ویلیام گیلبرت و مغناطیس
استفاده از علم به جای عرفان برای توضیح چگونگی کار جهان در لحظه مشخصی از تاریخ روی نداده است. اما زندگی دو نفر به سادگی و روشنی این گذار را مرزبندی می کند که کم و بیش (دست کم برای آن دو) در گذر از قرن شانزدهم به هفدهم روی داده است. البته پس از این هم دانشمندان با گرایش عرفانی (از جمله همان طور که دیدیم، دانشمند برجسته ای مانند یوهانس کپلر و همان طور که به زودی خواهیم دید، کیمیاگران وجود داشته اند). اما پس از اولین دهه قرن هفدهم، روش علمی مقایسه فرضیه ها با آزمایش ها و زدودن کاه از گندم به روشنی در کارهای ویلیام گیلبرت در انگلستان و گالیلئو در ایتالیا تجلی یافت و نمونه ای بود برای کسانی که چشم دیدن داشتند تا سبک کار آنها را دنبال کنند.گالیله یکی از برجسته ترین مردان علم است که امروز هر فرد تحصیل کرده ای با نام او آشناست و شهرت گیلبرت از آنچه در خور مقام اوست کمتر است، ولی چون زودتر از گالیله به دنیا آمده است، دست کم از نظر ترتیب زمانی، حق آن است که او را اولین دانشمند بنامیم. ویلیام گیلبرت نامی است که در کتاب های تاریخ جا افتاده است اما خانواده اش او را گیلبرد صدا می زدند. او در 24 ماه مه سال 1544 (1) در کولچستر از توابع ایالت اسکس (Essex) به دنیا آمد و عضو خانواده مشهوری بود. پدرش، جروم گیلبرد، قاضی ناحیه و کارمند ارشد دولت محلی بود. وضع ویلیام در این جامعه سامان یافته، راحت بود و هیچ یک از سختی های کپلر را تجربه نکرد. او تحصیلات اولیه را در مدرسه محلی گذراند و در سال 1558 به کمبریج رفت. از سال های اولیه زندگی او اطلاعی در دست نیست. بنابر پاره ای از شایعات، در آکسفورد نیز تحصیل کرده است اما سابقه رسمی از این موضوع وجود ندارد. او در سال 1560 لیسانس گرفت و عضو کالج سلطنتی سنت جان شد. او همچنین در سال 1560 فوق لیسانس و در سال 1564 مدرک دکترای پزشکی گرفت. سپس به مدت چند سال روانه اروپا شد و سرانجام در سال 1573 در لندن مستقر و یکی از اعضای «کالج سلطنتی پزشکان» شد.
گیلبرت پزشک فوق العاده مشهور و موفقی بود و تقریباً در همه مشاغل کالج سلطنتی مشغول به کار و سرانجام در سال 1599 رئیس آن شد. یک سال بعد پزشک شخصی ملکه شد و ملکه به او لقب «سِر» داد. او پس از فوت ملکه در سال 1603 به عنوان پزشک جانشین ملکه، جیمز اول، منصوب شد (وی به عنوان جیمز چهارم اسکاتلند برای ازدواج به دانمارک سفر کرده و هنگام اقامت در آنجا تیکو را دیده بود). اما گیلبرت تنها چند ماه پس از فوت ملکه در قید حیات بود و در دسامبر سال 1603 در گذشت. او به رغم شهرت پزشکی، نام خود را با بررسی عمیق ماهیت مغناطیس در فیزیک ماندگار کرد.
اگر به دقت نگاه کنیم این بررسی ها کار یک نجیب زاده آماتور بود. مردی که آن قدر ثروت داشت که طبق گزارش های زمان خودش حدود 5000 پوند از ثروت شخصی اش را در مدت سی سال اقامت در لندن صرف کارهای علمی اش کرد.(2) او ابتدا به شیمی علاقه مند شد اما به زودی ( پس از آنکه متقاعد شد که باور کیمیاگران به امکان تغییر ماهیت فلزات رؤیایی بیش نیست) به مطالعه الکتریسیته و مغناطیس پرداخت. این جنبه طبیعت از زمان بررسی ها (یا ترجیحاً گمانه زنی های) فیلسوفان یونانی در 2000 سال پیش اساساً مورد غفلت قرار گرفته بود. پژوهش های گیلبرت پس از نزدیک به هجده سال مطالعه، در سال 1600 در کتاب برجسته ای با عنوان «درباره مغناطیس، اجسام مغناطیسی و زمین مغناطیسی بزرگ» (De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure) به زبان لاتین منتشر شد. این کتاب بیشتر به عنوان مختصر «درباره مغناطیس» مشهور است. این اولین کار مهمی بود که در زمینه علوم فیزیکی در انگلستان منتشر شد.
کار گیلبرت فراگیر و عمیق بود. او به وسیله آزمایش، بسیاری از عقاید قدیمی عرفانی درباره مغناطیس را رد کرد. بنابر یکی از این عقاید، آهن ربای طبیعی که یک سنگ مغناطیسی طبیعی است می تواند انواع سر درد را معالجه کند و یا اینکه مغناطیس را می توان با مالیدن سیر، مغناطیس زدایی کرد. او روشی برای مغناطیسی کردن قطعات فلزی به وسیله آهن ربای طبیعی اختراع کرد. او همچنین قوانین جذب و دفع مغناطیس را که از دوران مدرسه با آن آشنا هستیم کشف کرد. او نشان داد که زمین مانند میله مغناطیسی غول پیکری عمل می کند و نام «قطب شمال» و «قطب جنوب» را به دو انتهای میله مغناطیس نسبت داد. بررسی های گیلبرت آن قدر کامل و عمیق بود که پس از او در مدت دو قرن آینده تا کشف الکترومغناطیس در دهه 1820 و کارهای مایکل فارادی، چیز جدیدی به دانش بشر درباره مغناطیس افزوده نشد. علایق گیلبرت با رویکردی که اساساً از نوع گمانه زنی بود، طبیعتاً به آسمان ها نیز جلب شد. او یکی از پیشینیان مدل جهان کوپرنیک بود. این گرایش تا اندازه ای از آنجا ناشی می شد که او فکر می کرد که سیاره ها به وسیله مغناطیس در مدار خود می مانند (ایده ای که بر کپلر اثر گذاشت). اما ابتکار گیلبرت در بحثش درباره اخترشناسی نیز جلوه گر شد. او خاطر نشان کرد که توضیح حرکت تقدیمی نقاط اعتدال به وسیله حرکت لنگشی زمین چرخان (مانند حرکت لنگشی فرفره چرخان) بسیار ساده است (در این پدیده، نقطه ای از آسمان که در آن خورشید استوای سماوی را در بهار و پاییز قطع می کند با گذشت قرن ها به آهستگی به سمت غرب حرکت می کند). از نظر او توضیح این پدیده به وسیله کره های بلوری به مرکزیت زمین بسیار مشکل است (این توضیح با پیچیدگی های وحشتناکی همراه است که در اینجا به بررسی آنها نمی پردازیم). او خاطر نشان کرد که فاصله ستاره ها نسبت به زمین متفاوت است (همه آنها به یک کره بلوری نچسبیده اند) و ممکن است اجسامی مانند خورشید وجود داشته باشند که سیاره های قابل سکونت به دور آن می گردند. پژوهش های گیلبرت درباره الکتریسیته ایستا که با مالش اجسامی مانند کهربا و یا شیشه به وسیله ابریشم تولید می شود، به اندازه مطالعه او درباره مغناطیس کامل نبود اما او تفاوت بین الکتریسیته و مغناطیس را تشخیص داد (در واقع او بود که در این رابطه برای اولین بار واژه «الکتریکی» را به کار برد) هر چند درک کامل مفهوم الکتریسیته تا پیش از دهه 1730 به وقوع نپیوست. فیزیک دان فرانسوی، شارل دوفه (1739-1698)، در همین دوران کشف کرد که دو نوع بار الکتریکی «مثبت» و «منفی» وجود دارد که مانند قطب های مغناطیسی عمل می کنند. بارهای همانند یکدیگر را دفع و بارهای ناهمانند یکدیگر را جذب می کنند.
اما مهمترین جنبه کتاب مغناطیس گیلبرت نه کشفیات ارزشمندش بلکه چگونگی کشف آنها و بناگذاری روش علمی به عنوان سرمشقی برای استفاده دیگران بود. کتاب مغناطیس تأثیر مستقیمی روی گالیله گذاشت و او از آن در بررسی هایش درباره مغناطیس الهام گرفت. گالیله، گیلبرت را بنیان گذار روش تجربی در علم توصیف کرد. گیلبرت در ابتدای پیشگفتار کتاب، دیدگاه خود را مشخص می کند: «در کشف چیزهای ناشناخته و بررسی علل پنهان می توان از آزمایش های مطمئن و بحث های اثبات کردنی به دلایل محکم تری دست یافت نه از راه حدس های احتمالی و عقاید سودجویان فیلسوف مآب.»(3 ) گیلبرت با عمل به موعظه خود، با شور فراوان و با توضیح جزئیات، آزمایش های خود را تشریح می کند. به این ترتیب هر دانشمندی که در حد معقول مراقب باشد می تواند از این تشریح برای کار خود استفاده کند. او در عین حال این رویکرد را توضیح می دهد:
درست همان طور که هندسه از بعضی چیزهای کوچک و مبانی آسان فهم به بزرگ ترین و مشکل ترین اثبات ها منتهی می شود که در آن اندیشه مبتکر به فراسوی اِتر می رود، در مورد نظریه و علم مغناطیس ما هم همین طور است. به ترتیب ابتدا بعضی از رویدادهای نادر را در نظر می گیریم، سپس به رویدادهای غیر عادی تری می رسیم. پنهان ترین و خصوصی ترین موارد به تدریج آشکار و علت آنها معلوم می شود، عللی که به دلیل نادانی پیشینیان و بی توجهی متجددان، از آن چشم پوشی شده یا به آن اهمیت داده نشده است.
گیلبرت با انتقاد سخت از بسیاری از فیلسوفان که «با تکیه بر چند آزمایش مبهم و غیر قابل اطمینان» بحث می کنند، می گوید: «با فقدان آزمایش های قابل اعتماد، ارتکاب خطا و اشتباه چقدر آسان است.» او به خوانندگان خود توصیه می کند: «هر کس می خواهد آن آزمایش ها را انجام دهد باید با اجزاء شان با مراقبت و مهارت و نه با بی توجهی و ناشیگری رفتار کند. اگر آزمایشی به نتیجه نرسید نباید اجازه دهیم که این عدم موفقیت کشفیات ما را زیر سؤال ببرد. در این کتاب موردی نیست که بارها و بارها آزمایش و زیر چشمانمان تکرار نشده باشد.»
این گفتار باید در گالیله، هنگامی که نوشته های گیلبرت را می خواند، مانند آوای موسیقی طنین انداخته باشد. زیرا سهم کلیدی گالیله در تولد علم، علاوه بر اهمیت کشفیاتی که انجام داد، در واقع تکیه بر لزوم انجام آزمایش های مکرر و دقیق برای آزمودن فرضیه ها بود و نه تکیه بر رویکردهای قدیمی «فلسفی» که سعی می کند طرز کار جهان را با استفاده از منطق محض و استدلال توضیح بدهد. همین رویکرد در مردم تلقین کرده بود که یک سنگِ سنگین سریع تر از یک سنگ سبک روی زمین می افتد، بی آنکه به خود زحمت بدهند که فرضیه را با انداختن چند قطعه سنگ و مشاهده آنچه رخ می دهد بیازمایند. این اشخاص، بنا به عادت، در حالی که درباره این موضوعات بحث می کردند به قدم زدن در محوطه فضای دانشگاه های بزرگ یا خیابان های شهر می پرداختند و به همین علت مکتب «علمی» قدیمی را مکتب مشایی (Peripatetic) می نامند.(4) گالیله مانند گیلبرت به آن چیزی که موعظه می کرد عمل می کرد. او با کار خود در ایتالیا در اواخر قرن شانزدهم و اوایل قرن هفدهم مواضع مکتب سیّار را در هم کوبید.
پی نوشت ها :
1- برخی سال مذکور را 1540عنوان کرده اند که ظاهراً اشتباه است.
2- مبلغی که معادل چند میلیون پوند امروزی است. مشکل می توان درک کرد که او چطور توانسته است این مقدار پول را مصرف کرده باشد. بنابراین امکان اغراق در بر آورد این رقم وجود دارد.
3- این نقل قول و نقل قول های دیگر از ترجمه کتاب پ. فلوری موتلی است.
4- در اصل، مشایی ها پیروان ارسطو بودند که این واژه را فیلسوفان ایتالیایی اواخر قرن شانزدهم نیز استفاده می کردند.
