النشاط

الطاقةانية، وتُسمى أيضًا الطاقة أو ^علم الطاقة ⁽ بالألمانية : Energetik ⁾ ، ^{[ 1 ]} هي نظرية علمية عفا عليها الزمن ، تفترض أن الطاقة هي العنصر الأساسي للواقع المادي. طُوّرت الطاقةانية في أواخر القرن التاسع عشر على يد فيلهلم أوستوالد ، وجورج هيلم ، وبيير دوهيم . كما روّج لها الفيزيائي إرنست ماخ الذي عارض النظرية الذرية، على الرغم من أن التزامه الكامل بها كان غامضًا في بعض الأحيان. ^{[ 2 ]} سعت الطاقةانية إلى استبدال فرضية الذرات والجزيئات بعلاقات الطاقة. ^{[ 3 ]}

دحض لودفيج بولتزمان وماكس بلانك باستمرار فكرة الطاقة الذرية ^{[ 3 ]} لصالح النظرية الذرية . وتلاشى برنامج الطاقة الذرية في القرن العشرين مع التأكيد التجريبي على وجود الذرات.

أثناء تدريسه للكيمياء في معهد ريغا للفنون التطبيقية ، اقتنع فيلهلم أوستوالد بأن بعض التفاعلات لا يمكن تفسيرها إلا من منظور الطاقة، دون الحاجة إلى افتراض وجود الذرات. وقد استلهم ذلك من أعمال جوزيا ويلارد جيبس ​​في الديناميكا الحرارية . ^{[ 4 ]} خلال محاضرة افتتاحية ألقاها عام 1887 في جامعة لايبزيغ ، عرض أوستوالد برنامجه في علم الطاقة كبديل للنظرية الذرية. وفي الطبعة الثانية من كتابه المدرسي في الكيمياء الفيزيائية عام 1892، أكد على ضرورة تجنب الأفكار المتعلقة بالطاقة أي اعتبارات ذرية. ^{[ 4 ]} عارض اختزال الكيمياء إلى مجرد ميكانيكا، ودعا إلى اختزال الكتلة والمادة إلى طاقة. ^{[ 4 ]}

في الوقت نفسه، نشر عالم الرياضيات جورج هيلم مبدأه في الطاقة في كتابه "نظرية الطاقة" ( بالألمانية : Die Lehre von der Energie ) عام 1887، كامتداد لمبدأ حفظ الطاقة . وفي مقالته عام 1890، اقترح اختزال الميكانيكا إلى علم الطاقة باستخدام هذا المبدأ. وفي عام 1892، اقترح تطبيق المبدأ نفسه على الكهرباء والمغناطيسية . ^{[ 5 ]} ويمكن كتابة مبدأه على النحو التالي : ^{[ 5 ]}

${\displaystyle \mathrm {d} U\leq T\mathrm {d} Sp\mathrm {d} V}$،

حيث يمثل dU التغير في الطاقة الداخلية للنظام، وT درجة الحرارة ، و dS التغير في الإنتروبيا ، وp الضغط ، وdV التغير في الحجم. ^{[ 4 ]} لا يُعيد هذا المبدأ القانون الأول للديناميكا الحرارية إلا عند تحقق المساواة. وقد غيّر هيلم علامة المساواة إلى متباينة على أمل تفسير العمليات غير العكوسة. ^{[ 4 ]}

عُقد مؤتمر لوبيك العلمي ( بالألمانية : Lübeck Naturforscherversammlung ) في سبتمبر 1895، حيث أيّد عالم الرياضيات جورج هيلم وأوستوالد نظرية الطاقة في النقاش، بينما أيّد بولتزمان وعالم الرياضيات فيليكس كلاين نظرية الذرة. ^{[ 6 ] [ 3 ]} وكان بولتزمان قد أعدّ حججه في مراسلات خاصة مع أوستوالد بعد نشر كتابه. ولم يكن ماخ حاضرًا. ^{[ 3 ]} ويسجّل أرنولد سومرفيلد انطباعه عن المؤتمر: ^{[ 3 ]}

كان الصراع بين بولتزمان وأوستوالد، ظاهريًا وباطنيًا، أشبه بصراع بين ثور ومبارز ماهر. لكن الثور هزم المصارع رغم براعته في المبارزة. حسمت حجج بولتزمان الأمر لصالحه. نحن، الذين كنا حينها رياضيين شبابًا، أيدنا بولتزمان. كان من البديهي لنا استحالة اشتقاق معادلات حركة نقطة كتلة واحدة من معادلة طاقة، فضلًا عن درجات الحرية الاختيارية.

بعد المؤتمر، سارع هيلم وأوستوالد إلى كتابة مقالات ردًّا على ذلك. أنهى ماخ كتابه " مبادئ نظرية الحرارة" عام ١٨٨٦، حيث ذكر فيه أن نظرية الطاقة، حتى وإن شابها بعض العيوب، أفضل من النظريات الميكانيكية لبولتزمان. كتب ماكس بلانك مقالًا بعد المؤتمر بعنوان "ضد الطاقة الجديدة"، معارضًا فيه نظرية أوستوالد. ^{[ ٣ ] [ ٧ ]}

في فرنسا، دافع الفيزيائي وفيلسوف العلوم بيير دوهيم عن علم الطاقة ( بالفرنسية : énergetique ) . كان مقتنعًا بأن جميع فروع الكيمياء والفيزياء، بما في ذلك الميكانيكا والكهرباء والمغناطيسية، يمكن اشتقاقها من مبادئ الديناميكا الحرارية. ^{[ 8 ]} وقد عارض فكرة أن الذرات هي مكونات المادة. ^{[ 9 ]}

نشر دوهيم كتابًا عام 1897 في الميكانيكا الكيميائية، استخدم فيه مصطلح "الطاقة". ^{[ 10 ]} تطور هذا الكتاب إلى دورة في الديناميكا الحرارية بين عامي 1898 و1899، بعنوان غير رسمي " Énergetique" . ^{[ 10 ]} ثم طور دوهيم دورة متخصصة في الطاقة بين عامي 1904 و1909، نُشرت لاحقًا. ^{[ 10 ]}

أرسل دوهيم مسودة نقده لنظرية جيمس كلارك ماكسويل في الديناميكا الكهربائية إلى بيير كوري عام ١٩٠٢. وجد كوري نقد دوهيم غير مدروس ويفتقر إلى بديل مناسب. قال كوري لدوهيم: "أنا أختلف تمامًا مع نظريتك في المغناطيسية". ^{[ ١٠ ]}

في عام ١٩٠٣، انتقد جان باتيست بيرين في كتابه "رسالة في الكيمياء الفيزيائية " ^{[ ١١ ]} علم الطاقة بسبب "غموضه النظري". ^{[ ١٠ ]} وبعد عام، كان بول لانجفين أول من أعلن خلافه مع دوهيم علنًا خلال ندوة في متحف التربية في باريس. ^{[ ١٠ ]} ووصف لانجفين مذهب الطاقة بأنه "جهلٌ مُطبق" ، في محاولة منه لفرض قيود على المعرفة العلمية. ^{[ ١٢ ]}

نشر دوهيم أخيرًا كتابه المكون من مجلدين بعنوان "رسالة في علم الطاقة " ( بالفرنسية : Traité d'energétique ) عام 1911، والذي لاقى استحسانًا كبيرًا من أوستوالد وهيلم. ^{[ 8 ]} ولم يُذكر أي من إسهامات ألبرت أينشتاين . ^{[ 10 ]}

استنادًا إلى نتائج تجارب بيرين التي أكدت صحة نظرية أينشتاين حول الحركة البراونية ، تخلى أوستوالد عن نظرية الطاقة كنظرية فيزيائية في الطبعة الرابعة من كتابه "موجز الكيمياء العامة" عام 1908، وتبنى النظرية الذرية. ^{[ 13 ] [ 3 ] ومع ذلك ،} فقد عدّل نظرية الطاقة لتصبح فلسفة وجودية، مدعومة بمعادلة أينشتاين المكتشفة حديثًا لتكافؤ الكتلة والطاقة E = mc² . ^{[ 3 ]}

بحلول عام 1918، كان معظم الفيزيائيين قد التزموا بنظرية الذرة. ^{[ 10 ]}

بعد عام 1908، حوّل أوستوالد فلسفته نحو الظواهر الاجتماعية والثقافية كجزء من علم الطاقة الاجتماعي ( بالألمانية : Soziologische Energetik ). ^{[ 14 ]} وقد سعى إلى إنشاء تسلسل هرمي لتصنيف العلوم والعلوم الاجتماعية بناءً على الحياة والطاقة والنظام. ^{[ 14 ]}

عارض عالم الاجتماع ماكس فيبر آراء أوستوالد. ففي عام 1909، اتهم فيبر علم الطاقة الاجتماعية بأنه أيديولوجي، ويقلل من شأن تعقيد العلوم الاجتماعية، ويبالغ في أهمية إعادة صياغة الظواهر بمصطلحات الطاقة. كما اعترض فيبر على فكرة "الطاقة النفسية" لتفسير علم النفس، واتهم أوستوالد بمحاولة استنباط " الواقع من الواجب ". ^{[ 14 ]}

• تكافؤ الكتلة والطاقة
• تاريخ النظرية الذرية