أحدث الاتجاهات في مجالات البحث العلمي

تخيَّل كيف سيبدو عالمنا لو توقَّف البحث العلمي فجأة! لا أدوية جديدة، ولا تقدُّم في مواجهة تغيُّر المناخ، ولا أي اكتشافات في التكنولوجيا أو الطاقة أو الغذاء أو غيرها من المجالات الهامَّة في حياتنا. سيتجمَّد العالم، ليس فقط في الابتكار والإبداع، بل في قدرته على حل أكثر المشاكل إلحاحًا التي نواجهها.

لحسن الحظ، يحدث العكس! فالبحث العلمي لا يتقدَّم فحسب، بل يتسارع بشكلٍ غير مسبوق. بفضل الأدوات والاتجاهات الجديدة، يُحقِّق العلماء والباحثون الكثير والكثير من الإنجازات كل يوم من الذكاء الاصطناعي القادر على محاكاة البشر إلى الطاقة الخضراء غير المُلوِّثة للبيئة.

لكن الأمر لا يقتصر على كيفيَّة إجراء البحث فحسب، بل يتعلق أيضًا بما نبحث فيه. وفي هذا المقال، سنستكشف جانبَي النهضة العلميَّة: الاتجاهات الناشئة التي تُغيّر طريقة إجراء البحث العلمي، والمجالات البحثيَّة الأكثر رواجًا. سواءً كنتَ باحثًا أو ببساطة شخصًا من مُحبّي العلوم، فهذا المقال لك!

اقرأ أيضًا: خطوات كتابة البحث العلمي

استكشف آفاقًا جديدة! التعلم عملية مستمرة لا تنتهي، وكما يحتاج الجسم إلى الغذاء لينمو ويقوى، يحتاج عقلك أيضًا إلى غذاء خاصّ به، وغذاء العقل هو القراءة والعلم. اكتسب ثقافة عامة من خلال مقالاتنا!

أولًا: الاتجاهات الناشئة في أدوات البحث العلمي

سنستكشف في هذا القسم تطوُّر البحث العلمي من حيث المنهجيَّة والأدوات، ونستعرض الاتجاهات والطرق الجديدة التي أعادت تشكيل الطريقة التي يُجري بها الباحثون أبحاثهم العلميَّة.

1. استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلُّم الآلي في البحث العلمي

لقد دخل الذكاء الاصطناعي جميع مجالات البحث العلمي تقريبًا، من الطب إلى الفيزياء إلى العلوم الاجتماعية، حيث أصبح الباحثون يُسخِّرون قوَّة الذكاء الاصطناعي لتسريع الوصول إلى النتائج، بل وحتى توليد فرضيَّات جديدة قد يغفلها العقل البشري.

ويكمن أحد أبرز تأثيرات الذكاء الاصطناعي في البحث العلمي في كيفيَّة معالجته للبيانات. فغالبًا ما تُنتج التجارب العلميَّة اليوم كميَّات هائلة من المعلومات تفوق بكثير ما يستطيع أي باحث فرزه يدويًا. تستطيع خوارزميَّات الذكاء الاصطناعي تحليل هذه المجموعات الهائلة من البيانات في ثوانٍ، ورصد الارتباطات والشذوذات التي قد يستغرق اكتشافها سنوات. وهذا يُتيح اختبار النظريَّات المُعقَّدة، ومحاكاة التجارب، والوصول إلى نتائج بسرعة لم يكن من الممكن تصوُّرها من قبل.

في علم الوراثة، على سبيل المثال، تُساعد أدوات التعلُّم الآلي على فكّ تسلسلات الحمض النووي، مما يُتيح اكتشاف علاجات جديدة مُخصَّصة لتُناسب التركيب الجيني للفرد. وفي أبحاث المناخ، تُحاكي نماذج الذكاء الاصطناعي الأنظمة البيئيَّة وتتنبأ بسيناريوهات المناخ المستقبليَّة بدقة متزايدة. وفي الفيزياء، يُساعد الذكاء الاصطناعي الباحثين على اكتشاف مواد جديدة ومحاكاة ظروف لا يُمكن اختبارها في المُختبرات العمليَّة.

اقرأ أيضًا: كيف أكتب ملخص شامل للبحث العلمي؟

2. البيانات الضخمة وتقنيَّات التحليل المُتقدِّمة

يتميَّز العصر الحالي بوفرة البيانات وتجميعها بمُعدَّلات غير مسبوقة، من أجهزة الاستشعار في هواتفنا الذكيَّة إلى الأقمار الصناعيَّة التي تدور حول الأرض، ومن منصَّات التواصل الاجتماعي إلى مختبرات تسلسل الجينوم. لكنَّ البيانات الخام وحدها لا تُعدّ ذات قيمة إلَّا إذا أمكن تفسيرها، وهنا يأتي دور تقنيَّات التحليل المُتقدِّمة. 

يعتمد الباحثون المعاصرون بشكلٍ مُتزايد على تقنيَّات مثل استخراج البيانات (data mining)، وخوارزميَّات التعلُّم الآلي، والمحاكاة، والنمذجة التنبؤيَّة لفهم هذا الكمّ الهائل من المعلومات. تُمكّن هذه التقنيات الباحثين من تحديد الأنماط، واختبار الفرضيَّات، ووضع تنبؤات بسرعة ودقة كبيرتين.

على سبيل المثال، في مجال العلوم البيئيَّة، يُمكن للباحثين تحليل بيانات مناخيَّة تراكمت على مدى عقود للتنبؤ بأنماط الطقس المستقبليَّة أو دراسة تأثير الأنشطة البشريَّة على النظم البيئية. أما في مجال الرعاية الصحية، فتُمكّن النماذج التنبؤية من تقييم خطر إصابة المريض بمرض ما قبل ظهور أعراضه.

بالإضافة إلى ذلك، تُعدّ المحاكاة أداةً فعّالة أخرى. فبدلاً من الاعتماد كليًا على التجارب الفيزيائيَّة التي قد تكون مُكلِّفة وخطيرة، أو حتى مستحيلة، يُمكن للعلماء الآن إنشاء بيئات محاكاة لاختبار النظريَّات وتصوُّر الأنظمة المُعقَّدة دون القيام بأي تجارب فعليَّة.

على سبيل المثال، يُحاكي الفيزيائيون سلوك الثقوب السوداء، ويُنمذج الكيميائيون التفاعلات الجزيئيَّة، ويختبر المهندسون تصاميم البنية التحتيَّة في ظل ظروف مُختلفة، كل ذلك فباستخدام برامج محاكاة قبل الانتقال إلى التجارب الواقعيَّة.

اقرأ أيضًا: كيف تستخدم الذكاء الاصطناعي في البحث العلمي؟

3. المختبرات الرقميَّة والتجارب عن بُعد

تخيل إجراء تجربة في مختبر يبعد آلاف الأميال عنك دون مغادرة منزلك! بفضل المختبرات الرقميَّة والتجارب عن بُعد، لم تعد هذه الفكرة ضربًا من الخيال العلمي، بل هي اتِّجاه مُتنامي يُعيد تعريف كيفية إجراء الأبحاث ومكانها ومن يُجريها.

لقد أدى ظهور الأدوات الرقميَّة والحوسبة السحابيَّة وأجهزة إنترنت الأشياء (IoT) إلى ولادة مفهوم "المختبرات بلا جدران" أو “labs without walls”. في هذه البيئات، يُمكن للباحثين التحكُّم في المعدات ومراقبة التجارب وجمع البيانات عن بُعد عبر منصَّات إلكترونيَّة آمنة. سواءً كان الأمر يتعلق بتشغيل تلسكوب أو الوصول إلى مُسرّع جسيمات أو إجراء محاكاة كيميائيَّة، لم يعد الحضور الفعلي شرطًا للمشاركة في الأبحاث العلميَّة.

برز هذا الاتِّجاه بشكلٍ خاص خلال جائحة كوفيد-19، عندما تم تقييد الوصول إلى المختبرات، حيث اضطر الباحثون إلى إيجاد طرق مُبتكرة للعمل عن بُعد. لقد زاد هذا الأمر من المرونة في الأبحاث العلميَّة، وسمح بالتعاون الدولي، وجعلت الوصول إلى المختبرات أكثر سهولةً لمن لا يستطيعون الحضور شخصياً بسبب القيود الماليَّة أو الجغرافيَّة.

اقرأ أيضًا: كل ما تحتاج معرفته عن توثيق المراجع في البحث الأكاديمي

4. البحث العلمي مُتعدِّد التخصُّصات

لم يعد البحث العلمي اليوم مُنحصرًا في حدود التخصُّصات التقليديَّة. ففي الماضي، كان الباحثون يعملون غالبًا في مجالات ضيقة فالفيزيائي يبحث في الظواهر الفيزيائيَّة الفيزياء، وعالم الأحياء يُركِّز على الأنظمة البيولوجيَّة، وهكذا. لكن التحديات الأكثر إلحاحًا في العالم - مثل تغيُّر المناخ، والأوبئة، والأمن الغذائي، والطاقة النظيفة - مُعقَّدة للغاية بحيث لا يُمكن حلها من خلال مجال واحد فقط. وهنا يأتي دور البحث مُتعدِّد!

في النهج مُتعدِّد التخصُّصات، يتعاون باحثون من خلفيَّات علمية مُتنوِّعة، حيث يُقدِّم كلٌ منهم معارفه ومنظوره الخاص لمعالجة مشكلة مشتركة. على سبيل المثال، تخيَّل فريقًا مُكوَّنًا من علماء حاسوب وعلماء وراثة وأطباء يعملون معًا لتصميم أدوات ذكاء اصطناعي قادرة على تشخيص الأمراض النادرة من البيانات الجينيَّة. في هذه الحالة، يُساهم كل باحث بخبرته الفريدة، ومعًا يُمكنهم التوصل إلى نتائج لا يمكن لأي منهم التوصُّل إليها بمفرده.

هذا المزج بين التخصُّصات ليس جيدًا فحسب، بل أصبح لا غنى عنه مع ازدياد وفرة البيانات، وتشابك المشكلات، وتسارع تطوُّر التكنولوجيا. فقد تضافرت جهود الفيزياء والأحياء لتشكيل الفيزياء الحيويَّة. واندمج الاقتصاد وعلم الأعصاب في علم الاقتصاد العصبي. حتى الفن والتكنولوجيا يندمجان في مجالات مثل العلوم الإنسانيَّة الرقميَّة.

اقرأ أيضًا: نصائح مهمة للطلاب لتجنب الانتحال في أوراقهم البحثية

5. العلوم المفتوحة ومشاركة البيانات

بالنسبة للباحثين، فإنَّ العالم المثالي هو عالم يستطيع فيه كل باحث الوصول إلى أحدث الاكتشافات العلميَّة دون أي عوائق أو تكاليف ماديَّة كبيرة. لفترةٍ طويلة من التاريخ، كانت الأوراق العلميَّة تُقيَّد باشتراكات باهظة الثمن في المجلات العلميَّة، وكانت مجموعات البيانات القيّمة تُحفظ مخفيَّة أو معزولة داخل المؤسسات. 

لم يُبطئ هذا الأمر التقدُّم فحسب، بل استبعد أيضًا العديد من الباحثين - وخاصةً في البلدان النامية - من المساهمة في التقدُّم العلمي أو الاستفادة منه. ولكن بفضل اتِّجاه النشر مفتوح الوصول، تغيَّر هذا الأمر بسرعة.

اليوم، يُوفر المزيد والمزيد من المجلَّات العلميَّة وصولًا مجانيًا إلى المقالات البحثيَّة، مما يضمن لأي شخص، في أي مكان في العالم، قراءتها والاستشهاد بها والبناء عليها. حتى أنَّ هيئات التمويل والجامعات بدأت تشترط نشر الأبحاث التي تدعمها بشكلٍ مفتوح. 

بالإضافة إلى ذلك، فإنَّ هذا الاتجاه يتجاوز مُجرَّد إتاحة الأوراق البحثيَّة، بل يشمل أيضًا مشاركة البيانات والبرمجيَّات والأساليب والأدوات، حيث يُحمّل الباحثون الآن بياناتهم إلى مواقع عامَّة مفتوحة المصدر، ويشاركون برامجهم على منصَّات مثل GitHub.

اقرأ أيضًا: تعرف على المهارات البحثية وكيفية تطويرها

ثانيًا: مجالات البحث العلمي الرائجة

لقد ظهرت بعض المجالات البحثيَّة الثوريَّة في الآونة الأخيرة، والتي حظت باهتمام كبير مقارنةً بغيرها من المجالات. وفيما يلي أهم هذه المجالات البحثيَّة:

1. الذكاء الاصطناعي وتعلُّم الآلة

تأتي أبحاث الذكاء الاصطناعي  بلا شك على رأس المجالات البحثيَّة الرائجة في الوقت الحالي في ظل تسابق المؤسسات والباحثون حول العالم عليها. لقد دخلت أبحاث الذكاء الاصطناعي في جميع مجالات البحث تقريبًا، بدءًا من اكتشاف الأدوية، وتشخيص الأمراض بدقة أكبر، ومحاكاة الظواهر الفيزيائيَّة المُعقَّدة، بل وحتى وضع فرضيَّات علمية جديدة.

في الطب على سبيل المثال، يُطوِّر الباحثون نماذج ذكاء اصطناعي تستطيع تحديد أنماط في البيانات الطبيَّة الضخمة التي يستحيل على البشر اكتشافها، مما يؤدي إلى تشخيصات مُبكِّرة، وأنظمة رعاية صحيَّة أكثر ذكاءً. وفي الفيزياء وعلم الفلك، يُساعد الذكاء الاصطناعي في تحليل البيانات الناتجة من التلسكوبات، وأجهزة كشف موجات الجاذبيَّة، كاشفًا أسرار الكون أسرع من أي وقت مضى.

حتى في العلوم الاجتماعية، يُنتج الباحثون نماذج ذكاء اصطناعي تُحلِّل السلوك البشري، وأنماط اللغة، والاتجاهات المجتمعيَّة، لمساعدة علماء الاجتماع والنفس في وضع نظريَّات تُفسر الطبيعة البشريَّة بشكلٍ أفضل.

اقرأ أيضًا: كيف تكتب بحث تخرج متكامل خطوة بخطوة

2. علم الوراثة والتكنولوجيا الحيويَّة

لا يوجد الكثير من المجالات العلميَّة التي شهدت نفس التقدُّم السريع والجذري الذي شهده علم الوراثة والتكنولوجيا الحيويَّة. فما كان يبدو في السابق خيالًا علميًا، أصبح واقعًا ويُحدث الآن تحولًا جذريًا في كيفية فهمنا للأمراض، وعلاج المرضى. من إعادة كتابة الحمض النووي إلى تصميم علاجات تناسب الملامح الجينيَّة للفرد، يُعد هذا المجال جوهر بعضٍ من أكثر الاكتشافات العلمية إثارةً في عصرنا.

في قلب هذه الثورة، نجد تقنية كريسبر، وهي تقنيَّة قويَّة لتحرير الجينات أتاحت للعلماء إجراء تغييرات دقيقة على الحمض النووي أشبه بتحرير نص في مستند. باستخدام كريسبر، يُمكن للباحثين حذف أو إضافة أو تعديل المادة الوراثيَّة في الكائنات الحيَّة. وقد أتاح هذا إمكانياتٍ لتصحيح الاضطرابات الوراثيَّة، وهندسة المحاصيل لمقاومة الأمراض، وحتى مكافحة الفيروسات مثل فيروس نقص المناعة البشرية على المستوى الجيني. 

لكن القصَّة لا تتوقف عند كريسبر، حيث يستخدم الأطبَّاء فيروسات مُعدَّلة لتوصيل جينات سليمة إلى خلايا المرضى، مانحين الأمل لمن يعانون من أمراض وراثيَّة كانت تُعتبر في السابق غير قابلة للعلاج. بالإضافة إلى ذلك، تُحدث التكنولوجيا الحيويَّة أيضًا تغييرات جذريَّة تتجاوز الطب. إذ يُطوِّر الباحثون بلاستيكًا قابلًا للتحلُّل الحيوي، ووقودًا حيويًا باستخدام ميكروبات مُهندَسة.

اقرأ أيضًا: أفضل 10 زمالات دراسية في الخارج للطلاّب والباحثين

3. علم الأعصاب والسلوك البشري

غالبًا ما يُوصف الدماغ البشري بأنَّه أكثر الأشياء تعقيدًا في الكون، ومع ذلك بدأ علم الأعصاب اليوم بكشف أسراره بطرق لم نكن نتخيَّلها مثل فهم العواطف وكيفيَّة عمل الذاكرة وبناء روابط مباشرة بين الأدمغة والآلات.

ولعلَّ من أكثر التطوُّرات المذهلة في السنوات الأخيرة هي تطوير ما يُعرف بواجهات الدماغ والحاسوب (BCIs)، وهي تقنيَّات تتيح التواصل المباشر بين الدماغ والأجهزة الخارجيَّة. على سبيل المثال، تخيّل شخصًا يكتب رسائل على شاشة بمُجرَّد التفكير في الكلمات! هذه ليست أحلامًا بعيدة المنال، فهي قيد الاختبار بالفعل، وفي بعض الحالات، تُستخدم في تطبيقات واقعية. في الوقت الحالي، تتسابق شركات مثل نيورالينك ومختبرات الأبحاث حول العالم لتحسين هذه الأنظمة، ويتم إنفاق مليارات الدولارات على هذا المجال البحثي كل عام.

4. علم المناخ

لا شك أنَّ تغيُّر المناخ هو التحدي الأبرز في عصرنا الحالي. فمع ارتفاع درجة حرارة الكوكب، وانتشار الظواهر الجويَّة الصعبة التي لم تكُن تحدث بهذه الكثافة من قبل، ظهرت الحاجة المُلحة لإيجاد حلول لهذه التحديَّات من خلال البحث العلمي في مجال المناخ.

وتتمثَّل هذه الحركة في موجة جديدة من نمذجة المناخ وتحليل البيانات البيئيَّة. فباستخدام صور الأقمار الصناعيَّة، وتحليلات البيانات الضخمة، والمحاكاة المدعومة بالذكاء الاصطناعي، يُمكن للباحثين الآن تتبُّع اتجاهات المناخ، والتنبؤ بآثار ارتفاع درجات الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، تُساعدنا هذه الأدوات ليس فقط على فهم ما يحدث، بل أيضًا على فهم أسباب حدوثه وكيفيَّة الاستجابة له.

5. استكشاف الفضاء

نعيش الآن ما يُطلق عليه العديد من العلماء "عصر الفضاء الجديد"، حيث تنضمّ شركاتٌ خاصةٌ مثل SpaceX وBlue Origin وRocket Lab إلى الوكالات الحكوميَّة، مثل ناسا ووكالة الفضاء الأوروبيَّة ضمن مشاريع بحثيَّة ضخمة لتسريع وتيرة استكشاف الفضاء.

ومن بين أكثر الأبحاث التي تحظى باهتمام كبير وتمويل ضخم هي التي تهدف إلى استكشاف القمر والمريخ. كمثال، يهدف برنامج أرتميس التابع لوكالة ناسا إلى إعادة البشر إلى القمر وتأسيس وجود مستدام عليه، وهو ما يُعدّ خطوةً نحو البعثات المستقبليَّة إلى المريخ.

في هذه الأثناء، تتواجد مركبات جوالة مثل Perseverance بالفعل على كوكب المريخ، حيث تحفر في الصخور وتجمع البيانات وتبحث عن علامات على وجود حياة ميكروبيَّة قديمة. لا تقتصر هذه البعثات على الاستكشاف فحسب، بل تشمل فهم تاريخ نظامنا الشمسي، وربما الاستعداد للعيش في عالم آخر في المُستقبل.

وبعيدًا عن استكشاف الكون، تُسهم أبحاث الفضاء في دفع عجلة الابتكارات العمليَّة هنا على الأرض، حيث تدعم تقنيَّات الأقمار الصناعية الاتصالات العالمية، والتنبؤ بالطقس، وأنظمة الملاحة، والاستجابة للكوارث. وغالبًا ما تجد الأدوات والتقنيات المُطورة لمهام الفضاء طريقها إلى الطب، والنقل، والحوسبة مُفيدةً المجتمع بطرقٍ قد لا يُدركها معظم الناس.

اقرأ أيضًا: 10 خطوات لتكتب مقترح رسالة ماجستير أو دكتوراه مقنع!

6. الطاقة الخضراء

في ظل الضغوط المتزايدة التي يواجهها العالم للحد من انبعاثات الكربون ومكافحة تغيُّر المناخ، أصبح التسابق نحو الطاقة النظيفة والمستدامة أحد أهم مجالات البحث العلمي وأضخمها ميزانيّةً. ولا يقتصر الأمر على استبدال الوقود الأحفوري فحسب، بل يشمل أيضًا إعادة تصوُّر كيفية إمداد العالم بالطاقة، وكيفية تخزين الطاقة.

تُعدّ الطاقة الشمسية من أكثر مجالات البحث الواعدة، فبينما وُجدت الألواح الشمسية منذ عقود، يُطوّر العلماء الآن مواد فائقة الرقة والمرونة والكفاءة، قادرة على توليد المزيد من الطاقة باستخدام قدر أقل من ضوء الشمس. ويمكن لابتكارات مثل خلايا البيروفسكايت الشمسيَّة - الأرخص والأسهل إنتاجًا مقارنةً بالخلايا التقليديَّة القائمة على السيليكون - أن تُحدث ثورةً في كيفيَّة تجميع الطاقة الشمسية، حتى في الأماكن ذات الإضاءة الخافتة.

في الوقت نفسه، تتطوَّر أبحاث تكنولوجيا طاقة الرياح بوتيرةٍ مُتسارعة، فمزارع الرياح البحرية والتوربينات العائمة، تجعل طاقة الرياح أكثر كفاءةً وأقل تكلفةً. تُدمج هذه الأنظمة في شبكات ذكية تُوزّع الطاقة بذكاء أكبر، مما يُقلّل الهدر. وإلى جانب الطاقة الشمسيَّة وطاقة الرياح، يتعمَّق الباحثون في تقنيَّات أكثر ثوريةً مثل إنتاج الهيدروجين الأخضر المُنتَج باستخدام الطاقة المتجددة لتقسيم جزيئات الماء، كوقود نظيف للصناعات الثقيلة والنقل.

اقرأ أيضًا: أفضل الأقوال عن العلم: كلمات تشجعك على التعلم

مقالات تطوير المهارات اطلع الآن على مقالات مميزة ومفيدة في مجال تطوير المهارات الوظيفية والأكاديمية. تصفح مقالات تطوير المهارات

كما رأينا، لم يعد البحث العلمي اليوم يقتصر على المختبرات التقليديَّة والمجلات الورقيَّة، بل شهد تطوُّرات واتِّجاهات جديدة غير مسبوقة. وبالتالي، فإنَّ ما يجعل الاتجاهات الحالية للبحث العلمي مثيرةً للاهتمام ليس سرعة الاكتشاف فحسب، بل الطريقة التي يتم بها الاكتشاف.

بمعنى آخر، لا تلفت التقنيَّات التي يتم تطويرها أو الأسئلة التي يتم الإجابة عنها النظر بقدر الطرق التي نصل بها إلى هذه الإجابات. يشمل ذلك استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي، والمختبرات الرقميَّة، وغيرها.

وأخيرًا، لا تنسَ الاشتراك في موقع فرصة حتى يصلك كل جديد من مقالاتنا، ولا تتردد كذلك في الاطِّلاع على المقالات السابقة ومُشاركتها لتعم الفائدة.

اقرأ أيضًا: أهم المهارات الشخصية التي عليك تعلمها في 2025

اقرأ أيضًا: كيف تتعلم مهارة جديدة كشخص مشغول؟

اقرأ أيضًا: أفضل 10 مواقع لإنشاء عروض تقديمية Presentation

المصادر: nanoschool، linkedin، startus-insights، uninist