نویسنده: ویلیام بیکسبی
مترجم: بهرام معلمی
مترجم: بهرام معلمی
نیوتن چهل و پنج ساله بود که اصول یعنی اوج دستاوردهای علمی او، انتشار یافت. کتاب دیگرش با عنوان نورشناسی (1) در 1704 به چاپ رسید، اما قسمت اعظم آن خیلی پیش از این تاریخ نوشته شده بود و جمعبندی تلاشهای علمی و خلاق قبلی او به حساب می آمد. کار عمده ی نیوتن، به عنوان دانشمند و ریاضیدان، بعد از اصول به پایان رسید.
علی رغم یک بیماری عصبی که وی را در حدود دو سال گرفتار کرد، تا سال 1696 در کیمبریج همچنان وظایف حرفه ای خود را ادامه داد. در آن سال، به جهت قدردانی از کارهایش، به سمت ناظر ضرابخانه منصوب شد و مقاماتی را که در کیمبریج داشت تا مدت چهار سال حفظ کرد، تا اینکه به مدیریت ضرابخانه برگزیده شد. در سال 1701، از کرسی استادی کناره گیری کرد و عازم لندن شد، و همچنان در آنجا اقامت داشت تا در سال 1727 درگذشت.
پس از انتشار اصول افتخارات بسیاری نصیبش شد. در سال 1703 او را به عنوان رئیس انجمن سلطنتی برگزیدند که تا پایان حیاتش هر ساله مجدداً به این سمت برگزیده می شد. در سال 1705، ملکه ی انگلستان به پاس خدمات نیوتن به تاج و تخت بریتانیای کبیر به او لقب شهسوار اعطا کرد. در سال 1708، نیوتن اجازه ی چاپ دوم اصول را صادر کرد، و چاپ سوم آن نیز یک سال قبل از مرگش منتشر شد.
این کتاب برای نیوتن در انگلستان آوازه و حیثیت چشمگیری کسب کرد، ولی در خارج از انگلستان با آن برخورد سردی به عمل آمد. کسانی چون هویگنس، که نسبت به نظریه های اولیه ی نیوتن تردید کرده بود، در موضع انتقادی خود نسبت به وی همچنان ثابت قدم باقی ماندند. با همه ی اینها، حتی کسانی که او را انتقاد می کردند ناگزیر شدند عظمت وی را به عنوان یک چهره ی علمی به رسمیت بشناسند.
شکاکیت علمی نسبت به نظریه های نیوتن به کارهای آزمایشی فزاینده ای- برای وارسی استدلالها و محاسبات او- منجر شد. عاقبت تلاشهای گوناگونی که برای ابطال نظریات او به عمل می آمد به ذی حق بودنش انجامید. سپس، با برخورداری از قوانین نیوتن و تکمیل تجهیزات دوربینی که ابداع کرده بود، دانشمندان توانستند با دقت بیشتری فواصل دورتر را در ژرفای عالم بنگرند.
در طی حیات نیوتن، دورترین سیاره از خورشید کره زحل بود. سالها بعد، در 1781، یک ستاره شناس انگلیسی به نام ویلیام هرشل(2) سیاره اورانوس را کشف کرد. سپس، طرح مدار کامل آن به کمک اصول نیوتن ترسیم شد، اما ستاره شناسان از این که می دیدند این سیاره به دفعات از مسیرش منحرف می شود و تغییر جهت می دهد، حیران بودند. برخی از دانشمندان با توجه به اختلالهای نامعمول اورانوس (نوسانات در مدار سیاره)، به فکرشان رسید که قانون جاذبه عمومی نیوتن ممکن است به دلیل فاصله عظیم بین اورانوس و خورشید- ضعیف- و حتی بی تأثیر شود. در برخی از نواحی که ممکن بود مسیر سیاره معینی تحت تأثیر سیاره ی دیگری قرار گیرد یا دچار انحراف شود، بروز اختلال دور از انتظار نبود، اما به نظر می رسید اورانوس رفتاری بکلی نامتعارف و نامعمول دارد. شاید نیروی گرانشی تا این مسافت دور گسترش نمی یافت. (مدار اورانوس تا چنان فاصله ی دوری از خورشید نوسان می یابد که هشتاد و چهار سال طول می کشد تا این سیاره یک دور به گرد خورشید بچرخد.)
اما، بسیاری از دانشمندان گمان می کردند که غیر از فاصله باید نیروی دیگری هم عامل این مشکل باشد. آنان اعتقاد داشتند که قانون نیوتن درست است و آنچه اختلالهای فوق العاده زیاد اورانوس را پدید می آورد وجود یک سیاره دیگر است- سیاره ای که هنوز کشف نشده بود و حتی از اورانوس به خورشید دورتر بود.
بالاخره بعد از تقریباً نیم قرن جستجوهای بی حاصل، دو نفر کار بی اندازه دشوار محاسبه مدار احتمالی این سیاره ناشناخته را آغاز کردند. این دو نفر، یکی( وربن ژان ژوزف لِووِریه(3)، ستاره شناس فرانسوی، بود و دیگری جان ک. ادمز(4)، دانشجویی که در نزدیکی اتاق مطالعه قدیم نیوتن در دانشگاه کیمبریج، کار می کرد. ادمز در سال 1845 محاسبات خود را تکمیل و درخواست کرد که رصدخانه سلطنتی در گرینیچ تلسکوپ خود را به سوی ناحیه مخصوصی در آسمان نشانه رود و به جستجو بپردازد. اما ادمز آدم نسبتا گمنامی بود، و رصدخانه سلطنتی به درخواست وی توجهی نکرد. در این هنگام لووریه محاسبات خویش را به پایان برده و آن را به رصدخانه ای در برلین ارسال کرده بود. بعداً معلوم شد که ادمز و لووریه هر دو ظهور یک سیاره جدید را در ناحیه ی واحدی از آسمان پیش بینی کرده بودند.
در بیست و سوم سپتامبر سال 1846، تلسکوپ رصدخانه برلین را به جهتی متوجه کردند که لووِریه مشخص کرده بود، و در همان شب، با تقریب یک درجه نسبت به موضعی که ستاره شناس فرانسوی پیش بینی کرده بود، یک سیاره جدید مشاهده شد. نام آن را نپتون نهادند.
وقتی خبر این کشف در جهان پخش شد، در اذهان دانشمندان کمترین تردیدی باقی نماند که قانون جاذبه عمومی در سرتا سر عالم صادق است. پس از تکمیل محاسبات، پی بردند که فاصله ی نپتون از خورشید آنقدر زیاد است که 164 سال طول می کشد تا یک دور کامل بر گرد خورشید بگردد. و حتی وقتی معلوم شد که مدار نپتون دستخوش اخلالهای نامتعارف است، هیچکس نسبت به درستی کار نیوتن تردیدی ابراز نکرد. آشکار بود که باز هم سیاره ی دیگری در آسمانها جاخوش کرده است که مکان آن مشخص بود اما محقق نبود.
از این رو جستجو در پی جدیدترین عضو خانواده شمسی آغاز شد. اما، هر چند به وجود سیّاره ی نهمی پی برده بودند، محقق کردنش کار آسانی نبود. هشتاد سال طول کشید تا سرانجام مکان آن را تعیین کردند. چند ستاره شناس مکان این سیاره ی جدید را پیدا کردند. یکی از آنان ویلیام هنری پیکرینگ (5) بود. پیکرنیگ در سال 1858 در بُستن ماساچوست به دنیا آمد و در سال 1879 از انستیتو تکنولوژی ماساچوست فارغ التحصیل شد. اندکی بعد، برای بنیاد نهادن یک رصدخانه در پرو، به برادرش اِدوارد ملحق شد که وی نیز ستاره شناس حرفه ای بود. بعداً وی به ایالات متحده برگشت، و در سال 1899نهمین قمر مشتری را کشف کرد.
در سال 1919، پیکرنیگ مکان سیاره ی مرموز نهم را در مقاله ای پیش بینی کرد که در گزارش علمی سالانه ی هاروارد (6)چاپ شد، وی محاسبات خود را بر شالوده ی حرکت نپتون استوار کرد. چهارده سال بعد، ستاره شناس دیگری که کارش را بر پایه ی اختلالهای اورانوس استوار کرده بود، در ارتباط با سیاره نهم پیش بینی مشابهی را انجام داد. این ستاره شناس پرسیوال لاول(7) نام داشت.
پرسیوال لاول نیز سه سال پیش از پیکرنیک در بُستن به دنیا آمده بود. وی جزء خانواده ای باهوش و توانگر بود و در سال 1876 از دانشگاه هاروارد فارغ التحصیل شد. وی کار حرفه ای خود را به عنوان دیپلمات آغاز کرد، و ده سال در خاور دور خدمت کرد؛ وقتی به اصطلاح کانال های مریخ در سالهای 1890 کشف شد، به ستاره شناسی علاقه
پیدا کرد. تصمیم گرفت رصدخانه شخصی اش را با مطالعه حرکات سیاره ای به کار اندازد، وی پیکرنیگ را فراخواند تا رصدخانه را برایش بسازد.
لاول پیش بینی خود را مبنی بر وجود یک سیاره ی جدید در سال 1905 منتشر کرد. آنگاه با بهره گیری از عکسها، به کاوش دقیقی در آسمان پرداخت. حالا دیگر ستاره شناسان متفق القول اند که همین طرز کار موشکافانه و توانفرسا بود که به کشف پلوتون انجامید. سرانجام در فوریه ی سال 1930 بود که کلامید تومباو(8)، یکی از دستیاران رصدخانه ی لاول، این سیاره را شناسایی کرد. تومباو مشغول بررسی عکسهایی بود که آنها را در ماه قبل گرفته بودند و در همان هنگام متوجه شد که حرکت یکی از اجسام مساوی با مدار پیش بینی شده ی پلوتون منطبق است. جستجوی طولانی به سر رسیده بود.
امروزه هنوز هم پلوتون سیاره ای ناشناخته است. چنان دور و چنان کم سو و کم رنگ است که هیچکس نتوانسته است حتی ابعاد آن را تعیین کند. و بعضی از رازهایی که این سیاره ی دوردست را در خود گرفته ستاره شناسان را به این اعتقاد کشانده است که سیاره ی دیگری هم در فراسوی آن وجود دارد. فرایند رصد حرکات واقعی آن و بررسی این حرکات نسبت به محاسبات نیوتنی و سایر داده های نظری، تازه شروع شده است.
یافتن مکان سیاره ای ناشناخته بر اساس پیش بینی های دقیق قبلی از رویدادهای نادر تاریخ است. با همه ی اینها بارها پیش آمده است که کشفهای دیگری، شاید نه چندان پر سر و صدا و هیجان انگیز، اما پراهمیت از نظر علمی، به اعتبار مفهوم جامع نیوتنی از عالم، امکان وقوع یافته اند. مثلاً، نیوتن توانست قانون خودش را برای محاسبه جرم زمین، جرم خورشید، و جرم سیارات شناخته شده، به کار ببرد. و پس از مرگ نیوتن در سال 1727، جرم کل منظومه ی شمسی را که زمین در آن حرکت می کند، سرانجام تعیین کردند. جرم تعیین شده تقریباً دو برابر مقداری از کار درآمد که انتظارش می رفت. از محاسبه ی این جرم معلوم شد که فضا- یعنی ناحیه وسیعی که بین سیارات گسترده است- تهی نیست. به واقع، فضا حاوی مقادیری از ذرات جامد پراکنده و گازهای نامرئی است که تقریباً نیمی از حجم منظومه شمسی را تشکیل می دهند و در توازن آن سهیم اند.
این شبه ستارگان و جزایر گازی بر گالیله یا نیوتن معلوم نبودند؛ در واقع، جهانی که دانشمندان امروزی پیرامونش سخن می گویند همان جهانی نیست که آنان می شناختند. موقعیت منظومه شمسی در کهکشان خودش(در کناره های راه شیری) و رابطه پویای این کهکشان با سایر اجرام نورانی پرپیچ و تاب، مفاهیمی هستند که در همین قرن پدید آمده اند.
در طول تاریخ، عالم را صنع مرموز خداوند می پنداشتند. وقتی اصول نیوتن اعلام شد، دانشمندان گرایش یافتند که به عالم همچون ابزاری دقیق بنگرند که تمامی عملکردهای ظریف و حساس آن قابل شناسایی است. به نظر آنان عالم در حکم ساعت غول پیکری بود که هرگز از کار نمی افتاد. این مفهوم جذابیت وسیعی پیدا کرد، و بسیار کسان برای به کرسی نشاندن نظریات الحادی یا فلسفه های خاص خود به آن روی آوردند و در بسیاری از موارد هم برای اثبات برهانهای نادرست خود از علم سوء استفاده می کردند.
نیوتن مسلماً به چنین جر و بحثهایی نمی اندیشید. او نیز، مانند گالیله، با کشف هر یک از شگفتیهای طبیعت، در اعتقاد به صنع خداوند راسخ تر می شد. از نظر نیوتن، عالم مکانیستی- ساعت غول پیکری که زمان را به دقت نگاه می دارد و تا ابد هم کار می کند- حجتی علیه الحاد بود. خدایی که وی به آن اعتقاد داشت «ابدی و نامتناهی بود، در ظرف زمان و مکان جای نمی گرفت بلکه جاودانه می ماند و حضوری همیشگی داشت.» انسانهایی چون گالیله و نیوتن به غریزه تشخیص می دادند که حق علم بر گردن آدمی محدود است، علم آن قلمروهای سرشت انسانی را که به زیبایی شناسی، اخلاقیات، علم اخلاق یا دیانت مربوط می شود نه محدود و نه مهار می کند. گالیله، به عنوان فردی که متعلق به اواخر دوره ی رنسانس بود، نه فقط دانشمند بلکه نقاش و موسیقیدانی ورزیده هم بود. نیوتن در سالهای آخر حیاتش در محافل علمی همچنان صاحب نفوذ بود، اما قسمت اعظم وقتش را صرف الاهیات می کرد.
علم، هر چند محدود است، همچنان به چگونگی ها و چراهایی که پیرامون عالم وجود مطرح می شوند پاسخ می دهد. با همه اینها فقط می تواند به مسائلی بپردازد که در طبیعت قابل مشاهده باشند. یکی از نمونه های این امر که تخیلات انسانی چگونه ممکن است پایه های علم را متزلزل کند اندک زمانی پس از انتشار اصول نیوتن به منصه ظهور رسید. بعضیها از توضیح نیوتن در باب علت حرکت چیزها متقاعد نشده بودند. آنان میل داشتند بیشتر کاوش کنند تا پی ببرند که اصولاً چرا جاذبه وجود دارد. نیوتن، فوراً به این پرسش پاسخ داد: « من نتوانسته ام از طریق پدیدارها[رویدادهای مشهود] به علل ماهوی نیروی جاذبه پی ببرم و فرضیه بافی هم نمی کنم... همینقدر کافی است پی ببریم که جاذبه واقعاً وجود دارد و مطابق قوانینی که توضیح داده ایم عمل می کند..».
نیوتن همواره آگاه بود که آنچه را نتوان مشاهده کرد، نمی توان اندازه گرفت و آنچه را که نتوان اندازه گرفت آزمایش هم نمی شود کرد. و اگر نتوان چیزی را مورد آزمایش قرار داد، هرگز نمی توان آن چیز را جزئی از حقیقت علمی به حساب آورد. نزد نیوتن، و نیز از نظر گالیله که قبل از وی می زیست، علم واقعی از آزمایش شروع می شود و به آن خاتمه می یابد.
پی نوشت ها :
1-Optics
2-William Herschel
3-Urbain Jean Joseph Leverrier
4- John c. Adams
5- William Henry Pickering
6- Harvard Annals
7- Percival Lowell
8- Clyde Tombaugh
