اختصاصی بسپار/ پلیمرها و فلسفه علم: دومینوی انقلاب علمی

بسپار/ ایران پلیمر در شماره ی پیشین به انقلاب کوپرنیکی و ترک خوردن فلسفه ارسطویی اشاره کردیم. در این شماره تحولات این دوره را که همزمان با رنسانس در اروپاست در دو ساحت تشریح می کنیم: ساحت علم و ساحت تغییر اندیشه تا روشن تر دریابیم چرا به این عصر عنوان انقلاب اطلاق می شود.

نزدیک به دو هزار سال از ارایه جهان‌بینی زمین‌مرکزی ارسطو می گذشت، ایده ای که توسط کلیسا ترویج شده و حمایت می شد. اما در قرن شانزدهم میلادی فیلسوفان آزاداندیش و حتی برخی از کشیشان جرأت پیدا کردند که به صراحت مخالفت خود را با این فلسفه بیان کنند و مهم‌تر از آن، این مخالفت‌ها را با استفاده از مدل‌های ریاضی معتبر اثبات و نتایج تجربی پشتیبانی کنند. از میان آن‌ها، نام‌های نیکلاس کوپرنیک، یوهانس کپلر و گالیله گالیله در صاحت علمی و فرانسیس بیکن و رنه دکارت در صاحت اندیشه برجسته تر است.

کوپرنیک (1543-1473) در لهستان در خانواده ای ثروتمند به دنیا آمد و همانطور که در آن زمان مرسوم بود، نه تنها ریاضیات و نجوم بلکه پزشکی، حقوق و اقتصاد را علاوه بر الهیات مطالعه کرد. او زیر نظر دومنیکو نووارا (1454-1504) در دانشگاه بولونیا به تحصیل نجوم پرداخت. نووارا یک رادیکال بود که به نجوم بطلمیوسی شک داشت. کوپرنیک به حرفه پزشکی و همچنین کشیشی مشغول بود اما او بخش زیادی از زمان خود را به دنبال مطالعات نجومی اختصاص داد. با اینکه او برخی مشاهدات را خود انجام داد، بیشتر به داده‌های ثانویه متکی بود و خود را به انجام محاسبات ریاضی با استفاده از این داده‌ها محدود کرد. با بررسی دقیق سیستم بطلمیوسی، دریافت که بسیاری از خطاها با گذشت زمان در پیش‌بینی‌ها براساس مدل ریاضی اصلی جمع شده‌اند. این اعتقاد او را ترغیب کرد تا به مدل‌های جایگزین با خورشید در مرکز و سیارات و همچنین زمین که به دور آن می‌چرخند، بررسی کند. در سال ۱۵۱۴ کوپرنیک دست نوشته ی کوتاهی را بین دوستان خود توزیع کرد که در آن دیدگاه‌هایش را درباره ی فرضیه ی خورشید مرکزی به اختصار بیان کرده بود. نوشته ی کوتاه کوپرنیک با استقبال زیادی روبرو شد اما کوپرنیک هنوز نظریه‌اش را قابل عرضه در محافل نمی‌دانست.

اگرچه کوپرنیک در کلیسا حامیانی داشت این برایش کافی نبود تا به انتشار نظریه ی انقلابی‌اش راضی شود، زیرا او، که مرد روحانی مومنی بود، هرگز میل نداشت که نقش زندیق را بازی کند. در نهایت یکی از شاگردانش به نام ریتیکوس او را متقاعد کرد که بخشی از نوشته هایش را منتشر کند. چاپ کتاب برعهده‌ی یک کشیش محلی به‌نام آندره‌آس اوسیاندر سپرده شد. گویا اوسیاندر درباره‌ی افکار اساسی که کوپرنیک بیان کرده بود نگرانی داشت و به‌همین جهت، بدون اجازه‌ی کوپرنیک مقدمه‌ای را که وی بر کتاب نوشته بود حذف کرد و به‌جایش مقدمه‌ای را که خود نوشته بود قرار داد. او در این مقدمه‌ مدل کوپرنیکی را صرفا یک مدل ریاضیاتی توصیف می کند که در مورد عالم نیست بلکه تنها پیش‌بینی‌های نجومی را ساده‌تر می‌کند. در واقع، اوسیاندر، نادانسته و بیش از آنچه فکر می‌کرده، به بقای این اثر انقلابی کمک کرد. این مقدمه‌ی خلع‌سلاح کننده سبب‌ شد که کلیسا متوجه اهمیت انقلابی کتاب نشود و تا سال ۱۶۱۶ آن را در فهرست کتب ظاله نیاورد. نظریه کوپرنیک در اواخر عمر وی در سال 1543 کمی پیش از مرگش چاپ شد و از این رو کوپرنیک از خشم کلیسا در امان ماند. مطابق معمول، مدتی طول کشید تا اندیشه‌های بدیع کوپرنیک درک و تبعات آن مشخص شود. اما زمانی که تبعاتش مشخص شد اوضاع کاملا به هم ریخت. به مرور همه متوجه شدند منظور کوپرنیک این است که واقعا زمین به دور خورشید می‌چرخد و نه برعکس.

تیکو براهه (1601-1546) به دلیل مشاهدات جامع و بی‌سابقه دقیق نجومی خود -که بدون تلسکوپ انجام شده- شناخته می‌شود. او آخرین ستاره‌شناس بزرگ قبل از اختراع تلسکوپ بود و به مدت بیست سال در رصدخانه ی خود مشاهدات منظمی از آسمان را ثبت کرد. وی دریافت که اختلافات جدی‌ای، گاهی به اندازه چهار یا پنج درجه، بین موقعیت‌های مشاهده شده سیارات و موقعیت‌هایی که از جداول بطلمیوس و کوپرنیک محاسبه شده بود، وجود دارد. از این رو  تلاش کرد تا آنچه را که به عنوان مزایای هندسی نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیکی می‌دید با مزایای فلسفی سیستم بطلمیوسی ترکیب کند و نسخه خود از مدل جهان را ارایه دهد. در مدل تلفیقی تیکو همه سیارگان به دور خورشید می چرخند اما همچنان زمین مرکز عالم است و خورشید به دور زمین می گردد. با اینکه مدل سیاره‌ای تیکو به زودی بی‌اعتبار شد، اما مشاهدات نجومی او کمک مهمی به انقلاب علمی بود

یوهانس کپلر (1571-1630) مدتی دستیار تیکو براهه بود. اما دوره کارآموزی او به طور زودهنگام به دلیل مرگ غیرمنتظره براهه در سال 1601 تمام شد. در سال 1602، کپلر جانشین تیکو شد و فرصتی به دست آورد تا با دقت تمام مشاهدات انجام شده توسط استاد بزرگ خود را بررسی کند. کپلر با بررسی داده های براهه در مورد مریخ متوجه شد مریخ در مداری دایره ای نمی چرخد. از طرفی با وجود اینکه کپلر قبول داشت خورشید مرکز عالم است اما نسبت به بخش هایی از نظریه کوپرنیک خشنود نبود. در نظریه کوپرنیک تنها عطارد و زهره واقعا به گرد خورشید می چرخند در حالی که سیارگان دیگر از جمله زمین به گرد نقطه ای خیالی نزدیک به خورشید می چرخند. کپلر به دنیال راه حلی بود که با آن یگانگی ریاضی را برای مدارهای سیاره ای پیدا کند.

کپلر سرانجام ایده مدارهای بیضوی را امتحان کرد و به این ترتیب کلید راز بزرگ را کشف کرد. مدار مریخ به طور کامل با یک بیضی توصیف شد! بدین روی قانون اول کپلر این شد: مسیرهای سیارات به دور خورشید بیضی هستند. سپس کپلر قانون دوم خود را مطرح کرد: سیارات به گونه‌ای حرکت می‌کنند که شعاع‌های برداری آنها مناطق مساوی در زمان‌های مساوی جارو می‌کنند. به عبارت دیگر سیارات هنگام نزدیک بودن به خورشید سریع‌تر حرکت می‌کنند تا وقتی که دور از آن هستند. اکنون نظریه و مشاهدات به‌طور کامل با یکدیگر مطابقت داشتند. اما کپلر هنوز راضی نبود. او به ایده نظم و قاعده در جهان وسواس داشت و همیشه به دنبال سرنخ، الگو و قانون در پیکربندی سیارات بود. و به این ترتیب، پافشاری کرد و سرانجام قانون سوم خود را کشف کرد: نسبت بین مربع زمان مورد نیاز برای یک سیاره برای انجام یک دوره کامل به دور خورشید و مکعب فاصله متوسط آن از خورشید برای همه سیارات یکسان است.

در مورد کپلر آنچه اهمیت دارد مبارزه طلبی و کلنجار رفتن وی با یک نگرش سنتی مهم و با نفوذ یعنی گرد بودن مدارهای سیارات است. از این رو بسیاری از مورخان علم کپلر را یک شخصیت کلیدی در انقلاب علمی توضیف می کنند. نفوذ او بر دانشمندان بعدی از همه چشمگیرتر بر نیوتون است. زیرا برپایه ی چیزهایی که کپلر در خصوص آزمایشهای گیلبرت در مورد مغناطیس خوانده بود، پیشنهاد کرده بود که ممکن است یک نیروی گرانشی بین اجرام آسمانی وجود داشته باشد که قابل اندازه گیری ریاضی باشد. کپلر باور داشت که واقعیت ریاضی است.

جیوردانو برونو (1600-1548) در سال 1600 میلادی به حکم دادگاه تفتیش عقاید در شهر رم سوزانده شد. وی چهره ای جنجال برانگیز و شورشی در تاریخ پیشرفت علم است. برخی او را شهید راه علم می دانند و عده ای دیگر او را فردی که در پی کیمیاگری و نوعی کیهان شناسی عرفانی بود. با این همه روشن است که وی دانشمند نبود و نگاه علمی نداشت. اما اصرار او بر مرکزی نبودن زمین و بی نهایت بودن جهان از دلایلی است که کلیسا او را بدعت گذار خواند. او پیشنهاد داد که ستارگان خورشیدهای دوردستی هستند که توسط سیارات خودشان (سیارات فراخورشیدی) احاطه شده‌اند، و امکان این را مطرح کرد که این سیارات ممکن است حیات خود را پرورش دهند. اگر کوپرنیک زمین را از مرکز جهان جابه‌جا کرده بود، برونو خورشید را نیز از چنین موقعیت بلندی جابه‌جا کرد. او در واقع گفت که هیچ مرکزی وجود ندارد، زیرا جهان بی‌نهایت است. کلیسا و بسیاری از ستاره‌شناسان مذهبی وانمود می‌کردند که سیستم کوپرنیکی فقط یک فرضیه مناسب برای توضیح حرکات مشاهده شده سیارات است و نه یک کیهان‌شناسی واقعی. اما برونو به ریشه‌های اعتقادات ارتدوکس ضربه زد: ایده جهان‌های بی‌نهایت، همسانی خالق و مخلوق، بی‌اهمیتی و عدم یگانگی انسان و زیستگاه او، زمین – همه این‌ها برای کلیسا منفور بود.

(ادامه دارد …)

برگردان: مهندس سعیده خلجی، کارشناس ارشد مهندسی پلیمر 

متن کامل این مقاله را در شماره 265 ماهنامه بسپار که در نیمه آبان ماه 1403 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.