يرى فيلسوف العلم رودولف كارناب R. Carnap أنَّ التقدم الكبير الذي حدث في العلوم عامة، والفيزياء خاصَّة، لم يكن ممكنا لولا استخدام المنهج الكمي الذي بدأه جاليليو؛ إذ يعود الفضل له في إعطاء قواعد واضحة ومُحَدَّدة. ¹⁹ لكننا لا نتفق معه في هذه الرؤية؛ فقد كان لجابر بن حيان والحسن بن الهيثم والبيروني ومن لحق بهم من العلماء العرب والمسلمين (خصوصًا المُميَّزين في مجالات العلوم الفيزيائية والكيميائية والفلكية) الفضل أيضًا في صنع قواعد المنهج الكمي والتجريبي الذي فرض نفسه عليهم، سابقين جاليليو في ذلك، والتي أخذها عنهم أصلًا الأوروبيون في عصر النهضة – مثل روجر بيكون – وأوصلوها لجاليليو وغيره.

جاليليو نفسه تأخر كثيرًا حتى اهتم بموضوع قياس الحرارة حتى عام 1593م، حتى إن معرفتنا بمكشاف جاليليو الحراري، تستند بشكل رئيس على مراسلة الزملاء والأصدقاء، حيثُ لا تُوجد في كتاباته المشهبة سوى إشارة واحدة عن مكشافه الحراري. في هذه الإشارة، يستشهد بالقول المأثور الأرسطي «الطبيعة تكره الخلاء.» لتفسير ارتفاع السائل في الأنبوب الذي رافقه تقلُّص الهواء.²⁰

يروي أحد تلامذة جاليليو مكشاف أستاذه قائلًا: «أخذ دورقًا زجاجيا صغيرًا بحجم بيضة الدَّجاجة فأحكم وصله بأنبوبة عرضُها عرض قشة ²¹ وطولها نحو شبرين، ²² ثم دَفأ الدورق الزجاجي بين يديه، وقلب الجهاز رأسًا على عقب بحيث يُمكن إدخال الأنبوبة في الماء الذي يحويه دورقٌ آخر، فمَا إِن بَرَد الدورق الأول حتى ارتفع الماء في الأنبوبة مسافة شبر فوق مستوى الدورق الثاني.»²³

وهذا يعني أنَّ مكشاف جاليليو الحراري كان يعمل بشكل مقلوب؛ أي إنَّ الحبابة التي يجب أن تحوي على السائل المتمدد للأعلى والساق للأسفل بعكس ما نعرفه اليوم، وقد تم تسخينه أول مرة لتفريغه من الهواء ثم وضعه إلى الأسفل من ناحية الطرف المفتوح في وعاء به ماء. وعندما يبرد الهواء داخل الأنبوب فإنه يتقلص ويسحب الماء إلى أعلى، ويعتدل مكشاف الحرارة ويأخذ وضعًا قائمًا، ولكن عندما يُدفأ أكثر فإنَّ الهواء المتبقي داخل الانتفاخ البصلي (الحبابة) سوف يتمدد ويدفع مستوى السائل إلى أسفل، وإذا برد الهواء أكثر يعود وينكمش أكثر مما هو عليه ساحبًا الماء إلى أعلى داخل الأنبوب، ²⁴ وقد استعمل جاليليو من السوائل كلًّا من الماء والخمر في مكشافه²⁵

في الواقع لا نعلم الكثير عن سُلَّم الدرجات الذي استخدمه جاليليو، باستثناء إشارة في كتابه (المحاورات) بأنها ست درجات وتسع درجات وعشر درجات. ²⁶ واستخدم جاليليو مكشاف حرارته ليُحدِّد درجات الحرارة النسبية لأماكن مختلفة وللمكان نفسه بأوقات مختلفة في مختلف الفصول، لكن طريقته في تدريج جذوع مكاشف حرارته لیست معروفة وكانت بلا شكٍّ اعتباطية. ²⁷ لذلك فإنَّ تسمية أداته «بمكشاف» أدقُ مِمَّا أطلقنا عليها اسم «مقياس».

ادعى جاليليو بشكل مطلق الأسبقية لنفسه، لكن ثمة شخص ساعد جاليليو على صنع هذا المكشاف، كما صنع تحت إشرافه بوصلته الخاصَّة. ²⁸ وهو تلميذه الفينيسي جيوفاني فرانسيسكو ساغريدو G. F. Sagredo (1571 – 1620م) الذي قَبِلَ ذلك الادعاء بعد أن كان في بادئ الأمر غير مطّلع عليه، جرَّب ساغريدو مكشاف الحرارة، وفي التاسع من مايو/ أيار عام 1613م كتب إلى أستاذه قائلًا: «أداة قياس الحرارة، التي اخترعتها بذاتك ممتازة ... [وقد بدت لي] أشياء رائعة كثيرة، مثلا، الهواء في الشتاء يُمكن أن يكون أكثر برودة من الثلج أو الجليد.» كما قَدَّم ملاحظة أخرى عن ماء البئر ينقلها ساغريدو إلى جاليليو في السابع من فبراير/ شباط من عام 1615م ²⁹ يقول فيها: «إذا رفعت في الصيف من بئر عميق ووضعت يدك فيه، فإنه يبدو بارد الملمس، في حين، إذا فعلت ذلك في الشتاء، يبدو الماء دافئ الملمس.»³⁰

(إلى اليمين) (مصدر الصورة: اختراعات جاليليو، مجلة الصفر، المجلد، العدد 17، المركز العربي للدراسات الدولية، نيقوسيا، 1987م، ص 43. مكشاف جاليليو الحراري، وهو أداة تُسجِّل التغيرات الحرارية لدى ملامستها لأي جسم ساخن. (إلى اليسار) (مصدر الصورة: //:https en.wikipedia.org/wiki/Thermoscope) نسخة مُصَمَّمة حديثًا عن مكشاف جاليليو وهي موجودة في متحف أدوات الفن والقياس في باريس.

يُمكننا ملاحظة أوجه الشبه الكبير بين مكشاف جاليليو ومكشافي فيلون البيزنطي وهيرون السكندراني الحراريين ولا نستبعد أبدًا استفادة جاليليو من أفكارهما؛ فقد كان كتاب «الحيل الروحانية» Pneumatica ³¹ لهيرو معروفًا في صقلية أوائل عام 1156م، ومن المحتمل أنه تم ترجمته إلى اللاتينية آنذاك. وتم نشر هذه الترجمة في يوربينو عام 1575م وفي أمستردام عام 1680م، وظهرت نُسخ إيطالية في عام 1542م و1589م.

مع أنَّ عمل فيلون بقي مجهولاً نسبيًّا حتى القرن العشرين، إلا أنَّ أطروحته على شكل مخطوطة أثَّرَت تحديدًا على الأقل على أحد العاملين الأوائل في علم قياس الحرارة.³²

وفي عام 1605م؛ أي بعد اختراع جاليليو لمكشاف حرارته الهوائي بـ «12» سنة، صنع كيميائي ألماني مجهول مقياس حرارة نظرًا لحاجته لدرجة حرارة ثابتة في فرن لتحويل الرصاص إلى ذهب. وقد كانت مواصفاتُه تُشبه مقياس الحرارة الحديث، ونجح هذا المقياس معه أكثر من نجاحه في التوصل لاستخلاص الذهب من الرصاص. ولو كان يعرف قيمة اختراعه لأصبح ثريا أكثر مما لو حصل على الذهب نفسه، إلا أنَّه لم ينشُر اختراعه، وكان علينا الانتظار لأكثر من مائة عام للحصول على واحدٍ آخر. ³³ وتؤكد هذه الواقعة على أنَّ الكيميائيين العرب كانوا فعلا بحاجة ماسة لموازين حرارة تُساعدهم في عملية ضبط كمية الحرارة.

بإجراء مقارنة بين مكشاف جاليليو الهوائي (إلى اليمين) ومكشاف فيلون البيزنطي (في الوسط) ومكشاف هيرون السكندري (إلى اليسار)، نستنتج أن مكشاف جاليليو ليس سوى تطوير بسيط جدًّا لعمل من سبقه، وذلك بجعله عموديا فقط.

لم يحظ مقياس حرارة جاليليو بالنجاح الذي حظي به اختراع تلسكوبه، وربما فشله يعود إلى عدم معرفته التامة بنظريات تمدد السوائل والغازات، والتي لم تكن قد تأسست بعد في أوائل القرن 17م، عندما أجرى جاليليو تجاربه، ³⁴ أيضًا بسبب أن ارتفاع السائل داخل الأنبوب كان رهن تغير ضغط الهواء الخارجي.

____________________________________________

هوامش

19- کارناب، رودلف، الأسس الفلسفية للفيزياء، ص 118.

20- Barnett, Martin K., The Development of Thermometry and the Temperature Concept, p. 274.

21- أي قُطر الأنبوبة الزجاجية حوالي 15 ملم.

22- طول الشبر حوالي 22.86 سم.

23- ويلسون ميتشل، الطاقة، ص29.

24-جريبين جون تاريخ العلم (1943 – 2001م)، ج 1، ص 115.

25- Barnett, Martin K., The Development of Thermometry and the Temperature Concept, p. 273.

26- ويلسون ميتشل، الطاقة، ص29.

27- Frisinger, H. Howard, A History of Meteorology: to 1800, American Meteorology Society, New York, 1977. p. 49.

28- بولتون س. ك، مشاهير رجال العلم، ترجمة: وصفي ،حجاب، دار الكتاب العربي، بيروت، 1963م، ص 26.

"Le Opere di Galileo Galilei" *a

29- "Le Opere di Galileo Galilei"، الجزء XII, Firenze, Tipografia di G. Barbera (1902م) الصفحة 139، الرسالة ورسائل أخرى بقلم ساغريدو إلى جاليليو هي مفعمة بالإطراء، أيضًا تعليقات متملقة يبدو أن الرجل الأكبر قد قدَّرها، جزء من ذلك يمكن عزوه، رُبَّما، إلى آداب الفترة، لكن، في الواقع، يمكن عمومًا ملاحظة – حتى في وقتنا –أنه كلما كان العالم بارزًا أكثر قبل الآن، كلما تطلب ثناء أكثر، واللبق يعرف ذلك.

30- Miller, Ingo, A History of Thermodynamics, p. 3.

31- ورد عند القفطي، ويلاحظ وجود خلط عند ابن النديم بنسبة كتابي هيرون إلى فيلون أيضًا. هذا الكتاب يُوجد منه نسخة مخطوطة في خزانة أيا صوفيا برقم (2755). يتضمن أمورًا عديدة عن طبيعة الهواء ونسبته للماء وفي الخلاء والممص وغير ذلك، كما يحوي على مقالة في الساعات المائية والآلات الروحانية. انظر: مجلة المشرق، ع 3، ص 622.

32- Barnett, Martin K., The Development of Thermometry and the Temperature Concept, p. 273.

33- أوكونور، جوزيف وماكدرموت، أيان، فن تفكير الأنظمة، مكتبة جرير، ط1، الرياض، 2005م، ص 232.

34- قصة ميزان الحرارة مجلة القافلة، الظهران، ص13.

35- ما يؤكد صحة كلامنا الأبحاث على مكشاف جاليليو والتي أُجريت من قبل الباحثين الأمريكيين في الجمعية الكيميائية الأمريكية. التي أبدوا من خلالها شكَّهم وريبتهم في اختراع جاليليو للمكشاف الحراري. انظر:

• "Galileo didn't invent thermometer that bears his name", ACS News Service Weekly PressPac: September 05, 2012.
• "Galilean Thermometer Not So Galilean", Journal of Chemical Education, Peter Loyson, Department of Chemistry, Nelson Mandela Metropolitan University, Port Eliz- abeth, 6031, South Africa, J. Chem. Educ., 2012, 89 (9), pp. 1095-1096.