قام جاليليو جاليلي بالعديد من الاكتشافات التي غيرت وجه العلم كما نعرفه اليوم، لكنه ارتكب على طول الطريق العديد من الأخطاء وتوصل إلى استنتاجات خاطئة. حتى أذكى العلماء يخطئون! ما الذي يمكن تعلمه من الأخطاء؟
بقلم: تسفي أتزمون
من: الشباب جاليليو، العدد 200 سبتمبر 2020
يعتبر جاليليو جاليلي أبو العلم الحديث. لقد قام بالعديد من الاكتشافات المهمة والثورية، واخترع وأتقن العديد من أدوات البحث، ووضع أسس المنهج العلمي المتبع حتى يومنا هذا، والذي يعتمد على إجراء التجارب وإجراء الملاحظات.
كان جاليليو متمردا بطبيعته، فإذا كانت نتائج التجارب والملاحظات التي أجراها وحسه السليم يدل على أنه كان على حق، فإنه لم يخضع لسلطة تدعي العكس، حتى لو كانت تلك السلطة في عصره قوية مثلها. الكنيسة الكاثوليكية. هذا الميل إلى الفحص والتدقيق وعدم الخضوع للسلطة سبب له صعوبات وصراعات، منها الإقامة الجبرية حتى وفاته والحظر الكامل لنشر الكتب العلمية (وجد جاليليو طريقة للتحايل على هذا الحظر - طباعة كتابه في هولندا) التي لم تكن خاضعة للكنيسة الكاثوليكية).
إنجازات جاليليو
هبوط حر: عندما تسقط الأجسام سقوطًا حرًا، دون تدخل أي عامل غريب (مثل مقاومة الهواء)، فإن جميع الأجسام، الخفيفة منها والثقيلة، تسقط بنفس المعدل.
رقاص الساعة: تعتمد مدة اهتزاز البندول على طول الخيط الذي يرتبط به وزن البندول، ولكن ليس على درجة انحراف (سعة) الوزن - وقد سمح هذا الاكتشاف لجاليليو بقياس الأوقات القصيرة بدقة، على سبيل المثال الغرض من دراسة السقوط الحر، وهو أساس الساعات البندولية.
اصرار: إذا لم يكن هناك تدخل لعامل خارجي (مثل الاحتكاك)، فإن الجسم المتحرك بسرعة معينة سيستمر في الحركة إلى الأبد بنفس السرعة، ولا تكون هناك حاجة لعامل خارجي (مثل المحرك) للدفع هو - هي. هذا المبدأ سمح لجاليليو بشرح كيفية استمرار الأرض في الدوران حول الشمس، ومثلها الكواكب الأخرى التي تدور حول الشمس (مفهوم مركزية الشمس - الشمس في المركز)، وليس أن الشمس تدور حول الأرض.
تلسكوب: التلسكوب، الذي تم اختراعه قبل فترة قصيرة، كان يعتبر بمثابة تسلية للعامة؛ أتقن جاليليو استخدام التلسكوب كأداة لدراسة الأجرام السماوية، وهو أمر لم يخطر على بال أحد من قبله.
تحديد المعالم التضاريسية، مثل الأسطح والحفر، على سطح القمرومن هنا الاستنتاجات بأن بنية القمر تشبه في الأساس بنية الأرض، وأنها ليست مصنوعة من مادة سماوية خاصة، تخضع لقوانين خاصة من الطبيعة، كما كان يعتقد من قبله.
حدد أربعة أجسام (أقمار) تدور حول كوكب المشتري سميت باسمه - أقمار غاليليو (آيو، يوروبا، كاليستو وجانيميد). وكانت أيضًا دليلاً على أن ليس كل الأجرام السماوية تدور حول الأرض.
تحديد البقع الشمسية: اكتشف جاليليو بقعًا على سطح الشمس باستخدام تلسكوبه. وقد أثار هذا الاكتشاف غضبه الشديد لأنه شهد على أن الشمس مكونة من مواد "أرضية"، وليست من مواد "نقية"، تختلف في جوهرها عن تلك الموجودة في الأرض؛ تشير البقع أيضًا إلى أن الشمس نفسها تدور حول محور.
يظهر اكتشاف كوكب الزهرة وحجمه الظاهري: اكتشف جاليليو أن كوكب الزهرة له مظاهر (مثل القمر؛ أحيانًا يكون مكتملًا، وأحيانًا يظهر على شكل نصف دائرة، وأحيانًا على شكل منجل رفيع) وأن المظاهر مرتبطة بحجمه الظاهري: عندما يكون ممتلئًا يبدو صغيرًا ويكون حجمه كالمنجل، وهذا يثبت أن كوكب الزهرة لا يدور حول الأرض بل حول الشمس. وهذا دليل آخر على مفهوم مركزية الشمس.
اكتشاف بنية مجرة درب التبانة: اكتشف جاليليو من خلال تلسكوبه أن مجرة درب التبانة ليست شريطًا غامضًا ومستمرًا من الضوء عبر السماء، ولكنها مكونة من العديد من النجوم المنفصلة - هذه هي مجرتنا، مجرة درب التبانة.
اكتشاف حلقات زحل: رأى جاليليو أن كوكب زحل له زوائد على كلا الجانبين. ونحن نعلم اليوم أنه اكتشف الحلقات المحيطة بزحل.
مجهر: اخترع جاليليو المجهر المكون من عدستين وليس واحدة.
ميزان الحرارة: اخترع جاليليو مقياس الحرارة (في الواقع نموذج مبكر لمقياس الحرارة، يسمى المنظار الحراري). اعتمد منظار جاليليو الحراري على تمدد الهواء وارتفاع درجة الحرارة.
هذه إنجازات بارزة. كان الكثير منهم سيمنحونه جوائز نوبل، لو كانت هناك جائزة كهذه في يومه... ولكن إلى جانب إنجازاته المجيدة، ارتكب غاليليو أيضًا بعض الأخطاء. بعضها يمكن تبريره بالتأكيد، ويمكن استخلاص استنتاجات مهمة منها جميعًا.
أقراط زحل؟
اكتشف جاليليو من خلال تلسكوبه أن كوكب زحل له زوائد مثل شحمة الأذن. كيف أخطأ جاليليو بين الحلقات المحيطة بزحل وبين الزوائد مثل الأذنين؟ وتبين أن هذا الخطأ نتج عن مزيج من عاملين: على الرغم من أن التلسكوب الذي بناه كان الأفضل في تلك الأيام، إلا أنه كان ضعيفًا جدًا مقارنة بالتلسكوبات الحديثة.
يضاف إلى ذلك أن حلقات زحل تشير أحياناً بمساحتها الواسعة نحو الأرض، ومن ثم يسهل ملاحظتها بالتلسكوب، لكنها أحياناً تتجه جانبها، الجانب الجانبي، نحونا، ومن ثم يصعب ملاحظتها. أنها حلقات وليست زوائد على جانبي زحل. كان هذا هو الحال عندما لاحظ جاليليو زحل، أي اكتشف جاليليو حلقات زحل، لكنه لم يكن لديه طريقة لتمييز أنها حلقات بالفعل.
أين المذنبات؟
لقد أخطأ جاليليو في اعتقاده أن المذنبات هي ظاهرة تحدث داخل الغلاف الجوي للأرض (مثل الشفق القطبي) وليس أنها تقع خارج الغلاف الجوي بعيدًا كما نعرف اليوم. وهذا بالفعل خطأ محرج، خاصة وأن عالم الفلك الدنماركي الشهير تايكو براهي، حتى في وقت سابق، ادعى، بناءً على ملاحظاته لمذنب شوهد في عصره، أن المذنبات تقع خارج مدار القمر بكثير.
الثبات فقط في خط مستقيم
وكان لجاليليو خطأ آخر فيما يتعلق بظاهرة الثبات، رغم أن اكتشاف جاليليو للثبات كان بمثابة ثورة هائلة في الميكانيكا - وهو مجال الفيزياء الذي يتعامل مع القوى المؤثرة على الأجسام وحركات الأجسام.
في العصور القديمة والعصور الوسطى كان هناك مفهوم مفاده أنه لكي يتحرك الجسم يجب أن يستمر شيء ما في دفعه. فقط الأجرام السماوية (مثل قبة السماء بأكملها، وكذلك القمر والكواكب)، كما ظنوا، لها حركة دائرية ثابتة بحكم كونها سماوية، دون الحاجة إلى عامل يدفعها . إذا كانت كل الحركة تتطلب دفعًا مستمرًا، فإن وجهة نظر مركزية الشمس يجب أن تجيب على سؤال ما الذي يمكن أن يدفع الأرض العملاقة باستمرار حول الشمس.
ومن خلال تجربة فكرية ابتكرها جاليليو واستندت إلى تجارب فعلية أجراها، استنتج أن هناك ثباتًا في الحركة. وهذا ما يفسر السؤال حول كيف يمكن للأرض أن تستمر في الدوران حول الشمس دون أن يدفعها شيء ما.
ولذلك كانت ظاهرة الثبات، سواء من حيث الميكانيكا أو من حيث وجهة نظر مركزية الشمس لبنية الكون، اكتشافًا مهمًا وثوريًا.
لكن هذا الاكتشاف الثوري رافقه خطأ. وتبين فيما بعد أن الثبات يتم على خط مستقيم، في حين أن حركة الأرض حول الشمس ليست في خط مستقيم. ولذلك، هناك حاجة إلى عامل آخر، إلى جانب المثابرة. تم فك رموز هذا العامل من قبل عالم فيزياء عبقري تابع لجاليليو - إسحاق نيوتن. وجد نيوتن (الذي ولد بعد وفاة جاليليو ببضعة أشهر) أن الثبات يحدث فقط على طول خط مستقيم.
إن مدار الأرض حول الشمس لا يعتمد على الثبات فحسب، بل على وجود الجاذبية أيضًا. إن ظاهرة الثبات وجاذبية الشمس مسؤولتان معاً عن مدار الأرض والكواكب الأخرى التي تدور حول الشمس. وبما أن نيوتن صحح خطأ غاليليو، فإن ظاهرة الثبات تسمى أيضًا "قانون نيوتن الأول للحركة".
من ماذا يأتي المد والجزر؟
وأبرز خطأ جاليليو هو التفسير الذي قدمه لظاهرة المد والجزر. المد هو الظاهرة التي يتقدم فيها الخط الساحلي نحو الأرض، في حين أن المد المنخفض هو عندما ينحسر الخط الساحلي نحو البحر.
لقد حاول جاليليو جاهداً أن يقنع معاصريه بأن فكرة وجود الشمس في المركز والأرض تدور حولها مرة واحدة في السنة هي الفكرة الصحيحة. كما حاول إقناعهم بأن شعورنا وكأن قبة السماء بما فيها الشمس تدور حول الأرض مرة واحدة في اليوم هو وهم يأتي من حقيقة أن الأرض تكمل دورة واحدة حول محورها مرة واحدة في اليوم.
وللعثور على أدلة مقنعة على ذلك، لجأ جاليليو إلى ظاهرة المد والجزر. كان يعتمد على ملاحظة فعلية قام بها. وعندما أبحر في صهريج مفتوح يحمل مياه الشرب، رأى أنه عندما تتوقف الناقلة فجأة (على سبيل المثال، عندما تصطدم بضفة رملية)، يتشكل "مد" على جانبها الأمامي - حيث تتراكم المياه هناك ويرتفع ارتفاعها، بينما يسقط سطح الماء في المؤخرة (الجانب الخلفي). كان يعتقد أن هذه هي ظاهرة المد والجزر الحقيقية.
لقد كان جاليليو حريصًا على العثور على أدلة على حركة الأرض لدرجة أنه لم يخطر بباله أن ظاهرة المد والجزر تتكرر مرتين يوميًا تقريبًا، وليس مرة واحدة فقط؛ كما أنه لم يدرس بعناية اقتراح عالم الفلك العبقري من جيله يوهانس كيبلر، بأن القمر يؤثر على ظاهرة المد والجزر.
كان جاليليو، بالإضافة إلى كونه عالمًا فلكيًا، عالمًا فيزياء أيضًا يدرس الحركة ويعتمد على التجارب، بينما كيبلر الذي كان عالمًا فلكيًا عبقريًا، لم يتعامل مع الفيزياء، ويميل أحيانًا إلى التفسيرات الغامضة. فضل جاليليو الاعتماد على ملاحظاته في خزان المياه بدلًا من التفسيرات التي لم يتمكن من اختبارها، مثل تأثير القمر.
ومع ذلك، وعلى الرغم من أن غاليليو ظن أنه وجد تفسيرًا لظاهرة المد والجزر وأن هذا التفسير يتناسب تمامًا مع مفهوم مركزية الشمس، إلا أنه ترك مجالًا لاحتمال أن يكون مخطئًا، وبالتالي كتب: "آمل أن يكون التفسير الذي أقدمه فظاهرة المد والجزر لن تتحول إلى حلم هلوسة.. هذا أنا أتركه لحكم الباحثين الموهوبين.
والحقيقة أن غاليليو كان مخطئاً. أثبت نيوتن أن ظاهرة المد والجزر ترجع إلى حد كبير إلى تأثير القمر (وبدرجة أقل تأثير الشمس) على محيطات وبحار الأرض، من خلال قوة الجاذبية - وهي القوة التي كشف عنها نيوتن والتي لم يكن كيبلر وجاليليو على علم بذلك.
ماذا يمكن تعلمه من أخطاء العبقري؟
يمكنك ويجب عليك أن تتعلم من الأخطاء، خاصة عندما يتعلق الأمر بأخطاء عبقري مثل جاليليو جاليلي. ومن الاستنتاجات أن كل شخص، حتى الأفضل على الإطلاق، وحتى لو كان من أذكى العلماء في جميع الأجيال ولديه مجلة للأطفال الفضوليين تحمل اسمه، فهو في النهاية شخص، وكشخص. يمكنه ارتكاب الأخطاء. إن محاولة تقديم شخص معين وكأنه محصن من الأخطاء هي محاولة خطيرة للغاية، ويمكن أن نتعرف على ذلك من أمثلة كثيرة في التاريخ.
واستنتاج أكثر شخصية: حتى لو كنت مخطئًا بشأن هذا أو ذاك، فمن المهم أن تتذكر أنه لا تزال أمامك فرصة لتقديم مساهمة مهمة، وربما حتى ثورية، في العلوم والتكنولوجيا والإنسانية بشكل عام.
انضم إلينا على فيس بوك https://www.facebook.com/YoungGalileo
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
تعليقات 8
بخصوص عزيزي،
اسمحوا لي أن أشك جديا في كلماتك، لأنها تنبع من وجهة نظر عالمية من الواضح أنها مناهضة للدين.
أنت تزعم أن الطغاة والقتلة استخدموا اليهودية والمسيحية والإسلام كأساس لسلوكهم، ويبدو أن المشكلة في "الأديان"، لكن أذكرك أن النازيين استخدموا "العلم" لتبرير انحطاط اليهود و"التطور". " بحاجة للتخلص منهم .
المشكلة ليست في الأديان، بل في التعصب والشر، ذلك العامل الشرير سيستخدم كل ما في وسعه لارتكاب أعمال غير أخلاقية - لبعض الأديان وللعلم عند البعض الآخر.
لذلك الحل هو القيم قبل الطقوس والمسميات على الناس - القيم التي تمثلها الأخلاق اليهودية المسيحية هي قيم يجب أن يتبناها معظم الناس، فروح الشك وطرح الأسئلة هي بلا شك قيمة يهودية (أنت مدعو للبحث في خزانة الكتب عن مطبوعة تسمى جمارا)، وعن الليبرالية؟
تحتاج الليبرالية أيضًا إلى حدود، مثل كل شيء في الطبيعة، وبمجرد تحرير المكابح بالكامل، تحصل على فوضى تلتهم المجتمع المنفتح والحر الذي نريده جميعًا.
بمعنى ما أنت على حق، المد هو عندما يتقدم خط المياه ويتغلغل أكثر في الأرض ويرتفع مستوى سطح البحر، أما المد المنخفض فهو عكس ذلك، وينحسر خط المياه وينخفض مستوى سطح البحر، ولكن لمراقب على الأرض تبدو عكس ذلك تمامًا، فكلاهما على حق وكلاهما على خطأ. الدرس المهم هو، لا تقبل أبدًا أي شيء على أنه توراة من سيناء، مما يعني أنه يجب عليك الشك حتى في كلام الحكماء، لأن كل "حقيقة" يمكن أن يكون لها "حقيقة" أخرى. هذا هو الأساس الذي تطورت عليه الإنسانية من دولة الطغاة والعبيد، ومن القتلة الذين لا يرحمون إلى الأنظمة الليبرالية ومانحي الحقوق المتساوية، وقد استخدمت كل الحقائق الأخرى، اليهودية والمسيحية والإسلام، في مرحلة أو أخرى كبنية تحتية أيديولوجية للطغاة. طماعين للسلطة والسلطة والحكم، لم ينمو للبشرية خير من كل هذه الأديان.
مقالة جميلة حقا. ولكن فيه خطأ آخر: أن جاليليو لم يخترع المجهر. يوجد في متحف غاليليو في فلورنسا ثلاثة مجاهر كانت تُنسب سابقًا إلى غاليليو. أظهرت الأبحاث اللاحقة أن اثنتين منها مصنوعة من النحاس ربما تكونا تجارب غير مكتملة من القرن الثامن عشر (بعد فترة طويلة من عصره) وواحدة لا تزال تُنسب إليه تم إنشاؤها بواسطة صانع المجهر جوزيبي كامباني من روما (18-1715). ربما استخدم جاليليو مثل هذا المجهر فقط. ربما تم اختراع أول مجهر مركب في هولندا في بداية القرن السابع عشر، ولكن لا يوجد اتفاق على ذلك.
أنت على حق، المياه لا تتقدم أو تنحسر، ارتفاع المياه يرتفع ببساطة عند ارتفاع المد وبما أن الخط الساحلي يرتفع في البناء، يبدو كما لو أن المياه تتقدم نحو الساحل وعند انخفاض المد تنحسر، لكنها إنها ببساطة مسألة ارتفاع المياه وسيتم إغلاق الخط الساحلي
لقد عرف أسلافنا بالفعل أن القمر هو الذي يؤثر على المد والجزر، وبالتالي فإن أولئك الذين عاشوا على سبيل المثال بالقرب من البحر الميت آمنوا بإله القمر. اتضح أنهم كانوا أكثر ذكاءً مما تعتقد.
نفس الشيء. عند الصلع، تنحسر الغابة أو تتقدم الغابة. ويمكن وصف الوضع الجديد بطريقتين.
ومع ذلك، استمر في التحرك!
في كل المعايير الفيزيائية أو الفلسفية، هذه النظرية المنسوبة إلى غاليليو هي إرثه الحقيقي للإنسانية، بما يتجاوز أي اكتشاف يُحسب له.
مقالة مثيرة للاهتمام و "لطيفة".
وفيه خطأ فادح (١)،
مكتوب:
"المد والجزر هو الظاهرة التي يتقدم فيها الخط الساحلي نحو الأرض،
بينما يكون المد المنخفض عندما ينحسر الساحل باتجاه البحر.
هل هذا صحيح ؟
وبالنسبة لتومي، كنت أظن دائمًا أن ما يتحرك ويتقدم ويتراجع هو الماء،
الماء يرتفع / يتقدم وينخفض / يتراجع،
الشاطئ خط ثابت (حتى لو لم يكن دائمًا)،
فهل هذا خطأ في الصياغة أم خطأ مني؟