ዕልህ
ዕልህ ማለት ቁስ ነገሮች ፍጥነታቸው እንዳይለወጥ የሚያደርጉት ተቃውሞ ነው።
አርፎ የተቀመጠ ቁስ፣ በዕርፍቱ እንዲቀጥል ፤ በቀጥታ እየተጓዘም እንደሆነ፣ አቅጣጫውን ሳይቀይር በያዘው ፍጥነት እንዲቀጥል ያለው ፍላጎት ወይም አዝማሚያ ዕልሁ (በእንግሊዝኛ inertia (ኤነርሺያ) ) ይባላል። ቁሳዊ ዕልህ የሁሉም አካል መገለጫ ባህሪ ነው። ከጥቃቅን አቶሞች ጀምሮ እስከ ግዙፍ ከዋክብት ድረስ፣ ሁሉም ቁስ አካል ያለውን ፍጥነት በጉልበት ካልተገደደ በቀር እንዲሁ በነሲብ አይቀይርም።
ለምሳሌ፦ የሰው ሰውነት የተሰራው ከቁስ አካላት ነው። ስለሆነም ሰዎች ቁሳዊ ዕልህ አላቸው። አንድ ግለሰብ በከፍተኛ ፍጥነት እየሮጠ እያለ በቅጽበት ፍጥነቱን ቀይሮ ልቁም ቢል አይችልም። ለዚህ ምክንያቱ ሰውየው የተሰራበት ቁስ አካል፣ ከሰውየው ፍላጎት በስተ-ተቃራኒ የሆነ ቁሳዊ ዕልህ ስላለው ነው።
የቁሳዊ ዕልህ ጽንሰ ሐሳብ ታሪካዊ አመጣጥ
ለማስተካከልየቁሳዊ ዕልህ ጽንሰ ሐሳብ ከ2 ሽህ ዘመናት መላምቶች፣ ክርክሮች እና ተሞክሮዎች በኋላ ተስተካክሎ የተገነባ የሳይንስ ሐሳብ ነው። ቁስ አካላት (ለምሳሌ፦ ድንጋዮች) በዘፈቀደ አይንቀሳቀሱም። ድንጋዮች የማሰብ ችሎታ ሳኖራቸው፣ ይህን መመሪያ አጥብቀው መከተላቸው ለፈላስፎች እንግዳ ነበር። የኤነርሺያ ሐሳብ መደርጀት በሁሉም አካላት ላይ የሚታይን ይህን ግልፅ ክስተት አጥርቶ ለመገንዘብ ነበር።
ከ፪ ሺህ ዓመታት በፊት
ለማስተካከልከሁለት ሽህ አመታት በፊት የነበር ትልቅ ፈላስፋ አሪስጣጣሊስ ቁሳዊ እንቅስቃሴዎችን ለመረዳት ሁለት መርሆችን አስቀምጦ ነበር። የአሪስጣጣሊስ የእንቅስቃሴ መርሆዎች፦ 1)አንድ ቁስ በላዩ ጉልበት ካላረፈበት፣ አርፎ ይቀመጣል። 2)የሚንቀሳቀስ ቁስ፣ በእንቅስቃሴው እንዲቀጥል የማያቋርጥ ጉልበት ሊያርፍበት ያስፈልጋል። መርህ ሁለት ያስፈለገበት ምክንያት፣ ከቁሱ ላይ የነበረው የጉልበት ጫና ሲቋረጥ፣ በመርህ 1 መሠረት እንቅስቃሴውም ስለሚያቆም።
በምሳሌ ለማየት፦ አንድ ድንጋይ ምንም ነገር ካልነካው ባለበት ተቀምጦ (ዜሮ ፍጥነት) ይገኛል (በመርህ 1)። ይህን ድንጋይ ወደ ሌላ ቦታ ለማሻገር ከተፈለገ፣ ጉልበት በላዩ ላይ ሊያርፍ ግድ ይላል(በመርህ 2)። ለምሳሌ፦ አንድ ሰው ድንጋዩን አንስቶ ሲዎረውረው።
አሪስጣጣሊስ የድንጋዩን ጉዳይ ከመሪ ሃሳቦቹ አንጻር ሲመረምር እንግዳ ነገር አገኘ። በመርህ 2 መሰረት፣ አንድን ድንጋይ ለማንቀሳቀስ እና በእንቅስቃሴው እንዲቀጥል ለማድረግ ምንጊዜም ጉልበት አስፈላጊ ነው። ነገር ግን ድንጋይ ሲዎረዎር ፣ እጅ ውስጥ የሚገኘው ለትንሽ ሰኮንዶች ነው። እጅ ገፍቶ ከለቀቀው በኋላ፣ ከድንጋዩ ጋር አብሮ እየበረረ የሚገፋ ምንም ሰውም ሆነ ጉልበት የለም። ስለዚህ በመርህ 1 መሰረት «ለምን ድንጋዩ ከእጅ ሲዎጣ ወዲያው አይቆምም?» ። ማንም ሰው እንደሚያውቀው «ለምን ድንጋዩ ያለምንም ገፊ-ኃይል እየበረረ ይሄዳል?»
አሪስጣጣሊስ የሰጠው መልስ ከባቢውን አየር ያመካኘ ነበር። ድንጋዩ ከተወረወረ በኋላ በጉዞው እንዲቀጥል የሚገፋው ጉልበት ከከባቢው አየር ያገኛል። ስለሆነም፣ ከባቢ አየር በሌለበት ኦና ውስጥ ድንጋዩ ቢዎረወር ኖሮ፣ መንቀሳቀሱን በስተወዲያው ያቆም ነበር በማለት አሪስጣጣሊስ ተከራከረ።
የፈላስፋው መርሆች ለብዙ መቶ ዓመታት፣ በብዙዎች ተሰሚነት ኖሯቸው እንደ ዶግማ አገለገሉ። አልፎ አልፎ ትችቶችና ተቃውሞዎች ቢነሱም፣ ለፈላስፋው ከነበራቸው ክብር እና አድናቆት የተነሳ ተቃራኒ ሐሳቦች የመሰማት ዕድል አላገኙም ነበር።
የኤምፔተስ ጽንሰ ሓሳብ
ለማስተካከልበጠፈር ኦና ውስጥ የሚመላለሱትን ፈለኮች ያስተዋሉ ፈላስፎች ከባቢ አየር ለእንቅስቃሴ አላስፈላጊ እንደሆነ በዘመናት እየተረዱ ሄዱ። ስለሆነም አንድ ድንጋይ እጅን ከለቀቀ በኋላ በጉዞው መቀጠሉ፣ ከአየር ግፊት ሳይሆን፣ ወርዋሪው ለድንጋዩ በሚያስተላልፈው አንዳች ነገር ነው አሉ። ይህን አንዳች ነገር፣ አንቀሳቃሽ ጉልበት ወይም በነሱ አጠራር ኤምፔተስ(impetus) ብለው ሰየሙት።
ኤምፒተስ ማለት ከጉልበት ወደ ቁስ ተስተላልፎ በቁሱ ውስጥ የሚቀመጥ አንዳች አንቀሳቃሽ ጉልበት ማለት ነው።
«ታዲያ የተላለፈው ኤምፒተስ በድንጋዩ ውስጥ እስካለ ድረስ፣ ለምን ድንጋዩ እስከ ዘላለም እንዲበር አያደርግም?» ለሚለው ጥያቄ ከ700ዓመታት በኋላ የተነሳ ፈላሳፋ ፍሊጶነስ ዮሐንስ፣ « ኤምፒተሱ በተወሰነ ጊዜ በኖ የሚጠፋ ስለሆነ ነው» በማለት መላ ምት አቀረበ። ይህ የኤምፒተስ ጽንስ የአሪስጣጣሊስን (ለድንጋዩ ቀጣይ እንቅስቃሴ የከባቢ አየር ያስፈልጋል የሚለውን ስህተት) በከፊል የጠገነ ቢሆንም፣ የአሪስጣጣሊስ ደጋፊዎች አልተቀበሉትም።
የቦርዳንና ተከታዮቹ ማሻሻያ
ለማስተካከልከፍሊጶነስ ማሻሻያ ስምንት መቶ ዓመታት በኋላ፣ በ 14ኛው ክፍለ ዘመን የነበረው ፈረንሳዊ ፈላስፋ ዥን ቦርዳን የኤምፔተስን ያለምንም ምክንያት ተኖ መጥፋት ባለመቀበል የተሻሻለ ሐሳብ አቀረበ። የኤምፔተስን ቀስ በቀስ መጥፋት ተቀብሎ ነገር ግን ይህ የሚሆነው «በምክንያት እንጅ ያለ-ምክንያት» አይደለም ብሎ አስረዳ።
ያንድ የተወረወረ ድንጋይ እንቅስቃሴ መቆርቆዝ መንስዔዎች የአየር ሰበቃ እና የመሬት ስበት ናቸው። ሰበቃና የመሬት ስበት ለቁሱ ከተሰጠ እንቅስቃሴ በተቃራኒ አቅጣጫ ስለሆኑ በቁሱ ውስጥ የተቀመጠውን ኤምፒተስ ይቀንሳሉ፣ ስለዚህም የቁሱን ጉዞ ያሰናክላሉ። ሐሳቡ ከአሪስጣጣሊስ አየር ግፊት መላምት ሙሉ በሙሉ የተጻረረ ነበር። ማለትም፣ አሪስጣጣሊስ ከባቢ አየር ለቁሶች ቀጣይ እንቅስቃሴ ይረዳል ሲል፣ ቦርዳን በበኩሉ እንዳውም የከባቢ አየር የቁሶችን ቀጣይ እንቅስቃሴ ያኮላሻል በማለት ደመደመ።
በቦርዳን አስተሳሰብ፣ አንድ ዲንጋይ በተወረወረ ጊዜ፣ ከወርዋሪው እጅ ኤምፒተስ ይቀበላል። ያን አንቀሳቃሽ ጉልበት ገንዘቡ አድርጎ እስከዘላለም ለመጓዝ በተሰጠው አቅጣጫ፡ ወደፊትም ከሆነ ወደ ፊት፣ ወደኋላም እንደሆነ ወደኋላ፣ በክብ እሚያዞርም ከሆነ በክብ ለመሄድ ይፈልጋል። ሆኖም የአየር ሰበቃና የመሬት ስበት፣ በእንቅስቃሴው ተቃራኒ ስለሚቆሙ እና ስለሚያበላሹት፣ የተሰጠው ኤምፒተሱ ተሟጦ እንዲያልቅ ያደርጋሉ። በዚህ ሁኔታ ድንጋዩ ለመሄድ የሚፈልግበትን አቅጣጫ ትቶ ወድቆ ያርፋል።
አዲሱ የቦርዳን ሐሳብ በተለያዩ ፈላስፎች በተጨባጭ እየተፈተሸና በተሞክሮ እየተረጋገጠ መጣ። የአሪስጣጣሊስ ስህተቶችም ጎልተው መታየት ጀመሩ። ነገር ግን የኤምፒተስ ጽንስ ሐሳብና መጠገኛው የቦርዲያን ሐሳብም በተራው ትችት ውስጥ መውደቃቸው አልቀረም።
በኤምፒተስ የአስተሳሰብ ስልት፣ ቁሶች የሚንቀሳቀሱት ጉልበት በላያቸው ላይ ሲያርፍና ኤምፒተስ ሲሰጣቸው ነው። እንደ ቦርዳን አስተሳሰብ፣ በጠፈር የሚሽከረከሩት ፈለኮች (ፕላኔቶች) ፣ ፀሐይን እየዞሩ የመንቀሳቀሳቸው ምክንያት አምላክ አለምን ሲፈጥር፣ ከመነሻው ኤምፒተስ ስለሰጣቸው ነው ብሎ ነበር። ኤምፒተስ ማለት አንቀሳቃሽ ጉልበት ነው። የጉልበት አንዱ ጸባይ ያረፈበትን ቁስ ፍጥነት መጨመር ነው። እንግዲህ በፈለኮቹ ውስጥ ያለ ጉልበት ምንጊዜም ካለ፣ ፍጥነታቸው ያለማቋረጥ እየጨመረ መሄድ ነበረበት (ከጉዟቸው በስተ-ተቃራኒ የአየር ሰበቃ በጠፈር ኦና ውስጥ ስለማይገኝ)። በሓቅ የሚሆነው ግን፣ ከቦርዲያን ሀሳብ በተቃራኒ ፈለኮች የሚጓዙት ከፍ ዝቅ በማይል አንድ ዓይነት ፍጥነት ነው።
ሌላው በቦርዲያን ሐሳብ ላይ የተነሳው ትችት፣ ኤምፒተስ ክባዊ ሊሆን ይችላል የሚለው የፈላስፋው አስተምሮ ነበር። ጃምባኒታ ቤኔቲ የተባለ የጣሊያን ምሁር ድንጋይ በወንጭፍ ሲዎረወር፣ ምንም እንኳ ወንጭፉ ድንጋዩን በክብ ምህዋር እያንቀሳቀሰ የክብ ኤምፒተስ ቢሰጠውም፣ ወንጭፉን ሲለቅ ግን የክብን ሳይሆን የቀጥተኛን አቅጣጫ ይይዛል። ከዚህ ተነስቶ፣ «የቁስ ነገሮች የተፈጥሮ ፍላጎታቸው በቀጥተኛ መስመር መጓዝ ነው» የሚል ድምዳሜ ላይ ደረሰ። ይህም የቦርዳንን አስተምሮ የተቃረነ ሐሳብ ነበር።
የአሪስጣጣሊያዊ ሐሳብ ማጠቃለያ
ለማስተካከልየኤምፒተስ ጽንሰ ሐሳብ ከአሪስጣጣሊስ መነሻ ሐሳብ የተሻሻለ ቢሆንም በአጠቃላይ መልኩ በአሪስጣጣሊያዊ አስተሳሰብ ስር ይመደባል። ምክንያቱም ሁለቱም አስተሳሰቦች የሚመዘዙት « የቁሶች ተፈጥሯዊ ፍላጎት በእረፍት (ዜሮ ፍጥነት) መገኘት ነው» ከሚል የተሳሳተ እምነት ስለነበር ነው። በምድር ላይ ያለው ከባቢ አየር ሰበቃ፣ የቁሶችን ተፈጥሯዊ ባህርይ ጋርዶ እንደደበቀው አሪስጣጣሊስ በጊዜው አያውቅም ነበር። ስለዚህ፣ ለነገሮች መንቀሳቀስ ምንጊዜም ጉልበት አስፈላጊ መስሎ ታየው። የኤምፔተስ መላምት መፈጠርም ከዚህ ስህተት የተነሳ ስለነበር፣ በ16ኛውና 17ኛው ክፍለዘመን በተካሄደው የሳይንስ አብዮት ፈርሷል።
ቁሳዊ ዕልህ
ለማስተካከልበ16ኛው እና 17ኛው ክፍለ ዘመን አውሮጳ፣ እጅግ ከፍተኛ የሳይንስ ምርምር፣ ክርክር ፣ የሐሳቦች ሥርጭትና መታደስ የተካሄደበት አህጉር ነበር። የአሪስጣጣሊስም ጥንታዊ ሐሳቦች፣ በዘመኑ የለውጥ ንፋስ ሥራቸው እስኪነቀል ታድሰዋል። የቁሳዊ ዕልህ ጽንሰ ሐሳብም፣ መነሻው የአሪስጣጣሊስ እና ኤምፒተስ አስተሳስብ ቢሆንም፣ በዚሁ ዘመን በተነሱት ተማሪዎች ኬፕለር፣ ጋሊሊዮ እና ኒውተን ተራ በተራ ባስተካከሉት ሁኔታ በልዩና ጽኑዕ መሰረት ላይ ሊመሰረት በቅቷል።
የዚህ የአዲሱ ሐሳብ መነሻ፣ «ቁስ አካላት ከፍ ዝቅ በማይል አንድ ፍጥነት እና አንድ ቀጥተኛ አቅጣጫ መጓዝ የተፈጥሮ ፍላጎታቸው ነው» የሚል ነው።
ማለትም በነገሮች ላይ የውጭ ጉልበት እስካለረፈ ድረስ፣ ፍላጎታቸው አርፎ መቀመጥ ብቻ ሳይሆን፣ ሌላም ፍጥነት ከያዙ ከፍ ዝቅ ሳይል በዚያ ፍጥነት መቀጠል ነው። በሌላ አነጋገር፣ ቁስ አካላት ፍጥነታቸውን መለወጥ አይፈልጉም። ፍጥነታቸው ዜሮም ሆነ ሌላ፣ ለመቀየር ከተሞከረ ይቃዎማሉ። ይህ የተፈጥሮ የውስጥ ባህርያቸው ወይንም ዕልሃቸው ነው እንጅ ኤምፒተስ ወይም ሌላ ከውጭ ያገኙት ባህርይ አይደለም።
ይህ ግን ከለት ተለት ተሞክሮ የሚቃረን ይመስላል ምክንያቱም በምድር ላይ የሚንቀሳቀሱ ነገሮች ከውጭ ጉልበት ካላገኙ ፍጥነታቸው ስለሚቀንስና በአጠቃላይ አርፈው ተቀምጠው ስለሚገኙ። ለአሪስጣጣሊስ መሳሳትም ዋናው ምክንያት ይህ ነበር። በምድር ላይ የነገሮች ቆሞ መገኘት ምክንያት በተፈጥሮ ፍላጎታቸው ሳይሆን፣ በሰበቃ ጉልበት ተገደው ነው። ከምድር፣ ከአየር እና ከሌሎች ቁሶች ጋር በሚያደርጉት ፍትጊያ ምክንያት ቁሶች ያላቸው ፍጥነት ይሞታል። በኦና ውስጥ ቢሆኑ ኖሮ ቆመውም እንደው እንደቆሙ፣ እየተንቀሳቀሱም እንደሁ በዚያ ፍጥነት ዘላለማቸውን በተንቀሳቀሱ ነበር።
የኤምፒተስን አስተሳብ ግድፈቶች ለማረም የተቻለው በአዲሱ አመለካከት የቁሶችን እንቅስቃሴ በማየት ነበር። አዲሱ አመለካከት፣ ቁሶች ጉልበት ሳያርፍባቸው ሊንቀሳቀሱ መቻላቸው እንደክትባት በተወጉት እና በተላለፈላቸው ልዩ ጉልበት አይደለም። ይልቁኑ ቁሶች፣ በተፈጥሮአቸው፣ ያለምንም እርዳታ፣ በአሉበት ፍጥነት፣ በቀጥተኛ መንገድ ለመንቀሳቀስ ይፈልጋሉ። ይህ የቁሶች መሰረታዊ ባህርይ ዕልህ (inertia) በመባል ተሰየመ። ስለዚህ ቁሳዊ ዕልህ ማለት፣ በዘመናዊ ትርጓሜው፣ « አንድ ቁስ አካል የያዘውን ፍጥነት እንዳይቀየር የሚያሳየው ተቃውሞ» ማለት ነው። ሓሳቡ እጅግ የተሳካ ስለሆነ፣ እስካሁን ዘመን ድረስ ይሰራበታል።
ድንጋይ ውርወራ ከዕልህ ጽንሰ ሐሳብ አንጻር
ለማስተካከልከቁሳዊ ዕልህ ጽንሰ ሐሳብ አንጻር፣ አንድ ድንጋይ ያለውን ፍጥነት በጉልበት ካልተገደደ አይቀይርም። ለምሳሌ አርፎ ቁጭ ያለ ድንጋይ ፍጥነቱ ዜሮ ስለሆነ፣ ይህን ፍጥነት መልቀቅ አይፈልግም። የድንጋዩን ተቃውሞ (ዕልህ) አሸንፎ ለማንቀሳቅስ (አዲስ ፍጥነት ለመስጠት) ጉልበት ያስፈልጋል። በእጅ እየተገፋ፣ በጉልበት ተገዶ ድንጋዩ የተወሰነ ፍጥነት ላይ ይደርሳል። የድንጋዩ ዕልህ ለውጥን ምንጊዜም ስለሚቃወም ጉልበት አስፈለገ። ሆኖም አንድ ጊዜ፣ አዲስ ፍጥነት በእጅ ተገዶ ከያዘ በኋላ፣ ሲለቀቅ፣ አሁንም ይህን አዲሱን ፍጥነት እንዳይቀየር ዕልሁ ግድ ይላል። ድንጋዩ፣ በራሱ ተፈጥሯዊ ዕልህ ባህርይ ምክንያት በያዘው ፍጥነት ለዘላለም መጓዝ ይጀምራል። ግን ደግሞ የአየር ሰበቃ በጉዞው ተቃራኒ የሆነ ጉልበት ያሳርፍበታል። ይህ ጉልበት፣ የድንጋዩን ዕልህ ቀስ በቀስ በማሸነፍ ፍጥነቱን እንዲቀንስ ያደርጋል። ሰበቃው በጉልበት የድንጋዩን ፍጥነት ቀይሮ ዜሮ ሲያደርሰው፣ ድንጋዩ አዲሱን ፍጥነት በመያዝ አርፎ ይቀመጣል። ጉልበት እስካላረፈበት ድረስ በዚህ ዕልህ ይቀጥላል፡
ሌሎች ምሳሌዎች
ለማስተካከልየመኪና ጎማዎችና የኤሌክትሪክ ጄኔረተሮች፣ የፈለኮች በፀሐይ ዙሪያ መዞር፣ ወዘተ በከፊል የቁሳዊ ዕልሃቸው ውጤት ናቸው። የፔንዱለም መዎዛዎዝ፣ ሩዋጮች ማብቂያ መስመራቸውን አልፈው መንደርደር፣ ኳስ ተጫዋቾች "ማጣጠፋቸው" ፣ እነዚህ ሁሉ የተሰሩበት አካላት ዕልህ ውጤት ናቸው። ባጠቃላይ መልኩ፣ ዕልህ የቁስ አካላት መገለጫ ባህርይ እንደመሆኑ፣ በአብዛኛው የገሃዱ ዓለም ክስተቶች ሠርጾ ይገኛል።
መደምደሚያ
ለማስተካከልየአንድ አካል አቀማመጥ እንዲቀየር ጉልበት አስፈላጊ አይደለም።
የአንድ አካል ፍጥነት እንዲቀየር ጉልበት አስፈላጊ ነው።
አካላት ከመቅጽበት የሚገኙበት ቦታ ወይም ሥፍራ ባህርያቸው ነው ማለት አይቻልም። ምክንያቱም ያለ ምንም ተቃውሞ፣ ያለምንም ጉልበት ሊቀየር ይችላልና። በሌላ አነገጋገር ቁስ አካላት በዕልሃቸው ምክንያት፣ የያዙትን ፍጥነት በመጠቀም፣ ያለምንም ጉልበት አቀማመጣቸውን በራሳቸው ጊዜ መቀየር ይችላሉ። (የአሪስጣጣሊስንና የኤምፒተስን ስህተት ይመለከቷል።)
በአንጻሩ አካላት በየቅጽበቱ የሚይዙት ፍጥነት እንደ ባህርያቸው ሊዎሰድ ይችላል። ምክንያቱም በዕልሃቸው ምክንያት የያዙትን ፍጥነት እንዳይለዎጥ ስለሚቃዎሙ። በቀጥታ መስመር የያዙት ፍጥነት እሚለዎጠው በጉልበትና በጉልበት ብቻ ነው።
ቁሳዊ ዕልህ በቁስ መጠን ይለያያል። ብዙ ቁስ ያለው አንድ ነገር፣ ትንሽ ቁስ ካለው ሌላ ነገር የበለጠ ዕልህ አለው። ያንድ ነገር መጠነ-ዕልህ በውስጡ እንደያዘው ቁስ ብዛት መጠን ይለያያል። በዚህ ምክንያት የቁስ ዕልህ ለሒሳባዊ ትንታኔ የተጋለጠ ነው።
የቁሳዊ ዕልህ መጠን ግዝፈት ወይም እንግሊዝኛ mass ይባላል። ብዙ ቁስ ባለበት ፍጥነትን ላለመቀየር ብዙ ዕልህ አለ፣ ስለዚህም ትልቅ ግዝፈት አለው ይባላል። ትንሽ ቁስ ባለበት ትንሽ ዕልህ አለ። ስለዚህም ትንሽ ግዝፈት አለው ይባላል።