گالیله، گالیلیو (۱۵۶۴ـ۱۶۴۲)

گالیلیو گالیله Galilei Galileo
زادروز	۱۵۶۴م
درگذشت	۱۶۴۲م
ملیت	ایتالیایی
شغل و تخصص اصلی	اخترشناس
شغل و تخصص های دیگر	ریاضی دان، فیزیک دان
آثار	گفت وگوهایی درباره دو نظام اصلی برای عالم(۱۶۳۲)
گروه مقاله	اخترشناسی

گالیله، گالیلِئو (۱۵۶۴ـ۱۶۴۲)(Galileo, Galilei)

آهنربا و قطب‌نمای گالیله

ریاضی‌دان، اخترشناس، و فیزیک‌دان ایتالیایی. برای نخستین‌بار تلسکوپ نجومی را ساخت و لک‌های خورشیدی، چهار قمر اصلی مشتری، و ظهور هلال‌های زهره را، که مؤید گردش آن به‌ دور خورشیدند، مشاهده و شناسایی کرد. گالیله کشف کرد که اجسام در حالت سقوط آزاد، چه سنگین‌ باشند چه سبک، با شتاب ثابت یکسانی، ناشی از گرانی، سقوط می‌کنند. همچنین دریافت جسمی که روی سطح افقی کاملاً صاف در حرکت است، حرکتش نه تند خواهد شد و نه کُند. اختراعات او شامل نوعی دماسنج، ترازوی هیدروستاتیکی، و نوعی قطب‌نما بود و کشف کرد مسیر هر پرتابهای به‌ شکل سهمی است. تحقیقات گالیله منجربه بنیانگذاری روش عملی جدیدی شد که در آن، برای توضیح نتایج حاصل از مشاهده و آزمایش باید به قوانین دست یافت. با این همه، داستان پایین‌انداختن گلوله‌های توپ از برج کج پیزا مشکوک به ‌نظر می‌رسد. مشاهدات او نظرات ارسطو را که در دانشگاه تدریس می‌شد باطل ‌کرد، و علت اصلی آن‌ بود که نظریۀ خورشیدمرکزی منجم لهستانی، نیکلا کُپرنیک، برای نخستین‌بار ‌توجیه می‌شد. کتاب مستدل گالیله که با عنوان گفت‌وگوهایی دربارۀ دو نظام اصلی برای عالم در ۱۶۳۲ به‌چاپ رسید، از سوی مقامات کلیسای رُم توقیف شد و دادگاه تفتیش عقاید او را وادار به استغفار کرد.

اخترشناسی و اخترتلسکوپ. در ژوئیۀ ۱۶۰۹، گالیله پس از آگاهی از ساخت تلسکوپ به‌دست دانشمندی هلندی، اصول کار آن را یافت و چندین تلسکوپ ساخت. او برای مدارهای مربوط به چهار قمر مشتری جدول‌های دقیقی فراهم آورد، و این نکته را مطرح کرد که با استفاده از گرفت‌های فراوان این قمرها می‌توان طول‌های جغرافیایی را در خشکی و دریا به‌دست آورد. مشاهداتش دربارۀ لک‌های خورشیدی و هلال‌های زهره، نظریۀ کُپرنیک مبنی‌ بر چرخش زمین و گردش آن به‌ دور خورشید را تأیید می‌کرد. نتایج تحقیقات گالیله در ۱۶۱۰ در پیک درخشانمنتشر شدند و انقلابی به بار آوردند. با این همه، گالیله به پیروی از یونانیان و سنت قرون وسطا، برای آن‌که ساختار عالم را در حد کمال حفظ کرده باشد، بر این باور بود که مدارها باید دایره‌ای‌شکل باشند، نه بیضی‌شکل. این پیش‌پندار مانع از آن شد که بتواند قانون لختی را به‌ صورتی کامل تدوین کند. افتخار این امر بعدها به ریاضی‌دان فرانسوی معاصرش، رنه دکارت، رسید.

آونگ. گالیله در زمینۀ مکانیک نظراتی بنیادی عرضه کرد. او نظریۀ نیروی محرک را، که بنابر آن برای حفظ حرکت جسم باید بر آن نیرو وارد شود، مردود دانست. گالیله با مشاهدۀ چراغ‌های در حال نوسان کلیسای جامع پیزا دریافت که مدت زمان لازم برای هر نوسان آونگ مقدار ثابتی است و اختلاف دامنۀ نوسان بر آن اثر ندارد. همچنین، به اهمیت بالقوۀ این مشاهده در اندازه‌گیری زمان نیز توجه کرد. گالیله در مقالۀ بعدی‌اش نشان داد که مجذور دورۀ تناوب آونگ برحسب طول آن تغییر می‌کند، ولی از جرم گلولۀ آونگ مستقل است.

مکانیک و قانون سقوط اجسام. گالیله پیش از نیوتون کشف کرد که دو جسم با وزن‌های متفاوت، مثلاً یک سیب و یک خربزه، وقتی از ارتفاع یکسانی رها ‌شوند، هم‌زمان به زمین خواهند رسید. او تشخیص داد که گرانی نه‌ فقط باعث سقوط جسم می‌شود، بلکه در حرکت صعودی جسم نیز تعیین‌کننده است. همچنین، دریافته بود که امتداد نیروی گرانی از مرکز زمین عبور می‌کند. سپس، نشان داد که حرکت هر پرتابه متشکل از دو مؤلفه است؛ یک مؤلفۀ به صورت حرکت یکنواخت و در راستای افقی است و مؤلفۀ دیگر به‌‌صورت حرکتی با شتاب مثبت یا منفی و در راستای قائم و تحت تأثیر گرانی است. گالیله از این توضیح برای رد اعتراضاتی که به کُپرنیک می‌شد، سود جست. به نظریۀ کُپرنیک این اعتراض را وارد کرده بودند که زمین در حال گردش نمی‌تواند پرنده‌ها و ابرها را با خود ببرد. گالیله توضیح داد که حرکت پرنده، مانند حرکت پرتابه، مؤلفه‌ای افقی دارد که از طریق حرکت زمین تأمین می‌شود و این مؤلفۀ افقیِ حرکت همواره وجود دارد تا اجسام، حتی اگر متصل به زمین هم نباشند، در جای خود باقی بمانند. گالیله با اندازه‌گیری زمان حرکت اجسام در فواصل گوناگون توانست مفاهیم سرعت یکنواخت و شتاب یکنواخت را شناسایی کند. ابتکار هوشمندانۀ او این بود که با اندازه‌گیری حرکت گلوله‌هایی که روی سطوح شیب‌دار به پایین می‌غلتیدند، حرکت قائم را کندتر کرد؛ و تشخیص داد که مؤلفۀ قائم حرکت در سطح شیب‌دار شتاب یکنواختی دارد که از گرانی ناشی می‌شود. گالیله برای دست‌یابی به شکل صحیح قانون سقوط اجسام سال‌های بسیاری را صرف پژوهش کرد. او دریافت خود را در کتاب گفتارها و کشفیات ریاضی دربارۀ دو علم جدید(۱۶۳۸) چنین عرضه کرد S = (^۱/_۲) at^۲ که در آن، s مسافت پیموده شده در حرکت سقوطی، a شتاب ناشی از گرانی، و t زمان سقوط است. او پی‌برد مسافتی که جسم سقوط‌کننده می‌پیماید با مجذور زمان سقوط متناسب است. گفتارها ماحصل تحقیقات گالیله در طول زندگی اوست. گالیله در این کتاب نشان می‌دهد که مسیر هر پرتابه به شکل سهمی است، قانون سقوط اجسام فقط در خلأ به‌صورت کامل حکم‌فرماست، و مقاومت هوا همیشه منجر به این می‌شود که جسم در حال سقوط به سرعت حدی یکنواختی برسد.

مهندسی. يکي از شاهکارهاي گالیله کارهای مهندسی او، به‌ویژه در علم ساختمان، بود. او نشان داد که ابعاد هر سازه‌ای در پایداری آن اثرگذار است. سازۀ کوچک پایدار خواهد ماند، ولی سازه‌ای که ابعادش به ‌نسبت ثابتی بزرگ‌تر شوند، ممکن است فروبریزد. گالیله با استفاده از قوانین اهرمها، مقاومت مصالح لازم برای نگهداری و پایداری سازه‌ها را بررسی کرد.

دماسنج. دستاورد دیگر گالیله اختراع دماسنج در ۱۵۹۳ بود. این وسیله متشکل از مخزنی از هوا بود که بر اثر تغییر دما منبسط یا منقبض می‌شد. این امر به بالارفتن یا پایین آمدن سطح آب در ستونی دیگر می‌انجامید. این دماسنج از آن رو که آثار فشار جوّ را در آن در نظر نگرفته بودند دقت چندانی نداشت، ولی به‌منزلۀ یکی از نخستین ابزارهای اندازه‌گیری در علم از اهمیتی تاریخی برخوردار است.

زندگی. گالیله در پیزا زاده شد و در همان‌جا درس خواند. در ۱۵۸۹، در دانشگاه پیزا استاد ریاضی شد. در ۱۵۹۲، استادی دانشگاه پادوا را در شرایطی پذیرفت که کشف‌های انقلابی‌اش دشمنان فراوانی را در دانشگاه پیزا علیه او برانگیخته بود. در دانشگاه پادوا، رساله‌ای دربارۀ چگالی نسبی اجسام جامد نوشت و برای تعیین قوانین حاکم بر حرکت اجسام در حال سقوط دست به آزمایش زد. تا ۱۶۱۰، در دانشگاه پادوا به تحقیق ادامه داد. در آن زمان از سوی دوک بزرگ توسکانی، فردیناند دوم، در مقام ریاضی‌دان ارشد منصوب شد. گالیله کتاب گفت‌وگو را به فردیناند دوم اهدا کرد. تلاش‌های گالیله برای آن‌که متون کتاب مقدس را در پرتو نظریه‌اش تبیین کند، با عقاید پذیرفته‌شده مغایر ‌بود. در ۱۶۱۶ دادگاه تفتیش عقاید رُم او را مجبور کرد که «مطالبی را که به‌نظر می‌رسد در تضاد با کتاب مقدس‌اند» بر زبان نراند. در ۱۶۳۳، او را به اتهام بدعت‌گذاری محاکمه و وادارش کردند از عقیده‌اش مبنی‌ بر گردش زمین به ‌دور خورشید دست بکشد. می‌گویند که گالیله زیر لب چنین گفت: «با این همه، می‌گردد». او را محکوم کردند که برای سه ‌سال «مزامیر هفت‌گانۀ داود» را هفته‌ای یک‌ بار از حفظ بخواند، و در سال‌های آخر عمرش او را در خانه‌اش تحت‌ نظر گرفتند.

 

---