داستان سیب نیوتن و کشف گرانش

“روزی آیزاک نیوتون زیرِ درختِ سیبی نشسته بود که ناگهان و با اصابتِ یک سیب به سرش، جاذبه را کشف کرد”

در عبارتِ مزبور، سه اشتباهِ اساسی (اما مصطلح) وجود دارد که به بررسیِ تک تک آنها می پردازیم:

یک: نخستین مطلبی که باید به آن توجه کنیم، این است که در علمِ فیزیک، نیرویی که دو جسم بواسطه ی جرمشان به هم وارد می کنند را نیروی گرانشی، و نیرویِ گرانشی ای که زمین به اجسام وارد می کند، نیروی گرانی می نامیم. بنابراین، گرانی که ترجمه ی عبارتِ گراویتی است، نوعی نیرویِ گرانشی (گراویتیشن) بوده که مختصِ زمین است.
بکار بردنِ عبارتِ جاذبه، به چند دلیل نادرست و نادقیق است: اول از همه، ما زمانی از جاذبه سخن می گوییم که دافعه ای وجود داشته باشد. در حالیکه در موردِ نیرویِ گرانشی، دافعه ای در کار نیست. دوم، عبارت جاذبه، به تنهایی نمی تواند تفاوتِ میانِ گرانش و گرانی را نشان دهد و سوم، هنگامی که از جاذبه سخن می گوییم، مشخص نمی شود که آیا مقصودمان جاذبه ی الکتریکی ست یا جاذبه ی مغناطیسی و یا جاذبه ی گرانشی. بنابراین، به منظورِ اشاره ی صریح و دقیق، بهتر است از اصطلاح جاذبه ی گرانشی استفاده کنیم.
220px-GodfreyKneller-IsaacNewton-1689

دوم- داستان سُرایی در موردِ دانشمندان و رویدادهایِ تاریخِ علم، پدیده ی تازه ای نیست و در بسیاری موارد، نقش پلی ارتباطی میان عوام و دانشمندان را ایفا می کند (از جمله شایعات و داستانهایی که برای گالیله و نیوتون و اینشتین ساخته شده اند) .از همین نقطه نظر، بزعم برخی دانشمندان این افسانه پردازی ها مفید هم هستند، چرا که می توانند وادیِ علم و دانش را (که در حالت عادی، ممکن است خسته کننده و خشک و جدی جلوه کند)، جذابتر و هیجان انگیز تر کنند. اما مشکلِ اساسی ای که اینگونه رویاپردازی ها در پی دارند، نادیده گرفتنِ بسیاری از واقعیتهایِ علمی ست که در نهایت موجب کژفهمی و ساده انگاریِ مخاطب می شود.
با بیانِ داستانِ احتمالا تخیلیِ نیوتون و سیب، از منظری، تمامِ تلاشهایِ طاقت فرسا و شبانه روزیِ او، به همراه ذهن کنجکاو و مغز متفکرش را نادیده می گیریم و خواسته یا ناخواسته، به مخاطب این حس را القا می کنیم که اگر او هم در آن لحظه ی تاریخی، بجایِ نیوتون زیرِ درخت می نشست، می توانست پرده از اسرارِ طبیعت بردارد، اما حیف که نیوتون خوش شانس تر بوده! البته نیوتون در اواخر عمر، مدعی شد که مشاهده ی سقوطِ یک سیب از درخت، برایِ او الهام بخش بوده، اما چگونگی و کیفیتِ این مهم، با آنچه در داستان آمده، از اساس متفاوت است.
Newton-Apple سوم- نیوتون گرانش (گرانی) را کشف نکرد. بدونِ شک انسانها از دیرباز با چنین نیرویی آشنا بوده اند (هر چند که قرار نبوده درکِ فیزیکیِ ما و نیوتون را از مفهوم نیرو داشته باشند!). بنابراین، گرانش چیزی نبود که کشفِ آن تا قرون هفدهم و هجدهم به طول بیانجامد. با این تفاسیر، نیوتون چه کرد و شهرتِ او معلولِ چیست؟
تا پیش از نیوتون و در وانفسایِ سیطره و نفوذِ فیزیک ارسطویی، تصورِ غالب بر این بود که قوانینی که رویِ زمین (عالم پست) حاکمند، با قوانینی که عالمِ بالا (ستارگان) را اداره می کنند، بسیار متفاوتند. در ضمن، ستارگان و سیارات، در مسیری دایروی، حرکت بی نقصی دارند که این حرکت، نیازی به توضیح ندارد.
اما نیوتون نشان داد همان مفاهیمی که بر رویِ زمین و برایِ اجسامی زمینی بکار می بریم، در موردِ عالم بالا نیز صادقند. به عنوانِ مثال، نیوتون اعتقاد داشت که نیرو، عامل تغییر حرکت است و تغییر حرکت، در راستای نیروی اعمال شده است و چنانچه نیرویی به جسم وارد نشود، جسم در مسیر مستقیم حرکت خواهد کرد. بنابراین، او بیان کرد که سیارات و ستارگان نیز از این قاعده مستثنا نیستند و اتفاقا حرکتِ دایرویِ ماه و سیارات، نیاز به توضیح دارد و این توضیح، همان نیروست.
در ادامه، نیوتون حرکت ماه را در نظر گرفت و سقوطِ یک سیب را با حرکت ماه مقایسه کرد. وی به این نتیجه رسید که همان نیرویی که موجبِ افتادنِ سیب بر رویِ زمین می شود، موجب گردشِ ماه به دور زمین نیز می گردد. به عبارتِ دیگر، همانگونه که حرکت سیب به سویِ زمین، سقوط آزاد است، حرکتِ ماه پیرامونِ زمین نیز نوعی سقوط آزاد محسوب می شود.(سقوط آزاد، حرکتی ست که صرفا تحت تاثیر گرانی باشد). بنابراین، ماه در هر لحظه در حالِ سقوط است؛ سقوط نه بر روی زمین، که حول زمین.
بر همین مبنا، او قانون جهانیِ گرانش خود را به شکلی ساده اما اساسی عرضه کرد؛ قانونی که برایِ تمامیِ اجرام (زمینی و آسمانی) صدق می کند و نیرویِ جاذبه ی گرانشی میانِ دو جسم را توضیح می دهد (چه آنرا در موردِ دو مداد بکار ببریم و چه در مورد دو ستاره).



نظرات شما عزیزان:

نام :
آدرس ایمیل:
وب سایت/بلاگ :
متن پیام:
:) :( ;) :D
;)) :X :? :P
:* =(( :O };-
:B /:) =DD :S
-) :-(( :-| :-))
نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه:





+ تاريخ جمعه 21 فروردين 1394ساعت 17:10 نويسنده نازیلا |