سرشت علم(۴)؛ علم مکانیک زمینی‌ و اجسام آسمانی

جمعه, ۲۲ام تیر, ۱۳۹۷
اندازه قلم متن

دکتر ریموند رخشانی *

مقاله و فایل صوتی چهارم:

علم مکانیک زمینی‌ و اجسام آسمانی

علم کوششی انسانی‌ و دستجَمعی است و هزاران هزار پژوهشگر گُمنام، گام­ به ­گام، به اندوخته‌های دانشِ بشری افزوده ­اند[۱]. با اینهمه در تاریخِ علم اغلب باید به ادایِ سهم تنی چند انسان‌هایی فوق­العاده که نقشی‌ مرکزی در پیشبردِ علم داشته­ اند اشاره کرد.

چهار شخصیت علمی‌ قرون ۱۵ و ۱۶ و ۱۷ میلادی[۲] نقشی‌ بسیار اساسی‌ در پیشبرد علم داشته­اند[۳]: نیکولا کپرنیک‌، تیکو براهه‌، یُوهان کپلر[۴] و گالیله[۵] ‌.

دانشمند و منجم لهستانی نیکولا کپرنیک (۱۴۷۳-۱۵۴۳) کارآموزیِ خود را در علوم دینی داشت و تقریبا نیم قرن برای کلیسایِ کاتولیک کار کرد. با اینهمه به دلایلی که هنوز مبهم­اند، او اکثر عمر خود را صرف ساختنِ الگویی ریاضی کرد تا ثابت کند که زمین و دیگر سیارات به دور خورشید در چرخش­اند. فرضیه­ی او کاملا در رقابت با فرضیه­ی غالب بطلمیوسی که الگویی زمین­­مرکزی بود قرار می‌گرفت.

کپرنیک هرگز به دنبال مطرح­سازی نظریه­ی نوین و کارهایِ پژوهشی خود نبود و الگویِ خورشید­مرکزی او تا سالِ مرگ­اش (۱۵۴۳) به چاپ نرسید.

کپرنیک در اثرِ بزرگ خود بنام “پیرامون گردشِ کرات آسمانی[۶]” الگوی نوین خورشیدمرکزی خود را و فرضیه­ی منظومه­ی شمسی‌ را مطرح نمود[۷].

  • او از طریق محاسبات ریاضی‌ ثابت کرد که اگر ستارگان بدور زمین می­چرخیدند می­بایست با سرعتی سرسام­آور در گردش می­بودند.
  • کپرنیک از راه ریاضی‌ نشان داد که حرکت ظاهریِ رو به عقب یا قهقرایی مریخ و برخی‌ دیگر سیارات در نتیجه­ی حرکت زمین بر روی مدارِ خود از یک سویِ خورشید به سوی دیگر آن است.
  • الگوی خورشیدمرکزی[۸] او همچنان متکی‌ بر مدار‌هایی‌ کاملا دایره­وار و بی­نقصان بود که سیاراتی کوچک­تر بر آن مدارها چرخه‌های دایره­وار خود را داشتند.
  • الگویِ خورشیدمرکزی کپرنیکی پیش­بینی‌ موقعیت اجسام و سیارات در افلاک را بسیار دقیق­تر کرد و به همین دلیل مورد قبول واقع شد.
  • سال ۱۵۴۳ یعنی‌ سال چاپ کارهایِ پژوهشی کپرنیک از جهتی‌ دیگر هم سال بسیار مهمی‌ بود زیرا که کتاب پژوهشیِ پزشک فلمیش[۹]  اندره­آس وسالیوس (۱۵۱۴-۱۵۶۴) نیز هم در مورد کالبدشناسی بنام “پیرامونِ بافتِ کالبد آدمی[۱۰]‌” که تصاویرِ بسیار ارزشمند علمی‌ داشت در همان سال منتشر شد.

الگوی کپرنیکی منظومه­ی شمسی‌ نیاز به آزمون داشت و منجم دانمارکی  تیکو براهه[۱۱] (۱۵۴۶-۱۶۰۱)چنین آزمونی را انجام داد. او در این فرآیند ابزارهایِ نجوم بسیار مهمی‌ را طراحی‌ کرد و محاسبات نجومی را بهبود بخشید.

زندگی‌ براهه عجیب بود. عموی­اش که بی­فرزند بود در کودکی او را دزدیده بود. او در جوانی‌ در بهترین مدارس تحصیل کرد و در طول زندگی‌ به شهرت فراوانی رسید.

  • نخستین بار در سال ۱۵۷۲ در سن ۲۷ سالگی، نام وی بدلیل کشف ستاره­ی نوینی )نو اختر (در کهکشانِ کاسیوپوا[۱۲]  )صورت فلکی ذات­الکرسی (بر زبان‌ها افتاد.
  • فردریک دوم، پادشاه دانمارک و نروژ، جزیره­­ای[۱۳] را بین دانمارک و سوئد به نام او کرد و در آنجا برای وی قصر و رصدخانه­ای ساخت.

ابزارهای ساخت براهه علمِ نجوم را بهینه کرد و او توانست با استفاده از ابزارهای نوین پیش­بینی‌‌های نجومی هر دو سیستم بطلمیوسی و کپرنیکی را به آزمون بکشد.

  • ابزارهایِ طراحی شده براهه اشتباهات محاسباتی و مشاهداتی را ۱۰ تا ۲۰ برابر تقلیل دادند و نتیجتاً دقت اندازه­گیری را حدود ۱۰ تا ۲۰ برابر کردند.[۱۴]
  • او توانست با استفاده از ابزارهای نوین، ناهمخوانی‌های محاسباتی حرکت و موقعیت سیارات را در هر دو سیستم بطلمیوسی و کپرنیکی آشکار سازد.

پس از مرگ تیکو براهه، نوشته‌ها و پژوهش‌های او به دستیار کارکشته و باهوش وی یوهان کپلر (۱۵۷۱-۱۶۳۰) رسید.

کپلر در سال ۱۶۰۰ دستیارِ براهه شده بود و کارهای مشاهداتی و تحلیلیِ استادش را پس از مرگ او ادامه داد.

کپلر سه قانونِ تجربیِ‌ حرکت اجسام سماوی را در مورد مدارها در سیستمِ خورشیدی با محاسبات ریاضی‌ به اثبات رساند.

  • او ثابت کرد که مدارهای گردشِ سیارات بیضی­شکل­اند و اینکه خورشید در یکی‌ از کانون‌های مدار بیضوی آن منظومه قرار دارد،
  • و دیگر اینکه خطی‌ فرضی‌ از هر سیاره به خورشید (در مدار حرکت بیضوی خود) سطح مقطعی مساوی را در زمانی‌ مساوی می­پوشاند،
  • و اینکه مجذور زمانِ حرکت مداریِ هر سیاره (سالِ آن سیاره) رابطه­ای مستقیم با مکعب میانگین فاصله­ی آن سیاره با خورشید دارد.
  • قوانین فوق سیستمِ خورشیدمرکزی کپرنیکی را به نشاندن بر مسند علمی‌ نزدیکتر کرد.

با معرفی‌ این قوانین و ایده­ها کپلر باور خود به نظام­مندی سیارگان را مطرح کرد و علیرغم بکارگیری منطقِ ریاضی‌ و اثبات فرضیه­ها، او در دنیایی پر از خرافات زندگی‌ می­کرد و مدام مورد دشمنی بی­حد کلیسا و فلاسفه بود تا به جایی‌ که برای ترساندن وی مادر او را به جرم جادوگری به محاکمه کشیدند. پاپ پل پنجم[۱۵] که فیلسوف هم بود مستقیما بر علیه کپلر مقاله نوشت!

گالیله (۱۵۶۴-۱۶۴۲) هم روش­شناسی‌ و هم محتوایِ[۱۶]  علم را دگرگون کرد. او ادایِ سهمی بس بزرگ به نجوم و فیزیک داشت. او کشفیات و اختراعات عملی‌  بی­شماری داشت و موسسِ علوم تجربی[۱۷]‌  بود.

گالیله که پسر شخصی‌ موسیقیدان بود، تحصیلاتِ خود را در پزشکی‌ آغازید ولی‌ به زودی به ریاضیات و فلسفه­ی طبیعت)حکمت طبیعی (علاقه­مند شد. او متفکری استثنایی بود ولی‌ در مواردی متفرعن و متکبر بود. او دشمنانِ زیادی هم در حوزه­ی آکادمیک “فلسفه­باور” و هم در میان سیاست­مداران زمانه­ی خود داشت.

گالیله در بکارگیری تلسکوپ پیشگام بود و با استفاده از آن ابزار، نقص‌ها[۱۸] و “عدم کمال”  در گیتی‌ را آشکار می­کرد و نخستین مشاهدات علمی خود را در سال ۱۶۱۰ در کتاب “پیام­آور ستاره­وش[۱۹]”  به چاپ رساند.

  • در سرتاسر آن کتاب گالیله بر اهمیت مشاهدات علمی مدرن و بر ارجحیت آنها بر باورهای فلسفی و  “اتوریته­ا­ی کهن” پیرامون “قیاس و تفکر “تاکید داشت.
  • گالیله حفره‌های عظیم و کوه‌های ماه، حلقه­ی حول کیوان یا زحل[۲۰] و لکه‌های خورشیدی را به نحوی مشاهداتی و علمی آشکار کرد. مشاهدات علمی گالیله تماماً با باورهای فلسفی و با تفکر مذهبیِ‌ زمانه که اجسام آسمانی را بی­نقص و کامل می‌دانستند در تضاد بود[۲۱].
  • او ستارگان بی­شماری را که بدونِ یاری از تلسکوپ نادیدنی بودند کشف کرد و نتیجتاً اتوریته­ی فلسفی ارسطویی و اتوریته­ی دیگر پژوهشگرانِ کهن را و اتوریته­ی پیروان کلیسایی آنها را در زمانه­ی خود به چالش کشید.
  • گالیله چهار ماه مشتری[۲۲] را هم در مدار آن سیاره کشف کرد و ثابت کرد که اجسام لزوماً در مداری به دور زمین در گردش نبودند.
  • انتشار اکتشافات او و دفاع او از سیستمِ کپرنیکی در کتاب­اش بنام” کنکاشی پیرامون دو نظام جهانی – ۱۶۳۲”[۲۳] بالاخره منجر به محاکمه­ی وی به جرمِ ارتداد در سال ۱۶۳۳ شد.

از دیدگاه بسیاری دانشمندان حوزه­ی علم گالیله بیش از هر چیز و کار دیگری موسسِ علوم تجربی‌  محسوب می­شود.

  • او پیش و بیش از هر دانشمند دیگری در جستجویِ قوانین ریاضی­ای بود تا بتواند سقوطِ اجسام را تعریف کند – یعنی‌ بتواند جنبه­ی مهمی‌ از مکانیکِ زمینی را ‌ تعریف کند.
  • ارسطو بر این باور بود که اجسام سنگین سریع­تر از اجسام سبک سقوط می­کنند و گالیله اشتباه نظریه­ی وی را اثبات کرد.
  • او به نحوی خلاق سطحی سراشیبی طراحی کرد (آزمونِ گوی غلطان[۲۴]) و ثابت کرد که مسافت طی­شده­ی هر جسمی‌ در حال سقوط، رابطه­ای مستقیم با مجذور زمانِ طی‌ مسافت دارد.

گالیله ثابت کرد که حرکت افقی اجسام در حال سقوط مستقل از حرکت عمودی آنهاست و با شلیک توپی‌ از بالایِ صخره­ای، مسیر منحنی­وار آن حرکت را به نمایش گذاشت[۲۵].

  • قوانین تجربی‌ گالیله در مورد حرکت اجسام زمینی‌ چندان از قوانین کپرنیک در مورد حرکات اجسام آسمانی و ستارگان متفاوت نیستند و در واقع ادامه و تکامل علمی‌ آنها هستند.
  • این قوانین بستری شدند تا ایزاک نیوتن با استفاده از آنها بتواند قوانین تجربی‌ عام خود را پیرامون نیروها و حرکات اجسام پی­ریزی کند.

[۱]

علم قابلیت به چالش کشیده شدن و مردود شدن دارد و هیچ رنگی از تقدس ندارد و این تنها راه پیشرفت و حرکت رو به جلو است.

[۲]

Nicolas Copernicus, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei

[۳]

Cohen, I.B. The Birth of a New Physics. New York: Doubleday, 1960.

[۴]

Caspar, M. Kepler 1571-1630. New York: Collier, 1959.

[۵]

Drake, S. Galileo, Pioneer Scientist. Toronto, Canada: University of Toronto Press, 1990.

[۶]

On the Revolution of Celestial Spheres

[۷]

Kuhn, T. The Copernican Revolution. New York: Random House, 1959.

[۸]

helio-centric

[۹]

فرهنگ نزدیک به فرهنگ فرانسوی مناطقی که امروز کشور بلژیک را در بر می‌‌گیرد. او Andreas Vesalius متولد بروکسل بود.

[۱۰]

On the Fabric of Human Body

[۱۱]

Greeley, R. Planetary Landscapes, 2nd Edition. New York: Chapman and Hall, 1993.

[۱۲]

Cassiopoea

[۱۳]

Hven

[۱۴]

Chapman, Allan. The Accuracy of Angular Measuring Instruments used in Astronomy Between 1500 and 1850. Journal of History of Astronomy Number 14, 1983.

[۱۵]

Paul V

[۱۶]

Methodology and content

[۱۷]

experimental science

[۱۸]

imperfections

[۱۹]

این کتاب  The Starry Messenger بنام “پیام­آور ستارگان” ترجمه شده است.

[۲۰]

saturn’s rings and sunspots

[۲۱]

فلاسفه­ی آن دوران اروپا دست در دست، و همصدا با کلیسا بر علیه گالیله مقاله نوشته­اند . پاپ اوربان هشتم (Urban VIII) که فیلسوف بود (و دکترای حقوق هم داشت) و یکی‌ از مشاوران فیلسوف او، جیامباتیستا پامفیلی (Giambattista Pamfili) که دکترای فلسفه و قانون داشت، و بعد‌ها به پاپ ایناسنت دهم (Innocent X) معروف شد حمله‌های شدیدی به گالیله کردند و به وی اتهام ارتداد (paganism) زدند.

امروزه بسیاری از فلاسفه­ی مدرن، دوران دراز بیش از هزارساله­ی همکاری فلاسفه با کلیسای مسیحی را مسکوت می­گذارند. کمتر کتاب فلسفی‌ یافت می‌‌شود که از دوران افلاطون و ارسطو به یکباره به قرن ۱۶ و ۱۷ میلادی نپرد(برای نمونه نگاه کنید به کتاب زیر.) در صورتیکه در همه­ی این دوران میانی (با مطالعه­ی تاریخ دین مسیحی) آشکار می‌‌شود که بسیاری از اصحاب دین فیلسوف بودند و یا فلاسفه مستقیما با اصحاب دین مسیحی همکاری داشتند.

اما گویی برای فیلسوف‌های مدرن ما، بیکباره فرانسیس بیکن، دکارت، هابز، اسپینوزا، جان لاک و لایبنیتز و برکلی در قرون ۱۶ و ۱۷ ظاهر می‌‌شوند. تمام دوران هزارساله­ی همکاری فلسفه و کلیسای مسیحی در حوزه­ی  فلسفه استتار شده است، البته در تاریخ دین مسیحیت اینطور نیست و اسناد همکاری­ها باقی‌ مانده­اند.

متأسفانه اغلب برای فیلسوف عصر ما هم این روز‌ها گویی مطرح کردن پرسش پیرامون شگفتی‌ها و اعجازهای هستی‌ که هر روزه علم به اکتشاف آنها می‌‌پردازد، مهم نیست . برای فیلسوف عصر ما اندیشه پیرامون سرنوشت بشر مدرن، و یادگیری علوم امروزی و نقد آنها و ارزیابی مجدد ارزش­ها‌ی آنها، و اندیشه پیرامون اینکه نسبت ما  با جهانی که در بسیاری موارد با علم و تکنولوژیِ پیشرفته دارد مفهوم انسان و خود انسان را دگرگون می­کند چیست؟، اغلب اصلا مطرح نیست.

فیلسوف روزگار ما اغلب هر روز صبح ساعت ۸ کت و شلوار می‌‌پوشد، به دانشگاه می‌‌رود و فلسفه برای وی مانند پیاز یا سیب­زمینی‌ است که بهترین قسمت­اش زیر خاک است! و این فیلسوف گذشته گراست و ۸ یا ۹ ساعت در دانشگاه فلسفه می‌‌بافد و غروب هم به منزل باز می‌‌گردد تا که فردا همین کار را تکرار کند! کاری هم به این ندارد که علم امروزی چه می‌‌کند. مساله­اش هم این است که در گذشته چه گفت و نه اینکه من امروز به چه می‌‌اندیشم و امروز چه می‌‌گویم.

شاید هم اغلب به همین دلایل بی­تفاوتی فلسفه­ی عصر ما به شگفتی‌های علم امروزی و همچنین بدلیل ذهنی­گرایی فلاسفه­ی امروز است که حضور زن‌ها در حوزه­ی فلسفه بدین اندازه انگشت­شمار است. اغلب زن‌های دنیای مدرن کمتر ذهنی­گرا هستند و به این مسایل مهم و مدرن و امروزی می‌‌اندیشند و دهه­هاست معمولا به فلسفه رغبتی نشان نداده­اند و در آن حوزه (فلسفه) کمترین حضور را دارند، چیزی شبیه به حوزه‌های علمیه که تنها نقش زنان را برای پای منبر می‌بینند.

Rorty. The Many Faces of Philosophy, Reflections from Plato to Arendt. London: Oxford University Press.

[۲۲]

Jupiter

[۲۳]

این کتاب  Dialogue Concerning Two World Systems تحت عنوان “گفتگو در باب دو نظام اصلی‌ جهان” ترجمه شده است.

[۲۴]

rolling balls test

[۲۵]

Drake, S. Galileo, Pioneer Scientist. Toronto, Canada: University of Toronto Press, 1990.

* دکتر ریموند رخشانی:

من ریموند رخشانی هستم و حوزه کارشناسی من مهندسی‌ سیستم‌ها است، و تخصص من در بکارگیری اندیشه سیستمی‌ برای انتقال فن آوری و اجرا و پیاده سازی تولید فراورده‌های نوین می‌‌باشد.

در این سلسله از مقالات و فایل‌های صوتی، کوشش می‌‌کنم که علم مدرن را (به فارسی‌) از پایه به دوستانی که علاقمند هستند، ارائه کنم، و از اساتید، پژوهشگران و اندیشمندان عزیز خواهشمندم که لینک‌ها را به دوستان و بویژه به جوانان دانش پژوه ایرانی‌ (که امکان آشنایی نظام مند با علم مدرن را به فارسی‌ ندارند) ارسال فرمائید.

بخش ۱ این نوشته

بخش ۲ این نوشته

بخش ۳ این نوشته


به کانال تلگرام سایت ملیون ایران بپیوندید

هنوز نظری اضافه نشده است. شما اولین نظر را بدهید.