناطيسي قريب.

وتعود جذور هذا الاكتشاف إلى أعمال بحثية سابقة نُشرت عام 2024 قادها باحثون من شركة «Calico Life Sciences» في الولايات المتحدة، من بينهم أندرو يورك، وماريا إنغارامو. وقد أظهرت تلك الدراسات أن البروتينات الفلورية الشائعة -مثل البروتين الأخضر المضيء (GFP)، وبروتينات نطاق LOV - يمكن جعلها مستجيبة للمغناطيس عند تعديلها بعناية باستخدام ما يُعرف بالتطوّر الموجَّه. وفي إحدى النسخ المطوّرة تمكّن الباحثون من خفض شدة الإضاءة بنحو 75 في المائة عند التعرّض لمجالات مغناطيسية ضعيفة نسبياً.

ويرى العلماء أن هذه التقنية قد تمهّد الطريق لأدوات تصوير جديدة قادرة على تتبّع بروتينات مرتبطة بالأمراض داخل الجسم بدقة غير مسبوقة، وربما في المستقبل تمهد لأدوية يمكن التحكّم في نشاطها عن بُعد باستخدام المغناطيس، ما يفتح آفاقاً جديدة في التشخيص، والعلاج.

وسيلة تشخيص وعلاج

• تشخيص بالفيزياء الكمّية. تعود هذه الظاهرة إلى تأثيرات كمّية دقيقة داخل البروتين، حيث تتفاعل إلكترونات صغيرة عند امتصاص الطاقة. ويؤدي المجال المغناطيسي إلى تغيير طريقة تفاعل هذه الإلكترونات ما يؤثر في كمية الضوء التي يصدرها البروتين.

وفي أحدث تطوّر أظهر الباحثون أنهم يستطيعون التحكم في هذا التغيّر باستخدام نبضات ترددات راديوية شبيهة بتلك المستخدمة في أجهزة الرنين المغناطيسي. وقد مكّنهم ذلك من تحديد مواقع البروتينات الحساسة للمغناطيس بدقة أعلى حتى عندما كانت مدفونة داخل مواد صلبة.

وفي تجارب مخبرية، تمكّن العلماء من رسم خرائط لبكتيريا تحمل هذه البروتينات داخل كتل صلبة، وهو ما يشير إلى إمكانية تطبيق التقنية مستقبلاً في الكائنات الحية.

• أدوية يمكن التحكم بها عن بُعد. ولا يقتصر الأمل على التصوير فقط، بل يتعدّاه إلى تطوير علاجات يمكن تشغيلها أو تعطيلها بالمغناطيس. ففي أعمال بحثية لم تُنشر بعد أظهر العلماء أن الحقول المغناطيسية قد تُضعف أو تُعزّز قدرة الأجسام المضادة على الارتباط بأهدافها.

وقد يتيح ذلك تطوير أدوية تعمل فقط في المكان المطلوب، مثل تنشيط علاج داخل ورم سرطاني دون التأثير في الأنسجة السليمة، ما يقلل من الآثار الجانبية التي تُعد من أكبر تحديات العلاجات الحالية.

ورغم هذا التقدّم اللافت، يؤكد العلماء أن الطريق لا يزال طويلاً قبل الاستخدام السريري. فبعض البروتينات الحالية تحتاج إلى ضوء ليزري للعمل، وهو أمر يصعب تطبيقه في أعماق الجسم. لكن الباحثين يعملون بالفعل على تطوير بروتينات تُصدر الضوء عبر تفاعلات كيميائية بدلاً من الضوء الخارجي.

ومع ذلك يرى كثيرون أن هذه الأبحاث تمثل بداية حقيقية لمجال علمي جديد، حيث لا تكتفي المغانيط بمساعدة الأطباء على رؤية الجسم، بل تصبح أداة فعّالة للتشخيص، والعلاج.