بنيامين طومسون

بنيامين طومسون (بالإنجليزية: Benjamin Thompson) عالم فيزيائي (1753 - 1814) في ووبورن، ماساتشوستس في الولايات المتحدة الأمريكية والذي انتقل إلى انكلترا خلال الثورة الأمريكية. أقام في انكلترا فترة من الزمن ثم انتقل بعدها إلى أوروبا القارية، وبعد عدة سنوات من الخدمة عند دوق بافاريا أطلق عليه لقب الكونت رمفورد.

يعد من الذين أسهموا في دحض نظرية الكالوريك من خلال أبحاثه على مفهوم انتقال الحرارة.

إسهامات بنيامين طومسون في نظرية الحرارة

عاش المغامر الأمريكي المولد بنيامين طومسون حياة متعددة الجوانب؛ حيث عمل بالتدريس ثم تطوع للخدمة العسكرية في الجيش البريطاني في أثناء الحرب للحصول على الاستقلال. كما احتل منصبا كبيراً في الحكومة البافارية؛ حيث أصبح الكونت بنيامين طومسون. وقد كان بنيامين طومسون رجلاً عمليا قدم العديد من الاختراعات التي تتعلق معظمها بالمواقد والمداخن وتطبيقات الحرارة مثل الغلاية المزدوجة وماكينة إعداد القهوة. كما عزز من استخدام المحرك البخاري الذي قام جيمس وات بتطويره، وقد تعرض في حياته إلى الفشل ثم النهوض والنجاح عدة مرات. ولكنه قضى وقتا قصيراً في وطنه. وتزوج مرتين إحداهما أرملة أمريكية ثرية، أما الأخرى فهي ماري لافوازييه؛ أرملة عالم الكيمياء الشهير أنطوان لافوازييه.

علاوة على ذلك، يعد بنيامين طومسون العالم الوحيد امهم الذي ظهر في أمريكا الشمالي في الفترة ما بين بنيامين فرانكلين (١٧٥١) وجوزيف هنري (١٨٣١). ولكنه، اكتسب شهرته في مجال العلم بناء على ملاحظة واحدة. فعندما كان بنيامين طومسون وزيراً للحربية ببافاريا، فإنه كان مسئولاً عن تصنيع المدافع؛ حيث كان يتم تركيب أسطوانة صلبة من النحاس لكل برميل، ويتم ثقبها من المنتصف بواسطة عمود الحفر. وقد لاحظ بنيامين طومسون على الفور أن درجة حرارة المدافع تزداد في أثناء عملية الثقب وبشكل خاص إذ كان المثقاب غير حاد، لذلك راوده الشك في أنه توجد خاصية مهمة للحرارة تنتج عن ذلك الشيء الذي يلاحظه العديد من الأشخاص.

في عام ١٧٩٨، أخبر الجمعية الملكية أن لديه قالبا خاصا للأسطوانة وأن بإمكانه وضعه في حوض الماء. وبمجرد تركيب أداة الثقب الخشنة، ارتفعت درجة حرارة الماء، وبعد ساعتين ونصف وصلت درجة حرارتها إلى الغليان. وكان من الواضح أنه تم توليد كمية هائلة من الطاقة — تساوي الحرارة الناتجة عن احتراق ٩ شمعات كبيرة معاً، كما قدره بنيامين طومسون — دون اشتعال النيران. ويبدو أنه كلما استمرت عملية الثقب، تزداد درجة الحرارة ويستمر الماء في الغليان. وبالتالي، كان يبدو أن الحرارة الناتجة لن تنضب.

وفقا لنظرية الحرارة المقبولة في ذلك الوقت، كانت الحرارة تعرف على أنها مادة غير مرئية أو أنها ربما سائل عديم الوزن يطلق عليه اسم السيال الحراري. وقد كان لافوازييه، الزوج السابق لزوجته، هو من عمل على نشر تلك الفكرة في الماضي. وقد أعلن بنيامين طومسون أنه سيعمل على إثبات خطأ تلك النظرية. وكان لديه سببان: أولهما أن عدم نضوب تلك الطاقة الحرارية يدل على أنها ليست مادة؛ نظراً لأن المادة لا بد أن تنفد في وقت ما. ثانيهما أن الحاجة إلى عملية دوران عمود الثقب لتوليد تلك الحرارة يقترح وجود علاقة وثيقة بين الحرارة والحركة.

لكن، لم يكن من الممكن التخلي عن نظرية السيال الحراري بهذه السهولة حيث كان التأثير الذي أحدثه لافوازييه قويا مما جعل العديد من الأشخاص يتعلقون بتلك الفكرة لعدة عقود ومن بين أولئك الذين اعتقدوا بصحة أفكار بنيامين طومسون العالم الإنجليزي الشاب همفري دايفي (١٨٠١) الذي لاحظ أنه يمكن إذابة قطعتين من الثلج عند احتكاكهم ببعضهما البعض. ويعد ذلك مثالاً آخر على أن الحركة تؤدي إلى توليد الحرارة. وقد عبر بنيامين طومسون عن شكره وامتنانه لذلك الشاب همفري دايفي في أثناء تعيينه كمحاضر بالمعهد الملكي الذي أنشأه بنيامين بلندن، وبذلك بدأ همفري دايفي مشواره العلمي.

يعد المعهد الملكي هو الميراث العظيم الآخر الذي تركه بنيامين طومسون، حيث كون العديد من الصداقات القوية مع العديد من الأشخاص في أثناء إقامته هناك، من بينهم عالم الطبيعة الشهير جوزيف بانكس والذي أصبح رئيسا للجمعية الملكية فيما بعد (١٧٧٨). وقد قاما بجمع المال من الأغنياء والمساندين لإتمام ذلك المشروع على الرغم من أن بنيامين طومسون قد أعلن إفلاس المعهد في سنواته الأولى.

من بين البرامج التي كان مخطط لها في ذلك المعهد، نشر الوعي لدى الجمهور بأهمية العلم وتأثيره على الحياة اليومية. وبشكل موجز، كان بنيامين طومسون أستاذا لعلم الفلسفة الطبيعية في صغره وكان صاحب تجربة الشق المزدوج، وقد انضم إلى ذلك المعهد العديد من العلماء البارزين خلال ال٢٠٠ عام التالية، مثل العالم مايكل فاراداي (١٨١٣) والحائز على جائزة نوبل اللورد رايلي (١٨٩٤) وجيمس ديوار (١٩١١) والأب والابن براج الحاصلين على جائزة نوبل (١٩١٥). ولكن بعد فترة من الزمن، أصبحت نتائج الأبحاث التي يصدرها المعهد نظرية بشكل كبير بالنسبة للعالم طومسون، وبالتالي فإنه فقد الاهتمام بها.

كثيرا ما تتاح لنا الفرصة في حياتنا العادية واليومية للتفكير في بعض المسائل التي تثير فضولنا حول بعض الظواهر الطبيعية. --- بنيامين طومسون