Δυναμική ενέργεια, «δυνάμει ενέργεια» ή «ενέργεια δυνητική» ;

Δημοσιεύτηκε από τον/την Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας στις 18 Ιούλιος 2013 και ώρα 19:30

Ακούμε και διαβάζουμε διάφορα. 

Ορισμένα από αυτά κάνουν, σε κάποιες περιπτώσεις, μια παράξενη «καριέρα» μέσα μας .  Μια ανάρτηση – σχόλιο του Δημήτρη Γκενέ αναφερόταν στο  «εν δυνάμει» του Αριστοτέλη. Την πρόσεξα και τις μέρες που ακολούθησαν, σε παραλία του Φαλήρου και βόλτα απογευματινή με «επισκέφτηκε» η ερώτηση κάποτε ενός μαθητή της πρώτης Λυκείου «Κύριε εάν εκτός από δυναμική ενέργεια , υπάρχει και αεροδυναμική ενέργεια;» Το ίδιο απομεσήμερο θυμήθηκα πόσο είχα εντυπωσιαστεί όταν πριν μερικά χρόνια είχα διαβάσει ότι  ο Κέλβιν είχε αρχικά προτείνει για τη μία μορφή ενέργειας, αυτήν ενός βράχου που βρίσκεται ψηλά,  τον όρο static energy και για την άλλη μορφή, την ενέργεια κίνησης, τον όρο dynamic energy.

Η έννοια ενέργεια

Κανείς από τους πρωτοπόρους της «Διατήρησης» δεν είχε προτείνει τον όρο ενέργεια. Μιλούσαν για «Διατήρηση μιας νέας μορφής δύναμης» η οποία, οτιδήποτε και να συμβαίνει στον Κόσμο,  διατηρείται αναλλοίωτη.

Έτος 1851 και ο William Thomson, – αργότερα λόρδος  «Κέλβιν» – έχει αλλάξει άποψη. Πέντε χρόνια νωρίτερα είχε υποστηρίξει ότι  η Φυσική είναι η «Επιστήμη της Force – δύναμης» και πρέπει να θεμελιώνεται πάνω στους νόμους της Δυναμικής» .Τώρα η άποψή του έχει διαφοροποιηθεί.                                                                                    

Η πρωταρχική έννοια στην οποία έπρεπε να θεμελιώνεται η Φυσική έπρεπε να είναι, κατ’ αυτόν, η «νέα μορφή δύναμης» αλλά με το όνομα energy, ΕΝΕΡΓΕΙΑ. Σε μια βαρυσήμαντη ομιλία του στη Βασιλική Εταιρεία θα δηλώσει ότι η ανακάλυψη από τον Joule της ισοδυναμίας θερμότητας και έργου  (μηχανικού και ηλεκτρικού) προκάλεσε τη σημαντικότερη μεταρρύθμιση που είχε γνωρίσει η Φυσική από την εποχή του Isaac Newton, την ανάπτυξη της ενεργειακής Φυσικής. Η άποψη έχει χαρακτήρα υπερβολής αλλά προδίδει και μια απόπειρα να αποδοθεί ο πρώτος ρόλος στη Βρετανική Φυσική. Η οικοδόμηση της «Ενεργητικής» – όπως και της Φυσικής, γενικότερα – ήταν ένα ευρωπαϊκό δημιούργημα. Κατά κύριο λόγο έργο των Βρετανών (Joule, Kelvin, Rankin)  και των Γερμανών ( Mayer, Helmholtz, Clausius) τουλάχιστον ισότιμα. Αλλά και ο ρόλος των Γάλλων ( Carnot, Coriolis, Clapeyron) στις απαρχές της οικοδόμησης της Θερμοδυναμικής δεν ήταν ευκαταφρόνητος.                      

Η νέα της θέση της energy, ως κυρίαρχης έννοιας απέρρεε, κατά την άποψή του, από την αφθαρσίατης και από την μετατρεψιμότητά της , αλλά και από τον ενοποιητικό ρόλο που έπαιζε καθώς συνέδεε όλα τα φαινόμενα με ένα δίκτυο ενεργειακών μετατροπών.

Kelvin . STATIC energy και  DYNAMIC energy  Ο Κέλβιν πρότεινε τη διάκριση της ενέργειας ενός σώματος- συστήματος σε δύο κατηγορίες.Την STATIC energy και την DYNAMIC energy. Ανυψωμένα βάρη, ηλεκτρικά φορτισμένα σώματα, μια ποσότητα καυσίμου- όλα έχουν αποθηκευμένη ενέργεια, αποθέματα «στατικής» ενέργειας. Από την άλλη, υλικά αντικείμενα σε κίνηση έχουν αποθέματα dynamic ενέργειας.

 William Rankin. Το «εν δυνάμει» και το «εν ενεργεία». Η πρόταση για POTENTIAL energy. Η  ιδέα του Κέλβιν για μία Φυσική με πρωταγωνίστρια την έννοια ενέργεια αναπτύχθηκε περισσότερο από, έναν από τους «αδικημένους» στην ελληνική βιβλιογραφία, τον Άγγλο William Rankin. Σε μια σειρά από άρθρα του, από το 1852 μέχρι το 1855,  εξέφρασε πρώτος την άποψη ότι ο όρος energy μπορεί να αξιοποιηθεί πριν απόλα για την κίνηση, για το μηχανικό έργο, για τη χημική δράση, για τη θερμότητα, για τον ηλεκτρισμό, για το φως  και για όλες τις άλλες «δυνάμεις».  Αρνήθηκε  τους χαρακτηρισμούς  static energy και dynamic energy, του Κέλβιν,  και έκανε μια πρόταση διαφορετική. . Στη θέση του static energy πρότεινε τον potential energy – «λανθάνουσα ενέργεια» ή  «δυνάμει ενέργεια» -και αντί για τον «dynamic energy» πρότεινε τον realenergy – ενέργεια πραγματική ή αισθητή»- , κάνοντας αναφορές στην αριστοτελική οντολογική διάκριση κάθε πράγματος σε «εν δυνάμει» ον και σε «εν ενεργεία» ον.

 Kelvin, η τελική πρόταση . POTENTIAL energy και KINETIC energy. Μερικά χρόνια αργότερα, το 1876,  ο Κέλβιν θα επανέλθει και στην Treatise on natural philosophy, αποδεχόμενος την πρόταση του Rankin για potential ( ελληνικά «δυνάμει») energy θα προτείνει τον kinetic energy για την ενέργεια κίνησης. Οι δύο αυτοί όροι τελικά θα κυριαρχήσουν .

Στις ευρωπαϊκές γλώσσες  Στις ευρωπαϊκές γλώσσες, τις οποίες ερευνήσαμε σχετικά με τον όρο Δυναμική,  όπως η θεμελιωμένη από τον Newton  Δυναμική του υλικού σημείου,  η  Δυναμική του μηχανικού στερεού, η υδροδυναμική, η αεροδυναμική, η θερμοδυναμική, η ηλεκτροδυναμική, η κβαντική ηλεκτροδυναμική και η κβαντική χρωμοδυναμική, χρησιμοποιείται – σε όλες –  ο όρος ετυμολογικό παράγωγο του dynamic.                                    

Σε σχέση με τον όρο potential energy σε όλες τις γλώσσες εκτός από την ελληνική, στις οποίες τον αναζητήσαμε  χρησιμοποιείται όρος παράγωγο του λατινικής καταγωγής potential  . Δυστυχώς στη ελληνική γλώσσα έχει επικρατήσει ο όρος ενέργεια «δυναμική». Με αυτόν τον όρο όλοι εμείς «μεγαλώσαμε».  Και οι Έλληνες μαθητές πρέπει να  διδάσκονται από μας ότι  παρά την προκλητική ομοιότητα των λέξεων η  θεμελιωμένη από τον Newton και τους επιγόνους  ΔΥΝΑΜΙΚΗ – όρος με σημαινόμενο εκτός των άλλων και το «όχι ΣΤΑΤΙΚΗ» – ΔΕΝ ΕΧΕΙ  ΣΧΕΣΗ ΜΕ  την ενέργεια που χαρακτηρίζεται επίσης «ΔΥΝΑΜΙΚΗ» .     

 Πώς, όμως,  θα μπορούσε να έχει αποδοθεί το potential- σε μια ελληνική γλωσσική παράδοση που κάθε τι το «λατινικό» αν μπορεί το αποφεύγει – ακόμα και το νετρόνιο έγιναν προσπάθειες να ονομαστεί «ουδετερόνιο»- ;     Ίσως με το «δυνάμει» ενέργεια, ίσως με το «δυνητική» ενέργεια, ίσως με κάτι άλλο. Πάντως πρόκειται για ενέργεια «κρυμμένη» λανθάνουσα, «δυνάμει» . . . .  

 Τις σκέψεις αυτές τις μοιράστηκα για πρώτη φορά με τον Διονύση Μητρόπουλο και με τον Δημήτρη Γκενέ τη νύχτα της 10^ηςΙουλίου στη συνεστίαση. Και οι δύο συμφώνησαν στο σκεπτικό, ο Γκενές μάλιστα είπε: Αν θυμάμαι καλά Ανδρέα , ο καθηγητής Αθανασιάδης – πριν πολλά χρόνια – είχε προτείνει τον όρο «δυνητική ενέργεια» σε κάποιο βιβλίο το οποίο μάλιστα πρέπει να το έχω. Θα το κοιτάξω και θα τα ξαναπούμε. Συνεπής όπως πάντα ο «Μήτσος» βρήκε το βιβλίο, έκδοσης 1946, και παρουσίασε μάλιστα (σε κάποιο σχόλιό του για τη συνεστίαση)  το περιεχόμενο του βιβλίου με τον όρο δυνητική ενέργεια.

 Ένας σοβαρός αντίλογος. Μια  σκέψη είναι  να προτείνουμε την αλλαγή του  «δυναμική ενέργεια» με το οποίο έχουμε μεγαλώσει , σε «ενέργεια δυνητική ».  Υπάρχει ωστόσο και αντίλογος και αυτός δεν είναι μόνο «η συνήθεια» και η αδράνεια που εκδηλώνεται, στο επίπεδο της πράξης , σε  οποιαδήποτε αλλαγή. Σοβαρότερος ίσως αντίλογος είναι το ερώτημα : τι θα κάνουμε με την έννοια « δυναμικό ενός πεδίου» ή και με τη  «διαφορά δυναμικού» ;  Διότι το δυναμικό σε ένα σημείο πεδίου , δεν είναι «dynamic», είναι και αυτό potential και potentiel και η διαφορά δυναμικού είναι potential difference και Potentialdifferenz. Ας υποθέσουμε ότι αλλάζουμε τη δυναμική ενέργεια σε «δυνητική» .Τι θα κάνουμε με το δυναμικό και τη διαφορά δυναμικού; Θα προτείνουμε να λέγεται «δυνητικό» όπως η «δυνητική ενέργεια» ή ίσως κάτι άλλο ;  Θα τολμήσουμε να δημιουργήσουμε «όρο» με ελληνική γραφή και με τη ρίζα ποτένσιαλ, όπως έχουν κάνει εδώ και δεκάδες χρόνια  οι Σέρβοι, οι Πορτογάλοι, οι Αλβανοί, οι Φιλανδοί, οι Τούρκοι, οι Ρουμάνοι και όχι μόνο αυτοί ;  Δύσκολη, τελικά,  η προοπτική μιας τέτοιας αλλαγής. 

 Συμπέρασμα : Εφόσον, για τη μορφή αυτή ενέργειας χρειαστεί να διατηρήσουμε τον χαρακτηρισμό  «δυναμική», οφείλουμε, ως δάσκαλοι,  να αποσαφηνίζουμε ότι το σημασιακό της περιεχόμενο δεν έχει κάποια σχέση με την αεροδυναμική, με την υδροδυναμική, με τη θερμοδυναμική, με την ηλεκτροδυναμική, με τους κλάδους, δηλαδή, της  Φυσικής που έχουν κάποιο «δυναμικό» χαρακτήρα , ούτε και με τη «δυναμική» ισορροπία που χρησιμοποιεί η Χημεία. Άλλο η ΔΥΝΑΜΙΚΗ και οι άλλοι κλάδοι της Φυσικής και άλλο η potential ενέργεια κι ας τη λέμε – μόνο στη γλώσσα μας – ενέργεια «δυναμική». H «δυναμική» ενέργεια δεν έχει κάποιο δυναμικό χαρακτήρα, είναι potential και όχι dynamic. Είναι «δυνάμει» ενέργεια, ενέργεια «δυνητική»

Η Φυσική είναι «μία», οι γλώσσες των ανθρώπων «ένα σωρό».                 

Δύναμη, Δυναμική και δυναμική ενέργεια.

Για τη Δυναμική ως κλάδο της Μηχανικής, για τη έννοια δύναμη και για την έννοια δυναμική ενέργεια ο έλληνας μαθητής και η ελληνίδα μαθήτρια πρέπει να  χρησιμοποιούν λέξεις που έχουν την ίδια ακριβώς ετυμολογική ρίζα.

Ο άγγλος μαθητής και η αγγλίδα μαθήτρια της ίδιας ηλικίας διδάσκονται τρεις όρους με ρίζες διαφορετικές:
Dynamics, force και  potential energy.

Οι Τούρκοι       Dinamik,      kuvvet    και   potansiyel nerji                          (προφέρονται 

                   «ντιναμίκ», «κουβέτ»   και   «ποτανσιέλ ενέρζι» )  

 Οι Αλβανοί       Dinamikë ,   forca      και    energjia otenciale                      (προφέρονται   «διναμίκε»,   «φόρσα» και    «ενερτζία ποτενσιάλιε» )

 Οι Γάλλοι         Dynamique,   force    και   énergie potentielle  

Οι Ισπανοί        Dinámica       fuerza   και    energía potencial                     (προφέρονται   «ντινάμικα»    «φούρθα» και   «ενερχία ποτενθιάλ»  )

Οι Καταλανοί,  οπαδοί της Μπαρτσελόνα οι περισσότεροι,

Dinàmica, força και energia potencial                 (προφέρονται   

«ντινάμικα» «φόρσα» και «ενεργκία ποτενσιάλ»  )

Οι Πορτογάλοι    Dinâmica ,    força    και    energia potencial

Οι Ιταλοί            Dinamica,     forza    και   energia potenziale

Οι Ρουμάνοι        Dinamică,     forța     και    potențial energia

Οι Γερμανοί       Dynamik,  Kraft και potentielle Energie.

Οι Ολλανδοί      Dynamica,     kracht     και     potentiële energie

Οι Σουηδοί       Dynamik,       kraft       και    potentiell energi

Οι Δανοί           Dynamik,       kraft      και    potentiel energi

Οι Νορβηγοί     Dynamikk,    kraft      και     potensiell energi

Οι Πολωνοί       Dynamika,   siła    και    energia potencjalna

Οι Τσέχοι         Dynamika,   síla    και    potenciální energie

Οι Σλοβένοι      Dynamika,   sila   και     potencialna energija

Οι Κροάτες       Dinamika,    sila   και     potencijalne energije

 Οι Σέρβοι        Динамика,    сила    και    потенцијална енергија

( προφέρονται   όπως οι αντίστοιχοι των Κροατών

«ντινάμικα» ,  «σίλα»  και  «ποτενσίαλνα ενέργκια» )

Οι Ρώσοι          Дина́мика,  силы  και   потенциальная энергия 

(προφέρονται   περίπου  «ντιναμίκα», «σίλε» και «ποτενσιάλνεα ινέργκεια» }

Οι Βούλγαροι   динамика,    сила και   потенциална енергия

(προφέρονται  σχεδόν  όπως τα αντίστοιχα των Ρώσων)

Οι Φιλανδοί     Dynamiikka,    voima    και    potentiaalienergia

Οι Ούγγροι      Dinamika,      erő        και    potenciális energia

Οι  Εσθονοί     Dünaamika,  jõud        και    potentsiaalne energia

Οι Λιθουανοί   Dinamika,     jėga        και    potencinė energija

Οι Λετονοί      Dinamika ,    spēks       και   potenciālā enerģija

Οι Μαλτέζοι    Dinamika,     forza,      και   enerġija potenzjali

Οι Βάσκοι        Dinamika,     indarra    και   energia potentziala

Οι  Έλληνες     Δυναμική,     δύναμη    και   δυναμική ενέργεια

Στο σύνολο δηλαδή των γλωσσών αυτών                                                                            

α. Ο ελληνικής καταγωγής αγγλικός όρος Dynamics διατηρείται – με την ίδια ετυμολογική ρίζα – και στις 30 γλώσσες β. Ο ελληνικής καταγωγής αγγλικός όρος Energy διατηρείται – με την ίδια ετυμολογική ρίζα – και στις 30 γλώσσες   γ. Ο λατινικής καταγωγής αγγλικός όρος “potencial”  διατηρείται με την ίδια ετυμολογική ρίζα σε όλες τις γλώσσες εκτός από την ελληνική                                                                                                                                       δ. Οι Έλληνες φυσικοί είναι η μόνοι που και για τις τρεις όρους χρησιμοποιούν λέξη με κοινή ετυμολογική ρίζα . Σε όλες τις άλλες γλώσσες και οι τρεις ρίζες των αντίστοιχων όρων είναι διαφορετικές                                               

ε. Σχετικά με την έννοια την οποία στη γλώσσα μας αποδίδουμε με το «δύναμη», οι όροι που χρησιμοποιούνται από την Φυσική ετυμολογικά ποικίλλουν.  Ένα από τα  «διότι» της  ποικιλότητας είναι ότι από ειδικά για τη δύναμη έχει προηγηθεί μια  προσπάθεια  ο όρος της Φυσικής  να σχετίζεται με τη γλώσσα της καθημερινής ζωής.  Αυτό δεν συνέβη με τους όρους έννοιες ενέργεια,  potential ενέργεια και Δυναμική. Αυτές είναι λέξεις της επιστήμης που αντλήθηκαν από τις δύο μεγάλες γλωσσικές δεξαμενές, την ελληνική και τη λατινική. Αναφορικά με τον όρο για την έννοια δύναμη                                                                                                                         ι. Οι λατινικές γλώσσες αλλά και η αγγλική,  η αλβανική και η γλώσσα των Μαλτέζων, -συνολικά  9 γλώσσες – τον αποδίδουν με όρο που ετυμολογικά παραπέμπει στο λατινικό FORCE.                                                                    ιι.  Στις συγγενείς μεταξύ τους  5 γλώσσες των Γερμανών, των Ολλανδών, των Δανών, των Σουηδών και των Νορβηγών αποδίδεται με όρο που παραπέμπει στη ρίζα “KRAFT”.                                                                            iii . Όλες οι σλαβικές – συνολικά 8 γλώσσες – τον αποδίδουν με όρο ετυμολογικά σχετιζόμενο με τον σλαβικής προέλευσης “SILA”.

Σε κάθε μία από τις υπόλοιπες 8 γλώσσες – των Τούρκων, των Φιλανδών , των Ούγγρων, των Εσθονών, των Λιθουανών, των Λετονών, των Ελλήνων, των Βάσκων – η έννοια έχει ρίζα ετυμολογικά διαφορετική.

 Η γλώσσα, ορισμένες φορές, αντίπαλος της διδασκαλίας μας. Επειδή πιστεύω ότι, κατά τη διδασκαλία της Φυσικής, η γλώσσα , ορισμένες φορές, γίνεται αντίπαλος της διδασκαλίας μας, εκτιμώ ότι ακόμα και εάν διατηρήσουμε τον όρο «δυναμική ενέργεια» και δεν τον αλλάξουμε, οφείλουμε ως διδάσκοντες να έχουμε ΕΠΙΓΝΩΣΗ των ανομολόγητων συνήθως προβλημάτων που παρουσιάζει ως φόρμα γλωσσική.                             

Αν δηλαδή ένας μαθητής σηκώσει το χέρι και δηλώσει πώς “κατάλαβε ότι η λεγόμενη δυναμική ενέργεια έχει σχέση με την αεροδυναμική (!!)” σημαίνει ότι η παρανόηση  έχει μάλλον συντελεστεί . Εφόσον μια μαθήτρια κάνει την ερώτηση “εκτός από «δυναμική ενέργεια» υπάρχει και  «ηλεκτροδυναμική ενέργεια» ή «θερμοδυναμική ενέργεια»;”  σημαίνει ότι η παρανόηση έχει σίγουρα συντελεστεί.

 Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας