الطفو

هل شعرت بها من قبل؟ تلك الدفعة اللطيفة والمُلحّة عندما تحاول غمر كرة الشاطئ تحت الماء في المسبح؟ أو ذلك الشعور الرائع بالخفة عندما تستلقي على ظهرك وتطفو، محدقًا في السحب؟ هذه أنا. أنا القوة السرية التي تساعد البط المطاطي على البقاء طافيًا في حوض الاستحمام والسفن الفولاذية العملاقة على الإبحار عبر المحيط دون أن تغرق. لآلاف السنين، شعر الناس بقوتي، لكن لم يكن لديهم اسم لي. رأوا جذوع الأشجار تطفو على الأنهار وتساءلوا كيف يمكن لشيء ثقيل أن يستقر على الماء كما لو كان سريرًا صلبًا. بنوا طوافات وقوارب بسيطة، وتعلموا من خلال التجربة والخطأ كيفية التعامل معي، حتى دون فهم قواعدي تمامًا. كنت لغزًا هادئًا ومفيدًا، وشريكًا دائمًا في علاقتهم بالماء. قبل أن يكون لديكم اسم للجاذبية، كنتم تشعرون بسحبها. بنفس الطريقة، كنتم دائمًا تشعرون بدفعتي. أنا السبب في أن قطعة الفلين تعود إلى السطح، ولماذا يمكن لجبل جليدي، وهو جبل من الجليد، أن ينجرف عبر البحر. أنا العناق الصاعد الذي يمكن أن يمنحه الماء وحتى الهواء. اسمي الطفو، وقصتي تدور حول حوض استحمام شهير، وسفن عملاقة، وحتى رحلات إلى السماء.

حدث ظهوري الكبير في تاريخ البشرية في القرن الثالث قبل الميلاد، بفضل رجل ذكي جدًا يُدعى أرخميدس عاش في سيراقوسة، وهي مدينة في جزيرة صقلية. تقول القصة أن الملك، هيرو الثاني، كان لديه مشكلة. لقد أعطى صائغًا قطعة من الذهب لصنع تاج جديد، لكنه اشتبه في أن الصائغ الماكر قد خلط معها بعض الفضة الأرخص ثمنًا. طلب من أرخميدس أن يكتشف ما إذا كان التاج من الذهب الخالص دون إتلافه. احتار أرخميدس في هذا الأمر لأيام. ثم، في ظهيرة أحد الأيام حوالي عام 250 قبل الميلاد، بينما كان ينزل في حمام عام، لاحظ أن منسوب الماء يرتفع وينسكب على الجانب. في تلك اللحظة، فهم كل شيء. أدرك أن كمية الماء التي انسكبت كانت مرتبطة بحجم المساحة التي شغلها جسده. وأدرك أنني كنت أدفعه للأعلى بقوة تساوي وزن الماء الذي أزاحه. كان متحمسًا لدرجة أنه يُقال إنه قفز من الحمام وركض في الشوارع وهو يصرخ "وجدتها!"، والتي تعني "لقد وجدتها!". أصبح هذا يُعرف باسم مبدأ أرخميدس، وكانت هذه هي المرة الأولى التي يكتب فيها شخص ما قواعد عملي. استخدم هذه الفكرة لحل مشكلة الملك. بمقارنة كمية الماء التي أزاحها التاج مع الكمية التي أزاحتها كتلة من الذهب الخالص بنفس الوزن، أثبت أن الصائغ قد غش. لم يكن هذا الاكتشاف مجرد وسيلة للقبض على عامل غير أمين؛ بل غير العالم. أصبح بإمكان بناة السفن الآن استخدام مبدئي لتصميم سفن أكبر وأكثر أمانًا وكفاءة. فهموا أن السفينة تطفو لأن هيكلها يزيح كمية كبيرة من الماء، وطالما أن وزن ذلك الماء المزاح أكبر من وزن السفينة، يمكنني أن أرفعها. من السفن الثلاثية المجاديف القوية في اليونان القديمة إلى سفن الكارافيل للمستكشفين في القرنين الخامس عشر والسادس عشر التي أبحرت عبر العالم، كان فهمي هو مفتاح السيطرة على المحيطات.

لكنني لا أعمل في الماء فقط. أنا أعمل في أي سائل، وهذا يشمل الهواء من حولكم. استغرق الأمر وقتًا أطول حتى يدرك الناس ذلك. في القرن الثامن عشر، لاحظ أخوان فرنسيان، هما جوزيف ميشيل وجاك إتيان مونغولفييه، أن الدخان المتصاعد من النار يرتفع إلى الأعلى. فكرا أنه إذا تمكنا من حبس ذلك الهواء الساخن في كيس كبير وخفيف الوزن، فقد أتمكن من رفعه. في الرابع من يونيو عام 1783، قاما بأول عرض عام لمنطاد الهواء الساخن. الهواء داخل منطادهما، عند تسخينه، أصبح أخف وأقل كثافة من الهواء البارد في الخارج. رأيت ذلك الهواء الأقل كثافة وأعطيته دفعة قوية للأعلى، فرفعت المنطاد بأكمله إلى السماء. فجأة، تمكنت البشرية من الطيران. عملي لا يقتصر على رفع الأشياء للأعلى فقط؛ بل يتعلق أيضًا بالتحكم في الحركة داخل السائل. فكر في غواصة. إنها خبيرة في التعامل معي. للغوص، تملأ حاويات خاصة تسمى خزانات الصابورة بالماء، مما يجعلها أثقل وأكثر كثافة من الماء المحيط بها، فتغوص. وللصعود، تدفع الماء للخارج بالهواء المضغوط، مما يجعلها أخف مرة أخرى حتى أتمكن من دفعها إلى السطح. تفعل الأسماك ذلك بشكل طبيعي بعضو داخلي يسمى مثانة العوم. اليوم، أنا موجود في كل مكان. أنا في سترة النجاة التي تحافظ على سلامتك في القارب، وفي منطاد الطقس الذي يجمع المعلومات عاليًا في الغلاف الجوي، وفي سفن الشحن التي تربط عالمنا بنقل البضائع عبر المحيطات الشاسعة. أنا قوة أساسية في الفيزياء، وشريك صامت في الاستكشاف والهندسة. في المرة القادمة التي ترى فيها قاربًا ينزلق على بحيرة أو تشعر بنفسك خفيفًا بشكل رائع في حمام السباحة، تذكرني. أنا الطفو، وأنا هنا لأرفعك، ولأفتح محيطات العالم وسمائه، ولأذكرك بأن أعظم الاكتشافات تبدأ أحيانًا برشة ماء بسيطة.