گالیله و فیزیک جدید

فیزیک از مشاهدات ساخته می شود. هیچ نظریۀ فیزیکی نمی تواند موفقیت آمیز باشد، هرگاه با مشاهدات تأیید نشده باشد، و نظریه ای را که قویاً با مشاهدات حمایت می شود، نمی توان انکار کرد. برای ما این مطالب حقایقی بدیهی است. اما در اوایل قرن هفدهم این درسها هنوز آموخته نشده بود. کسی که نخستین بار این آموزه را مطرح کرد که مشاهدات در علم، عاملی اساسی است و منتها درجه اهمیت را دارد، گالیلئو گالیلی (گالیله) بود.
گالیله ابتدا به مطالعه حرکات اجسام زمینی، پاندلوها، گلوله های در حال سقوط آزاد، و پرتابه ها پرداخت. او مشاهداتش را به زبان ریاضی تناسبها خلاصه و داده های آزمایشی اش را به صورت ایده آل شده بزرگی برونیابی می کرد که امروزه آن را «اصل اینرسی (لختی)» می نامیم. این اصل به ما می گوید، که یک جسم پرتاب شده در امتداد یک سطح بی نهایت بدون اصطکاک، حرکتش را برای همیشه، با سرعت ثابت، ادامه می دهد. مشاهدات او آغاز علم حرکت بود که امروزه آن را «مکانیک» می نامیم.
گالیله آسمان شب و روز را نیز با تلسکوپی که تازه اختراع شده بود، مشاهده کرد. او توانست اهلّه زهره، کوههای ماه، لکه های خورشیدی و قمرهای مشتری را با تلسکوپ ببیند. این مشاهدات سماوی مبنای یک مکانیک سماوی شد که در آن خورشید در مرکز جهان جای میگرفت. آموزه کلیسا به گونه دیگری بود، یعنی زمین را مرکز عالم می دانست. تعارض بین تلسکوپ و گالیله و جزمیّت کلیسا برای گالیله ادبار آفرین بود، اما در نهایت تلسکوپ فائق آمد و داستان شورانگیز این برخورد، مهمترین درس را به گالیله آموخت.
گالیله در سال 1642 چشم از جهان فروبست و در همان سال، بزرگترین جانشین او، آیساک نیوتون چشم به جهان گشود. نیوتون از مبانی گالیله بر اساس مفاهیم جرم، اندازه حرکت و نیرو سه قانون حرکت، یک سیستم مکانیکی ساخت. نیوتون همچنین یک زبان ریاضی (روش «فلوکسیون») بسیار نزدیک به حسابان «دیفرانسیل و انتگرال امروز ما») برای بیان سیستم مکانیکی اش، اختراع کرد. اما در یک پیچ و خم تاریخی بسیار عجیب، خود او به ندرت این زبان ریاضی را به کار گرفت.
مکانیک نیوتون اهمیت جهانی داشت و هنوز هم دارد. این مکانیک برای توضیح حرکت اجسام زمینی و فراتر از آن برای سیارات، ستارگان و کهکشانها، به کار می آید. یک مفهوم وحدت بخش بزرگ نظریه گرانش جهانی نیوتون است. بر اساس این مفهوم همه اجسام کوچک، بزرگ و نجومی (به استثنای چند مورد نامتعارف)، با نیرویی که از یک قانون ساده عکس مجذور پیروی می کند، یکدیگر را جذب می کنند.
گالیله و نیوتون بنیان گذاران فیزیک جدیدند. آنان قواعد بازی و این عقیده راسخ ماندگار را به ما اهدا کردند که جهان فیزیکی فهم پذیر و قابل درک است.
منبع: کروپر، ویلیام ه؛ (1390)، فیزیکدانان بزرگ از گالیله تا هاوکینگ، ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی، تهران؛ انتشارات فاطمی، چاپ سوم.