Thursday, 8 December 2022

กาลิเลโอ กาลิเลอี : นักดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์และฟิสิกส์แห่งอิตาลี

กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) นักดาราศาสตร์ คณิตศาสตร์และฟิสิกส์ชาวอิตาลี ผู้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการปฏิวัติวิทยาศาสตร์ ผลงานของกาลิเลโอนั้นมีมากมาย จนได้รับขนานนามว่า บิดาแห่งวิทยาศาสตร์ งานที่โดดเด่นของเขา ตัวอย่างเช่น การศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีความเร่งคงที่ การพัฒนาเทคนิคของกล้องโทรทรรศน์ เป็นต้น เราลองมาทำความรู้จักเขากันดีกว่า ..

ทำความรู้จักกับ “กาลิเลโอ กาลิเลอี”

"กาลิเลโอ กาลิเลอี"
“กาลิเลโอ กาลิเลอี”

กาลิเลโอ กาลิเลอี เกิดที่เมืองปิซา ประเทศอิตาลี เมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1564 เขาเป็นบุตรคนโต ในจำนวน 6 คนของ วินเชนโซ กาลิเลอี นักดนตรีลูทผู้มีชื่อเสียงและ มารดาชื่อ จูเลีย อัมมันนาตี เมื่อเขาอายุได้ 8 ขวบ ครอบครัวของเขาก็ได้ย้ายไปอยู่ที่เมืองฟลอเรนซ์ เขาเรียนหนังสือที่อารามคามัลโดเลเซ กาลิเลโอมีความคิดจะบวชตั้งแต่ยังหนุ่ม แม้กาลิเลโอจะเป็นชาวคาทอลิก แต่เขากลับมีลูกนอกสมรส 3 คนกับมารินา แกมบา เป็นลูกสาว 2 คน และลูกชายอีก 1 คนเนื่องจากลูกสาวทั้งสองเป็นลูกนอกสมรส จึงไม่สามารถแต่งงานกับใครได้ ทางเลือกเดียวที่ดีสำหรับพวกเธอคือหนทางแห่งศาสนา และพำนักอยู่กับมันไปตลอดชีวิต แต่แล้วเมื่อ ..

.. 20 ปี หลังการตีพิมพ์เผยแพร่ตำราของนิโคลอส โคเพอร์นิคัส ที่ระบุว่า ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ หาใช้ศูนย์กลางจักรวาลของพระเจ้าไม่? กาลิเลโอได้ยอมรับและสนับสนุนทฤษฎีนี้ ซึ่งมันขัดแยงกับทฤษฎีของอริสโตเติลโดยสิ้นเชิง ที่บอกว่า โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล กาลิเลโอได้เผยแพร่งานค้นคว้าของเขาซึ่งเป็นผลสังเกตการณ์ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีที่สนับสนุนทฤษฎีนี้ ผลงานของเขารวมทั้งของโยฮันเนส เคปเลอร์ ได้ช่วยวางรากฐานให้กับกฏแห่งการเคลื่อนไหวของ ไอแซก นิวตัน

กาลิเลโอ เกิดในครอบครัวขุนนางอิตาลีระดับปลายแถว มีฐานะยากจน พ่อต้องการให้เขาเป็นพ่อค้า แต่ก็มีการมองเห็นถึงพรสวรรค์ในตัวเขา จึงส่งตัวไปศึกษาวิชาแพทย์ที่เมืองปิซา แต่เขาเรียนไม่จบเพราะไม่ได้รับทุนเล่าเรียน ถึงแม้ว่าเขาจะแสดงความสามารถให้เห็นว่า ลูกตุ้มขนาดต่างกัน ถ้ามีความยาวเท่ากันจะแกว่งไปมาในจังหวะเท่ากันได้ ในระหว่างช่วงเวลานี้ เขาก็ยังคงต้องทำการทดลองต่อไปที่บ้าน กาลิเลโอได้ทำการค้นพบที่สำคัญมากมาย ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ หรือวิทยาศาสตร์ประยุกต์ (ความสนใจของเขายังครอบคลุมถึงความรู้ด้านโหราศาสตร์ ซึ่งในยุคสมัยนั้นมีความสำคัญไม่แพ้คณิตศาสตร์หรือดาราศาสตร์) และประดิษฐ์ตาชั่งที่ใช้ความสมดุลของของเหลวขึ้น ตามตำราเกี่ยวกับเรื่องนี้ไว้ ทำให้ได้รับเชิญไปเป็นอาจารย์สอนวิชาคณิตศาสตร์ที่เมืองปิซา

และต่อมาได้เป็นหัวหน้าแผนกวิชาคณิตศาสตร์ที่ปาดัว 18 ปีระหว่างการทำงานอยู่ที่นั่น เขาได้วางรากฐานศาสตร์แห่งเทหวัตถุที่เคลื่อนไหว หรือพลศาสตร์ ส่วนเรื่องที่เล่ากันว่า เขาทิ้งวัตถุต่างน้ำหนักลงมาจากหอเอนแห่งปิซานั้น เป็นเพียงแค่ตำนาน กาลิเลโอทำงานโดยใช้กล้องโทรทัศน์ ซึ่งช่างทำแว่นตาชาวดัตช์ประดิษฐ์ขึ้นในปี 1608 และเขานำมาปรับปรุงใช้งานใหม่

กาลิเลโอค้นพบ ดวงจันทร์ 4 ดวง ของดาวพฤหัสบดี ซึ่งช่วยลบล้างความเชื่อที่ว่าโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล หลักจากออกจากปาดัว มาเป็นนักปรัชญา และนักคณิตศาสตร์ประจำราชสำนักของคอสิโมที่ 2 แห่งเมดิซี ดยุคแห่งทัสคานี กาลิเลโอตีพิมพ์เรื่องที่เขาค้นพบในปี 1610 และ 3 ปีต่อมา ตีพิมพ์บทความเรื่องจุดดับบนดวงอาทิตย์ นอกจากนั้นยังสังเกตุเห็นว่าดาวเสาร์มีรูปไข่และดาวศุกร์แปรเปลี่ยนไปตามระยะต่างๆ ซึ่งเป็นข้อพิสูจน์ว่าดาวศุกร์หมุนรอบดวงอาทิตย์

ทฤษฎีโลกหมุน

กาลิเลโอ สนับสนุนทฤษฎีของโคเพอร์นิคัสมาตลอดชีวิต แต่ก็กลัวการถูก หัวเราะเยาะและไล่ลงจากเวที ดังเช่นโคเพอร์นิคัสในปี 1613 เขาเคยเขียนจดหมายเปิดผนึกเชิดชูโคเพอร์นิคัส เป็นเหตุให้ศาสนจักรเข้ามามีบทบาท ปี ค.ศ. 1614 คุณพ่อโทมาโซ คัคชินิ ประกาศขณะขึ้นเทศน์ในโบสถ์ซานตามาเรียโนเวลลา กล่าว ประณามแนวคิดของกาลิเลโอ ที่หาว่าโลกเคลื่อนที่ ว่าเขาเป็นบุคคลอันตรายและอาจเป็นพวกนอกรีต กาลิเลโอจึงออกเดินทางไปยังโรมเพื่อต่อสู้ข้อกล่าวหานี้

ในปี 1616 สำนักวาติกันของพระสันตะปาปาประกาศประฌามทฤษฎีของโคเพอร์นิคัส ทำให้กาลิเลโอถูกเรียกตัวไปที่โรม และถูกห้ามทำการสอนวิทยาการใหม่นี้ และทำให้เขาไม่ได้ตีพิมพ์หนังสืออีก

กาลิเลโอเพิกถอนทฤษฎีวิทยาศาสตร์ของเขาต่อหน้าคณะสอบสวนในโรม ปี 1633 โดยมีสังฆราชเป็นประธาน คณะผู้พิพากษานั่งอยู่ที่บัลลังค์ด้านหลัง
กาลิเลโอเพิกถอนทฤษฎีวิทยาศาสตร์ของเขาต่อหน้าคณะสอบสวนในโรม ปี 1633 โดยมีสังฆราชเป็นประธาน คณะผู้พิพากษานั่งอยู่ที่บัลลังค์ด้านหลัง

จนกระทั่งในปี 1632 จึงได้ตีพิมพ์ บทสนทนาว่าด้วยระบบใหญ่สองระบบของโลก ( Dialogue on the Two Great Systems of the World ) ออกมา โดยมีเนื้อหาล้มล้างทฤษฎีแบบอริสโตเติลโดยสิ้นเชิง จากเอกสารการค้นคว้าและทดลองของเขา ทำให้เขาถูกตัดสินว่าต้องสงสัยร้ายแรงในการเป็นพวกนอกรีต เพราะในสมัยนั้นผู้ใดที่ไม่เชื่อฟังในคำสั่งสอนของโป๊ปจะถือว่าเป็นกบฏ

ในปี 1633 กาลิเลโอ ประกาศเพิกถอนความเชื่อนี้เบื้องหน้าคณะผู้สอบสวนที่โรม และเขาได้กระซิบวาจาท้าทายว่า ‘e pur si muove’ หรือ ‘ก็โลกมันหมุน’

เมื่อสิ้นสุดการสอบสวนตามที่เล่าขานกัน ในปี 1634 เขาก็ได้ถูกพิพากษากักบริเวณ เขาต้องอยู่แต่ในบ้านชนบทที่อาร์เชตรี นอกเมืองฟลอเรนซ์ จนสุขภาพของเขาทรุดโทรมลง ท้ายที่สุดแล้ว เขาก็ตาบอดและเสียชีวิตลงด้วยอาการไข้สูงและหัวใจล้มเหลวในปี 1642

แนวคิดและความสามารถด้านวิทยาศาสตร์ของกาลิเลโอ กาลิเลอี มีอะไรบ้าง?

  • กาลิเลโอเป็นคนแรกที่ชี้ชัดว่า กฎเกณฑ์ทางธรรมชาติล้วนสามารถอธิบายได้ด้วยคณิตศาสตร์
  • ความสัมพันธ์ที่เหมาะสมระหว่างคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ทฤษฎี และฟิสิกส์การทดลอง
  • เขามีความชำนาญความรู้ เรื่องพาราโบล่า ภาคตัดกรวยและในแง่ของระบบพิกัด

แนวคิดและความสามารถด้านดาราศาสตร์ของกาลิเลโอ กาลิเลอี มีอะไรบ้าง?

ภาพสเก็ตช์ดวงจันทร์จากการสังเกตของกาลิเลโอ
  • กาลิเลโอเองได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ของตนขึ้นโดยมีกำลังขยายสูงสุด 30 เท่า
  • กาลิเลโอได้ค้นพบดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดีสี่ดวง คือ ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต
  • กาลิเลโอสังเกตเห็นคาบการปรากฏของดาวศุกร์มีลักษณะคล้ายคลึงกันกับคาบปรากฏของดวงจันทร์
  • กาลิเลโอเป็นหนึ่งในชาวยุโรปกลุ่มแรก ๆ ที่สังเกตเห็นจุดดับบนดวงอาทิตย์
  • กาลิเลโอยังเป็นบุคคลแรกที่รายงานการค้นพบภูเขาและแอ่งบนดวงจันทร์
  • กาลิเลโอศึกษาทฤษฎีเกี่ยวกับปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง เพื่อหาข้อมูลทางฟิสิกส์ที่จะพิสูจน์การเคลื่อนที่ของโลก

แนวคิดและความสามารถด้านเทคโนโลยีของกาลิเลโอ กาลิเลอี มีอะไรบ้าง?

  • กาลิเลโอได้สร้างเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นโดยอาศัยการขยายและหดตัวของอากาศในท่อเพื่อขับให้น้ำเคลื่อนที่ไปในท่อขนาดเล็กที่ต่อกันไว้
  • กาลิเลโอเป็นคนเริ่มใช้กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงกลุ่มแรก ๆ
  • กาลิเลโอได้ใช้กล้องโทรทรรศน์นี้ส่องดูเพื่อให้เห็นภาพขยายชิ้นส่วนของแมลง และต่อมาเค้าก็คิดค้นกล้องจุลทรรศน์ได้สำเร็จ
  • กาลิเลโอเสนอว่าความรู้ที่แน่ชัดเกี่ยวกับวงโคจรและตำแหน่งของดวงดาวเหล่านี้ที่มากเพียงพอจะสามารถสร้างนาฬิกาสากลขึ้นได้
  • กาลิเลโอได้ออกแบบกลไกฟันเฟืองสำหรับการแกว่งตัวของลูกตุ้มนาฬิกา

แนวคิดและความสามารถด้านฟิสิกส์ของกาลิเลโอ กาลิเลอี มีอะไรบ้าง?

  • กาลิเลโอร่วมทำการทดลองเรื่องแนวคิดเรื่องแรงเสียดทานและแรงเฉื่อย : “วัตถุที่เคลื่อนที่บนพื้นราบจะดำรงการเคลื่อนที่ต่อไปในทิศทางเดิม ด้วยความเร็วคงที่ จนกว่าจะถูกรบกวน” หลักการพื้นฐานนี้ได้รวมเข้าเป็นส่วนหนึ่งในกฎข้อที่หนึ่งของกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
  • กาลิเลโอเคยมีโอกาสได้บรรยายถึงวิธีทดลองแบบหนึ่งในการตรวจวัดความเร็วของแสง โดยใช้ผู้สังเกตการณ์ 2 คน (ทอสอบเวลาที่แสงเดินทางไปและกลับระหว่างคนสองคน)
  • กาลิเลโอยังถือว่าเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรก ๆ ที่ทำความเข้าใจกับความถี่เสียง
  • และกาลิเลโอได้นำเสนอแนวคิดพื้นฐานเริ่มแรกเกี่ยวกับความสัมพัทธ์ด้วย

อ้าวอิง : วิกิพีเดีย