آزادی فیزیک

افسانه ای است مبنی بر اینکه روزی احتمالاً در سال 1591، جوانی بلندپرواز و در آن موقع استادی سرخورده از ریاضیات، با کیسه ای از گلوله های سربی و چوبی به بالای برج زنگ، واقع در پیزا می رود. در آنجا به جامعه دانشگاهی
شنبه، 23 شهريور 1392
تخمین زمان مطالعه:
موارد بیشتر برای شما
آزادی فیزیک
 آزادی فیزیک

نویسنده: ویلیام کروپر
مترجم: احمد خواجه نصیر طوسی



 

قصه بُرج پیزا

افسانه ای است مبنی بر اینکه روزی احتمالاً در سال 1591، جوانی بلندپرواز و در آن موقع استادی سرخورده از ریاضیات، با کیسه ای از گلوله های سربی و چوبی به بالای برج زنگ، واقع در پیزا می رود. در آنجا به جامعه دانشگاهی پیزا اعلان می کند که می خواهد نادرستی نظریه ارسطو در مورد سقوط اجسام را به وسیله آزمایش ثابت کند. ارسطو تقریباً دو هزار سال پیش از آن، یکی از آموزه هایش این بود که اجسام با آهنگی متناسب با وزنشان سقوط می کنند یعنی گلوله ده پوندی ده برابر سریعتر از گلوله یک پوندی سقوط می کند. استاد جوان در اوج شکوفایی به جمع شاگردان مشتاق واستادان فلسفه ناراضی پاپین برج، گلوله هایی انتخاب شده از یک ماده، اما با وزنهای بسیار متفاوت را نشان داد و آنها را ساقط کرد. در واقع دو گلوله با وزنهای متفاوت (از هر ماده ای) بدون مقاومت هوا (یعنی در خلأ) در یک زمان به زمین می رسند. این امر در روزی از سال 1591 در پیزا به وقوع نپیوست، اما به هر حال اصل قدیمی ارسطو به وضوح نقض شد، و آنچه استاد جوان به حضار گفت درسی آموزنده بود. شاگردان فریاد شادی کشیدند و استادان فلسفه مردّد ماندند.
قهرمانان این داستان گالیلئو گالیلی (1) (گالیله) بود. او در واقع این «آزمایش» را در برج پیزا اجرا نکرد، اما اگر هم اجرا کرده بود به طور کلی به همان نتیجه می رسید. گالیله در دوران زندگی خود توجه اندکی به مقام و اقتدار داشت. یکی از اهداف همیشگی گالیله، آموزه های ارسطو بود که در دانشکده فلسفه دانشگاه زمان گالیله آخر و در نهایت اعتبار بود. شیوه اخلاقی گالیله مواجهه، درگیری، بذله گویی، طعنه و غالباً نیش زدن بود. شیوه فکری او همچون آموزه های داستان بُرج این بود که نظریه های خود را نهایتاً با توسل به مشاهده ها بسازد.
فیلسوفان پیزا نه از گالیله تأثیر پذیرفتند و نه از روشهای او، و حتی اگر شاهد آزمایش برج هم می بودند ابراز همنوایی نمی کردند. در این صورت عدم تجدید قرارداد گالیله با دانشگاه پیزا برای هیچ کس غیرمترقبه نبود.

پادوا

اما گالیله می دانست آنچه را می خواهد، چگونه به دست آورد. او پُستی را که در پیزا داشت به یاری مارکویز گویدو بالدو دل مونت(2)، نجیب زاده و ریاضیدان شایسته و بانفوذ به دست آورده بود. قصد بعدی گالیله به دست آوردن کرسی خالی شده ریاضیات در دانشگاه پادوا(3) بود. حامی عمده او در پادوا جان وینچنتزیو پینلی (4)، شخصیت بانفوذ ثروتمندی در حیات فرهنگی و عقلانی پادوا بود. گالیله با پیروی از توصیه پینلی، ممتحنان را شیفته کرد و تأیید سنای ونیزی را به دست آورد. (پادوا در جمهوری ونیز، در حدود بیست مایلی غرب شهر ونیز بود.) سخنرانی او در مراسم معرفی، شور و هیجان خاصی داشت.
پادوا برای بروز استعدادهای گالیله و شیوه زندگی او محیطی بسیار مطلوبتر از محیط عقب مانده ذهنی پیزا بود. او در نزدیکی شهر ونیز آسایش و علاوه بر آن دوستانی اشرافی یافت. در میان آنان رفیق مباحثه او جان فرانچسکو ساگردو (5)، نجیب زاده ثروتمندی با نزاکت غیرعادی بود که گالیله او را می ستود. گالیله با بذله گویی و ابتکاری که برای مباحثه داشت به زودی با محافل شهر مأنوس شد. بنا به گفته جیمز رستون پسر(6)، یکی از زندگینامه نویسان گالیله، همسر او، مارینا گامبا (7) زنی بود تندخو، تنومند، خوش بنیه و احتمالاً بی سواد. گالیله و مارینا سه فرزند داشتند: دو دختر به نامهای ویرجینیا (8) و لیویا (9) و یک پسر به نام وینچنتزو (10). گالیله به هنگامی که در زندگی بعدی خود دچار گرفتاری مصیب بار می شد، با معاشرت دختر بزرگترش ویرجینیا احساس آسایش فراوانی می کرد.
گالیله طی هجده سال در پادوا (1610-1592)، اکتشافات مهمی در مکانیک و اخترشناسی کرد. با مشاهدات دقیق قانون «توان دوم-زمانها» را فرمول بندی کرد. بنابراین قانون، فاصله قائم که یک جسم در سقوط آزاد یا در طول یک سطح شیبدار طی می کند متناسب با مربع (توان دوم) زمان سقوط آن است. (با نشانه گذاری جدید، معادله سقوط آزاد به صورت آزادی فیزیک بیان می شود که در آن s فاصله قائم، t زمان سقوط و g شتاب گرانی است.) او قانونهای حرکت پرتابی را نه با آزمایش برج، بلکه به صورت کنترل شده ای مشخص کرد که در آن گلوله ای روی میزی با سطح مایل می غلتد و سپس به طور افقی یا مایل از میز رها شده، به کف اطاق می افتد. گالیله دریافت که با تفکیک حرکت پرتابی به دو مؤلفه افقی و عمودی می تواند محاسباتی به عمل آورد که تقریباً با آزمایشهای او سازگار باشد. مؤلفه افقی با سرعت گلوله به هنگام رها شدن از میز معین می شود که «پایستار» است، یعنی مجدداً تغییر نمی کند و مؤلفه قائم ناشی از وزن گلوله است که از قانون توان دوم-زمانها پیروی می کند.
گالیله سالها شیفته حرکت ساده و منظم پاندول بود. آنچه او را بیشتر تحت تأثیر قرار می داد ثابت بودن «دوره» زمانی پاندول یعنی مدت زمانی بود که چرخه رفت و برگشت آن کامل می شد. هرگاه زاویه نوسان کمتر از حدود 30ْ باشد، دوره زمانی با تقریب خوبی، فقط بستگی به طول آن دارد. (افسانه دیگری درباره گالیله، او را به صورت پسر نوزده ساله ای توصیف می کند که در کلیسا کمتر به مراسم دعا توجه دارد و با نبض خود زمان نوسانهای چراغی را که با سیم از سقف بلند آویزان است اندازه گیری می کند.) گالیله در پادوا قانون ثابت بودن دوره نوسان پاندول را با آزمایشهای متعدد ثابت کرد و سپس به کشف بعضی از رموز ظریف آن پرداخت.
در سال 1609، این خبر به ونیز رسید که عینک سازان هلندی یک وسیله اُپتیکی (نوری) اختراع کرده اند که اجسام دور را بسیار نزدیکتر می نمایاند. این همان وسیله ای بود که بعداً تلسکوپ نامیده شد. گالیله با شنیدن این خبر فوراً فکر درخشانی به ذهنش راه یافت. اگر او می توانست مدل اصلی آن را بسازد و پیش از آن که بازرگانان هلندی وارد صحنه شوند، آن را در برابر مقامات ونیزی به نمایش بگذارد؛ پاداشهای غیرمنتظره ای نصیب او می شد. او به قدر کافی از اپتیک (نورشناسی) اطلاع داشت که حدس بزند طرح هلندی آن ترکیبی از عدسیهای کوژ و کاو بوده است. او و کسانی که برای او وسیله هایی می ساختند مهارت استثنایی لازم برای ساییدن عدسیها را داشتند. بنابر گزارش خود گالیله طی بیست و چهار ساعت، او تلکسوپی که بهتر از آنچه صنعتگران هلندی ساخته بودند در دست داشت. گالیله می توانست برای اختراعش مبلغ گزافی درخواست کند و بدون تردید دریافت هم می کرد. اما برای او شهرت و نفوذ کارش بیشتر از دریافت پول اهمیت داشت. گالیله در مراسم پُرتشریفاتی تلکسوپی با توان هشت را به نیککولر کونتارینی (11)، رئیس کل دادگاه های ونیز، اهدا کرد. رستون در کتابی با عنوان گالیله مراسم اهدای تلسکوپ را چنین تصویر می کند: «جشن بزرگداشتی از نبوغ ونیزی، جملگی با لباسهای زربفت از مردان پیشرو و مترقی، مخبران ممتاز و مأموران مخفی برپا بود که ناگهان تسلسکوپ به عنوان دانش شکوفنده پادوایی ارائه شد.» گالیله پاداش بزرگی دریافت کرد، حقوقش دو برابر شد و مجدداً به مقام دانشگاهی خود، برای تمام عمر، منصوب گردید.
گالیله، سپس تلسکوپش را متوجه آسمان کرد و اکتشافات مهمی به عمل آورد. طی چند سال بعد سطح کوهستانی ماه، چهار قمر مشتری، هلالهای زهره، حلقه های زحل (که با تلسکوپ او به خوبی تفکیک نمی شد) و لکه های خورشید را مشاهده کرد. در سال 1610 گالیله مشاهدات خود را در اثری به نام پیک ستاره ای (12) منتشر کرد که نه تنها در ایتالیا بلکه در سراسر اروپا به سرعت شور و هیجانی ایجاد کرد.
اما گالیله بیشتر می خواست. او تدبیری اندیشید که به توسکانی و فلورانس، که بیشتر زندگی اولیه او آنجا گذشته بود بازگردد. دوک بزرگ توسکانی کوزیمو دِ مدیچی (13) جوان، یکی از شاگردان اخیر گالیله بود. گالیله برای پیشبرد منظور خود، کتاب پیک ستاره ای را برای دوک بزرگ اهدا و چهار قمر مشتری را اقمار مدیچی نام گذاری کرد. این عمل تملق آمیز او برای منظوری که داشت مؤثر افتاد. گالیله به زودی پیشنهاد عجیبی از فلورانس دریافت کرد: حقوقی معادل آنچه به بیشترین مقام درباری پرداخت می شد، بدون وظیفه تدریس-در واقع بدون هیچ نوع وظیفه ای-با عنوان ریاضیدان و فیلسوف عالی برای دوک بزرگ توسکانی. گالیله در ونیز و پادوا از حسادت و تلخکامی برکنار بود.

فلورانس و رُم

گالیله ی خون گرم و بذله گو بار دیگر در میان نجبا دوستان فهمیده ای یافت. ارزشمندترین آنان دوستی جوان، با استعداد و شکاک به نام فیلیپو سالویاتی (14) بود. گالیله و شاگردانش در ویلای زیبای سالویاتی در پانزده مایلی فلورانس به طور منظم گرد هم می آمدند. اما گالیله حتی در این محیط باصفا احساس ناراحتی می کرد. او می خواست دنیای بیشتری را تسخیر کند و آن رُم-یعنی کلیسا بود. گالیله در سال 1611 به وزیر خارجه دوک بزرگ پیشنهاد می کرد که دیداری رسمی از رُم داشته باشد. او می خواست در آنجا تلسکوپش را به نمایش بگذارد و واتیکان را با اهمیت اکتشافات نجومی خود تحت تأثیر قرار دهد.
این امر مبارزه ای مخاطره آمیز را در پی داشت. در میان اکتشافات گالیله شواهدی بود آشوبناک علیه تعلیمات کلیسا که زمین را مرکز عالم می دانست. بطلمیوس، اخترشناس و ریاضیدان یونانی در قرن دوم میلادی مدافع این نظر کیهان شناختی بود و این نظر مدتهای مدید، حکمی جزمی برای کلیسا شده بود. گالیله در مشاهدات خود می توانست آثار حرکت قمرهای مشتری به دور مشتری را ببیند و پُردردسرترین این بود که هلالهای زهره را ناشی از حرکت این سیاره به دور خورشید می دانست. در قرن شانزدهم، اخترشناس لهستانی نیکولاوس کوپرنیکوس (15) نظریه ای کیهان شناختی مطرح کرده بود مبنی بر اینکه خورشید در مرکز عالم جای دارد. در سال 1611 که گالیله به رم سفر کرد گرایش بسیاری به نظریه کوپرنیک داشت. کتاب مقدس نیز ماه و خورشید را در اصل، اجرام کاملی به صورت عنصر پنجم می دانست؛ و تلسکوپ گالیله کوهها و دره هایی را در ماه و کله هایی را در خورشید آشکار کرده بود.
اما در سال 1611 مغایرت میان تلسکوپ و کلیسا به طور موقت پنهان بود و گالیله تا حد زیادی موفق ماند. او با پاپ مستبد، پُل پنجم ملاقات کرد و از حمایت و دعای خیر او برخوردار شد. در آن زمان و بعد از آن، قدرت متفکر پشتیبان تخت پاپ، کاردینال رابرت بلارمین (16) بود. وظیفه او بود که ادعاهای گالیله را ارزیابی و موضع رسمی او را اعلام کند. او به نوبه خود از منجمان و ریاضیدانان کالج رُمی عیسویت نظرخواهی کرد. گزارش آنان درباره اینکه تلسکوپ واقعاً کوههای ماه را آشکار می کند تردیدآمیز بود، اما مهمتر آن بود که شواهد تلسکوپ، هلالهای زهره و حرکت قمرهای مشتری را تأیید کردند.
گالیله در رُم حامی اشرافی جدیدی یافت. او شاهزاده فردریکو چزی(17) بنیانگذار و رهبر «آکادمی لینکسها(18)» بود. این آکادمی مجمعی مخفی بود که اعضای آن «فیلسوفانی مشتاق دانش واقعی اند و می خواهند به مطالعه طبیعت و به ویژه به ریاضیات دست یابند.» اعضای این مجمع جوان، تُندرو و به معنی استعاری لینکس، تیزبین و در رفتار با دشمنان بی رحم بودند. گالیله در جشن پرهزنیه ای که به وسیله چزی برپا شد مهمان افتخاری بود، و پس از مدتی کوتاه به عنوان یکی از لینکسها انتخاب شد.
گالیله دوستان بانفوذ بسیاری در رُم و فلورانس یافت-و ناگزیر معدودی دشمنان متعهد هم داشت. عمده ترین آنها در فلورانس، لودویکو دلا کُلمب(19) بود که خودش را رهبر منصوب منتقدین گالیله می دانست. کُلمب در زبان ایتالیایی به معنی «کبوتر» است. گالیله برای ابراز تنفر خود، کلمب و یارانش را «لیگ کبوتر» می نامید.
در اواخر سال 1611، کلمب، که صلاحیتهای لازم را نداشت، درصدد حمله برآمد و گالیله را برای یک مبارزه عقلانی به چالش طلبید: مناظره ای عام درباره نظریه اجسام شناور، به ویژه یخ. یک پروفسور پیزایی چالش رسمی را به گالیله واگذار کرد و گالیله با شادمانی پاسخ داد: «همیشه حاضرم از هر کس چیزی بیاموزم، من مصاحبه و استدلال با دوست شما را درباره این موضوع به نوعی التفات می دانم.» محل مناظره در قصر پیتی (20) بود. در میان حضار دو کاردینال، دوک بزرگ کوزیمو و دوشس بزرگ کریستین، مادر کوزیمو بودند. یکی از کاردینالها مافئو باربرینی (21) بود که بعداً پاپ اوربان (22) هشتم شد و نقش عمده ای در ماجرای گالیله داشت.
در مناظره، گالیله این نظر را مطرح کرد که یخ و اجسام دیگر به این علت شناور می مانند که سبکتر از مایعی هستند که در آن غوطه ور می شوند. کلمب موضع ارسطو را پیش کشید و گفت یک قطعه یخ نازک و مسطح به دلیل شکل خاصی که دارد در آب شناور می ماند. گالیله بنابر معمول، استدلال خود را با نمایش مجهز کرد. وقتی او نشان داد که قطعه هایی از آبنوس حتی اگر به شکلهای بسیار نازکی باشند، همواره در آب فرو می روند، در حالی که یک توده یخ در سطح آب می ماند، حضار از جمله کاردینال باربرینی را مجاب کرد.

آغاز خروش طوفان

گالیله پس از پیروزی در مناظره به شدت مریض شد و برای بهبود یافتن خود به ویلای سالویاتی بازگشت. او پس از بهبودی نکاتی را که درباره اجسام شناور مورد نظرش بود در رساله ای خلاصه کرد و با سالویاتی به مطالعه لکه های خورشید پرداختند. آنان از حرکت لکه های بزرگ خورشید به صورتی نقشه برداری کردند که این لکه ها از میان سطح خورشید در نزدیکی استوا از غرب به شرق سیر می کردند.
در بهار سال 1612 خبر رسید که گالیله و سالویاتی رقیبی دارند. این رقیب خود را اَپلیز(23) می نامید. (بعداً معلوم شد او پدر کریستوفر شینر (24)، استاد ریاضی کاتولیکی در باواریا، است.) اپلیز مدعی بود که شاهدات لکه های خورشیدی نخست از آن او بوده و این لکه ها را به صورت تصویرهای عبور ستارگان از جلوی خورشید توضیح داده است. این امر موجب نگرانی و یأس گالیله شد. اپلیز نه تنها با دروغ به حق تقدم گالیله تجاوز می کرد، بلکه تفسیر نادرستی از لکه ها را نیز بر سر زبانها انداخته بود. گالیله جسورانه برای اپلیز ارسال کرد، و با موافقت چزی قرار شد که این نامه ها به وسیله آکادمی لینکسها در رُم منتشر شود. گالیله در این نامه ها برای نخستین بار طرفداری خود را از کیهان شناختی کوپرنیکی ابراز کرد. او به عنوان مدرک، مشاهداتی را که درباره سیارات به عمل آورده بود متذکر شد: «من به شما می گویم که زحل، نیز، مانند زهره هلالی شود و به طور تحسین آمیزی با سیستم بزرگ کوپرنیکی توافق دارد. اکنون بادهای مساعدی بر این سیستم می وزد. دلیل اندکی برای ترس از بادهای مخالف و سایه هایی بر چنین راه روشنی باقی می ماند.»
گالیله به زودی فرصت دیگری یافت تا اعتقادش را نسبت به کوپرنیک گرایی اعلان کند. یکی از شاگردانش به نام بِنِدِتو کاستِلی (25) پُست قبلی گالیله، یعنی کرسی ریاضیات در پیزا را اشغال کرده بود. کاستلی در نامه ای به گالیله نوشت که اخیراً با دوشس کریستین بزرگ مصاحبه مذهبی مضطرب کننده ای داشته است. «سرکار خانم با استناد به کتاب مقدس علیه من شروع به جر و بحث کرد.» توجه خاص ایشان به عبارتی از سفر یوشع بود که می گوید خدا به خورشید فرمان داد که بی حرکت بماند. بنابراین، دشمنان یوشع که در حال عقب نشینی بودند نتوانستند به شب پناه ببرند. آیا این موضوع از نظریه حرکت خورشید به دور زمین حمایت نمی کند و منکر ادعای کوپرنیکی نیست که می گوید زمین به دور خورشید می گردد و خورشید ثابت است؟
گالیله احساس خطر کرد . دوشس بزرگ قدرتمند بود، و گالیله از اینکه حمایت دوشس را از دست بدهد بیمناک شد. او برای نخستین بار آشکارا نظریات کوپرنیکی خود را به گونه ای در ارتباط با موضوعات مربوط به الهیات مطرح کرد. گالیله ابتدا نامه ای برای کاستلی نوشت. او نوشت که گاهی اشتباه است که کلمات کتاب مقدس را تحت اللفظی در نظر بگیریم. کتاب مقدس را باید به طریقی تفسیر کنیم که با مشاهدات مستقیم تناقض نداشته باشد: «وظیفه مفسران خردمند این است که معانی درست عبارات کتاب مقدس را بیابند که در این صورت با شواهد تجربه حسی، توافق خواهد داشت.» او استدلال کرد که خدا قادر بود به سهولت، هم بنابر کیهان شناسی کوپرنیکی و هم بنابر کیهان شناسی بطلمیوس به یوشع یاری رساند.
نامه گالیله به کاستلی که دست به دست به گردش درآمد و سرانجام منتشر شد، به مدت بیش از یک سال واکنش انتقادی نداشت. در این فاصله زمانی اقدامات گالیله اقدامات جدیدتری کرد. او با تأکید اولویت مشاهدات بر تعلیمات به هنگامی که این دو در تناقض باشند، نامه خود را بسط داد و مستقیماً برای دوشس کریستین بزرگ ارسال کرد. او نوشت: «قصد عمده و اولیه کتاب مقدس، پرستش خداوند و نجات ارواح است». اما «در جر و بحث های مربوط به پدیده های طبیعی نباید موضوع را با اعتبار عبارتهای کتاب مقدس، بلکه باید با تجارب حسی و تشریح و استدلال لازم آغاز کرد». او یادآور شد که کاردینال سزار بارونیوس (26) زمانی گفته بود: «کتاب مقدس به ما می گوید چگونه به خدا برسیم، نه اینکه افلاک چگونه حرکت می کنند.»
نخستین حمله به گالیله از سوی موعظه کشیش دومینیکن جوانی به نام تومازو کاچینی (27) به عمل آمد. او موعظه شدیداللحنی مبنی بر معجزه یوشع و بیهودگی فهم چنان رویدادهای بزرگی بدون ایمان به تعالیم رسمی ایراد کرد. این نقطه عطفی در داستان گالیله بود. رستون در این باره می گوید: «مشهورترین دانشمند ایتالیایی، فیلسوف دوک بزرگ توسکانی، دوست کاردینالهای قدرتمند در رُم در انظار عمومی توسط مأموری که خود را مدافع ایمان می دانست در موعظه ای مهم، به ارتداد مهم شد.» کاچینی و پدر نیککولو لورینی (28)، کشیش دومینیکنی دیگر، موضوع گالیله را به دادگاه تفتیش عقاید رم کشاندند و نامه گالیله به کاستلی را به عنوان شاهد ارتداد ارائه کردند.
گالیله نتوانست این رویدادها را نادیده بگیرد. او می بایست به رم می رفت و با مفتشان دادگاه مواجه می شد. احتمالاً عامل مؤثر، کاردینال بلارمین بود که چهار سال قبل درباره مشاهدات نجومی گالیله گزارش مساعدی ارائه کرده بود. اما گالیله بار دیگر به مدت چند ماه مریض و ناتوان شد. سرانجام در اواخر سال 1615 به رم رفت.
به منظور آماده سازی مفتشان، هیئتی از واتیکان تعالیم کوپرنیک را وارسی کرده و رأی داده بودند که مطالب آن، از قبیل این که خورشید در مرکز جهان جای دارد، «احمقانه، چرند و رسماً ارتدادی است.» در 25 فوریه سال 1616 جلسه دادگاه تفتیش عقاید تشکیل شد و دستوراتی از پاپ پل (29) دریافت کردند که گالیله را متوجه کنند تا درباره تعالیم کوپرنیک نه آموزش دهد، نه دفاع یا بحث کند. نافرمانی به زندان می انجامد.
در صبح روز بعد بلارمین و یک مفتش، این حکم را به طور شفاهی به گالیله ابلاغ کردند. گالیله این تصمیم را بدون اعتراض پذیرفت و برای دریافت حکم رسمی از واتیکان به انتظار ماند. پس از چند هفته آن حکم رسید، به طور شگفت آوری با قضاوتی که بلارمین قبلاً گفته بود، تفاوت داشت. در این حکم ابداً از گالیله و نشریات او ذکری نشده بود، بلکه به جای آن محدودیتی کلی درباره کوپرنیک گرایی صادر شده بود:‌ «به اطلاع گروه مقدس عابدین کلیسا رسیده است که تعالیم نادرست فیثاغورس، یعنی آنچه درباره حرکت زمین و بی حرکت بودن خورشید به وسیله نیکولاوس کوپرنیک تعلیم داده می شد و روی هم رفته مخالف کتاب مقدس است، هنوز هم منتشر می شود و به دست بسیاری از مردم می رسد. بنابراین، مبادا هر عقیده ای از این نوع جای خود را پیش کسی باز کند و به حقیقت کاتولیک آسیب برساند. به فرمان گروه مقدس این آثار نیکولاوس کوپرنیک معلق می ماند تا اصلاح شوند.»
گالیله همیشه خوش بین با چرخش این رویدادها امیدوار شود. با وجود دستور جدّی بلارمین، گالیله از سرزنش شخصی نجات یافت و وقتی «اصلاحاتی» درباره نظریه کوپرنیک به عمل آمد، ناچیز بود. گالیله سه ماه در رم ماند و فرصتهایی یافت تا رُک گوتر از همیشه باشد. سرانجام وزیر امور خارجه توسکان به او نصیحت کرد «سر به سر سگ خوابیده نگذارد» و اضافه کرد «شایعاتی هست که ما دوست نداریم».

ستاره های دنباله دار، یک بیانیه (30) و یک گفت و گو

گالیله بار دیگر در فلورانس اغلب اوقات سالهای 1617 و 1618 بیمار و افسرده بود. در چهار ماه آخر سال 1618 که سه دنباله دار در آسمان شب ظاهر شد او توانایی تفسیر آن را نداشت. اما، وقتی پدر هوراتیو گراسی(31)، استاد ریاضی در کالج رومانو یک طلبه با استعداد، کتابی منتشر کرد که در آن استدلال کرده بود ستاره های دنباله دار شواهد تازه ای علیه کیهان شناسی کوپرنیکی به دست می دهد، گالیله را برانگیخت که کاری بکند. ابتدا گالیله بسیار ضعیف شده بود و نمی توانست خودش واکنشی نشان دهد، از این رو این وظیفه را به یکی از شاگردانش به نام ماریوگویدوچچی (32)، یک حقوق دان فارغ التحصیل کالج رومانو واگذار کرد. جزوه ای با عنوان بحثی درباره ستاره های دنباله دار با نام گویدوچچی منتشر شد، اگر چه استدلالهای آن آشکارا از آن گالیله بود.
کار گراسی واکنش ارزشمندی را به بار آورد و گالیله در سالهای 1621 و 1622 به قدر کافی برانگیخته و سلامت خود را بازیافته بود که توانست بیانیه صریح و روان خود را با عنوان تحلیلگر (Assayer) منتشر کند. او در این بیانیه مدعی شد که «فلسفه در کتاب بزرگ جهان به طریقی نوشته شده است که پی در پی در برابر چشمان خیره ما گشوده می شود. اما این کتاب را نمی توان فهمید، مگر آنکه ابتدا زبان خواندن آن و الفبایی را که این زبان از آن ها ترکیب یافته است بیاموزیم. این کتاب به زبان ریاضیات نوشته شده و حروف آن مثلثها، دایره ها و دیگر اشکال هندسی است که بدون آن انسان نمی تواند یک کلمه آن را بفهمد و بدون آن در کلافی پیچیده سرگردان می ماند».
بیانیه تحلیگر مورد تأیید واتیکان قرار گرفت، و کاردینال باربرینی، که گالیله را در مباحثه با دلا کلمب حمایت کرد بود، نامه ای مستدل و دوستانه با این عبارت که «ما همواره در خدمت شما هستیم» برای گالیله نوشت. اما به طوری معلوم شد، تعارفات مصلحت آمیز باربرینی اصلاً قول مساعدی نبوده است. او در سال 1623، با نام اوربان هشتم به عنوان پاپ انتخاب شد.
گالیله پس از بهبود از ضعف مزاج زمستانی، بار دیگر در بهار سال 1624 راهی رُم شد، در حالی که چند میکروسکوپ به همراه داشت. طرح اصلی میکروسکوپ، مانند تلسکوپ از هلند بود، اما او اصلاحات فراوانی در آن به عمل آورده بود که کاربردهای علمی داشت. این میکروسکوپ که تصویرهای حشرات را بزرگتر نشان می داد، مایه شگفتی متخصصان رمی شد.
گالیله پس از مدت کوتاهی که به رم وارد شد، با اوربان هشتم که به تازگی انتخاب شده بود، دیدار کرد. گالیله انتظار داشت که کاردینال باربرینی سابق بار دیگر به او قول مساعدت بدهد، اما ناامیدانه با شخصیتی متفاوت مواجه شد. پاپ جدید، شخصیتی مستبد و یاوه گو بود که کارهایش را به خویشاوندانش می سپرد و دل مشغولی او مبارزات نظامی بود. با وجود این، گالیله در حالی رُم را ترک کرد که هنوز متقاعد بود راه روشنی در پیش دارد. او در نامه ای به چزی نوشت: «درباره مسئله کوپرنیک، مقام مقدس گفت که کلیسای مقدس عقاید او را محکوم نکرده و به عنوان عقایدی کفرآمیز محکوم نخواهد کرد، اما فقط بی پروایی کرده اید. مادامی که به درست بودن عقیده خود اصرار نورزید، ترس موجبی ندارد.»
اکنون تدبیر گالیله این بود که مباحث خود را، به صورت فرضیه ای بدون آنکه مدعی صحت مطلق آن باشد، ارائه کند. ابداع ادیبانه او مناظره مکتوب بود. او سه شخصیت را خلق کرد که درباره شایستگیهای سیستم کوپرنیکی و سیستم ارسطویی گفتگو می کنند، اما ظاهراً در این گفتگو نیت خاصی مطرح نیست. او دو شخصیت را به خاطر دوستان فلورانسی و ونیزی مهربانش، جان فرانچسکو ساگردو و فیلیپو سالویاتی نامید، که هر دو مرده بودند. در این مناظره سالویاتی در نقش گالیله و ساگردو در نقش یک فرد عادی هوشمند است. شخصیت سوم که گالیله او را سیمپلیچو می نامد طرفدار ارسطو است.
این مناظره که نام کامل آن مناظره درباره دو سیستم عمده جهانی است، به طور متناوب مدت پنج سال، بین سالهای 1624 و 1629، ذهن گالیله را اشغال کرد. سرانجام در سال 1629 این مناظره آماده انتشار شد و گالیله به رم سفر کرد تا تصویب سریع کلیسا را به دست آورد. او با پاپ اوربان ملاقات کرد و در بازگشت متقاعد شده بود که موانع جدی در کار نیست.
سپس رویدادهای مخاطره آمیزی پیش آمد. نخست آنکه چزی مُرد. گالیله امیدوار بود که کتاب مناظره اش را به وسیله آکادمی لینکسهای چزی منتشر کند و چزی را جانشین خودش در رم می دانست. در این حال گالیله با مرگ چزی نمی دانست به کجا روی آورد. حتی نگرانی بیشتر، دریافت نامه مصرانه ای از کاستلی بود مبنی بر اینکه به او توصیه می کرد هرچه زودتر کتاب مناظره را در فلورانس منتشر کند. گالیله موافق بود، تا حدی به این دلیل که در آن زمان رُم و فلورانس با شیوع طاعون از هم جدا شده بودند. گالیله در اواسط این بیماری چاپخانه ای در فلورانس یافت و چاپ کتابش انجام شد. اما برای تصویب کلیسا، دو سال به طول انجامید. وقتی کتاب مناظره منتشر شد، مقدمه و مؤخره ای داشت که آن را یک مفتش رمی نوشته بود. ابتدا این کتاب با استقبال خوانندگان مواجه شد. خوانندگان تحت تأثیر شکل مناظره ای قرار گرفتند که گالیله در کتاب به کار گرفته بود. آنان شخصیتهای داستانی کتاب، حتی طعنه های سیمپلیچو را، سرگرم کننده یافتند.
در اوت سال 1632، ناشر کتاب گالیله فرمانی از دادگاه تفتیش عقاید دریافت می کرد، مبتنی بر اینکه چاپ و فروش این کتاب باید متوقف شود. در پس این اقدام ناگهانی خشم اوربان نهفته بود. او در استدلالهای زیرکانه سالویاتی و ساگردو و واکنشهای ضعیف سیمپلیچو احساس ناخشنودی می کرد. او حتی در کلمات سیمپلیچو بعضی از دیدگاه های خودش را می یافت. اوربان کمیته ای را به سرپرستی برادرزاده اش، کاردینال فرانچسکو باربرینی، مأمور کرد که کتاب را بازبینی کنند. این کمیته گزارشی به اوربان داد و موضوع به دادگاه تفتیش عقاید واگذار شد.

محاکمه

پس از مدتها تأخیر ناشی از تجدید بیماری شدید گالیله و بازگشت طاعون، گالیله در فوریه سال 1633 وارد رُم شد تا در برابر دادگاه تفتیش عقاید از خود دفاع کند. محاکمه در 12 آوریل آغاز شد. اعضای دادگاه توجه خود را بر حکم بلارمین که در سال 1616 درباره گالیله صادر شده بود متمرکز کردند. فرانچسکو نیککولینی سفیر توسکانی در رم، این موضوع را برای همکاران اداری اش این طور شرح می دهد: «مشکل عمده، این مسئله است که این آقایان (مفتشان) مدعی اند در سال 1616 او [گالیله] محکوم شده بود تا درباره حرکت زمین نه بحثی بکند و نه حرفی بزند. در مقابل، او می گوید شرایط حکم چنین نبوده، بلکه چنین بوده است که نمی باید این نظریه را مسلم بداند و از آن دفاع کند. او می پندارد این وسیله را دارد که خود را موجه جلوه دهد، چون در کتابش ابداً دیده نمی شود که نظریه مورد نظر را مسلم دانسته و از آن دفاع کرده باشد... یا آن را ثابت شده بداند.» گالیله به عنوان مدرک، نامه ای از بلارمین را که حامی ادعای او بود تسلیم دادگاه کرد مبنی بر اینکه تعبیر سخت گیرانه مفتشان معتبر نبوده است.
تاریخ نویسان درباره اعتبار این سند بحث دوسویه کرده اند و بر اساس شواهد دقیقاً قانونی به این نتیجه رسیده اند که مورد گالیله قویتر بوده است. (در این میان شایان ذکر است که حکم سال 1616 هرگز امضا و گواهی شده نبوده است.) اما مفتشان امکان تبرئه نداشتند. آنچه آنان پیشنهاد کردند، یک توافق مناسب به نظر می رسید بدین معنی که گالیله می باید خطاکاری خود را بپذیرد و به یک حکم خفیف دادگاه تن در دهد. گالیله موافقت و اطاعت کرد. اما وقتی حکم در 22 ژوئن صادر شد بسیار شدیدتر از آن بود که او انتظارش را داشت: کتاب او در فهرست کتاب های ممنوعه جای گرفت و خود او به حبس ابد محکوم شد.

آخرین کار

دوستان گالیله همواره از دانشمندان او بیشتر بودند. اکنون که دشمنان او را شکست داده بودند، دوستانش پیش آمدند تا خُسروان وی را ترمیم کنند. نیککولینی سفیر توسکانی ترتیبی داد تا این حکم به حضانت اسکانیو پیککولومینی (33) اسقف اعظم سیینا (34) تبدیل شود. «زندان» گالیله قصر اسقف در سیینا بود که شاعران، دانشمندان، و موسیقیدانان به کرّات برای گرامی داشت گالیله در آنجا آمد و رفت می کردند. ذهن گالیله به تدریج به مسائل علمی، به عنوانهایی که از درگیریهای مربوط به الهیات در امان باشد، معطوف می شد. او مناظره مکتوبی را درباره «دو علم جدید» طراحی کرد که تلخیصی از کارهایش درباره حرکت طبیعی (یک علم) و همچنین مسائلی مربوط به استحکام مواد (علم دیگر) بود. نام سه شخصیت مناظره او بار دیگر سالویاتی، ساگردو و سیمپلیچو بود، اما این بار آنان نماینده سه دوران زندگی نویسنده بودند. سالویاتی گالیله عاقل در دوران پیری؛ ساگردو گالیله میان سال در پادوا و سیمپلیچو گالیله جوان بود.
اما گالیله نتوانست در سیینا بماند. نامه هایی که از دخترش ویرجینیا دریافت می کرد خاطراتش را عمیقاً برمی انگیخت. ویرجینیا در آن موقع با نام خواهر ماریا چلست (35) در صومعه سنت ماتیو (36) در شهر آرچتری (37)، نزدیک فلورانس بود. گالیله قبلاً ویلایی در آرچتری گرفته بود تا نزدیک ویرجینیا و دختر دیگرش، لیویا باشد که او نیز خواهری در صومعه بود. گالیله از پاپ تقاضا کرد که اجازه دهد تا به آرچتری بازگردد. سرانجام درخواست او اجابت شد، اما این خبر پس از آن دریافت شد که ماریا چلست به شدت بیمار بود و مهمتر آنکه پس از آن بود که عوامل پاپ گزارش داده بودند که «مجازات» راحت مرتد، در سیینا با جرم او مطابقت ندارد. فرمان پاپ مبنی بر این بود که گالیله به ویلای خود بازگردد و در محل بازداشت تحت نظر باشد.
گالیله در اواخر سال 1633 در آرچتری اقامت گزید، و به مدت چند ماه مراقبت ویرجینیا دختر بیمارش بود. ویرجینیا بهبود نیافت و در بهار سال 1634 فوت شد. این امر برای گالیله تقریباً ضربه نهایی بود. اما بار دیگر کار برای او حیات بخش شد. وی به مدت سه سال بر کتابی با عنوان گفتارهایی درباره دو علم جدید، متمرکز شد. این اثر، شاهکار نهایی اش، در سال 1637 به اتمام رسید، و در سال 1638 در هلند منتشر شد. (البته پس از آنکه دستنوشته او به طور قاچاق از ایتالیا به هلند برده شد.) با گذشت زمان چشمان گالیله به کوری گرایید. اوربان تنها با اکراه به گالیله اجازه داد برای مداوای پزشکی مدت کوتاهی به فلورانس برود.
اما پس از همه رنجهایی که متحمل شده بود، گالیله هرگز ایمانش را از دست نداد. استیلمان در یک(38)، تاریخ علم نویس معاصر، می نویسد: «ثبات عقیده گالیله هم به عنوان یک کاتولیک، هم به عنوان یک دانشمند آشکار بود. او در موقعی تقریباً در حال ناامیدی نوشت که احساس می کند همه آثار علمی اش در حال سوختن است؛ اما و هرگز چنانکه می پنداشت به ایمانش پشت نکرد. کلیسا از گالیله روی گردان شد و او را به خاطر آنچه کرده بود کم رنج نداد، اما گالیله فقط بعضی از کسانی را که در کلیسا قضاوت نادرستی در مورد کارهای او کرده بودند سرزنش کرد.»

روشها

تجهیزات ریاضی گالیله ابتدایی بود. غالب روشهای ریاضی را که امروزه بخوبی به کار می بریم کشف نشده بودند یا در زمان گالیله کاربرد قابل اعتمادی نداشت. او نمادها یا معادلات ریاضی را به کار نمی گرفت، بجز تانژانتها که مفاهیم مثلثاتی بودند. اعدادی را که به کار می گرفت همواره به صورت اعداد صحیح مثبت بودند و هرگز به صورت اعداد اعشاری نبودند. حساب دیفرانسل و انتگرال که بعدها به وسیله نیوتون وگاتفرید لایبنیتز کشف شد، در دسترس او نبود. او برای محاسبه از نسبتها و تناسبها، آن طور که در کتاب اصول (Elements) اقلیدس تعریف شده بود، مدد می گرفت. استدلال او غالباً هندسی بود، که آن هم آموزه ای از اقلیدس بود.
سبک ریاضی گالیله در بسیاری از قضایای او دربارۀ حرکت یکنواخت و شتابدار آشکار است. در این جا مقداری از آن ها را ارائه و سپس از طریق برگرداندن به زبان جبر «نوسازی» می کنیم. نخستین قضیه مربوط به حرکت یکنواخت است:
هرگاه ذرّه متحرکی با سرعت ثابت به طور یکنواخت منتقل شود و دو مسافت را طی کند، فاصله های زمانی لازم نسبت به یکدیگر به نسبت دو مسافت طی شده است.
برای ما (اما نه برای گالیله) این قضیه بر اساس معادله جبری s=vt است، که در آن s مسافت، v سرعت و t زمان است. این یک محاسبه عادی است. مثلاً اگر به مدت سه ساعت (ساعت t=3) با سرعت شصت مایل در ساعت (60 مایل بر ساعت=v) سفر کنید، مسافتی را که طی کرده اید 180 مایل (مایل 180=60×3=s) است. در قضیه گالیله، ما دو مسافت را که s1 و s2 می نامیم برای دو زمان t1 و t2 با سرعت یکسان v به صورت زیر محاسبه می کنیم
S2=vt2 و s1=vt1
با تقسیم کردن دو طرف این معادله ها بر یکدیگر، نسبت قضیه گالیله را به دست می آوریم،آزادی فیزیک قضیه پیچیده تر به صورت زیر است که در آن دو سرعت برابر نیستند:
هرگاه دو ذره با آهنگی یکنواخت، اما با سرعتهای نابرابر در مسافتهای نابرابر حرکت کنند، در این صورت نسبت فاصله های زمانی طی شده ، حاصلضرب نسبت مسافتها در معکوس نسبت سرعتها خواهد بود.
در این قضیه، درگیری دو سرعت متفاوت v1 و v2 وجود دارد و دو معادله عبارتند از
S2=v2t2 و s1=v1t1
اگر بار دیگر دو طرف این معادله را بر هم تقسیم کنیم، خواهیم داشتآزادی فیزیک

برای تکمیل اثبات قضیه، دو طرف این معادله را درآزادی فیزیک ضرب می کنیمآزادی فیزیک

اکنون ملاحظه می کنید که طرف راست معادله حاصلضربی است از نسبت مستقیم فاصله هاآزادی فیزیک و نسبت معکوسی است از سرعتهاآزادی فیزیک آن طور که برای اثبات قضیه گالیله لازم است.
در قضایای مذکور فرض بر آین است که سرعت v همواره ثابت است، یعنی حرکت شتاب ندارد. یکی از مهمترین نقشهای گالیله نحوه برخورد او با حرکت شتابدار یکنواخت بود، هم در سقوط آزاد و هم در سطوح شیب دار و رو به پایین. در این جا یکنواختی بدین معنی است که سرعت با مقادیر برابر در فاصله های زمانی برابر تغییر می کند. اگر شتاب یکنواخت را با a نشان دهیم، تغییر سرعت v در زمان t با معادله v=at محاسبه می شود. مثلاً اگر به اتوموبیلی شتابی با آهنگ یکنواخت هر ثانیه ساعت/مایل a=5 بدهید، به مدت 10 ثانیه سرعت نهایی آن ساعت/مایل 50=10×5=v می شود. یک معادله درجه دوم

آزادی فیزیک ، مسافت s طی شده در زمان t را با شتاب یکنواخت a محاسبه می کند. این معادله مانند معادلات ذکر شده فوق چندان آشنا و عادی نیست. آن را با سهولت بسیار می توان با حساب دیفرانسیل و انتگرال توجیه کرد که در فصل بعدی این کتاب بیان خواهیم کرد.
حرکت یک گوی با هر وزنی در سقوط آزاد، در جهت قائم، یعنی عمود بر سطح زمین شتاب می گیرد، با آهنگی که بر حسب قرارداد با نماد g نشان داده می شود و تقریباً در هر جای زمین یکسان است. بنابراین، در مورد سقوط آزاد، یا a=g آخرین دو معادله ذکر شده v=gt برای سرعت حاصل از سقوط آزاد در زمان t وآزادی فیزیک برای مسافت طی شده متناظر با آن است.
معادلهآزادی فیزیک در دسترس گالیله نبود، اما او از طریق مشاهدات آزمایشی توان دومآزادی فیزیک این معادله را کشف کرد. استنتاج او در قضیه زیر بیان شده است،
فاصله های مکانی پیموده شده به وسیله یک جسم که از حالت سکون با حرکت شتابدار یکنواخت ساقط می شود نسبت به یکدیگر به صورت مربعها (توانها) ی فاصله های زمانی منقضی شده در عبور از این مسافتهاست.
اثبات امروزی ما از این قضیه با دو بار نوشتن معادله سقوط آزاد آغاز می شود،آزادی فیزیک از تلفیق این دو معادله، معادله زیر به دست می آیدآزادی فیزیک گالیله علاوه بر مطالعات جداگانه ای که درباره حرکت یکنواخت و حرکت شتابدار به عمل آورد، به مطالعه ترکیبی از این دو حرکت در حرکت پرتابی پرداخت. او ثابت کرد مسیری را که یک پرتابه دنبال می کند سهموی شکل است. وی با استفاده از یک روش هندسی پیچیده، فرمولی برای محاسبه ابعاد سهمی حاصل از یک پرتابه (مثلاً، یک گلوله توپ)، را، با هر زاویه ای که به سوی بالا پرتاب شود، به دست آورد. این فرمول در مقایسه با روش مثلثاتی که امروزه ما برای چنین محاسباتی به کار می بریم عجیب و پرزحمت است، اما درستی آن کمتر نیست. گالیله فایده روش خود را به وسیله محاسبه بسیار دقیق و تهیه جدولی تفصیلی از ابعاد سهمی برای زوایایی از 1ْ تا 89ْ ثابت کرد.
در برابر روشهای گالیله که عمدتاً از اقلیدس گرفته شده، روشهای آزمایشی او برای ما بیشتر جدید به نظر می رسد. او آحادی نظیر آحاد خودمان ابداع کرد که به خوبی در آزمایشهایش برای حرکت پاندول به کار می آمد. مقیاس مسافت او که آن را پونتو(punto) می نامید، معادل 094/0 سانتی متر بود. این مقیاس باریکترین فاصله بین دو بخشهای روی یک خط کش برنجی بود. برای اندازه گیری زمان، او آبی را که از یک ظرف با آهنگ ثابت، در حد سه اونس سیال در ثانیه، جاری می شد جمع آوری و توزین می کرد. او وزنهای آب را بر حسب گرین (39) (گرین 480=1 اونس) ثبت می کرد و واحد زمانش را که تمپو (Tempo) می نامید، مدت زمانی بود که 16 گرین آب جاری می شد. این واحد زمان معادل 92/1 ثانیه است. این واحدها آن قدر کوچک بودند که نتیجه اندازه گیریهای گالیله از مسافت و زمان همواره اعدادی بزرگ می شدند. این امر ضروری بود، زیرا اعداد اعشاری جزء لوازم ریاضی گالیله نبود؛ تنها راهی که او می توانست در محاسبات خود به ارقام با معنی بیفزاید این بود که اعداد بزرگتری به دست آورد.

میراث گالیله

گالیله دانش متافیزیک را از علم فیزیک جدا کرد و به این ترتیب داستانی آغاز می شود که در فصهای باقیمانده این کتاب آشکار خواهد شد. استفان هاوکینگ می نویسد: «گالیله، احتمالاً بیش از هر شخص تنهای دیگری بانی تولد علم جدید بود... گالیله یکی از نخستین کسانی بود که با استدلال می گفت انسان می تواند به فهم چگونگی کار جهان امیدوار باشد و علاوه بر آن می گفت که انسان می تواند با مشاهده جهان واقعی به این ادراک برسد.» هیچ فیزیکدان عملگرا، یا هر دانشمندی که با چنین موضوعی سر و کار داشته باشد، نمی تواند بدون پیروی از این توصیه گالیله کار خود را انجام دهد.
من قبلاً بسیاری از دست آوردهای خاص گالیله را متذکر شدم، اما کار او در علم مکانیک ارزش آن را دارد تا بار دیگر نمای کلی آن را بیان کنم، زیرا کار او راه را برای بزرگترین جانشین هموار کرد. (گالیله در ژانویه سال 1642 چشم از جهان فروبست و در روز کریسمس همان سال، آیساک نیوتون دیده به جهان گشود). مکانیک گالیله عمدتاً راجع به اجسامی است که با سرعت ثابت یا بر اثر شتاب ثابت که معمولاً شتاب گرانی (ثقل) است، حرکت می کنند. از دید ما، مبنای قضیه هایی که معرف مکانیک گالیله اند، معادلاتآزادی فیزیک است، اما در نوشته های گالیله این معادلات و معادلات جبری دیگری از این قبیل دیده نمی شود. او برای محاسبات عددی از نسبتها و تناسبها کمک گرفته است. او پی برد که حرکت پرتابی برآیند یک مؤلفه عمودی تحت اثر شتاب گرانی و یک مؤلفه افقی ثابت حاصل از پرتاب شدن پرتابه است. این امر تشخیص اولیه ای بود از اینکه کمیتهای فیزیکی جهت دار که امروز «بُردار» نامیده می شوند، ممکن است به دو مؤلفه راست گوشه تجزیه شوند.
جزء دیگری از ساختار مکانیک گالیله را که متذکر شدم، اما تأکید نکردم چیزی است که امروزه آن را «اصل لختی» (اینرسی) می نامیم. در نوشته ای، گالیله این اصل را چنین بیان می کند: «ذره ای را تصور کنید که در امتداد یک سطح افقی، بدون اصطکاک، پرتاب شده باشد، در این صورت می دانیم... که آن ذره در امتداد این سطح با حرکتی یکنواخت و دایمی حرکت خواهد کرد، مشروط بر اینکه سطح حدود نداشته باشد.» این گفته بازتابی از نبوغ گالیله برای اختراع یک شکل ایده آل شده بنیادی از رفتار واقعی است. اگر یک گلولۀ واقعی را روی یک سطح افقی هُل دهید حرکت آن به طور دایمی ادامه نخواهد یافت، زیرا نه سطح کاملاً صاف و صیقلی است، نه گلوله. و دیر یا زود گلوله به علت آثار اصطکاک متوقف خواهد شد. گالیله همه پیچیدگیهای اصطکاک را نادیده گرفت و یک اصل موضوع مفید برای علم مکانیکش به دست آورد. سپس او این اصل را در عمل حرکت پرتابه، به کار گرفت-هرگاه پرتابه ای در فضا پرتاب شود، مؤلفه افقی حرکت آن، در غیاب مقاومت هوا، ثابت است و در آن راه ثابت باقی می ماند، در حالی که مؤلفه عمودی آن تحت تأثیر گرانی زمین است.
مکانیک گالیله شامل تعاریفی از مفاهیم نیرو و انرژی نشد، در حالی که هر دو آنها در مکانیکِ جانشینان گالیله اهمیت به سزایی یافت. گالیله راهی برای اندازه گیری این کمیتها نداشت، ازاین رو آنها را فقط در یک جهت کیفی می گنجاند. علم حرکت گالیله شامل بیشتر اجزایی است از آن چه که امروزه «سینماتیک» می نامیم. سینماتیک به ما نشان می دهد که حرکت چگونه صورت می گیرد، بدون توجه به نیروهایی که حرکت را کنترل می کنند. با گنجانده شدن نیروها، چنانکه در مکانیک نیوتونی گنجانده شده، سینماتیک به «دینامیک» تبدیل می شود.
همه فعالیتها و مشارکتهایی که گالیله در پیشرفت علم مکانیک داشته است، برای نیوتون و جانشینان او امری ضروری و بنیادی بوده است. اما فراتر از همه این فعالیتها، اصرار مجدّانه گالیله بر این امر بوده است که موفقیت یا عدم موفقیت یک نظریه علمی بستگی به مشاهده ها و اندازه گیریها دارد. استیلمان در یک ما را به این خلاصه نافذ از فعالیتهای علمی گالیله احاله می دهد: «تا هنگام تولد گالیله، دو هزار سال علم فیزیک به این نتیجه نرسید که حتی اندازه گیریهای تقریبی و ناقصی از حرکتهای واقعی به عمل آید. این واقعیتی شگفت آور است که تاریخ هر علم عقبه پیوسته ای با نخستین کاربرد اندازه گیری را نشان می دهد، که پیش از آن نَسَبی جز متافیزیک نداشته است. در این صورت معلوم می شود که چرا تقریباً همه فیلسوفان زمان او، به شدت با علم گالیله مخالفت می کرده اند. گالیله تا آنجا که می توانست فیزیک را از قید متافیزیک آزاد کرد. این اقدام با اندازه گیری انجام شد، اندازه گیری دقیق تا آنجا که با وسایل موجود برای گالیله ممکن بود یا گالیله به ابداع آنها پرداخت.»

پی نوشت ها :

Galileo Galilei
Marquis Guidobaldo del Monto
Padua
Gianvincenzio pinelli
Gianfrancesco sagredo
James Reston,Jr
Marina Gamba
Virginia
Livia
Vincenzo
Niccolo contarini
Starry Messenger
Cosimo de Medici
Filippo salviati
Nicolaus Copernicus
Robert Bellarmine
Prince Frederico cesi
Lynxes(لینکس جانوری از تیره گربه سانان است که چشمهای تیزی دارد.م)
Ludovico della colombe
Pitti
Maffeo Barberini
Urban
Apelles
Christopher scheiner
Benedetto castelli
Cardinal cesare Baronius
Tommaso caccini
Father Niccolo Lorini
Pope paul
Manifesto
Horatio Grassi
Mario Guiducci
Ascanio piccolomini
سیینا (siena) شهری در جنوب ایتالیا، یک جمهوری که شامل این شهر و پیرامون آن می شد و در سال 1557 ضمیمه توسکانی شد.م.
Maria celeste
St.Matthew
Arcetri
Stillman Drake
گرین (grain) در آحاد قدیم ایران، گندم نامیده می شدکه کوچکترین واحد وزن بود.م.

منبع: کروپر، ویلیام ه؛ (1390)، فیزیکدانان بزرگ از گالیله تا هاوکینگ، ترجمه احمد خواجه نصیر طوسی، تهران؛ انتشارات فاطمی، چاپ سوم.

 

 



ارسال نظر
با تشکر، نظر شما پس از بررسی و تایید در سایت قرار خواهد گرفت.
متاسفانه در برقراری ارتباط خطایی رخ داده. لطفاً دوباره تلاش کنید.