กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei)

Spread the love

กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei)

 กาลิเลโอ กาลิเลอี เกิดเมื่อวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1564 ที่เมืองปิซา ประเทศอิตาลี เป็นบุตรคนโตในจำนวนบุตร 6 คน ของวินเชนโซ กาลิเลอี นักดนตรีลูทผู้มีชื่อเสียง มารดาชื่อ จูเลีย อัมมันนาตี เมื่อกาลิเลโออายุได้ 8 ขวบ ครอบครัวได้ย้ายไปตั้งรกรากที่เมืองฟลอเรนซ์ แต่กาลิเลโอต้องพำนักอยู่กับจาโกโป บอร์กีนิ เป็นเวลาสองปี

เขาเรียนหนังสือที่อารามคามัลโดเลเซ เมืองวัลลอมโบรซา ซึ่งอยู่ห่างจากฟลอเรนซ์ไปทางตะวันออกเฉียงใต้ประมาณ 34 กิโลเมตร กาลิเลโอมีความคิดจะบวชตั้งแต่ยังหนุ่ม แต่เขาก็ได้สมัครเข้าเรียนวิชาแพทย์ที่มหาวิทยาลัยปิซาตามความต้องการของพ่อกาลิเลโอเรียนแพทย์ไม่จบ กลับไปได้ปริญญาสาขาคณิตศาสตร์มาแทน

ปี ค.ศ. 1589 เขาได้รับเลือกเป็นหัวหน้าวิชาคณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปิซา เมื่อถึงปี ค.ศ. 1591 บิดาของเขาเสียชีวิต กาลิเลโอรับหน้าที่อภิบาลน้องชายคนหนึ่งคือ มีเกลัญโญโล เขาย้ายไปสอนที่มหาวิทยาลัยแพดัวในปี ค.ศ. 1592 โดยสอนวิชาเรขาคณิต กลศาสตร์ และดาราศาสตร์

จนถึงปี ค.ศ. 1610 ในระหว่างช่วงเวลานี้ กาลิเลโอได้ทำการค้นพบที่สำคัญมากมาย ทั้งทางด้านวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ หรือวิทยาศาสตร์ประยุกต์ ความสนใจของเขายังครอบคลุมถึงความรู้ด้านโหราศาสตร์ ซึ่งในยุคสมัยนั้น มีความสำคัญไม่แพ้คณิตศาสตร์หรือดาราศาสตร์ทีเดียว

แม้กาลิเลโอจะเป็นชาวคาทอลิกที่เคร่งครัด แต่เขากลับมีลูกนอกสมรส 3 คนกับมารินา แกมบา    เป็นลูกสาว 2 คน คือ เวอร์จิเนีย (เกิด ค.ศ. 1600) กับลิเวีย (เกิด ค.ศ. 1601) และลูกชาย 1 คนคือ วินเชนโซ     (เกิด ค.ศ. 1606) เนื่องจากลูกสาวทั้งสองเป็นลูกนอกสมรส จึงไม่สามารถแต่งงานกับใครได้ ทางเลือกเดียวที่ดีสำหรับพวกเธอคือหนทางแห่งศาสนา เด็กหญิงทั้งสองถูกส่งตัวไปยังคอนแวนต์ที่ซานมัตตีโอ ในเมืองอาร์เชตรี และพำนักอยู่ที่นั่นจวบจนตลอดชีวิต เวอร์จิเนียใช้ชื่อทางศาสนาว่า มาเรีย เชเลสเต เธอเสียชีวิตเมื่อวันที่ 2 เมษายน ค.ศ. 1634 ร่างของเธอฝังไว้กับกาลิเลโอที่สุสานบาซิลิกาซานตาโครเช ลิเวียใช้ชื่อทางศาสนาว่า ซิสเตอร์อาร์แคนเจลา มีสุขภาพไม่ค่อยดีและป่วยกระเสาะกระแสะอยู่เสมอ ส่วนวินเชนโซได้ขึ้นทะเบียนเป็นบุตรตามกฎหมายในภายหลัง และได้แต่งงานกับเซสตีเลีย บอกกีเนรี

ปี ค.ศ. 1610 กาลิเลโอเผยแพร่งานค้นคว้าของเขาซึ่งเป็นผลสังเกตการณ์ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีด้วยผลสังเกตการณ์นี้เขาเสนอแนวคิดว่า ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล เป็นการสนับสนุนแนวคิดของ      โคเปอร์นิคัส ซึ่งขัดแย้งกับแนวคิดดั้งเดิมของทอเลมีและอริสโตเติลที่ว่า โลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ปีถัดมากาลิเลโอเดินทางไปยังโรม เพื่อสาธิตกล้องโทรทรรศน์ของเขาให้แก่เหล่านักปรัชญาและนักคณิตศาสตร์ที่สนใจ เพื่อให้พวกเขาได้เห็นดวงจันทร์ทั้งสี่ดวงของดาวพฤหัสบดีด้วยตาของตัวเอง ที่กรุงโรม เขาได้เข้าเป็นสมาชิกของอะคาเดเมีย ดลินเซีย (ลินเซียนอะคาเดมี)

ปี ค.ศ. 1612 เกิดการต่อต้านแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล ปี ค.ศ. 1614 คุณพ่อโทมาโซ คัคชินิ ประกาศขณะขึ้นเทศน์ในโบสถ์ซานตามาเรียโนเวลลา กล่าวประณามแนวคิดของกาลิเลโอที่หาว่าโลกเคลื่อนที่ ว่าเขาเป็นบุคคลอันตรายและอาจเป็นพวกนอกรีต กาลิเลโอเดินทางไปยังโรมเพื่อต่อสู้ข้อกล่าวหา แต่ในปี ค.ศ. 1616 พระคาร์ดินัลโรแบร์โต เบลลาร์มีโน ได้มอบเอกสารสั่งห้ามกับกาลิเลโอเป็นการส่วนตัว มิให้เขาไปเกี่ยวข้องหรือสอนหนังสือเกี่ยวกับทฤษฎีดาราศาสตร์ของโคเปอร์นิคัสอีก1 ระหว่างปี 1621 ถึง 1622      กาลิเลโอเขียนหนังสือเล่มแรกของเขา คือ “อิลซัจจาโตเร” (อิตาลี: Il Saggiatore; หมายถึง นักวิเคราะห์) ต่อมาได้รับอนุญาตให้พิมพ์เผยแพร่ได้ในปี ค.ศ. 1623 กาลิเลโอเดินทางกลับไปโรมอีกครั้งในปี ค.ศ. 1630 เพื่อขออนุญาตตีพิมพ์หนังสือ “Dialogue Concerning the Two Chief World Systems” (บทสนทนาว่าด้วยโลกสองระบบ) ต่อมาได้พิมพ์เผยแพร่ในฟลอเรนซ์ในปี 1632 อย่างไรก็ดี ในเดือนตุลาคมปีเดียวกันนั้น เขาได้รับคำสั่งให้ไปให้การต่อหน้าศาลศาสนาที่กรุงโรม

จากเอกสารการค้นคว้าและทดลองของเขา ทำให้เขาถูกตัดสินว่าต้องสงสัยร้ายแรงในการเป็นพวก     นอกรีต กาลิเลโอถูกควบคุมตัวอย่างเข้มงวด นับแต่ปี ค.ศ. 1634 เป็นต้นไป เขาต้องอยู่แต่ในบ้านชนบทที่อาร์เชตรี นอกเมืองฟลอเรนซ์ กาลิเลโอตาบอดอย่างถาวรในปี ค.ศ. 1638 ทั้งยังต้องทุกข์ทรมานจากโรคไส้เลื่อนและโรคนอนไม่หลับ ต่อมาเขาจึงได้รับอนุญาตให้ไปยังฟลอเรนซ์ได้เพื่อรักษาตัว เขายังคงออกต้อนรับผู้มาเยี่ยมเยือนอยู่เสมอตราบจนปี ค.ศ. 1642 ซึ่งเขาเสียชีวิตด้วยอาการไข้สูงและหัวใจล้มเหลว

กาลิเลโอได้รับขนานนามว่าเป็น “บิดาแห่งดาราศาสตร์สมัยใหม่” “บิดาแห่งฟิสิกส์สมัยใหม่” “บิดาแห่งวิทยาศาสตร์” และ “บิดาแห่งวิทยาศาสตร์ยุคใหม่”

กล้องโทรทรรศน์ได้รับการคิดค้นขึ้นครั้งแรกในประเทศเนเธอร์แลนด์เมื่อ ค.ศ. 1608 โดยมีรายละเอียดค่อนข้างหยาบ กาลิเลโอเองก็ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ของตนขึ้นในปีถัดมาโดยมีกำลังขยายเพียง 3 เท่า ต่อมาเขาได้สร้างกล้องอื่นขึ้นอีกและมีกำลังขยายสูงสุด 30 เท่า จากเครื่องมือที่ดีขึ้นเขาสามารถมองเห็นภาพต่าง ๆ ในที่ไกล ๆ บนโลกได้ดีขึ้น ในยุคนั้นเรียกกล้องโทรทรรศน์ว่า กล้องส่องทางไกล กาลิเลโอยังใช้กล้องนี้ส่องดูท้องฟ้าด้วย เขาเป็นหนึ่งในบรรดาไม่กี่คนในยุคนั้นที่สามารถสร้างกล้องที่ดีพอเพื่อการนี้

กาลิเลโอได้ใช้กล้องส่องทางไกลของเขาเฝ้าสังเกต ดาวทั้งสามดวงอยู่ใกล้กับดาวพฤหัสบดี และตั้งอยู่ในระนาบเดียวกันทั้งหมด การสังเกตการณ์ในคืนต่อ ๆ มาปรากฏว่า ตำแหน่งของ “ดาว” เหล่านั้นเมื่อเทียบกับดาวพฤหัสบดีมีการเปลี่ยนแปลงในแบบที่ไม่สามารถอธิบายได้หากพวกมันเป็นดาวฤกษ์จริง ๆ กาลิเลโอบันทึกว่า หนึ่งในดาวทั้งสามได้หายตัวไป ภายในไม่กี่วันเขาก็สรุปได้ว่าดาวเหล่านั้นโคจรรอบดาวพฤหัสบดี กาลิเลโอได้ค้นพบดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุดของดาวพฤหัสบดีสามในสี่ดวง คือ ไอโอ ยูโรปา และคัลลิสโต ต่อมา เขาค้นพบดาวบริวารดวงที่สี่คือแกนีมีด กาลิเลโอตั้งชื่อดาวบริวารทั้งสี่ที่เขาค้นพบว่าเป็น ดาวเมดิเซียน เพื่อเป็นเกียรติแก่ผู้อุปการะของเขา คือ โคสิโมที่ 2 เดอ เมดิชิ แกรนด์ดยุคแห่งทัสกานี และน้องชายของเขาอีกสามคน แต่ต่อมาในภายหลัง นักดาราศาสตร์ได้ตั้งชื่อแก่ดวงจันทร์เหล่านั้นใหม่ว่า ดวงจันทร์กาลิเลียน เพื่อเป็นเกียรติแก่กาลิเลโอ

ดาวเคราะห์ที่มีดาวขนาดเล็กกว่าโคจรโดยรอบเป็นสิ่งที่ขัดแย้งกับแนวคิดพื้นฐานของจักรวาลของอริสโตเติล ซึ่งถือว่าวัตถุบนท้องฟ้าทุกอย่างล้วนต้องโคจรรอบโลก ในระยะแรก นักดาราศาสตร์และนักปรัชญาจำนวนมากจึงไม่ยอมเชื่อสิ่งที่กาลิเลโอค้นพบ

กาลิเลโอยังคงเฝ้าสังเกตดวงจันทร์เหล่านั้นต่อไปอีกถึง 18 เดือน จนกระทั่งถึงกลางปี 1611 เขาก็สามารถประมาณรอบเวลาโคจรของมันได้ ซึ่งเป็นสิ่งที่เคปเลอร์เคยคิดว่าเป็นไปไม่ได้

นับแต่เดือนกันยายน ค.ศ. 1610 กาลิเลโอสังเกตเห็นคาบการปรากฏของดาวศุกร์มีลักษณะคล้ายคลึงกันกับคาบปรากฏของดวงจันทร์ แบบจำลองแบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของนิโคลัส โคเปอร์นิคัส เคยทำนายคาบปรากฏเหล่านี้ไว้ว่า ถ้าดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ซีกดาวด้านที่ได้รับแสงจะหันหน้ามาสู่โลกยามที่มันอยู่ฝั่งตรงกันข้ามของดวงอาทิตย์กับโลก และจะหันหนีไปจากโลกยามที่มันอยู่ฝั่งเดียวกันกับโลก ตรงกันข้ามกับแบบจำลองแบบโลกเป็นศูนย์กลางของทอเลมี ซึ่งทำนายว่า เราจะสามารถมองเห็นได้แต่เพียงเสี้ยวดาวเท่านั้น จากความเชื่อว่าดาวศุกร์โคจรอยู่ใกล้โลกมากกว่าดวงอาทิตย์ ผลการสังเกตการณ์คาบปรากฏของดาวศุกร์ของกาลิเลโอพิสูจน์ว่ามันโคจรรอบดวงอาทิตย์จริง และยังสนับสนุนแบบจำลองแบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางด้วย อย่างไรก็ดี เมื่อผลสังเกตการณ์นี้ล้มล้างแนวคิดแบบจำลองจักรวาลของทอเลมีลง มันจึงกลายเป็นผลสังเกตการณ์ที่สำคัญอย่างยิ่ง และพลิกแนวคิดแบบจำลองระหว่างโลก-ดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง เช่นแบบจำลองของไทโค บราเฮ และแบบจำลองของมาร์เทียนัส คาเพลลา ไม่ต้องสงสัยเลยว่า ผลงานชิ้นนี้เป็นงานสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ของกาลิเลโอที่สำคัญที่สุดในประวัติศาสตร์

กาลิเลโอยังสังเกตการณ์ดาวเสาร์ด้วย ในช่วงแรกเขาเข้าใจผิดว่าวงแหวนของดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ และคิดว่ามันเป็นระบบดาวที่มีสามดวง ภายหลังเมื่อเขาเฝ้าสังเกตดาวเสาร์อีก แนวแกนของวงแหวนได้หมุนตัวมาทางโลก ทำให้เขาคิดว่าดาวอีกสองดวงหายตัวไป วงแหวนปรากฏขึ้นอีกครั้งในการสังเกตการณ์ใน ค.ศ. 1616 ซึ่งทำให้เขาสับสนงุนงงมากยิ่งขึ้น

กาลิเลโอเป็นหนึ่งในชาวยุโรปกลุ่มแรก ๆ ที่สังเกตเห็นจุดดับบนดวงอาทิตย์ แม้ว่าเคปเลอร์ได้ค้นพบจุดดับแห่งหนึ่งโดยไม่ตั้งใจในปี 1607 แต่เข้าใจผิดว่ามันเป็นดาวพุธที่เคลื่อนผ่านมา การค้นพบจุดดับบนดวงอาทิตย์เป็นอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่แสดงถึงความไม่สมบูรณ์แบบของสรวงสวรรค์ เป็นการขัดแย้งกับความเชื่อในฟิสิกส์ท้องฟ้าดั้งเดิมของอริสโตเติล แต่การพบตำแหน่งจุดดับและการเคลื่อนตัวของจุดดับไม่เป็นไปตามนั้น มันกลับเป็นไปได้มากกว่าเมื่ออธิบายว่า โลกต่างหากที่หมุนหนึ่งรอบในหนึ่งวัน และแบบจำลองที่ถูกต้องมากที่สุดคือแบบจำลองที่มีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล

กาลิเลโอยังเป็นบุคคลแรกที่รายงานการค้นพบภูเขาและแอ่งบนดวงจันทร์ ซึ่งเขาแปลความจากภาพแสงและเงาบนพื้นผิวดวงจันทร์ เขายังประเมินความสูงของภูเขาเหล่านั้นอีกด้วย เขาสรุปผลสังเกตการณ์ครั้งนี้ว่า ดวงจันทร์ก็ “ขรุขระเหมือนอย่างพื้นผิวโลกนี้เอง” ไม่ใช่ทรงกลมสมบูรณ์แบบตามที่อริสโตเติลเคยบอกไว้ กาลิเลโอเคยสังเกตการณ์ดาราจักรทางช้างเผือก ซึ่งแต่เดิมเขาคิดว่าเป็นกลุ่มแก๊ส เขาพบว่าทางช้างเผือกอัดแน่นไปด้วยดาวฤกษ์จำนวนมาก หนาแน่นเสียจนเมื่อมองจากพื้นโลกแล้วเราเห็นมันเป็นเหมือนเมฆ เขายังระบุตำแหน่งดาวอีกหลายดวงที่อยู่ไกลมาก ๆ จนไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า กาลิเลโอเคยสังเกตพบดาวเนปจูนในปี ค.ศ. 1612 แต่ไม่รู้ว่ามันเป็นดาวเคราะห์ จึงไม่ได้ให้ความใส่ใจเป็นพิเศษ ดาวเนปจูนปรากฏอยู่ในสมุดบันทึกของเขาเป็นหนึ่งในบรรดาดาวฤกษ์ริบหรี่ที่ไม่โดดเด่นนัก

 

งานด้านฟิสิกส์

การทดลองและทฤษฎีต่าง ๆ ของกาลิเลโอเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ รวมกับผลงานศึกษาของเคปเลอร์และเรอเน เดส์การตส์ ถือเป็นกำเนิดที่มาของวิชากลศาสตร์ดั้งเดิมที่พัฒนาขึ้นโดย เซอร์ ไอแซค นิวตัน

จากบันทึกประวัติกาลิเลโอ ได้ระบุถึงการทดลองของกาลิเลโอในการปล่อยลูกบอลที่สร้างจากวัสดุเดียวกัน แต่มีมวลแตกต่างกัน ลงมาจากหอเอนปิซา เพื่อทดสอบดูระยะเวลาที่ใช้ในการตกลงมาว่ามีความเกี่ยวข้องกับมวลของพวกมันหรือไม่ ผลจากการทดลองนี้ขัดแย้งกับความเชื่อที่อริสโตเติลเคยสั่งสอนมา ที่ว่าวัตถุซึ่งหนักกว่าจะตกลงมาเร็วกว่าวัตถุเบา โดยมีสัดส่วนแปรผันตรงกับน้ำหนัก เรื่องราวการทดลองนี้เป็นที่เล่าขานกันอย่างมาก

กาลิเลโอได้กล่าวอ้าง ว่าการแกว่งตัวของลูกตุ้มนาฬิกานั้นจะใช้เวลาเท่ากันเสมอโดยไม่ขึ้นกับแอมพลิจูดหรือขนาดของการแกว่งเลย นั่นคือการแกว่งตัวแบบที่เรียกว่า isochronous เรื่องนี้กลายเป็นความเชื่อโดยทั่วไปว่าเขาได้ข้อสรุปมาจากการนั่งเฝ้ามองการแกว่งตัวของโคมไฟขนาดใหญ่ในวิหารแห่งเมืองปิซาโดยใช้จังหวะการเต้นของหัวใจตนเองในการจับเวลา อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าเขาจะไม่ได้ทำการทดลองใด ๆ เพราะการกล่าวอ้างนี้จะเป็นจริงก็เฉพาะในการแกว่งตัวขนาดเล็กมาก ๆ ซึ่งค้นพบโดย คริสตียาน เฮยเคินส์บุตรชายของกาลิเลโอคือ วินเชนโซ ได้วาดภาพนาฬิกาโดยอ้างอิงจากทฤษฎีของบิดาเมื่อปี ค.ศ. 1642 แต่นาฬิกานั้นไม่เคยมีการสร้างขึ้น เพราะยิ่งการแกว่งตัวมีขนาดใหญ่ขึ้น ก็มีแนวโน้มที่ลูกตุ้มจะเหวี่ยงพ้นออกไปมากยิ่งขึ้น ทำให้กลายเป็นนาฬิกาจับเวลาที่แย่มาก

กาลิเลโอยังถือว่าเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรก ๆ ที่ทำความเข้าใจกับความถี่เสียง แม้จะไม่เป็นที่รู้จักกันมากนัก เขาตอกสิ่วเป็นจังหวะที่ความเร็วต่าง ๆ กัน แล้วเชื่อมโยงระดับเสียงเพื่อสร้างเป็นแผนภาพจังหวะเสียงสิ่ว เป็นการวัดระดับความถี่

ในงานเขียนชุด Dialogue (บทสนทนา) ในปี ค.ศ. 1632 กาลิเลโอได้นำเสนอแนวคิดทฤษฎีทางฟิสิกส์สำหรับการตรวจวัดระดับน้ำขึ้นน้ำลง โดยอิงจากการเคลื่อนที่ของโลก หากทฤษฎีของเขาถูกต้อง ก็จะกลายเป็นหลักฐานสำคัญในการยืนยันถึงการเคลื่อนที่ของโลก เดิมชื่อหนังสือชุดนี้ใช้ชื่อว่า Dialogue on the tides (บทสนทนาว่าด้วยปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง) แต่ถูกตัดส่วนที่เกี่ยวกับน้ำขึ้นน้ำลงทิ้งไปเพราะการถูกกล่าวหาโดยทางศาสนจักร ทฤษฎีของเขาได้ให้แนวคิดแรกเริ่มเกี่ยวกับความสำคัญของขนาดของมหาสมุทรและระยะเวลาของการเกิดน้ำขึ้นน้ำลง เขาคิดถูกครึ่งหนึ่งที่ละเว้นการคำนึงถึงระดับน้ำขึ้นน้ำลงในทะเลอะเดรียติกเมื่อเปรียบเทียบกับมหาสมุทรทั้งหมด แต่ว่าโดยรวมแล้วทฤษฎีของเขายังผิดอยู่ ในเวลาต่อมา เคปเลอร์ และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ได้เชื่อมโยงความสัมพันธ์ของน้ำขึ้นน้ำลงกับดวงจันทร์ โดยอาศัยข้อมูลจากการสังเกต แต่กว่าที่ทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ถูกต้องเกี่ยวกับการเกิดน้ำขึ้นน้ำลงจะได้รับการพัฒนาขึ้นก็ล่วงไปจนถึงยุคของนิวตัน

งานด้านคณิตศาสตร์

แม้ในยุคของกาลิเลโอ การประยุกต์ใช้คณิตศาสตร์เพื่อการทดลองฟิสิกส์ยังเป็นเรื่องใหม่ล้ำสมัยมาก แต่กระบวนการคณิตศาสตร์เหล่านั้นกลับกลายเป็นมาตรฐานไปแล้วในยุคปัจจุบัน วิธีวิเคราะห์และพิสูจน์โดยมากอ้างอิงกับทฤษฎีสัดส่วนของ Eudoxus ซึ่งปรากฏอยู่ในหนังสือเล่มที่ 5 ในชุดหนังสือ The Elements ของยุคลิด เป็นทฤษฎีที่เพิ่งปรากฏขึ้นในช่วงหนึ่งศตวรรษมานี้เอง แต่ในช่วงยุคสมัยของกาลิเลโอ วิธีการที่นิยมกันมากที่สุดคือพีชคณิตของเรอเน เดส์การตส์

แสดงความคิดเห็น