DaveSave
JF-Expert Member
- Nov 20, 2010
- 440
- 638
“MPEMBA EFFECT”: UDADISI, UTAFITI NA UGUNDUZI WA KITANZANIA
“MAJI ya moto yaliyochemka yanaganda (kuwa barafu) haraka zaidi kabla ya maji ya baridi”.
Ni ugunduzi wa kisayansi wa Mtanzania usiotajwa kwenye Vitabuni, Shuleni wala Vyuoni mwetu hapa nchini, lakini ni gumzo la kitaaluma katika Vyuo na taasisi mbalimbali za elimu za Mataifa mbalimbali. Ni “Udhani” (Hypothesis) unaoumiza vichwa vya wanasayansi wa Dunia yote, kuanzia Ulaya Magharibi, Amerika mpaka Asia.
Ugunduzi huu wa kisayansi unaeoelezea “sifa ya kipekee ya maji” ulifanywa na mwanafunzi wa kidato cha tatu wa Kitanzania katika shule ya sekondari Magamba, Lushoto, Mkoani Tanga, mwaka 1963. Jina la Mwanafunzi huyo ni Erasto Bartholomeo Mpemba, jina ambalo sifa hiyo ya maji (physical phenomenon) imepewa, yaani “Mpemba effect”.
Erasto Batholomeo Mpemba, kama ilivyokuwa kwa wanasayansi wengine maarufu duniani, alifanikiwa kugundua sifa hii muhimu ya maji kama ajali tu (accidental discovery), kama ilivyokuwa kwa Wagunduzi wengine wa Kisayansi wa Kaliba yake, Mfano Friedrich August Kekule (Mgunduzi wa Udhani wa Umbo la Kekule katika Sayansi ya Kemia), Isaack Newton, Archemedes na wengineo, Mpemba naye amefanya ugunduzi wake baada ya tukio la kawaida tu katika maisha yake ambalo lilileta majibu yasiyo ya kawaida na yanayofikirisha.
Katika andiko mashuhuri juu ya “Mpemba Effect” lililochapishwa katika Jarida la Kitaaluma la ‘Journal of Physics Education’ la mwaka 1969, Mpemba anaanza kujieleza ifuatavyo, “Jina langu ni Erasto B. Mpemba, nitawaambia ugunduzi wangu ambao umetokana na matumizi mabaya ya jokofu”.
Masimulizi hayo ya Mpemba katika andiko hilo yanaainisha kwa undani mazingira ya elimu ya Tanzania tokea miaka ile ya mwanzo mwa Taifa letu mpaka sasa. Kikawaida wanafunzi wengi wa kitanzania wanaosema kwenye shule za umma, ama hufanya biashara za walimu wakiwa madarasani wakati wa vipindi au baada ya vipindi, au hufanya biashara za Wazazi wao. Erasto Mpemba na wenzake kadhaa pale shuleni Magamba (Hivi sasa ni Sebastian Kolowa Memorial University, SEKOMU), walikuwa wanauza ‘ice-cream’ baada ya kumaliza vipindi vya masomo.
Ingawa haijawekwa wazi kwenye masimulizi hayo kwamba, mradi huu ulikuwa wa shule ama wa mwalimu tu, lakini wanafunzi waliohusika na biashara hii walikuwa wengi, hivyo iliwabidi wagombee nafasi kwenye jokofu wakati wa kutengeneza ‘ice cream’ hizo. Kwa kawaida ilikuwa wananunua maziwa asubuhi na mapema kutoka vijiji vya jirani kama vile Maina, Mazinde Juu, Mabughai, Kost na kwengineo; wanayachemsha, wanaacha yapoe kisha wanayaweka kwenye jokofu kabla ya kwenda darasani.
Wakimaliza vipindi vyao madarasani, huchukuwa ‘ice-cream’ zao zilizoganda na kupeleka Lushoto-mjini kwa mauzo. Yule atakayekuwa kakosa nafasi ya kuweka ‘ice cream’ zake kwenye jokofu itampasa asubiri mpaka wenzake watoe ice-cream zao nyakati za mchana kwenda kwenye mauzo ndipo na yeye apate nafasi ya kuweka za kwake. Lakini pia kwa yule aliyeweka mwanzo kabla ya mwenzake, alikuwa na uhakika wa kuanza kupeleka ‘ice-cream’ zake sokoni kabla ya mwezake, maana anayeweka mwanzo ice cream zake zitaganda mapema zaidi kabla ya wengine. Hivyo kulikuwa na changamoto mbili muhimu kwa Mpemba na wenzake, kupata nafasi ya kuweka ‘ice cream’ kwenye jokofu, na kuweka mapema zaidi.
Siku moja wakati Mpemba anachemsha maziwa ya ice-cream, mwenzake (mshindani wake kwenye biashara ya ice-cream) aliamua asichemshe maziwa yake ya kutengenezea ice-cream ili awahi nafasi anayoipenda kwenye jokofu kabla Mpemba hajaweka kwenye nafasi yake hiyo. Kwa akili zake za kitoto hakujali afya za walaji, bali cha muhimu kwake ilikuwa awahi nafasi ndani ya jokofu. Mpemba aliendelea kuchemsha maziwa yake, lakini kwa bahati nzuri au mbaya ikawa imebaki nafasi moja tu kwenye jokofu, hivyo naye kwa hofu ya kupoteza hiyo nafasi moja iliyobaki kwenye jokofu akaamua asisubiri mpaka maziwa yapoe ndipo ayaweke jokofuni bali akayewaka hivyo hivyo yakiwa ya moto bado. Japo alijua ni matumizi mabaya ya jokofu, lakini aliamua kufanya hivyo. Anasimuliwa mwenyewe kwenye “andiko” hilo.
Baada ya saa moja na nusu hivi, wakiwa kwenye mapumziko ya vipindi vya darasani, Mpemba na mwenzake waliamua kwenda kwenye jokofu kuangalia hali ya bidhaa zao na pia usalama wa jokofu. Zaidi Mpemba alikuwa na wasiwasi kwa vile aliweka maziwa ya moto kwenye jokofu, hivyo alitaka kwenda kuhakiki usalama wa jokofu. Walichokiona ndicho ambacho leo hii kinajulikana kama “Mpemba effect”, Maziwa ya Mpemba ambayo aliyaweka kwenye jokofu yakiwa ya moto yalishaganda na kuwa ‘ice-cream’, haliyakuwa maziwa ya yule mwenzake aliyeweka mwanzoni zaidi ‘Maziwa ya baridi bila ya kuyachemsha’, yakiwa bado yangali tepe tepe (hayajaganda kuwa ice-cream).
Hali hii ilipekea sintofahamu kubwa kati yao, kwani yule mwanafunzi mwenzake hakuamini kilichokuwa kinatukia bali alimshutumu Mpemba kwamba huenda amechanganya hizo ‘sahani maalum’ walizokuwa wanazitumia kuwekea ‘ice-cream’ zao, Yaani akimaanisha kuwa zile anazodai Mpemba ni ‘ice cream’ zake (zile zilizoganda) sio za kwake, maana haiwezekani kikawaida zigande kabla ya zile za mwenzie aliyeziweka mapema zaidi na zikiwa zenye ubaridi. Mpemba naye hakuafiki hilo, kwa maana alikuwa na yakini na alichokiona, hakueleza waliumaliza vipi ubishani wao lakini kwa dhahiri ni tukio ambalo lilifungua ukurasa mpya katika maisha yake.
Siku kadhaa baada ya tukio hilo, Mpemba akiwa darasani aliamua kumuuliza mwalimu wake wa kidato cha 3 wa somo la Fizikia juu ya alichokishuhudia, lakini majibu ya mwalimu huyu yalimfanya abadili mawazo kwa muda. Kiufupi majibu ya mwalimu huyo yalikuwa sawa na ya yule rafiki yake Mpemba kuwa “Mpemba, Umechanganya sahani za kuhifadhia za ice-cream, hilo jambo haliwezi kutokea.”
Baada ya kumaliza kidato cha nne pale shuleni Magamba, Mpemba alijiunga na kidato cha tano katika shule ya sekondari Mkwawa, Iringa (sasa ni tawi la chuo kikuu cha Dar es salaam, MUCE), akichukua masomo ya sayansi. Siku moja wakiwa katika somo la Fizikia wanasomeshwa mada ya Joto (heat) wakati mwalimu anaielezea “Newton’s law of cooling” (kanuni ya upoaji ya bwana Newton), Mpemba alimuuliza mwalimu wake wa somo hilo wa kidato cha tano swali lile lile ambalo aliliuliza akiwa kidato cha tatu, “kwanini maziwa ya moto yanaganda haraka zaidi kuliko maziwa ya baridi?”
Mpemba alijikuta akiuliza swali hilo kwa sababu maalum, kwa kifupi kanuni hiyo ya bwana mkubwa Newton inaelekeza kwamba, kitu chenye joto-ridi linalokaribiana au kuwa na tofauti ndogo na joto-ridi la mazingira yake basi kitapoa haraka zaidi kuliko kile chenye joto-ridi kubwa sana zaidi ya joto-ridi la mazingira yake. Hii ndiyo kusema kwa mujibu wa kanuni hii ya Newton, Maziwa ya baridi yalitakiwa yagande haraka kwenye jokofu kuliko maziwa ya moto. Jambo ambalo Mpemba aliona ni tofauti na kilichotokea kwenye ‘ice cream’ zake.
Swali lake hili kwa mara nyengine likaibua sintofahamu na mabishano kati ya Mpemba kwa upande mmoja na Mwalimu na wanafunzi wenzie kwa upande wa pili. Mwalimu akisistiza kuwa jambo hilo haliwezekani kisayansi huku Mpemba naye akijenga hoja kuwa japo hakuna hayo maelezo ya Kisayansi lakini yeye amelishuhudia hilo likitokea kwa macho yake mwenyewe, wanafunzi wenzie hawakumuamini kabisa.
Pamoja na ushuhuda wake kukataliwa na wanafunzi pamoja na mwalimu wake lakini bado Mpemba alisimamia alichokiona, yeye aliamini si kila matokeo yalipaswa kwenda sabamba na hali iliyozoeleka na alitaka wenzie wajipe nafasi ya kukubali matokeo mapya tofauti na yale waliyoyazoea. Mwalimu wake baada ya kuchoshwa na Udadisi wake aliamua kuufunga mjadala huo wa kitaaluma kwa kebehi kuwa “hiyo (ya maziwa ya moto kuganda mapema zaidi ya maziwa ya baridi kwenye jokofu) itakuwa ni ‘Fizikia ya Mpemba’ na sio Fizikia ya Ulimwengu”.
Baada ya hapo ikawa ndio utani tena, kila alichokikosea shuleni pale kiliitwa ‘Cha Mpemba’, kwa mfano kwenye hesabu za“Alogarithims” alipokosea basi, mwalimu wa somo hilo na hata wanafunzi wenzie wangelisema hizo (alizokosea) ni ‘hesabu za Mpemba’ na sio hesabu za Algorithms! Lakini Mpemba, hakukatishwa tamaa na hali hiyo.
Siku moja akiwa katika Maabara ya Baiolojia shuleni hapo, aliamua kurudia jaribio lake, lakini badala ya kutumia maziwa mara hii alitumia maji, alijaza kiasi cha maji ujazo sawa kwenye “bikari” (Bilauri ndogo maalum zitumikazo maabara) mbili, moja akaweka maji ya baridi na nyengine akaweka maji ya moto, kisha akaziweka bikari mbili zile kwenye jokofu kwa muda wa saa moja.
Alipokuja kuziangalia baada ya hiyo saa moja alikuta bikari iliyokuwa na maji ya moto tayari imeshaanza kufanya barafu nyingi sana, wakati ile iliyokuwa na maji ya baridi ingali na maji na barafu kidogo! Hii ilizidi kumpa uhakika wa ugunduzi wake, ugunduzi uliokataliwa na waalimu wake wawili wa somo la Fizikia pamoja na wanafunzi wenzie.
Wakati mmoja wanafunzi wa kidato cha tano na sita shuleni Mkwawa walipata nafasi ya kutembelewa na Mhadhiri mwandamimizi kutoka Chuo Kikuu cha Dar es Salaam, Dk. Denis Osborne (wakati huo akiwa bado ni Daktari wa falsafa tu, sasa Profesa Osborne) ambaye alikuwa ni mtaalamu wa Fizikia. Osborne alialikwa shuleni pale na Mkuu wa shule hiyo ili aje kuwahamasisha wanafunzi wa shule hiyo kusoma kwa bidii ili wafaulu na wafanikiwe kujiunga na masomo ya Chuo kikuu.
Lakini akiwa ni mtaalamu wa Fizikia alizungumza kidogo kuhusu somo hilo, mwishoni Wanafunzi walipewa nafasi ya kumuuliza Dk. Osborne maswali mbalimbali mara baada kumaliza mazungumzo yake. Maswali yalikuwa mengi, yapo yaliyohusu namna ya kujiunga na chuo kikuu, idadi ya wanaotakiwa kuingia chuo kikuu, ugumu na wa somo la Fizikia chuo kikuu, unakuwa nani ukimaliza Sahahada ya Fizikia?, n.k. Lakini swali lilowavunja mbavu kwa kicheko wanafunzi wengi kama si wote, hata kupelekea wengine kuona aibu, ni swali alilouliza Erasto Mpemba.
Mpemba alimuuliza Dk. Osborne swali lile lile alilowahi kuwauliza mwanzoni walimu wake wawili wa Fizikia, tofauti ikiwa mara hii akiuliza kuhusu maji na siyo maziwa, na akiwa makini zaidi kujua joto-ridi la awali la maji yake, alimuuliza “Inakuaje ukijaza maji ya moto yenye nyuzi joto 100 za sentigredi na maji baridi yenye nyuzi joto 35 za sentigredi, kwa ujazo sawa kwenye ‘beaker’ mbili tofauti kisha ukaweka kwenye jokofu, maji yaliyokuwa na nyuzi joto 100 za sentigredi yanaganda kabla ya yale yaliyokuwa na nyuzi joto 35 za sentigredi?”
Dk. Osborne, kwanza alicheka kama walivyocheka wengine katika hadhara ile, kisha akamwambia Mpemba arudie swali lake. Mpemba akarudia kile kile alichokiuliza mara ya kwanza, Mara hii uzingatiaji wa Dk. Osborne ulikuwa mkubwa zaidi, mara baada ya Mpemba kurudia swali lake akamuuliza “una hakika umefanya hivyo?”
Mpemba akajibu ndio, nna hakika nimefanya, hapa Prof. Osborne alionesha utofauti wa hali ya juu katika kuiendea kesi hii! Kwanza alitaka kujiridhisha kama kweli alichosikia ndicho kilichoulizwa, pili alitaka kujua imani ya muuliza swali juu ya anachokiuliza (uhakika wake), na tatu na muhimu sana katika taaluma yoyote, alitaka kujua chanzo cha hoja, ndo maana akamuuliza (je ni kweli umefanya wewe mwenyewe?). Baada ya kujiridhisha na yote hayo alijibu swali la Mpemba kwa kumwambia kuwa “Sijui kwa kweli, lakini nakuahidi kuwa nitajaribu huo uchunguzi nikifika Dar es Salaam”.
Kinachofurahisha zaidi kutoka kwa Dk. Osborne sio namna alivyolisikiliza swali kwa umakini mkubwa, bali ni ile hali ya kuwa tayari kusikia na kupokea kitu kipya kutoka hata kwa mwanafunzi wa sekondari ya Kijijini Mkwawa. Jiulize ni maDokta, maProfesa au Walimu vyuoni, mashuleni na kwenye vituo vyetu vya utafiti walio tayari kupokea wazo jipya (ambalo halijatoka kwa wanasyansi wa nje) kutoka kwa wanafunzi wao au hata wafanyakazi wenzao waliochini yao kielimu? Ni wachache sana!
Wanafunzi wenzake, hasa wale wanaojiita vipanga, hawakufurahishwa na kitendo chake cha kuuliza swali ambalo wao waliliona ni la kipuuzi, walifikia hatua hata ya kumhoji “Hivi Mpemba umeelewa kweli ‘sura nzima’ ya kitabu inayoelezea Newtons law of cooling?” Lakini Mpemba siku zote alipenda kuwajibu kuwa “Nadharia wakati mwengine hutofautiana na majibu ya uchuguzi kwa vitendo”.
Dk. Osborne aliporudi Dar es salaam aliurudia ule uchunguzi, kwa kuweka maji ya moto na baridi kwenye ‘bikari’ mbili tofauti (ujazo sawa kama Mpemba), kisha akaziweka bilauri zile kwenye jokofu kwa muda wa saa moja. Majibu aliyopata ni kama yale aliyoyapata Mpemba kule Magamba na hatimaye pale Iringa. Kwa kutumia ufahamu wake kwenye sayansi (Fizikia), alijaribu kuelezea, sababu zinazoweza kupelekea hali hiyo, na hatimaye mwaka 1969, walichapisha chapisho lao (scientific paper) kwenye Jarida la ‘Journal of Physics Education’ lenye kichwa cha habari (Title), “Cool?” (Poa?).
Chapisho hilo ni moja ya Maandiko machache ya Kisayansi ambayo yameandikwa katika mtindo wa Masimulizi. Ni simulizi ya kweli katika ulimwengu wa sayansi na ugunduzi, Simulizi inayobeba mambo mengi na inayoonesha uhalisia wa mfumo mbovu wa elimu yetu. Maana hata baada ya kumaliza kidato sita, Mpemba alipotea kabisa katika ulimwengu wa sayansi na aliishia kusoma “Chuo cha uhifadhi Wanyamapori” badala ya kuwa Mwanasayansi.
Ni simulizi inayoonyesha kuwa pamoja na ukatishwaji tamaa mkubwa unaofanywa kwa wanafunzi mashuleni lakini pia hakuna juhudi zozote zinazofanywa kuviendeleza vipaji mbalimbali vinachomozwa na kuushinda mtihani huo wa kukatishwa tamaa. Kutokana na masimulizi haya tunaonyeshwa kuwa “Udhani” hata kama umeasisiwa na wanasayansi wakubwa wa kimagharibi na Amerika, bado unaweza kuwa na mapungufu katika kulielezea jambo husika, hivyo bado kuna nafasi ya kuzifanyia marekebisho na hata kuzipinga tafiti mbalimbali zilizowahi kufanywa.
Pia simulizi hii imetuonesha tofauti ya kuwa na wasomi ambao ni “wadadisi” na wale ambao ni wasomi “wahafidhina” wanaoendesha taaluma zao kiimla na kimazoea. Zaidi ya yote hii ni simulizi inayotufunza kuwa “Hakuna swali la kipuuzi”.
Chakusikitisha zaidi, ambacho ndicho kilichonisukuma kuandika makala hii, ni jinsi utafiti huu wa kujivunia, na wa kipekee, uliofanywa na wataaalam wetu ndani ya ardhi yetu, hautajwi wala kusimuliwa popote nchini, si katika shule wala vyuo vyetu. Baadhi ya vyanzo vya Kitafiti duniani vimeainisha kwamba “Mpemba effect” ni moja kati ya ‘Falsafa chache za Kifizikia’ (kama sio pekee tu) iliyopewa jina la mtafiti wa kiafrika.
Ajabu, hapa Tanzania tumeshindwa hata kumweka Mpemba kwenye vitabu vya hadithi vya shule za Msingi ili watoto wetu wajifunze, wahamasike na waamini kwamba inawezekana kuwa mwanasayansi mgunduzi hata bila kufika Chuo Kikuu. Hilo lingefanyika lingewapa fursa wanafunzi hawa ya kujifunza kujiamini na kutokata tamaa juu ya kile wanachokiamini au kukijua. Zaidi wangejifunza mbinu za kuhimili changamoto, wangetambua kwamba katika kila hatua ya maendeleo viko vizingiti vya kukatisha tamaa, na hivyo wangejifunza namna ya kuenenda katika nyakati hizo.
Kwa kuona umuhimu mkubwa wa “Mpemba effect” katika ulimwengu huu wa Sayansi na Teknolojia, Mwaka 2012 tu, Jarida ya ‘The Royal Society of Chemistry’ la Chuo Kikuu cha Cambridge cha Uingereza, ambalo ni moja ya Majarida Makongwe sana na yenye hadhi ya juu ya Kitaaluma duniani lilitangaza zawadi nono ya pesa kwa mtu au kikundi cha wanasayansi watakaoweza kutoa maelezo mazuri, bora na ya kujenga zaidi kuhusu “dhana” kwamba maji ya moto yanaganda mapema zaidi kabla ya maji ya baridi - “Mpemba effect”.
Watu zaidi ya ishirini na mbili elfu (22,000) walijitokeza, Kisha 11 wakaingia fainali, na hatimaye Nikola Bregovic kutoka Croatia ambaye ni mfanyakazi wa Maabara ya Kemia katika Chuo Kikuu cha Zagreb, akatangazwa kuwa mshindi. Januari 10, 2013 Mtanzania Erasto Bartholomeo Mpemba ndiye aliyepewa heshima kubwa ya kumtangaza mshindi na kumpa zawadi hiyo kwa niaba ya Jaribu la ‘The Royal Society of Chemistry’, tukio ambalo lilichochea hamasa juu ya Udadisi, Utafiti na Ugunduzi kwa vijana wengi wa Ulaya.
“Mpemba effect” iko bado na inaishi kwenye maabara mbalimbali duniani, kuanzia Ulaya, Amerika na Asia, lakini sio Tanzania. Tafiti mbali mbali zimeshafanywa (Katz, 2009, Esposito, 2008, na Auerbach, 1995), na bado zinaendelea kufanywa ili kutafuta sababu za msingi za “dhana” hii ili mwishowe iweze kuwekwa katika matumizi sahihi kama kanuni (law) kwa ajili ya maendeleo ya wanaadam.
Pichani ni Erasto B Mpemba akiwa pamoja na Profesa Denis Osborne katika moja ya Mikutano mbalimbali waliyohudhuria pamoja duniani. Picha na Maelezo haya ni kwa hisani kubwa ya Ndugu Ally Mahadhy, Mwanafunzi wa Kitanzania wa Shahada ya Uzamivu katika Chuo Kikuu cha Lund, Sweden.
“MAJI ya moto yaliyochemka yanaganda (kuwa barafu) haraka zaidi kabla ya maji ya baridi”.
Ni ugunduzi wa kisayansi wa Mtanzania usiotajwa kwenye Vitabuni, Shuleni wala Vyuoni mwetu hapa nchini, lakini ni gumzo la kitaaluma katika Vyuo na taasisi mbalimbali za elimu za Mataifa mbalimbali. Ni “Udhani” (Hypothesis) unaoumiza vichwa vya wanasayansi wa Dunia yote, kuanzia Ulaya Magharibi, Amerika mpaka Asia.
Ugunduzi huu wa kisayansi unaeoelezea “sifa ya kipekee ya maji” ulifanywa na mwanafunzi wa kidato cha tatu wa Kitanzania katika shule ya sekondari Magamba, Lushoto, Mkoani Tanga, mwaka 1963. Jina la Mwanafunzi huyo ni Erasto Bartholomeo Mpemba, jina ambalo sifa hiyo ya maji (physical phenomenon) imepewa, yaani “Mpemba effect”.
Erasto Batholomeo Mpemba, kama ilivyokuwa kwa wanasayansi wengine maarufu duniani, alifanikiwa kugundua sifa hii muhimu ya maji kama ajali tu (accidental discovery), kama ilivyokuwa kwa Wagunduzi wengine wa Kisayansi wa Kaliba yake, Mfano Friedrich August Kekule (Mgunduzi wa Udhani wa Umbo la Kekule katika Sayansi ya Kemia), Isaack Newton, Archemedes na wengineo, Mpemba naye amefanya ugunduzi wake baada ya tukio la kawaida tu katika maisha yake ambalo lilileta majibu yasiyo ya kawaida na yanayofikirisha.
Katika andiko mashuhuri juu ya “Mpemba Effect” lililochapishwa katika Jarida la Kitaaluma la ‘Journal of Physics Education’ la mwaka 1969, Mpemba anaanza kujieleza ifuatavyo, “Jina langu ni Erasto B. Mpemba, nitawaambia ugunduzi wangu ambao umetokana na matumizi mabaya ya jokofu”.
Masimulizi hayo ya Mpemba katika andiko hilo yanaainisha kwa undani mazingira ya elimu ya Tanzania tokea miaka ile ya mwanzo mwa Taifa letu mpaka sasa. Kikawaida wanafunzi wengi wa kitanzania wanaosema kwenye shule za umma, ama hufanya biashara za walimu wakiwa madarasani wakati wa vipindi au baada ya vipindi, au hufanya biashara za Wazazi wao. Erasto Mpemba na wenzake kadhaa pale shuleni Magamba (Hivi sasa ni Sebastian Kolowa Memorial University, SEKOMU), walikuwa wanauza ‘ice-cream’ baada ya kumaliza vipindi vya masomo.
Ingawa haijawekwa wazi kwenye masimulizi hayo kwamba, mradi huu ulikuwa wa shule ama wa mwalimu tu, lakini wanafunzi waliohusika na biashara hii walikuwa wengi, hivyo iliwabidi wagombee nafasi kwenye jokofu wakati wa kutengeneza ‘ice cream’ hizo. Kwa kawaida ilikuwa wananunua maziwa asubuhi na mapema kutoka vijiji vya jirani kama vile Maina, Mazinde Juu, Mabughai, Kost na kwengineo; wanayachemsha, wanaacha yapoe kisha wanayaweka kwenye jokofu kabla ya kwenda darasani.
Wakimaliza vipindi vyao madarasani, huchukuwa ‘ice-cream’ zao zilizoganda na kupeleka Lushoto-mjini kwa mauzo. Yule atakayekuwa kakosa nafasi ya kuweka ‘ice cream’ zake kwenye jokofu itampasa asubiri mpaka wenzake watoe ice-cream zao nyakati za mchana kwenda kwenye mauzo ndipo na yeye apate nafasi ya kuweka za kwake. Lakini pia kwa yule aliyeweka mwanzo kabla ya mwenzake, alikuwa na uhakika wa kuanza kupeleka ‘ice-cream’ zake sokoni kabla ya mwezake, maana anayeweka mwanzo ice cream zake zitaganda mapema zaidi kabla ya wengine. Hivyo kulikuwa na changamoto mbili muhimu kwa Mpemba na wenzake, kupata nafasi ya kuweka ‘ice cream’ kwenye jokofu, na kuweka mapema zaidi.
Siku moja wakati Mpemba anachemsha maziwa ya ice-cream, mwenzake (mshindani wake kwenye biashara ya ice-cream) aliamua asichemshe maziwa yake ya kutengenezea ice-cream ili awahi nafasi anayoipenda kwenye jokofu kabla Mpemba hajaweka kwenye nafasi yake hiyo. Kwa akili zake za kitoto hakujali afya za walaji, bali cha muhimu kwake ilikuwa awahi nafasi ndani ya jokofu. Mpemba aliendelea kuchemsha maziwa yake, lakini kwa bahati nzuri au mbaya ikawa imebaki nafasi moja tu kwenye jokofu, hivyo naye kwa hofu ya kupoteza hiyo nafasi moja iliyobaki kwenye jokofu akaamua asisubiri mpaka maziwa yapoe ndipo ayaweke jokofuni bali akayewaka hivyo hivyo yakiwa ya moto bado. Japo alijua ni matumizi mabaya ya jokofu, lakini aliamua kufanya hivyo. Anasimuliwa mwenyewe kwenye “andiko” hilo.
Baada ya saa moja na nusu hivi, wakiwa kwenye mapumziko ya vipindi vya darasani, Mpemba na mwenzake waliamua kwenda kwenye jokofu kuangalia hali ya bidhaa zao na pia usalama wa jokofu. Zaidi Mpemba alikuwa na wasiwasi kwa vile aliweka maziwa ya moto kwenye jokofu, hivyo alitaka kwenda kuhakiki usalama wa jokofu. Walichokiona ndicho ambacho leo hii kinajulikana kama “Mpemba effect”, Maziwa ya Mpemba ambayo aliyaweka kwenye jokofu yakiwa ya moto yalishaganda na kuwa ‘ice-cream’, haliyakuwa maziwa ya yule mwenzake aliyeweka mwanzoni zaidi ‘Maziwa ya baridi bila ya kuyachemsha’, yakiwa bado yangali tepe tepe (hayajaganda kuwa ice-cream).
Hali hii ilipekea sintofahamu kubwa kati yao, kwani yule mwanafunzi mwenzake hakuamini kilichokuwa kinatukia bali alimshutumu Mpemba kwamba huenda amechanganya hizo ‘sahani maalum’ walizokuwa wanazitumia kuwekea ‘ice-cream’ zao, Yaani akimaanisha kuwa zile anazodai Mpemba ni ‘ice cream’ zake (zile zilizoganda) sio za kwake, maana haiwezekani kikawaida zigande kabla ya zile za mwenzie aliyeziweka mapema zaidi na zikiwa zenye ubaridi. Mpemba naye hakuafiki hilo, kwa maana alikuwa na yakini na alichokiona, hakueleza waliumaliza vipi ubishani wao lakini kwa dhahiri ni tukio ambalo lilifungua ukurasa mpya katika maisha yake.
Siku kadhaa baada ya tukio hilo, Mpemba akiwa darasani aliamua kumuuliza mwalimu wake wa kidato cha 3 wa somo la Fizikia juu ya alichokishuhudia, lakini majibu ya mwalimu huyu yalimfanya abadili mawazo kwa muda. Kiufupi majibu ya mwalimu huyo yalikuwa sawa na ya yule rafiki yake Mpemba kuwa “Mpemba, Umechanganya sahani za kuhifadhia za ice-cream, hilo jambo haliwezi kutokea.”
Baada ya kumaliza kidato cha nne pale shuleni Magamba, Mpemba alijiunga na kidato cha tano katika shule ya sekondari Mkwawa, Iringa (sasa ni tawi la chuo kikuu cha Dar es salaam, MUCE), akichukua masomo ya sayansi. Siku moja wakiwa katika somo la Fizikia wanasomeshwa mada ya Joto (heat) wakati mwalimu anaielezea “Newton’s law of cooling” (kanuni ya upoaji ya bwana Newton), Mpemba alimuuliza mwalimu wake wa somo hilo wa kidato cha tano swali lile lile ambalo aliliuliza akiwa kidato cha tatu, “kwanini maziwa ya moto yanaganda haraka zaidi kuliko maziwa ya baridi?”
Mpemba alijikuta akiuliza swali hilo kwa sababu maalum, kwa kifupi kanuni hiyo ya bwana mkubwa Newton inaelekeza kwamba, kitu chenye joto-ridi linalokaribiana au kuwa na tofauti ndogo na joto-ridi la mazingira yake basi kitapoa haraka zaidi kuliko kile chenye joto-ridi kubwa sana zaidi ya joto-ridi la mazingira yake. Hii ndiyo kusema kwa mujibu wa kanuni hii ya Newton, Maziwa ya baridi yalitakiwa yagande haraka kwenye jokofu kuliko maziwa ya moto. Jambo ambalo Mpemba aliona ni tofauti na kilichotokea kwenye ‘ice cream’ zake.
Swali lake hili kwa mara nyengine likaibua sintofahamu na mabishano kati ya Mpemba kwa upande mmoja na Mwalimu na wanafunzi wenzie kwa upande wa pili. Mwalimu akisistiza kuwa jambo hilo haliwezekani kisayansi huku Mpemba naye akijenga hoja kuwa japo hakuna hayo maelezo ya Kisayansi lakini yeye amelishuhudia hilo likitokea kwa macho yake mwenyewe, wanafunzi wenzie hawakumuamini kabisa.
Pamoja na ushuhuda wake kukataliwa na wanafunzi pamoja na mwalimu wake lakini bado Mpemba alisimamia alichokiona, yeye aliamini si kila matokeo yalipaswa kwenda sabamba na hali iliyozoeleka na alitaka wenzie wajipe nafasi ya kukubali matokeo mapya tofauti na yale waliyoyazoea. Mwalimu wake baada ya kuchoshwa na Udadisi wake aliamua kuufunga mjadala huo wa kitaaluma kwa kebehi kuwa “hiyo (ya maziwa ya moto kuganda mapema zaidi ya maziwa ya baridi kwenye jokofu) itakuwa ni ‘Fizikia ya Mpemba’ na sio Fizikia ya Ulimwengu”.
Baada ya hapo ikawa ndio utani tena, kila alichokikosea shuleni pale kiliitwa ‘Cha Mpemba’, kwa mfano kwenye hesabu za“Alogarithims” alipokosea basi, mwalimu wa somo hilo na hata wanafunzi wenzie wangelisema hizo (alizokosea) ni ‘hesabu za Mpemba’ na sio hesabu za Algorithms! Lakini Mpemba, hakukatishwa tamaa na hali hiyo.
Siku moja akiwa katika Maabara ya Baiolojia shuleni hapo, aliamua kurudia jaribio lake, lakini badala ya kutumia maziwa mara hii alitumia maji, alijaza kiasi cha maji ujazo sawa kwenye “bikari” (Bilauri ndogo maalum zitumikazo maabara) mbili, moja akaweka maji ya baridi na nyengine akaweka maji ya moto, kisha akaziweka bikari mbili zile kwenye jokofu kwa muda wa saa moja.
Alipokuja kuziangalia baada ya hiyo saa moja alikuta bikari iliyokuwa na maji ya moto tayari imeshaanza kufanya barafu nyingi sana, wakati ile iliyokuwa na maji ya baridi ingali na maji na barafu kidogo! Hii ilizidi kumpa uhakika wa ugunduzi wake, ugunduzi uliokataliwa na waalimu wake wawili wa somo la Fizikia pamoja na wanafunzi wenzie.
Wakati mmoja wanafunzi wa kidato cha tano na sita shuleni Mkwawa walipata nafasi ya kutembelewa na Mhadhiri mwandamimizi kutoka Chuo Kikuu cha Dar es Salaam, Dk. Denis Osborne (wakati huo akiwa bado ni Daktari wa falsafa tu, sasa Profesa Osborne) ambaye alikuwa ni mtaalamu wa Fizikia. Osborne alialikwa shuleni pale na Mkuu wa shule hiyo ili aje kuwahamasisha wanafunzi wa shule hiyo kusoma kwa bidii ili wafaulu na wafanikiwe kujiunga na masomo ya Chuo kikuu.
Lakini akiwa ni mtaalamu wa Fizikia alizungumza kidogo kuhusu somo hilo, mwishoni Wanafunzi walipewa nafasi ya kumuuliza Dk. Osborne maswali mbalimbali mara baada kumaliza mazungumzo yake. Maswali yalikuwa mengi, yapo yaliyohusu namna ya kujiunga na chuo kikuu, idadi ya wanaotakiwa kuingia chuo kikuu, ugumu na wa somo la Fizikia chuo kikuu, unakuwa nani ukimaliza Sahahada ya Fizikia?, n.k. Lakini swali lilowavunja mbavu kwa kicheko wanafunzi wengi kama si wote, hata kupelekea wengine kuona aibu, ni swali alilouliza Erasto Mpemba.
Mpemba alimuuliza Dk. Osborne swali lile lile alilowahi kuwauliza mwanzoni walimu wake wawili wa Fizikia, tofauti ikiwa mara hii akiuliza kuhusu maji na siyo maziwa, na akiwa makini zaidi kujua joto-ridi la awali la maji yake, alimuuliza “Inakuaje ukijaza maji ya moto yenye nyuzi joto 100 za sentigredi na maji baridi yenye nyuzi joto 35 za sentigredi, kwa ujazo sawa kwenye ‘beaker’ mbili tofauti kisha ukaweka kwenye jokofu, maji yaliyokuwa na nyuzi joto 100 za sentigredi yanaganda kabla ya yale yaliyokuwa na nyuzi joto 35 za sentigredi?”
Dk. Osborne, kwanza alicheka kama walivyocheka wengine katika hadhara ile, kisha akamwambia Mpemba arudie swali lake. Mpemba akarudia kile kile alichokiuliza mara ya kwanza, Mara hii uzingatiaji wa Dk. Osborne ulikuwa mkubwa zaidi, mara baada ya Mpemba kurudia swali lake akamuuliza “una hakika umefanya hivyo?”
Mpemba akajibu ndio, nna hakika nimefanya, hapa Prof. Osborne alionesha utofauti wa hali ya juu katika kuiendea kesi hii! Kwanza alitaka kujiridhisha kama kweli alichosikia ndicho kilichoulizwa, pili alitaka kujua imani ya muuliza swali juu ya anachokiuliza (uhakika wake), na tatu na muhimu sana katika taaluma yoyote, alitaka kujua chanzo cha hoja, ndo maana akamuuliza (je ni kweli umefanya wewe mwenyewe?). Baada ya kujiridhisha na yote hayo alijibu swali la Mpemba kwa kumwambia kuwa “Sijui kwa kweli, lakini nakuahidi kuwa nitajaribu huo uchunguzi nikifika Dar es Salaam”.
Kinachofurahisha zaidi kutoka kwa Dk. Osborne sio namna alivyolisikiliza swali kwa umakini mkubwa, bali ni ile hali ya kuwa tayari kusikia na kupokea kitu kipya kutoka hata kwa mwanafunzi wa sekondari ya Kijijini Mkwawa. Jiulize ni maDokta, maProfesa au Walimu vyuoni, mashuleni na kwenye vituo vyetu vya utafiti walio tayari kupokea wazo jipya (ambalo halijatoka kwa wanasyansi wa nje) kutoka kwa wanafunzi wao au hata wafanyakazi wenzao waliochini yao kielimu? Ni wachache sana!
Wanafunzi wenzake, hasa wale wanaojiita vipanga, hawakufurahishwa na kitendo chake cha kuuliza swali ambalo wao waliliona ni la kipuuzi, walifikia hatua hata ya kumhoji “Hivi Mpemba umeelewa kweli ‘sura nzima’ ya kitabu inayoelezea Newtons law of cooling?” Lakini Mpemba siku zote alipenda kuwajibu kuwa “Nadharia wakati mwengine hutofautiana na majibu ya uchuguzi kwa vitendo”.
Dk. Osborne aliporudi Dar es salaam aliurudia ule uchunguzi, kwa kuweka maji ya moto na baridi kwenye ‘bikari’ mbili tofauti (ujazo sawa kama Mpemba), kisha akaziweka bilauri zile kwenye jokofu kwa muda wa saa moja. Majibu aliyopata ni kama yale aliyoyapata Mpemba kule Magamba na hatimaye pale Iringa. Kwa kutumia ufahamu wake kwenye sayansi (Fizikia), alijaribu kuelezea, sababu zinazoweza kupelekea hali hiyo, na hatimaye mwaka 1969, walichapisha chapisho lao (scientific paper) kwenye Jarida la ‘Journal of Physics Education’ lenye kichwa cha habari (Title), “Cool?” (Poa?).
Chapisho hilo ni moja ya Maandiko machache ya Kisayansi ambayo yameandikwa katika mtindo wa Masimulizi. Ni simulizi ya kweli katika ulimwengu wa sayansi na ugunduzi, Simulizi inayobeba mambo mengi na inayoonesha uhalisia wa mfumo mbovu wa elimu yetu. Maana hata baada ya kumaliza kidato sita, Mpemba alipotea kabisa katika ulimwengu wa sayansi na aliishia kusoma “Chuo cha uhifadhi Wanyamapori” badala ya kuwa Mwanasayansi.
Ni simulizi inayoonyesha kuwa pamoja na ukatishwaji tamaa mkubwa unaofanywa kwa wanafunzi mashuleni lakini pia hakuna juhudi zozote zinazofanywa kuviendeleza vipaji mbalimbali vinachomozwa na kuushinda mtihani huo wa kukatishwa tamaa. Kutokana na masimulizi haya tunaonyeshwa kuwa “Udhani” hata kama umeasisiwa na wanasayansi wakubwa wa kimagharibi na Amerika, bado unaweza kuwa na mapungufu katika kulielezea jambo husika, hivyo bado kuna nafasi ya kuzifanyia marekebisho na hata kuzipinga tafiti mbalimbali zilizowahi kufanywa.
Pia simulizi hii imetuonesha tofauti ya kuwa na wasomi ambao ni “wadadisi” na wale ambao ni wasomi “wahafidhina” wanaoendesha taaluma zao kiimla na kimazoea. Zaidi ya yote hii ni simulizi inayotufunza kuwa “Hakuna swali la kipuuzi”.
Chakusikitisha zaidi, ambacho ndicho kilichonisukuma kuandika makala hii, ni jinsi utafiti huu wa kujivunia, na wa kipekee, uliofanywa na wataaalam wetu ndani ya ardhi yetu, hautajwi wala kusimuliwa popote nchini, si katika shule wala vyuo vyetu. Baadhi ya vyanzo vya Kitafiti duniani vimeainisha kwamba “Mpemba effect” ni moja kati ya ‘Falsafa chache za Kifizikia’ (kama sio pekee tu) iliyopewa jina la mtafiti wa kiafrika.
Ajabu, hapa Tanzania tumeshindwa hata kumweka Mpemba kwenye vitabu vya hadithi vya shule za Msingi ili watoto wetu wajifunze, wahamasike na waamini kwamba inawezekana kuwa mwanasayansi mgunduzi hata bila kufika Chuo Kikuu. Hilo lingefanyika lingewapa fursa wanafunzi hawa ya kujifunza kujiamini na kutokata tamaa juu ya kile wanachokiamini au kukijua. Zaidi wangejifunza mbinu za kuhimili changamoto, wangetambua kwamba katika kila hatua ya maendeleo viko vizingiti vya kukatisha tamaa, na hivyo wangejifunza namna ya kuenenda katika nyakati hizo.
Kwa kuona umuhimu mkubwa wa “Mpemba effect” katika ulimwengu huu wa Sayansi na Teknolojia, Mwaka 2012 tu, Jarida ya ‘The Royal Society of Chemistry’ la Chuo Kikuu cha Cambridge cha Uingereza, ambalo ni moja ya Majarida Makongwe sana na yenye hadhi ya juu ya Kitaaluma duniani lilitangaza zawadi nono ya pesa kwa mtu au kikundi cha wanasayansi watakaoweza kutoa maelezo mazuri, bora na ya kujenga zaidi kuhusu “dhana” kwamba maji ya moto yanaganda mapema zaidi kabla ya maji ya baridi - “Mpemba effect”.
Watu zaidi ya ishirini na mbili elfu (22,000) walijitokeza, Kisha 11 wakaingia fainali, na hatimaye Nikola Bregovic kutoka Croatia ambaye ni mfanyakazi wa Maabara ya Kemia katika Chuo Kikuu cha Zagreb, akatangazwa kuwa mshindi. Januari 10, 2013 Mtanzania Erasto Bartholomeo Mpemba ndiye aliyepewa heshima kubwa ya kumtangaza mshindi na kumpa zawadi hiyo kwa niaba ya Jaribu la ‘The Royal Society of Chemistry’, tukio ambalo lilichochea hamasa juu ya Udadisi, Utafiti na Ugunduzi kwa vijana wengi wa Ulaya.
“Mpemba effect” iko bado na inaishi kwenye maabara mbalimbali duniani, kuanzia Ulaya, Amerika na Asia, lakini sio Tanzania. Tafiti mbali mbali zimeshafanywa (Katz, 2009, Esposito, 2008, na Auerbach, 1995), na bado zinaendelea kufanywa ili kutafuta sababu za msingi za “dhana” hii ili mwishowe iweze kuwekwa katika matumizi sahihi kama kanuni (law) kwa ajili ya maendeleo ya wanaadam.
Pichani ni Erasto B Mpemba akiwa pamoja na Profesa Denis Osborne katika moja ya Mikutano mbalimbali waliyohudhuria pamoja duniani. Picha na Maelezo haya ni kwa hisani kubwa ya Ndugu Ally Mahadhy, Mwanafunzi wa Kitanzania wa Shahada ya Uzamivu katika Chuo Kikuu cha Lund, Sweden.
