books contributions from antiquity

اعتبر القدماء الحرارة مرتبطة بالنار. وفي عام 3000 ق.م اعتبر المصريون القدماء الحرارة مرتبطة بالأساطير الأصلية. في التقليد الفلسفي الغربي، بعد نقاش كثير حول المادة الأولية بين فلاسفة ما قبل سقراط، اقترح إيمبيدوكليس نظرية مكونة من أربعة عناصر، تُستمد فيها جميع المواد من الأرض والماء والهواء والنار. ربما يكون عنصر النار لإيمبيدوكليس هو السلف الرئيسي لمفاهيم لاحقة مثل نظرية فلوجيستون ونظرية السيال الحراري. نحو عام 500 ق.م، أصبح الفيلسوف اليوناني هرقليطس مشهورًا باسم فيلسوف «التغير والنار» بسبب مثله القائل: «كل الأشياء تتغير». زعم هيرقليطس أن العناصر الثلاثة الرئيسية في الطبيعة هي النار والأرض والماء.

في الحقبة الحديثة المبكرة، اعتُقد أن الحرارة هي مقياس لسائل غير مرئي، وعُرف هذا باسم السيال الحراري. كانت الجسيمات قادرة على الاحتفاظ بكمية معينة من هذا السائل، مما أدى إلى مصطلح القدرة الحرارية، الذي سُماه وبحثه الكيميائي الإسكتلندي جوزيف بلاك لأول مرة في سبعينيات القرن التاسع عشر.

في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، تخلى العلماء عن فكرة السيال الحراري الفيزيائي، وبدلًا من ذلك فهموا الحرارة كمظهر من مظاهر الطاقة الداخلية للنظام. وتعرف الحرارة اليوم بأنها انتقال الطاقة الحرارية المُختلة. ولكن، على الأقل في اللغة الإنجليزية، استمر استخدام مصطلح القدرة الحرارية. يفضل مصطلح السعة الحرارية في بعض اللغات الأخرى، ويستخدم أحيانًا باللغة الإنجليزية أيضًا.

تعد الذرية جزءًا أساسيًا من العلاقة الحالية بين الديناميكا الحرارية والميكانيكا الإحصائية. وضع المفكرون القدامى مثل ليوكيبوس وديمقراط، ولاحقًا أبيقور خلال تطوير الذرية، الأسس للنظرية الذرية اللاحقة. كانت النظرية الذرية مدفوعة إلى حد كبير باعتبارات فلسفية وحدس علمي، حتى تقديم الدليل التجريبي للذرات في وقت لاحق من القرن العشرين.

يستخدم فيلسوف القرن الخامس قبل الميلاد اليوناني بارمينيدس، في عمله الوحيد المعروف، وهو قصيدة معنونة تقليديًا «في الطبيعة»، منطقًا لفظيًا يفترض أنه لا يمكن أن يحدث فراغ، أو ما يعرف اليوم أساسًا باسم الفضاء في الطبيعة. كان هذا الرأي مدعومًا بحجج أرسطو، ولكن انتقده ليوكيبوس وهيرو السكندري. طُرحت منذ العصور القديمة وحتى العصور الوسطى حجج مختلفة لإثبات وجود فراغ أو عدم وجوده، وبذلت عدة محاولات لبناء فراغ، ولكن ثبت عدم نجاحها جميعًا.

تمكن العلماء الأوروبيون كورنيليوس دريبيل وروبرت فلود وغاليليو غاليلي وسانتوريو سانتوري في القرنين السادس عشر والسابع عشر من قياس «برودة» أو «سخونة» الهواء النسبية، باستخدام مقياس حرارة (أو مكشاف حراري) هواء بدائي. قد يكون هذا قد تأثر بجهاز سابق أمكنه توسيع الهواء وتقليصه صنعه فيلو البيزنطي وهيرو السكندري.

نحو عام 1600، قال الفيلسوف والعالم الإنجليزي فرانسيس بيكون: «الحرارة نفسها، وجوهرها وماهيتها هو الحركة وليس أي شيء آخر». اعتقد غاليليو غاليلي عام 1643، رغم أنه قبل عمومًا تفسير «الامتصاص» لرهاب الخلاء الذي اقترحه أرسطو، أن كراه الطبيعة للفراغ محدود. أثبتت المضخات العاملة في المناجم أن الطبيعة ستملأ الفراغ بالماء لارتفاع 30 قدم تقريبًا. وبمعرفة هذه الحقيقة الغريبة، شجع غاليليو تلميذه السابق إيفانجيلستا تورشيللي للبحث في هذه القيود المفترضة. لم يعتقد تورشيللي أن كره الفراغ (رهاب الخلاء)، بمنطق منظور «الامتصاص» لأرسطو، هو المسؤول عن رفع الماء. بل علله أنه نتيجة لضغط الهواء المحيط على السائل.

لإثبات هذه النظرية، ملأ أنبوبًا زجاجيًا طويلًا (إحدى نهايته مغلقة) بالزئبق وقلبه في طبق يحتوي أيضًا على الزئبق. أُفرغ جزء فقط من الأنبوب؛ وبقي فيه نحو 30 بوصة من السائل. عند إفراغ الزئبق، نشأ فراغ جزئي في أعلى الأنبوب. ومنعته قوة الجاذبية المطبقة عليه من ملء الفراغ.