ماده چیست؟
مِی در بادکنکی خالی و چروک فوت می‌کند. چند نفس بعد، بادکنک گرد و سفت شده است و اگر فشارش دهد، بادکنک هم به دستش فشار می‌آورد. اما وقتی به درونش نگاه می‌کند، هیچ چیزی نمی‌بیند. پس درون بادکنک چیست؟ آیا «هیچ چیز» می‌تواند به دست ما فشار بیاورد؟
علمِ چیزها
این دوره درباره‌ی شیمی (chemistry) است: علمی که می‌پرسد چیزها از چه ساخته شده‌اند و چطور تغییر می‌کنند. یک سنگ، یک لیوان آب، دستِ خودتان و هوای درونِ بادکنکِ مِی همه «چیز»اند. دانشمندان برای این چیزها یک نام دارند: ماده (matter).
از کجا بفهمیم چیزی ماده است یا نه؟ ماده همیشه دو ویژگی دارد:
- جرم (mass) دارد. جرم یعنی مقدارِ چیزی که در یک شیء هست. روی ترازوی آشپزخانه، جرمِ بیشتر عددِ بزرگ‌تری نشان می‌دهد.
- جا اشغال می‌کند. جایی که یک تکه ماده هست، تکه‌ی دیگری نمی‌تواند همان لحظه باشد. نمی‌توانید دستتان را درست همان‌جایی بگذارید که میز هست.
سنگ هر دو ویژگی را دارد. آب هم همین‌طور: اگر در لیوانی پر آب بریزید، آب از لبه‌اش بیرون می‌ریزد، چون جا از قبل پر شده است.
هوا هم ماده است
باور کردنِ این‌که هوا ماده است سخت‌تر است، چون هوا را نمی‌بینیم. اما هوا هم هر دو ویژگی را دارد.
هوا جا اشغال می‌کند. مِی همین را دید: نفسش بادکنک را پر کرد و دیواره‌هایش را به بیرون هل داد. هوا جرم هم دارد. آن را در باد حس می‌کنید؛ باد می‌تواند دری را ببندد یا بادبادکی را بالا ببرد. مقدارش هم بیشتر از آن است که فکر می‌کنید: هوای اتاقی به طولِ ۴ متر و عرضِ ۴ متر حدودِ ۵۰ کیلوگرم جرم دارد، به اندازه‌ی یک آدمِ بزرگسالِ لاغر.
چه چیزی ماده نیست؟
بعضی چیزها واقعی‌اند، اما ماده نیستند. نورِ یک چراغ جرم ندارد و اتاق را طوری پر نمی‌کند که دیگر جایی برای چیزِ دیگری نماند. صدا، گرما و سایه هم همین‌طورند. این‌ها اتفاق‌هایی‌اند که رخ می‌دهند، نه چیزی که بشود در شیشه‌ای ریخت. (این‌که این‌ها دقیقاً چه هستند، داستانِ سطح‌های بعدی است.)
در خانه امتحان کنید
- یک دستمال‌کاغذیِ خشک را مچاله کنید و ته یک لیوانِ خالی فرو کنید، طوری که وقتی لیوان را برمی‌گردانید، دستمال همان‌جا بماند.
- یک کاسه یا سینک را پر از آب کنید.
- لیوان را وارونه کنید و صاف به درونِ آب فرو ببرید، تا ته.
- لیوان را بدونِ کج کردن، صاف بیرون بیاورید و به دستمال دست بزنید.
دستمال خشک است. لیوان خالی نبود؛ پر از هوا بود. هوا جا را اشغال کرده بود و آب نتوانست داخل شود.
واژه‌های این درس
- شیمی - علمی که می‌پرسد چیزها از چه ساخته شده‌اند و چطور تغییر می‌کنند
- ماده - هر چیزی که جرم دارد و جا اشغال می‌کند
- جرم - مقدارِ چیزی که در یک شیء هست
ایده‌ی اصلی
ماده هر چیزی است که جرم دارد و جا اشغال می‌کند. سنگ، آب، خودِ شما و حتی هوای نادیدنی ماده‌اند. نور، صدا و گرما واقعی‌اند، اما ماده نیستند.