في أي مرجع للفيزياء ستجد تعريف الطاقة وهو القدرة على بذل شغل. بعد ذلك عادة ما تُشرح “القدرة” بأنها إزاحة الجسم باتجاه القوة. لكن ألا تتفق معي بأن هذا التعريف نوعًا ما غير مرضٍ؟ إنه يشبه إلى حد بعيد تعريف أفلاطون للإنسان على أنه “كائن بقدمين وبلا ريش”، من الصعب أن تقدح في الاستنتاج، لكنك لا تستطيع منع نفسك من الشعور بأن هناك شيئًا ما مفقودًا.
تكمن صعوبة تعريف الطاقة في أنها فكرة مجردة. في الفيزياء؛ مفهوم “الطاقة” يعد حقًا نوعًا من الاختزال؛ مجرد أداة تساعدنا على إبقاء الموازنة. دائمًا ما تُختزن الطاقة (أو تُحول إلى كتلة) ولذلك فهي مفيدة بشكل لا يصدق لتفسير نتائج العمليات الفيزيائية والكيميائية من أي نوع.
لا يوجد “جوهر” فيزيائي للطاقة، ولا يوجد ما يسمى “الطاقة النقية”. دائمًا ما يتم حمل الطّاقة بواسطة شيء ما، عادة بصورة حركية. المثال التقليدي للطاقة الحركية هو كرة البلياردو التي تتدحرج على طاولة. كلما كانت الكرة أثقل، كلما تحركت أسرع، وزادت الطاقة التي تحملها، وزاد الألم الناتج فيما إذا سقطت الكرة من على الطاولة وحطت على إصبعك الصغير المسكين.
الحرارة هي صورة أخرى من صور الطاقة الحركية فتعد درجة حرارة شيء ما مقياسًا مباشرًا لمدى سرعة حركة الذرات داخله. في كوب ساخن من القهوة، تتحرك جزيئات الماء بسرعة عالية، وتصبح سرعتها أبطأ كلما برد الكوب. قم برمي قضيب من الحديد في النار وستبدأ ذراته بالحركة بسرعة أيضًا، على الرغم من أنه في هذه الحالة تكون الذرات مترابطة في مكانها، فإن الحركة ستتخذ شكل اهتزازات تذبذبية.
أحيانًا يتم دفع أو شد جسم في اتجاه معين، لكن حركته تتوقف بفعل قوة أخرى. في هذه الحالة، يقال على هذا الجسم أن له طاقة موضعية وتعني أن الجسم له إمكانية الحركة.
يمكن تشبيه هذه الطاقة بسائق سيارة سباق يضغط على دواسة الوقود بينما مكابح اليد ما زالت مشدودة؛ لن يحدث شيء حتى تتحرر المكابح. يتم شد كأس من الزجاج موضوعة على طاولة إلى أسفل بقوة الجاذبية. لكن أي حركة يتم إيقافها بقوة أكبر؛ وهو التنافر الكهربائي ما بين الذرات في الطاولة، أعط الكأس دفعة من على الطاولة، وستسقط.
ماذا عن الطّاقة الكيميائية، الطاقة الكهربائية أو الطّاقة النووية؟ حسنًا، إنها معقدة قليلًا، لكن في النهاية، جميع هذه الأشكال من الطاقة تتضمن نوعًا من الحركة أو الإمكانية للحركة.
على سبيل المثال، كمية كبيرة من الطاقة تكون حبيسة -مثل زنبرك ملفوف- داخل نواة الذرة، ويمكن تحرير هذه الطاقة عندما تنقسم نواة اليورانيوم لقسمين. كلا القسمين مشحونان بشحنة موجبة، وبمجرد الانقسام يتنافر القسمان كهربائيًا ويتباعدان، ثم ينتهي الحال بالطاقة النووية إلى طاقة حركية.
كما قال الفيزيائي الروسي ليف اكون-Lev Okun: «كلما كان المفهوم الفيزيائي بسيطًا، زادت صعوبة تعريفه بالكلمات». بالنسبة للطاقة، أفضل ما يمكننا فعله هو أن نقول أنها القدرة على أن تسبب حركة ويجب أن يرضي هذا التعريف «عديم الريش ذا الرجلين».
اقرأ أيضًا:
ماهي الطاقة؟ واحدة من المفاهيم الفيزيائية التي يصعب على الفيزيائيين تحديدها
ما هي حقيقة الآلات أبدية الحركة؟ وهل يمكننا الحصول على الطاقة منها؟
ترجمة: أحمد جمال
تدقيق: براءة ذويب
