กาลิเลโอ (Galileo) นักวิทยาศาสตร์ผู้ท้าทายความเชื่อทางศาสนา ตอนที่ 2

กาลิเลโอ (Galileo) นักวิทยาศาสตร์ผู้ท้าทายความเชื่อทางศาสนา ตอนที่ 2

ประวัติของ กาลิเลโอ นั้นน่าสนใจอย่างมาก เขาเกิดในปี ค.ศ. 1564 ที่เมืองปิซา (Pisa) แคว้นทัสคานี (Tuscany) ประเทศอิตาลี เป็นลูกคนโตในจํานวนพี่น้อง 6 คน บิดาเป็นนักวิชาการด้านดนตรีและเป็นนักเล่นพิณมีชื่อเสียง พออายุ 8 ขวบครอบครัวก็ย้ายไปอยู่ที่เมืองฟลอเรนซ์ (Florence) กาลิเลโอ ได้รับการศึกษาขั้นต้นในอาราม มีความตั้งใจแต่แรกว่าจะเรียนให้จบแล้วออกมาบวชเป็นพระ แต่ต่อมากลับเปลี่ยนความตั้งใจหันไปเรียนวิชาแพทย์แทน เพราะบิดาต้องการให้บุตรชายคนโตเป็นผู้สร้างเกียรติแก่วงศ์ตระกูล กาลิเลโอ จึงเข้าเรียนวิชาแพทย์ที่มหาวิทยาลัยปิซา (University of Pisa) แต่ก็ไม่สามารถเรียนจบได้แต่อย่างใด เพราะเพียงไม่นานหลังเข้ามหาวิทยาลัย เขาก็กลับสนใจวิชาคณิตศาสตร์ จึงเปลี่ยนเส้นทางไปเรียนคณิตศาสตร์จนจบในปี ค.ศ. 1589

กฎการเคลื่อนที่ลูกตุ้ม (Law of Pendulum Motion)

กฎการเคลื่อนที่ลูกตุ้ม (Law of Pendulum Motion)

จากนั้น กาลิเลโอ จึงเริ่มต้นวิชาชีพด้วยการเข้าสมัครเป็นอาจารย์สอนคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปิซานั่นเอง และในเวลาต่อมาก็ได้ย้ายไปสอนที่มหาวิทยาลัยปาดัว (University of Padua) โดยสอนทั้งวิชาคณิตศาสตร์และดาราศาสตร์ควบคู่กันไปด้วย และในช่วงที่สอนอยู่ที่มหาวิทยาลัยแห่งนี้เอง กาลิเลโอ จึงได้เริ่มทําการค้นคว้างานต่างๆทางด้านดาราศาสตร์และกลศาสตร์อย่างจริงจัง และค้นพบสิ่งใหม่ๆซึ่งไม่มีอยู่ในตําราอีกมากมาย

ในบันทึกชีวประวัติของกาลิเลโอมักเล่าว่า เขาค้นพบปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกๆด้วยวัยเพียง 18 ปีเท่านั้น โดยได้ค้นพบความลับของแรงแกว่งลูกตุ้มในขณะที่กําลังนั่งสวดมนต์อยู่ในโบสถ์ที่เมืองปิซา ในตอนนั้น กาลิเลโอ นั่งสังเกตคนดูแลโบสถ์กําลังจุดไฟในโคมระย้าซึ่งห้อยลง มาจากเพดาน แล้วสังเกตเห็นว่าโคมแกว่งไปมาอย่างเป็นจังหวะ จึงนั่งมองมันแกว่งอยู่นาน จนพบว่าจังหวะในการแกว่งไปมาของโคมนั้นสมดุลกันไปตลอดตั้งแต่เริ่มแกว่งจนกระทั่งมันหยุดลง

การนั่งสังเกตโคมไฟแกว่งไปมาเช่นนี้ได้จุดประกายความสงสัยขึ้นในสมองของเขา และเก็บเอาความสงสัยนี้ไปทดลองแกว่งกับลูกตุ้มด้วยตัวเองที่บ้านดู พร้อมกับนับจังหวะการแกว่งของมันด้วยการเทียบกับจังหวะการเต้นของชีพจรตนเอง กระทั่งพบว่าการแกว่งของลูกตุ้มแต่ละครั้งนั้นหากจับให้มันแกว่งในช่วงความกว้างที่เท่ากันทุกครั้ง มันจะใช้เวลาในการแกว่งไปมานับตั้งแต่เริ่มต้นจนกระทั่งหยุดลงไปเท่าๆกันทุกครั้งเช่นกัน

แต่ กาลิเลโอ ก็ไม่หยุดเพียงเท่านี้ เขายังได้ทดลองเปลี่ยนขนาดความยาวของเชือกห้อยลูกตุ้มให้สั้นยาวต่างกันก็พบว่าระยะเวลาในการแกว่งระหว่างเชือกที่ยาวต่างกันนั้นจะใช้เวลาที่ต่างกันตามไป ด้วย สิ่งที่ค้นพบในครั้งนั้นได้ทําให้เกิด “กฎการเคลื่อนที่ของลูกตุ้ม (Law of Pendulum Motion)” อันเป็นทฤษฎีที่นับเป็นความความสําเร็จครั้งแรกในการทดลองวิทยาศาสตร์ของเขาตั้งแต่อายุยังไม่เต็ม 20 นั่นเอง และจากทฤษฎีการแกว่งของลูกตุ้มนี้

ต่อมา กาลิเลโอ จึงได้นํามันไปใช้กับการประดิษฐ์เครื่องจับเวลาการเต้นของชีพจร และต่อมาเมื่อ กาลิเลโอ นําการค้นพบนี้ออกมาเปิดเผยในปี ค.ศ. 1656 คริสเตียน ฮอยเกนส์ (Christiaan Huygens) นักดาราศาสตร์และนักประดิษฐ์ชาวดัตช์ก็ได้นําหลักการแกว่งของลูกตุ้มไปใช้ในการประดิษฐ์นาฬิกาแบบตุ้มแกว่ง (Pendulum Clock) ขึ้นเป็นครั้งแรกของโลกในปีนั้น และกลายเป็นนาฬิกาที่ให้ความแม่นยําใน การบอกเวลาซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายจนถึงทุกวันนี้

การทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอริสโตเติล

การทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอริสโตเติล

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งสําคัญที่สร้างชื่อเสียงให้กับ กาลิเลโอ จนได้รับการกล่าวขวัญถึงกันอย่างมากก็คือ การทดลองเกี่ยวกับทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอริสโตเติล เพื่อพิสูจน์ให้เห็นว่าหลักการดังกล่าวคลาดเคลื่อน กาลิเลโอ เชื่อว่าสิ่งที่ อริสโตเติล เสนอเกี่ยวกับอํานาจของแรงโน้มถ่วงที่มี ต่อวัตถุระหว่างวัตถุเบากับวัตถุหนักจะมีความแตกต่างกันไปนั้นไม่ถูกต้อง เรื่องนี้ อริสโตเติล เคยเสนอว่าวัตถุที่มีน้ำหนักเบาเช่นขนนก เวลาที่ตกลงสู่พื้นจะเชื่องช้ากว่าก้อนหินที่มีน้ำหนักมากกว่า เนื่องจากแรงดึงดูดของโลกที่กระทําต่อวัตถุ 2 ชนิดนี้ต่างกัน ก้อนหินที่มีน้ำหนักมากกว่าจะถูกแรงดึงดูดของโลกกระทําได้ดีกว่าขนนกที่น้ำหนักเบากว่า

แต่ กาลิเลโอ เชื่อว่าการที่ขนนกตกลงถึงพื้นช้ากว่าไม่ได้เป็นเพราะแรงดึงดูดของโลกโดยตรง แต่เกิดจากแรงต้านของอากาศมากกว่า อากาศซึ่งโอบอุ้มขนนกเอาไว้ต่างหากเป็นตัวฉุดรั้งให้ขนนกเกิดแรงต้านแรงดึงดูดของโลกจึงตกลงมาช้ากว่า แต่ก็ไม่มีใครเชื่อเขาในเวลานั้น เพราะไม่มีใครต้องการจะไปขัดแย้งกับความคิดของ อริสโตเติล ที่มีอิทธิพลสูงต่อเหล่านักคิดนักวิชาการในยุคสมัยนั้น

กาลิเลโอ จึงได้จัดให้มีการพิสูจน์เรื่องนี้ให้เห็นจริงขึ้นที่หอเอนเมืองปิซา โดยนัดแนะชาวบ้านชาวเมืองไปชมการทดลองครั้งนี้ด้วยเพื่อเป็นสักขีพยานให้เห็นกับตา กาลิเลโอ ได้ขึ้นไปบนยอดของหอคอยแล้วทําการทิ้งลูกบอลเหล็กซึ่งมีน้ำหนักที่หนักและเบาต่างกัน 2 ลูกลงมาพร้อมๆกัน ผลปรากฏว่าลูกบอลเหล็กทั้งสองลูกตกลงถึงพื้นในเวลาที่พร้อมกัน และไม่ว่าจะทดลองไปกี่ครั้ง ลูกบอลก็ตกลงมาถึงพื้นพร้อมกันทุกครั้ง

สิ่งนี้จึงเป็นการพิสูจน์ให้เห็นอย่างชัดเจนว่ากฎของ อริสโตเติล ในเรื่องนี้ไม่ถูกต้อง แต่ในขณะที่ชาวบ้านชาวเมืองต่างทึ่งในผลการทดลองจนเป็นที่ประจักษ์ของ กาลิเลโอ และชื่อเสียงของเขาเป็นที่กล่าวขานกันไปทั่วอยู่นั้น ทางด้านฝ่ายนักวิชาการหัวอนุรักษ์ที่เชื่อ อริสโตเติล อย่างฝังหัวกลับกล่าวหา กาลิเลโอ ว่าเป็นแค่นักมายากล เล่นกลตบตาชาวบ้านชาวเมืองเท่านั้น นับแต่นั้นเป็นต้นมา กาลิเลโอ ก็เริ่มประสบกับความยากลําบากในเส้นทางการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ของเขาต่อๆมาในอนาคต

กฎการเคลื่อนที่ (Law of Motion)

กฎการเคลื่อนที่ (Law of Motion)

การค้นพบความจริงเกี่ยวกับเรื่องของแรงโน้มถ่วงที่กระทําต่อวัตถุนั้นยังไม่จบแต่เพียงเท่านี้ กาลิเลโอ ยังค้นคว้าและทดลองต่อไปเรื่อยๆจนค้นพบอีกด้วยว่าวัตถุเมื่อตกจากที่สูงลงมานั้น เมื่อใกล้ถึงพื้นโลกมากเท่าใดก็จะยิ่งมีความเร็วเพิ่มมากขึ้นเท่านั้นด้วย ซึ่งในช่วงเวลานั้นยังไม่มีใครเข้าใจ เรื่องของแรงโน้มถ่วงมากนัก

แต่ กาลิเลโอ ก็สามารถไขความลับเรื่องนี้ออกมาจนเป็นที่กระจ่างได้ แล้วยังนําความรู้นี้มาใช้กับการค้นคว้าเรื่องของการเคลื่อนที่ของวัตถุ โดยอาศัยหลักวิชาคณิตศาสตร์และเรขาคณิตมาช่วยในการคํานวณเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุจนค้นพบหลักการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างๆอีกมากมาย จึงรวบรวมสิ่งที่ค้นพบนี้มาบัญญัติเป็น “กฎการเคลื่อนที่ (Law of Motion)” สิ่งเหล่านี้ล้วนแต่เป็นประโยชน์ต่อการศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ให้กับคนรุ่นต่อๆมานําไปใช้ต่อยอดในการค้นคว้าเรื่องราวต่างๆอีกมากมาย

ซึ่งผู้หนึ่งที่อาศัยหลักการของ กาลิเลโอ นําไปใช้ศึกษาต่อจนเกิดประโยชน์โพดผลต่อวงการวิทยาศาสตร์อย่างอเนกอนันต์ก็คือ เซอร์ ไอแซค นิวตัน (Sir Isaac Newton) นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษรุ่นต่อมาที่นําความรู้จาก กาลิเลโอ ไปต่อยอดศึกษาจนสามารถตั้ง “กฎแรงโน้มถ่วง (Law of Gravitation)” และ “กฎการเคลื่อนที่ (Law of Motion)” ขึ้น ซึ่งสร้างชื่อเสียงให้กับเขาจนกลายเป็นการค้นพบอันยิ่งใหญ่ของโลกไปด้วยเช่นกัน

และนอกจากความรู้ด้านฟิสิกส์แล้ว ในด้านดาราศาสตร์ กาลิเลโอ ก็ยังสร้างปรากฏการณ์ใหม่ให้แก่วงการดาราศาสตร์อีกด้วยเช่นกันด้วยการ พัฒนากล้องดูดาวซึ่งมีกําลังขยายสูงที่สุดเท่าที่มีขึ้นในยุคนั้นจนสําเร็จ และด้วยกล้องดูดาวที่ กาลิเลโอ คิดประดิษฐ์ขึ้นนี้เอง จึงทําให้เขาสามารถเป็นผู้ค้นพบดวงจันทร์ซึ่งเป็นดาวบริวารของดาวพฤหัสจํานวน 4 ดวงที่โคจรอยู่โดยรอบดาวพฤหัสเป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 1610 ซึ่งก่อนหน้านั้นไม่เคยมีใครทราบเรื่องนี้มาก่อนเลย

ดวงจันทร์กาลิเลโอ (Galilean Moons)

Galilean Moons

ดวงจันทร์เหล่านี้ต่อมาภายหลังจึงได้มีการตั้งชื่อว่า “ดวงจันทร์กาลิเลโอ (Galilean Moons)” เพื่อเป็นเกียรติแก่เขาที่เป็นผู้ค้นพบคนแรกอีกด้วย นอกจากนี้ กาลิเลโอ ก็ยังเป็นผู้ที่มองเห็นพื้นผิวอันขรุขระของดวงจันทร์อันเป็นดาวบริวารของโลกที่เต็มไปด้วยหลุมบ่อซึ่งเกิดจากการชนของอุกกาบาตและภูเขาลูกต่างๆบนดวงจันทร์เป็นคนแรกของโลกอีกด้วย ซึ่งแต่เดิมเคยเชื่อกันว่าพื้นผิวของดวงจันทร์นั้นราบเรียบตามที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า และนอกจากจะเป็นผู้เห็นพื้นผิวที่แท้จริงของดวงจันทร์เป็นคนแรกแล้ว กาลิเลโอ ยังเป็นผู้สังเกตเห็นวงแหวนของดาวเสาร์เป็นคนแรกอีกด้วยเช่นกัน แต่ในเวลานั้นเขายังคงเห็นเป็นเพียงภาพที่คล้ายกับกลุ่มควันจางๆเท่านั้น

จนกระทั่งหลังจากนั้นอีก 45 ปีต่อมา ในปี ค.ศ. 1655 คริสเตียน ฮอยเกนส์ จึงสามารถสร้างกล้องดูดาวมีประสิทธิภาพสูงที่สามารถส่องเห็นวงแหวนของดาวเสาร์ได้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้น ฮอยเกนส์ จึง เป็นบุคคลแรกที่สามารถบอกลักษณะวงแหวนของดาวเสาร์ได้อย่างถูกต้องชัดเจนว่ามีลักษณะคล้ายกับแผ่นจานที่ล้อมรอบดาวเสาร์อยู่ (คลิก ที่นี่ เพื่ออ่านต่อ)

สนับสนุนโดยยูฟ่าเบท ufabet