اختصاصی بسپار/ پلیمر ها و فلسفه علم/ چرا زمین حرکت میکند، اما سیب همچنان سر جای خودش میافتد؟

بسپار/ایران پلیمر وقتی سیبی به هوا پرتاب میکنیم و دوباره در همان نقطه سقوط میکند، این سؤال مطرح میشود: اگر زمین در حال حرکت است، چرا این هماهنگی میان اشیا و زمین حفظ میشود؟ این پرسش یکی از مهمترین چالشهایی بود که نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیک با آن روبهرو شد. در واقع، عدم ارائه توضیحی قانعکننده برای چنین پدیدههایی، دلیل اصلی بسیاری از مخالفتها با این نظریه بود. کلیسا نیز، که در آن زمان متولی علم محسوب میشد، از همین مساله برای رد نظریه کوپرنیک استفاده میکرد. اما نیوتون آمد تا پاسخی قاطع به این سوالات بدهد.
در تاریخ علم، کمتر شخصیتی را میتوان یافت که تاثیرگذاریاش بر دانش و فلسفه علم به اندازه سر آیزاک نیوتون باشد. او نه تنها یکی از برجستهترین دانشمندان عصر خود، بلکه پایهگذار روشهای جدیدی در مطالعه طبیعت بود که مسیر علم را برای قرنهای بعدی تغییر داد. در این مقاله، به سه جنبه اصلی از نقش نیوتون میپردازیم: روششناسی علمی او، تأثیرش بر فلسفه علم، و جایگاهش در انقلاب علمی.
و نیوتن زاده شد
یک قرن پس از مرگ کوپرنیک، در همان سالی که گالیله چشم از جهان فروبست (1642) آیزاک نیوتون در روستای وولزثورپ در لینکلنشر، انگلستان متولد شد. او بسیار زودرس به دنیا آمد و پدرش، که نام او نیز اسحاق نیوتن بود، پیش از تولدش درگذشته بود. مادرش، هانا آیسکاف، بعدها ازدواج کرد و نیوتن را به مادربزرگش سپرد. این جدایی عاطفی تاثیر عمیقی بر شخصیت او گذاشت.
نیوتن در سن ۱۸ سالگی به دانشگاه کمبریج (کالج ترینیتی) وارد شد و در آنجا تحت تاثیر آثار ریاضیدانان و فلاسفه همچون رنه دکارت و گالیله قرار گرفت.
سالهای طاعون و کشفهای بزرگ
بین سالهای ۱۶۶۵ و ۱۶۶۶، دانشگاه کمبریج به دلیل شیوع طاعون بزرگ لندن تعطیل شد و نیوتن به خانهاش بازگشت. در این دوران، موسوم به “سالهای شگفتانگیز”، وی ایدههایی را پایهریزی کرد که به دستاوردهای بزرگ علمی او تبدیل شدند:
1. قانون گرانش عمومی
2. قوانین حرکت که بعدها به عنوان قوانین سهگانه نیوتن مشهور شد.
3. حساب دیفرانسیل و انتگرال: او بهطور مستقل روشهایی را برای حل مسائل مربوط به تغییرات و مشتقات توسعه داد.
4. مطالعات مهم در نورشناسی: کشف تجزیه نور سفید به طیف رنگی از طریق منشور.
انتشار مقاله ای در مورد نور که در آن در مورد روش علمی درست از نظر خود نیز صحبت کرده بود، بحث های زیادی بهپا کرد. او در این مقاله به اهمیت پرسش “چگونه؟” در مقابل “چرا؟” تأکید کرد، زیرا معتقد بود تنها پرسشهای “چگونه” را میتوان از طریق آزمایش پاسخ داد. انتقادهای شدید به این مقاله باعث شد نیوتون برنجد و عهد کند دیگر چیزی منتشر نکند.
افتادن یا نیافتادن: مساله این است؟
داستان سقوط سیب از درخت احتمالاً افسانهای است که توسط ولتر ساخته شده باشد، اما قانون گرانش نیوتون پاسخی برای سؤالاتی بود که نظریه خورشیدمرکزی تا آن زمان بیپاسخ گذاشته بود. نیوتون نشان داد که نیروی گرانش تنها بر اجسام روی زمین تأثیر نمیگذارد، بلکه بر اجرام آسمانی نیز حاکم است.
البته نیوتن تنها کسی نبود که در آن زمان بر روی این قانون کار می کرد. رابرت هوک دانشمند و ریاضیدان نیز اندیشه هایی در این مورد داشت و حتی پاره ای از آنها را منتشر کرده بود اما او و ادموند هالی (بله کاشف ستاره ی هالی) نتوانستند صورت بندی ریاضی گرانش را انجام دهند. سپس هالی به نیوتن مراجعه کرد تا از او درخواست کمک کند اما با کمال حیرت متوجه شد که نیوتن پیشتر این قانون را فرمول بندی کرده است.
سرانجام با فشار اعضای انجمن سلطنتی و به خصوص هالی نیوتن با اکراه پذیرفت که این نظریات را منتشر کند. بدین صورت کتاب ” اصول ریاضیِ فلسفه ی طبیعی” در سال 1687 به زبان لاتین منتشر شد.
هیاهوها از سر گرفته شد. هوک خود را مبدع قانون گرانش جهانی می دانشت و لایبنیتز نیز ابداع حساب دیفرانسیل را کار خود می دانست. البته که این دو دانشمند پیش از نیوتون آثار خود را چاپ کرده بودند اما نیوتن سال ها پیش از انتشار این اندیشه ها را سامان داده بود.
پس از آن در نورشناسی، نیوتن در سال ۱۷۰۴ کتاب “اپتیک” را منتشر کرد که شامل آزمایشها و نظریات او درباره ماهیت نور بود.
نیوتن در سال ۱۶۹۶ به عنوان مدیر ضرابخانه سلطنتی منصوب شد و در سال ۱۷۰۵، به پاس خدماتش به علم، از سوی ملکه آن به لقب شوالیه (Sir) مفتخر شد. وی همچنین از سال ۱۷۰۳ تا زمان مرگش، ریاست انجمن سلطنتی را بر عهده داشت.
سرانجام کودک نارسی که امیدی به زنده ماندش نبود در در ۲۰ مارس ۱۷۲۷ در سن ۸۴ سالگی درگذشت. او در کلیسای وستمینستر در لندن به خاک سپرده شد، جایی که بسیاری از بزرگان انگلستان آرام گرفتهاند.
جهان به مثابه یک ماشین قانونمند
کتاب اصول ریاضی فلسفه طبیعی یکی از مهمترین آثار تاریخ علم به شمار میرود و مبنای علم فیزیک کلاسیک را بنا نهاد. تا پیش از نیوتن، اندیشههای علمی بزرگان پیشین مانند گالیله، کپلر و دکارت زمینهساز درک بهتر طبیعت و حرکت بودند، اما هنوز یک چارچوب واحد و ریاضیمحور که بتواند حرکت اجسام و نیروها را بهطور دقیق و جامع توضیح دهد وجود نداشت. نیوتن با نگارش این کتاب، این خلا را پر کرد.
نیوتن نشان داد که قوانین حاکم بر حرکت اجرام زمینی و آسمانی یکسان هستند و میتوان آنها را با اصول ریاضی دقیق توضیح داد. او بدین ترتیب جهان را به عنوان یک ماشین منظم و قابل پیشبینی توصیف کرد.
این کتاب در سه جلد تنظیم شده است که هر کدام به یکی از جنبههای حرکت و نیرو میپردازد:
(ادامه دارد …)
مهندس سعیده خلجی/ کارشناس ارشد مهندسی پلیمر
متن کامل این مقاله را در شماره 267 ماهنامه بسپار که در نیمه دی 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.