الفصل الخمسون: الفصل السابع والأربعون: تحطيم نظرية "السُّعْر الحراري "
الحرارة والشغل هما صورتان من صور الطاقة ، وتُقاسان بنفس الوحدات. حيث كانت هذه حقيقةً مسلّمة ، أو هكذا ينبغي أن تكون بالنسبة لمهندس مثل "رورشاخ ". لكن الأمر لم يكن كذلك في هذا العالم الآخر!
في العصور السحيقة ، اكتشف السحرة والكميائيون أن المادة يمكن تقسيمها باستمرار إلى جسيمات دقيقة. ومن خلال مراقبة الأجرام السماوية والغبار والبخار ، وضع سيدٌ للسحر الغامض يُدعى "ليوتشيبوس " -عاش قبل حقبة الإمبراطورية القديمة- نظريةً مفادها: أن العناصر والأثير تتكون من أصغر وحدات ممكنة ، وهذه الوحدات تنجرف وتدور عبر الفضاء والعالم الكامن خلف الحجاب ، لتتجمع وتُشكّل كل الأشياء وكل أنواع السحر.
"لقد استخدم الإله الأولي قوته الإلهية العظيمة لربط العناصر الدقيقة ببعضها ، خالقاً كل الأشياء تماماً كما نمزج حبيبات الطين الدقيقة بالماء لتشكيل الأواني الفخارية ".
وهكذا ، سُميت أصغر وحدة للعنصر -أو للمادة نفسها- باسم "الجسيم العنصري ". وبعد الانتقال من الإمبراطورية القديمة إلى الحقبة الجديدة ، تُرجم المصطلح على يد شعب "شانشي " وبحلول الوقت الذي عاد فيه إلى القارة الرئيسية كان مصطلح "الجسيم العنصري " قد تحور ليصبح "الذرة ".
كان اكتشاف الذرة خطوة عظيمة إلا أن السحرة ، والكميائيين على وجه الخصوص كانت لديهم عادة سيئة تتمثل في المبالغة في الاستنتاج ؛ فقد ظنوا أنه إذا كانت الأجسام الجسديه تتكون من جسيمات ، فإن كل شيء آخر لا بد أن يكون كذلك أيضاً ، مجرد جسيمات بالغة الصغر بحيث يستحيل لمسها.
أما فكرة أن الأثير جسيم ؟ لم يكن "رورشاخ " يفهمها جيداً ليعلق عليها. وفكرة أن الضوء جسيم ؟ كان سيمنحهم نصف الحق في ذلك. ولكن فكرة وجود جسيمات تُسمى "العنصر القابل للاشتعال " و "السُّعر الحراري "... "اليوم ، سأطيح بنظرية السُّعر الحراري! " ظاهرياً ، ابتسم "رورشاخ " ببهجة لـ "كانو " ووعد بإجراء التعديلات ، ولكن في اللحظة التي التفت فيها ، بدأ يخطط لتجربة "المكافئ الميكانيكي للحرارة " بعزيمة صارمة.
قد يجد المعاصرون من عالمه الأصلي صعوبة في استيعاب الأمر ، لكن افتراض أن الحرارة نوع من الجسيمات يُسمى "السُّعر الحراري " لم يكن بلا أساس تماماً ؛ فقد وفرت هذه الفرضية قياساً بسيطاً يمكنه تفسير بعض ظواهر انتقال الحرارة.
على سبيل المثال ، يمكن للمرء أن يتخيل درجة الحرارة كمقياس لكمية "السُّعر الحراري " أو كمقياس للجهد الذي يُخزّن به "السُّعر " داخل جسد ما. ومع هذا النموذج ، يمكن تشبيه انتقال الحرارة من جسد ساخن إلى آخر بارد تدفق الماء من مكان مرتفع إلى الأسفل.
وعند إقرانها بنظيرتها الثقيلة ، نظرية "العنصر القابل للاشتعال " كان التوافق بينهما مثالياً ؛ فتراكم "السُّعر الحراري " يُنشّط "العنصر القابل للاشتعال " الذي يتحلل بدوره عائداً إلى "سُعر حراري " ويتحرر أثناء الاحتراق.
لكن كانت هناك ظواهر لم تستطع هذه النظرية تفسيرها.
ذات مرة كان هناك كميائي ، مؤمن راسخ بنظرية "السُّعر الحراري " يعيش في الأراضي الجليدية للقارة الشمالية. حيث كان لديه صديقان -قزم وجني قطبي- بالإضافة إلى تلميذ.
في البداية ، أحضر التلميذ وعاءين نحاسيين كبيرين متطابقين ، أحدهما مملوء بالزيت والآخر بالماء ، ثم وضع وزناً متساوياً من الثلج في كل وعاء. وبعد أن ذاب الثلج تماماً ، قاس التلميذ درجات الحرارة واكتشف شيئاً غريباً:
"يا معلمي ، لماذا فقد الزيت والماء نفس القدر من السُّعر الحراري ، لكن درجات حرارتهما انخفضت بمقادير مختلفة ؟ "
"المواد المختلفة لها قدرات متفاوتة على قبول أو فقدان السُّعر الحراري. و من الواضح أن السُّعر الحراري من المحيط قد عوّض السُّعر المفقود في السائل الأبرد ، وهو ما سمح لكل الثلج بالذوبان. "
بعد ذلك سأله صديقه الجني القطبي عن سبب تولد الحرارة عند فرك اليدين ببعضهما ، فأجابه بأنك في هذه العملية تنشط السحر دون وعي ، مما يتسبب في تحول الأثير إلى سُعر حراري.
طلب منه الجني استخدام "يد الساحر " لفرك كتلتين من الثلج ببعضهما ، زاعماً أن الثلج سيذوب. سأله الكميائي مستنكراً "هل يمكن لكتل الثلج ممارسة السحر ؟ " وطلب منه التوقف عن السخرية.
وأخيراً ، أرسل إليه صديقه القزم رسالة. أثناء تصنيع سبطانة مدفع كان قد غمر قضيباً حديدياً صلباً في الماء لثقبه. وبعد ساعتين ونصف من الحفر ، بدأ الماء بالغليان بالفعل ، مما أصاب القزم بحيرة شديدة "هل السُّعر الحراري نوع من المعادن التي يمكن استخراجها بالحفر ؟ " رد الكميائي "القضيب المعدني يحتوي على سُعر حراري ، ويتحرر المزيد منه أثناء عملية إنتاج برادة الحديد. "
ثم كتب القزم مرة أخرى "إذا كان السُّعر الحراري موزعاً بالتساوي في جميع أنحاء المادة ، فإن الثقب بلقمة حادة ينتج برادة حديد أكثر ولكن تسخيناً أقل للماء. والثقب بلقمة ثلمة ينتج برادة أقل ولكن تسخيناً أكبر بكثير للماء. أليس هذا تناقضاً ؟ "
أنهى "رورشاخ " قصة الكميائي الذي عاش في القطب.
سأل "باسكاش " متثائباً وهو يستخدم قطعة خبز لمسح آخر ما تبقى من حساء الفطر الكريمي في وعائه "وماذا حدث بعد ذلك ؟ "
قال "رورشاخ " وهو يقطع قطعة من البط ويضعها في فمه "ثم وقد نفد صبره تماماً ، أبلغ السلطات الإمبراطورية عن القزم بتهمة تصنيع أسلحة نارية ثقيلة بشكل غير قانوني. فلنذهب إلى قسم الكيمياء بعد أن ننتهي من الأكل. وبالمناسبة ، يريد المعلم "كانو " منك إحضار المشروب الكحولي من مكتبه إلى مختبر الأبحاث في شارع "برايري ". "
"هل ستذهب أيضاً ؟ تجربة أخرى ؟ "
"لا تقلق ، سيكون لدينا أشخاص من قسم الكيمياء يساعدوننا هذه المرة. "
في الطابق الأول من قسم الكيمياء كان السيد "سنو " قد وصل بالفعل ، مع بضعة رجال آخرين. نُصبت آلتان في مساحة أُخليت من المخزن. حيث كان لكلتا الآلتين خزانات زجاجية تحتوي على كتلة متساوية من الماء.
إحدى الآلتين كان بها دولاب مائي مغمور في الماء ، محورها ملفوف بحبل مربوط بوزن كبير في أحد طرفيه ؛ ومن الواضح أنه عندما يسقط الوزن ، فإنه سيدير الدولاب ويُحرّك الماء.
وفي الأخرى كان الوزن الساقط سيدير أصغر مولد دوار يمكن لقسم الكيمياء العثور عليه ، حيث كان جزء من الدائرة الكهربائية ملتفاً على شكل نابض ومغموراً في الماء.
بدا السيد "سنو " متألماً "السيد السحر رورشاخ ، هذه ليست تجربة تدميرية ، أليس كذلك ؟ سلك المقاومة الذي طلبته هو بزاقه من الحديد والألمنيوم! " في عالم يفتقر إلى التحليل الكهربائي ، حاول قسم الكيمياء حتى تطوير السحر لتنقية الألمنيوم ، فكانت تلك المادة الرمادية الباهتة أغلى من الذهب.
فتش "رورشاخ " الآلات وقال "لا تقلق ، ليست كذلك. هل تم تزييت الأجزاء الميكانيكية ؟ أريد أقل قدر ممكن من الاحتكاك. حيث يجب أن يكون كلا الوزنين على نفس الارتفاع ، سُجلا ذلك الارتفاع. ما هي درجة حرارة الغرفة الحالية ؟ يجب أن تكون هي نفسها درجة حرارة الماء... "
وأخيراً ، أُطلق سراح الأوزان في كلتا الآلتين. و بدأ الدولاب المائي في الآلة الأولى بالدوران ، وبدأ العضو الدوار في الثانية بالتحرك.
ارتطمت الأوزان بالأرض. "بسرعة ، سجلا قراءات درجة حرارة الماء! "
كان "باسكاش " مذهولاً "وماذا بعد ؟ هذا كل شيء ؟ هل انتهت التجربة ؟ إنها بسيطة جداً! لا تشبه أي تجربة أخرى ساعدت فيها. "
"نعم ، تجربة بسيطة وبصيرة عبقرية هما كل ما يتطلبه الأمر للوصول إلى استنتاج عظيم... فهذا هو عمل العظيم 'جول ' في نهاية المطاف. "
أخذ السيد "سنو " البيانات من الرجل الذي سجلها "إنها متطابقة تقريباً! سيد السحر رورشاخ! لقد سخن الماء بالفعل ، وبنفس الدرجة! "
أومأ "رورشاخ " برأسه "لو استطعنا القضاء تماماً على مقاومة السلك وكل الاحتكاك ، لكانت النتائج متطابقة. ومع ذلك فإن موازين الحرارة لدينا ليست دقيقة بما يكفي لقياس مثل هذا الاختلاف الطفيف على أية حال. "
ما زال "باسكاش " لا يفهم "ما الذي تحاول إثباته بهذه التجارب ؟ "
"في التجربة التي صممها سيد السحر رورشاخ كانت درجة حرارة كل شيء متساوية في البداية. ووفقاً للنظرية لم يكن ينبغي أن يكون هناك انتقال للسُّعر الحراري. ولكن بعد تحرير الأوزان ، جعلت الطاقة الحركية الماء يسخن! آلتان مختلفتان نقلتا الطاقة الحركية ، وبدون أي تدخل من الأثير ، رفعتا الماء إلى نفس درجة الحرارة... "
ختم "رورشاخ " "إنه يثبت أن الحرارة والشغل قابلان للتبادل. و إذا نظرت إلى الحرارة على أنها 'سُعر حراري ' ، فهذا صعب التفسير جداً ، فليس لدى أجهزتنا دوائر سحرية على أية حال. ولكن إذا نظرت إلى الحرارة كشكل من أشكال الطاقة التي ، عند انتقالها إلى مادة ما ، تتسبب في خضوع جسيماتها لحركات دقيقة ، فيمكننا رؤية ذلك بوضوح في الآلة الأولى. تتحول الحركة الكلية (الماكروسكوبية) إلى حركة مجهرية (ميكروسكوبية) داخل المادة ، والنتيجة هي ارتفاع في درجة الحرارة. "
'الحرارة ليست مادة ، بل ظاهرة حركة في الجسيمات المجهرية ، مكافئة وقابلة للتحويل مع الحركة الميكانيكية الكلية. و يمكنني تفسير كل ما تفسره نظرية السُّعر الحراري ، ويمكنني تفسير كل ما لا تستطيع تفسيره. و هذه هي النظرية الحركية للحرارة! '
ثم سار نحو آلة المتجرد "الجهاز الثاني يثبت أن الطاقة الحركية للحركة الكلية ، والطاقة الكهربائية ، والحرارة ، قابلة للتبادل أيضاً. لو رفعنا كلتا الآلتين لزيادة مسافة سقوط الأوزان ، لرأينا الماء يصل إلى درجة حرارة أعلى. و علاوة على ذلك إذا عرفنا كتلة الوزن ، وارتفاع السقوط ، وكتلة الماء ، فيمكننا حساب العلاقة بين درجة الحرارة والطاقة الحركية. "
وهكذا ، بدؤوا جولات متعددة من التجارب ، وجعلت سلسلة البيانات الناتجة من السهل رؤية أن ارتفاع سقوط الوزن كان متناسباً طردياً مع الارتفاع في درجة الحرارة.
"كنت محقاً يا سيد السحر رورشاخ! يمكن قياس الحرارة والشغل بنفس الوحدات! و لم يعد لدي سبب للشك في نظرياتك حول حفظ الطاقة والتكافؤ بعد الآن! "
"والطاقة الكهربائية أيضاً يا سيد سنو. "
