الطفو

هل شعرت يومًا بتلك الدفعة اللطيفة التي تسندك وأنت تسبح في بركة ماء، كما لو أن يدًا خفية تمنعك من الغرق؟. هل تساءلت يومًا كيف يمكن لقطعة خشب ضخمة أن تتمايل بهدوء على سطح بحيرة هادئة، أو كيف تستقر سفينة معدنية عملاقة، تزن آلاف الأطنان، برشاقة على سطح المحيط الهائج؟. لآلاف السنين، شاهد الناس هذه الظاهرة الغامضة، وشعروا بوجودي دون أن يعرفوا اسمي أو يفهموا أسراري. كنت القوة الصامتة التي سمحت للحضارات الأولى بعبور الأنهار على طوافات بسيطة، وكنت اللغز الذي حيّر أذكى العقول. كنت موجودًا في كل قطرة ماء، وفي كل نفس من الهواء، أنتظر بصبر أن يكشف أحدهم عن هويتي. أنا السر الذي يُبقي العمالقة طافين. أنا السبب الذي يجعلك تستطيع الاستلقاء على ظهرك والتحديق في السحب من منتصف بحيرة. أنا الطفو.

لقد استخدمني البشر لآلاف السنين دون أن يفهموني حقًا. بنوا قوارب من القصب والطوافات الخشبية، مدركين بشكل غريزي أن بعض الأشياء تطفو والبعض الآخر يغرق، لكنهم لم يعرفوا السبب. ثم، في القرن الثالث قبل الميلاد، في مدينة سيراقوسة اليونانية الصاخبة، بدأ كل شيء يتغير. في ذلك الوقت، كان هناك مفكر لامع يُدعى أرخميدس، وكان معروفًا بذكائه وقدرته على حل المشكلات المعقدة. في أحد الأيام، استدعاه الملك هيرو الثاني وكلفه بمهمة تبدو مستحيلة. كان الملك قد صنع تاجًا ذهبيًا جديدًا، لكنه شك في أن الصائغ قد غشه وخلط الفضة الأرخص مع الذهب. أراد الملك أن يعرف الحقيقة دون أن يتلف التاج الثمين. فكر أرخميدس في المشكلة لأسابيع. كان يعلم أن الذهب أكثف من الفضة، مما يعني أن تاجًا من الذهب الخالص سيكون أصغر حجمًا وأثقل من تاج بنفس الوزن مصنوع من خليط الذهب والفضة. لكن كيف يمكنه قياس حجم تاج غير منتظم الشكل؟. جاءت الإجابة في مكان غير متوقع على الإطلاق: حوض الاستحمام. عندما دخل أرخميدس إلى حوض الاستحمام الممتلئ، لاحظ أن مستوى الماء ارتفع وانسكب بعضه على الحافة. في تلك اللحظة، أدرك أن حجم الماء المنسكب يساوي تمامًا حجم الجزء المغمور من جسده. قفز من الحوض وركض في الشوارع وهو يصرخ "يوريكا." والتي تعني "وجدتها.". لقد اكتشف مبدأي الأساسي. أخذ أرخميدس التاج وقطعة من الذهب الخالص بنفس وزن التاج. قام بغمر قطعة الذهب في الماء وقاس كمية الماء التي أزاحتها. ثم فعل الشيء نفسه مع التاج. وجد أن التاج أزاح كمية أكبر من الماء، مما يعني أن حجمه كان أكبر. لقد أثبت أن التاج لم يكن من الذهب الخالص. لقد كشف الغش بفضلي. لقد أثبت أن القوة الصاعدة التي أقدمها لأي جسم مغمور في سائل تساوي وزن السائل الذي يزيحه هذا الجسم. هذا هو مبدأ أرخميدس.

أحدث اكتشاف أرخميدس ثورة في العالم. لم أعد مجرد قوة غامضة، بل أصبحت مبدأً علميًا يمكن حسابه واستخدامه. منح هذا الفهم الجديد المهندسين والبنائين القدرة على تصميم أشياء لم تكن ممكنة من قبل. فكر في سفن الشحن الضخمة المصنوعة من الفولاذ. الفولاذ أثقل بكثير من الماء، فلماذا لا تغرق السفينة؟. الجواب يكمن في شكلها. عندما يتم تشكيل الفولاذ على هيئة بدن ضخم ومجوف، فإنه يزيح كمية هائلة من الماء. وطالما أن وزن الماء الذي يزيحه البدن أكبر من وزن السفينة نفسها، فإنني سأدفعها إلى الأعلى وأجعلها تطفو بأمان. كلما كانت السفينة أكبر، زادت كمية الماء التي تزيحها، وزادت قوة الدفع التي أقدمها. لكن تأثيري لا يقتصر على سطح الماء فقط. لقد ألهمني المهندسون لغزو الأعماق أيضًا، من خلال اختراع الغواصات. الغواصات هي سيدة التحكم بي. تستخدم خزانات خاصة تسمى خزانات الصابورة. عندما تريد الغواصة أن تغوص، تملأ هذه الخزانات بالماء، مما يجعلها أثقل وتغرق. وعندما تريد أن تطفو على السطح، تستخدم الهواء المضغوط لدفع الماء خارج الخزانات، مما يجعلها أخف وزنًا فترتفع. وحتى في السماء، يمكنك رؤية مبدأي وهو يعمل. فمناطيد الهواء الساخن ترتفع لأن الهواء الساخن داخل المنطاد أخف وأقل كثافة من الهواء البارد المحيط به، لذلك أدفعه إلى الأعلى، تمامًا كما أفعل مع قارب في الماء.

في المرة القادمة التي تكون فيها في بركة سباحة أو ترى بطة مطاطية تطفو في حوض الاستحمام، تذكرني. أنا موجود في كل مكان، أعمل بصمت لأحافظ على توازن الأشياء. أنا القوة الموجودة في سترة النجاة التي تبقيك آمنًا، وأنا السبب في أن جبلًا جليديًا عملاقًا يمكنه أن ينجرف عبر المحيط. أنا قوة أساسية من قوى الطبيعة، وتذكير بأنه بالفهم والشكل الصحيحين، يمكن رفع حتى أثقل الأعباء. أنا صديقك الخفي في الماء والهواء، ومستعد دائمًا لمنحك دفعة إلى الأعلى.