فلسفه و تاریخ علم

نیوتن بر شانه غولها

نیوتن - فیزیک
نوشته شده توسط عرفان کسرایی

ایزاک نیوتون در سن ۱۹ سالگی وارد کمبریج شد و ۴ سال بعد در سال ۱۶۶۵ یعنی با شیوع طاعون بزرگ در لندن که دانشگاه بسته شد به خانه بازگشت. درست در همین زمان بود که توانست تشکیل رنگین کمان توسط قطرات باران یا منشور را توضیح دهد…

اگر من توانسته ام فراتر از دیگران ببینم؛ به این سبب است که بر شانه غول ها ایستاده ام. ایزاک نیوتن

این نقل قول منسوب به نیوتن در بطن خود حرفهای بسیاری برای گفتن دارد. نیوتن که درک بشر از طبیعت را به صورت بنیادینی زیر و رو کرد؛ به درستی به سهم پیشینیان خود در توسعه فهم بشر از طبیعت اشاره کرده است. آری! او بی تردید روی شانه های گالیله؛ کپلر؛ تیکو براهه و کپرنیک ایستاده بود.
ایزاک نیوتون در سن ۱۹ سالگی وارد کمبریج شد و ۴ سال بعد در سال ۱۶۶۵ یعنی با شیوع طاعون بزرگ در لندن که دانشگاه بسته شد به خانه بازگشت. درست در همین زمان بود که توانست تشکیل رنگین کمان توسط قطرات باران یا منشور را توضیح دهد. توضیح حرکت و سکون اجسام در جهان مهمترین دغدغه نیوتن بود و او توانست قواعد حرکت اجسام را در قالب سه قانون؛ جمع بندی و تدوین کند.

هر جسم در حال سکون یا در حالت حرکت یکنواخت در امتداد خط مستقیم به همان حالت باقی می ماند مگر آنکه بر اثر نیرویی خارجی مجبور به تغییر آن شود.

این توضیح فوق العاده ارزشمند و درخور توجه؛ به قانون اول نیوتن مشهور است. به بیان ساده این تعبیر می گوید اگر جسمی در حال حرکت باشد در امتداد خطی مستقیم همیشه با همان سرعتی که دارد به حرکت خود ادامه می دهد؛ مگر آنکه نیرویی خارجی بر آن وارد شود.
اگر مساله حرکت فقط در قانون اول نیوتن خلاصه شود می بایست انتظار داشته باشیم که سیارات در حال حرکت؛ حرکت خود را در امتداد خط راست حفظ کنند. می دانیم که چنین نیست. نیوتن به نیرویی نیاز داشت که سیارات را از حرکت در امتداد خط راست منحرف کند. نیرویی که مبنای درک ما از  پدیده گرانش است. بنا بر افسانه ها نیوتن یک روز عصر در باغ خانه اش مشغول نوشیدن چای بوده و سیبی را دید که از درخت بر زمین می افتد. او از خودش می پرسد: آیا نیرویی که به سیب در حال سقوط شتاب می دهد همان نیرویی نیست که ماه را در مدار خود نگاه می دارد؟
پیش از نیوتن؛ گالیله نیروی جاذبه ای را که بین زمین و سایر اشیاء برقرار است بارها نشان داده بود و رابرت هوک Robert Hooke (هم عصر با نیوتن) نیز می دانست که سیارات ؛ تحت تاثیر نیرویی که٬ با مجذور فاصله کاهش می یابد٬ حرکت می کنند. اما تفاوت اندیشه نیوتن در چه بود؟  نیوتن با کمک محاسبات ریاضی نشان داد نیروی گرانشی که باعث شتاب گرفتن سیب در زمان سقوط آن به زمین می شود ؛ همان عامل شتاب (به عبارت دیگر تغییر جهت) ماه در مدارش به دور زمین است.
نیوتن؛ شناخت انسان از کیهان را زیر و رو کرد و در کتاب ماندگارش با عنوان اصول Principia در سال ۱۶۸۷ نشان داد که حرکات سیارات که طبق نظریه کپلر روی مدار بیضی انجام می شدند؛ نتیجه قانون جهانی گرانش است.
دیدگاه های نیوتن تا آغاز قرن بیستم میلادی تفکر غالب علمی حاکم بر جامعه بود و هنوز پایه درک ما از قوانین حرکت و مکانیک کلاسیک محسوب می شود. باری! نیوتن روی شانه غول ها ایستاده بود و تاریخ علم به ما نشان می دهد که تحولات علمی در سده های بعد نیز روی شانه های نیوتن بنا شده است.
بنا بر تصور ارسطو در یونان باستان ؛ مدار ماه (امروز می دانیم که ماه در فاصله حدود ۴۰۰ هزار کیلومتر از ما قرار دارد) مانعی اساسی بود که ذهن انسان نمی توانست از آن فراتر رود. (کیهان شناسی؛ پیتر کلز).
دهها قرن پس از آن؛ طبق دیدگاه کپرنیک و کپلر؛ لبه منظومه شمسی (یعنی میلیاردها کیلومتر آن سوتر) مرز انتهای کیهان بود. آنچه حیرت برانگیز است این است که تا پیش از قرون ۱۸ و ۱۹ هنوز باور عمومی بر این بود که کل جهان هستی تنها از کهکشان راه شیری تشکیل شده است. جالب است بدانیم این دیدگاه تا همین سال ۱۹۲۹ میلادی همچنان وجود داشت و این ادوین هابل بود که نشان داد جهان شامل تعداد زیادی کهکشان مانند کهکشان راه شیری است. درک ما از جهان هستی محدود است و چیزهای بسیاری هست که هنوز نمی دانیم. اما همین حد را که امروز می دانیم نیز مدیون ارسطو؛ گالیله؛ کپرنیک و کپلر و نیوتن هستیم. نیوتن بر روی شانه های غول ها ایستاده بود و به همین ترتیب دانشمندان زمانه ما نیز بر شانه های نیوتن ایستاده اند!

درباره نویسنده

عرفان کسرایی

کسرایی، عضو انجمن فلسفه علم آلمان و پژوهشگر مطالعات علم و فناوری در دانشگاه کاسل است
زمینه های پژوهشی او عبارتند از:
-فلسفه فیزیک؛ منطق مدلسازی در ریاضیات مهندسی
-ارتباطات علم و جامعه شناسی شبه علم در ایران
-تاریخ فیزیک مدرن در قرن بیستم