هل سيتحوّل العلم من اكتشاف القوانين إلى اكتشاف بدائل للموارد؟"

“العلم كالماء والهواء… لا حياة بدونهما” – طه حسين

لكن يبدو أن هذا “العلم” الذي فتح للإنسان أبواب الكون، بات يحتاج هو الآخر إلى ماءٍ وهواءٍ من نوع جديد: المعادن النادرة. فكل معمل كمومي، وكل رقاقة حاسوب، وكل مرصد يرصد الثقوب السوداء — جميعها تعتمد على عناصر من باطن الأرض أكثر مما تعتمد على نظريات العقول.

في عام 2025، حملت الفيزياء إلينا أربعة اكتشافات كبرى غيّرت معادلة العلم:
جائزة نوبل في الفيزياء لأبحاث الظواهر الكمومية الماكروسكوبية، اكتشاف أنماط جديدة في تركيب المعادن، استخدام الشبكات الكمومية في البحث عن المادة المظلمة، وتأكيد موجات الجاذبية لنظرية هوكينغ القديمة.
لكن خلف هذه الانتصارات العلمية تقف معضلة مادية صامتة: كيف سيستمر هذا التقدم في ظل محدودية الموارد التي يحتاجها؟

عقول تبحث عن الكون… وأيادٍ تنقّب في الأرض

حين أعلن فريق MIT عن اكتشاف أنماط جديدة في السبائك المعدنية تقاوم العشوائية، بدا الأمر أقرب إلى معجزة علمية.
لكن خلف المعجزة، كان هناك واقع صلب: هذه السبائك نفسها تعتمد على عناصر مثل النيوديميوم والديسبروسيوم — وهما من «المعادن الأرضية النادرة» التي تدخل في صناعة المغناطيسات فائقة القوة، اللازمة للحوسبة الكمومية وتوربينات الطاقة المتجددة.

تُشير تقارير وكالة الطاقة الدولية إلى أن الطلب العالمي على هذه المعادن سيتضاعف أربع مرات بحلول عام 2040 مدفوعًا بتكنولوجيا البطاريات، والمركبات الكهربائية، ومراكز البيانات العملاقة.
في المقابل، يتركّز أكثر من 80% من الإنتاج العالمي لهذه المعادن في الصين، ما يجعل العالم العلمي والتقني مهددًا بالاختناق إذا تعطّل هذا الشريان الجيولوجي.

الفيزياء الجديدة… تستهلك مواد جديدة

مع كل اكتشاف في فيزياء الكم أو المواد المتقدمة تزداد طبقة جديدة من التعقيد إلى قائمة الاحتياجات المعدنية.
الحوسبة الكمومية مثلاً تحتاج إلى مواد فائقة التوصيل كالنيوبـيوم، وإلى بيئات تبريد تعتمد على الهيليوم النادر.
أما أجهزة استشعار المادة المظلمة فتحتاج إلى ردارات فائقة الحساسية مصنوعة من الجرمانيوم أو الإيريديوم.
وحتى مرصدي LIGO وVIRGO اللذان يرصدان موجات الجاذبية يستخدمان مرايا من السيليكا النقية المطلية بطبقات من التنتالوم والتيتانيوم.

أي أن كل قفزة علمية نحو السماء، تتعمق بجذورها أعمق في باطن الأرض.

البديل الصناعي: حلم الفيزياء التطبيقية

من هنا بدأ سباق جديد داخل مختبرات العالم:
هل يمكن تخليق بدائل صناعية للمعادن النادرة؟

الإجابة حتى الآن: «جزئياً نعم، وكليًا لا

ففي السنوات الأخيرة، نجحت فرق بحثية في اليابان وألمانيا في تطوير مغناطيسات خالية من النيوديميوم باستخدام الحديد والكوبالت مع تعديلات نانوية  دقيقة.
كما تمكّن علماء من جامعة ستانفورد من تصنيع بلّورات كمومية تؤدي نفس وظيفة الإيتريوم في بعض التطبيقات البصرية.لكن هذه الابتكارات ما زالت مكلفة جدًا، وتحتاج إلى طاقة وإمكانات تفوق ما هو متاح في معظم دول العالم النامي.

البديل الآخر ليس في المختبر، بل في إعادة التدوير الذكي: فالهاتف الذكي الواحد يحتوي على أكثر من 60 عنصراً كيميائيًا، منها معادن نادرة يمكن استخراجها بكفاءة تقارب 90% في بعض الدول الأوروبية.
غير أن معظم الدول — ومن بينها مصر — لم تدخل بعد في دورة اقتصاد إعادة تدوير المعادن النادرة، رغم امتلاكها لخام المونازيت في البحر الأحمر ووادي النيل، الغني بعناصر اللانثانيد.

هل يمكن أن تستخدم الفيزياء بديلا  عن الجيولوجيا؟

ربما السؤال الأعمق ليس عن المعادن بحد ذاتها، بل عن طبيعة العلم الحديث.
هل سنصل إلى مرحلة ننتج فيها المواد من “الطاقة”، كما تنبّأ بعض فيزيائيي الكم؟
في المعامل المتقدمة، يجرى بالفعل العمل على تخليق مواد جديده   بمحاكاة إلكترونية تعتمد على الذكاء الاصطناعي، يمكنها التنبؤ بتركيب مادة غير موجوده في الطبيعة.
إنها بداية لـ  “الجدول الدوري الافتراضي”، حيث لا تكتشف العناصر، بل تُصمَّم.

ومع ذلك، يظل الطريق طويلاً. فالذرة رغم صِغَرها، لا تزال تحتفظ بسرٍّ لم تفكّه الخوارزميات بعد.

من يملك المعادلة؟

هنا يلتقي العلم بالسياسة.
فكما رسمت  آبار النفط  خرائط القرن العشرين، قد ترسم مناجم المعادن النادرة خرائط القرن الجديد
وإذا كان العلماء يبنون اليوم حواسيب كمومية قادرة على حل معادلات الكون، فإن الدول تبني في المقابل تحالفات معدنية لمصالحها الصناعية والعسكرية.وهكذا يتحول الصراع من “سباق تسلح” إلى “سباق عناصر”.

ما بين طه حسين وستيفن هوكينغ

طه حسين رأى في التعليم حياة، وستيفن هوكينغ رأى في العلم طريقًا للنجاة من حدود الأرض.
لكن كليهما ربما اتفقا على أن المعرفة لا تزدهر إلا إذا وُجدت موارد تدعمها.
ولعل السؤال الذي سيُطرَح في العقود القادمة ليس «ما هو أصل الكون؟» بل

«بأي معادن نصنع أدواتنا لفهمه؟».

ففي عالم يزداد فيه الاكتشاف بقدر الندرة، ربما يصبح العنصر النادر هو الإنسان القادر على التوفيق بين العلم والمادة، بين النظرية والتربة، بين المختبر والمعدن.