กาลิเลโอ วีรบุรุษนักค้นคว้าวิจัยผู้กล้าหาญ บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) นักคณิตศาสตร์ นักดาราศาสตร์ และนักวิทยาศาสตร์ผู้มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการปฏิวัติวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ เป็นคนแรกที่นำคณิตศาสตร์และการทดลองมาใช้เป็นเครื่องมือในการพิสูจน์กฎเกณฑ์ทางธรรมชาติอย่างเป็นระบบอันเป็นรากฐานของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน กาลิเลโอมีผลงานโดดเด่นทั้งด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์ รวมทั้งเป็นนักประดิษฐ์และคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ เขาคือผู้ทำลายกำแพงความเชื่อเรื่องเอกภพที่ผู้คนยึดถือกันมานานกว่า 2,000 ปีด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นเอง กาลิเลโอเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ของโลกผู้ได้รับการยกย่องให้เป็น “บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่”

 
เข้าเรียนแพทย์แต่จบเป็นนักคณิตศาสตร์

กาลิเลโอเป็นชาวอิตาลีเกิดเมื่อปี 1564 ที่เมืองปิซา ครอบครัวย้ายไปอยู่ที่เมืองฟลอเรนซ์ตอนที่เขาอายุได้ 8 ปี ครอบครัวของกาลิเลโอมีฐานะไม่สู้ดีนัก พ่อซึ่งเป็นนักดนตรีมีหนี้สินมากจึงอยากให้เขาที่เป็นลูกชายคนโตเรียนแพทย์เพื่อจะได้เป็นที่พึ่งของทุกคนในครอบครัว แม้ว่ากาลิเลโอมีความคิดจะบวชพระตั้งแต่ยังเป็นหนุ่ม แต่เขาก็ได้สมัครเข้าเรียนวิชาแพทย์ที่มหาวิทยาลัยปิซาตามความต้องการของพ่อ

เมื่อเข้าเรียนจริงกาลิเลโอพบว่าแพทย์ศาสตร์เป็นวิชาที่น่าเบื่อเพราะผู้เรียนต้องท่องจำมากจึงหมดความใส่ใจ เขาหันไปสนใจเรียนคณิตศาสตร์และปรัชญาธรรมชาติเพราะเป็นเรื่องที่มีหลักการและใช้เหตุผล โดยเฉพาะวิชาเรขาคณิตที่ใช้วิธีพิสูจน์ความถูกต้องโดยไม่ต้องอาศัยความจำมาก กาลิเลโอชอบตั้งคำถามและโต้เถียงในความถูกต้องของสิ่งที่อาจารย์พร่ำสอนตามที่อริสโตเติล (นักปรัชญาคนสำคัญในยุคกรีกโบราณ 300 กว่าปีก่อนคริสต์ศักราช) เขียนไว้โดยที่บางเรื่องไม่ได้มีหลักฐานใดสนับสนุนเลย จัดเป็นพวกนอกคอกที่อาจารย์ไม่ค่อยชอบหน้า ในที่สุดกาลิเลโอก็เรียนแพทย์ไม่จบ แต่เขากลับได้ปริญญาสาขาคณิตศาสตร์มาแทนในปี 1585

กาลิเลโอเริ่มทำงานเป็นครูสอนคณิตศาสตร์ที่เมืองฟลอเรนซ์และเมืองเซียนา ปี 1586 เขาเขียนหนังสือวิชาการเล่มแรกชื่อ The little balance เป็นการอธิบายวิธีหาค่าความถ่วงจำเพาะของสสารโดยหลักสมดุลของอาร์คิมิดีส กาลิเลโอเริ่มมีชื่อเสียง ปี 1588 ได้รับคำเชิญไปบรรยายที่สถาบันใหญ่ในเมืองฟลอเรนซ์ ปี 1589 เขาได้รับการแต่งตั้งให้กลับไปทำงานที่มหาวิทยาลัยปิซาในตำแหน่งศาสตราจารย์คณิตศาสตร์

 
การทดลองครั้งประวัติศาสตร์ที่หอเอนปิซา

galileo-2

ตอนอายุ 18 ปีช่วงที่กำลังเรียนแพทย์กาลิเลโอสังเกตพบว่าโคมระย้าที่แขวนลงมาจากเพดานสูงในโบสถ์แกว่งไปมาด้วยเวลาที่เท่ากันเสมอไม่ว่าจะเหวี่ยงไปมากหรือน้อย โดยเขาจับเวลาด้วยการนับชีพจรของตัวเอง จากนั้นเขาจึงทำลูกตุ้ม (pendulum) ขึ้นมาเพื่อศึกษาเพิ่มเติม แล้วจึงพบว่าคาบการแกว่งของลูกตุ้มขึ้นอยู่กับความยาวของเชือกเท่านั้น ไม่ได้ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของลูกตุ้มเลย นี่คือการค้นพบกฎเพนดูลัมเป็นครั้งแรก แต่กว่ากฎนี้ถูกนำไปประยุกต์ใช้สร้างนาฬิกาลูกตุ้มต้องรออีก 75 ปี

กาลิเลโอรู้สึกประหลาดใจในการพบความจริงประเด็นนี้มาก เพราะตามคำสอนของอริสโตเติลวัตถุหนักจะตกถึงพื้นเร็วกว่าวัตถุเบา ซึ่งถ้าคำสอนของอริสโตเติลถูกต้อง ลูกตุ้มที่มีน้ำหนักมากควรแกว่งเร็วกว่าลูกตุ้มที่มีน้ำหนักน้อย แต่ผลการทดลองไม่ได้เป็นเช่นนั้น กาลิเลโอจึงเริ่มคิดว่าความรู้ที่อริสโตเติลเขียนไว้อาจไม่ถูกต้องทั้งหมดเพียงแต่ไม่มีใครตรวจสอบ

เมื่อกลับมาสอนหนังสือที่มหาวิทยาลัยปิซาเขาจึงสานต่อความคิดดังกล่าว ให้ลูกศิษย์ขึ้นไปที่ยอดหอเอนแห่งเมืองปิซา ปล่อยวัตถุที่มีน้ำหนักต่างกันลงมาพร้อมกัน แล้วก็พบว่าวัตถุทั้งสองตกถึงพื้นพร้อมกันทุกครั้งไป กาลิเลโอจึงแถลงว่าเมื่อระยะทางเท่ากันเวลาที่วัตถุใช้ในการตกไม่ขึ้นกับน้ำหนักของวัตถุ ซึ่งขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติล และเพื่อให้ทุกคนประจักษ์ในความจริงนี้กาลิเลโอจึงเชิญขุนนาง นักบวช และประชาชนมาเป็นพยาน แม้ว่าทุกคนจะเห็นวัตถุที่มีน้ำหนักต่างกันตกถึงพื้นพร้อมกันด้วยตาตัวเอง แต่ส่วนใหญ่ยังคงไม่เชื่อและกล่าวหาว่ากาลิเลโอเล่นมายากลเพื่อล้มล้างคำสอนของอริสโตเติล

400 ปีหลังการทดลองครั้งประวัติศาสตร์ที่หอเอนปิซา นาซาทำการทดลองเพื่อพิสูจน์เรื่องนี้อีกครั้งโดยใช้ห้องสูญญากาศที่ใหญ่ที่สุดในโลกที่ศูนย์วิจัย NASA’s Space Power Facility รัฐโอไฮโอเป็นสถานที่ทดลอง การปั๊มอากาศออกจากห้องเพื่อให้เป็นสูญญากาศใช้เวลานานกว่า 3 ชั่วโมง และเมื่อเริ่มปล่อยลูกโบว์ลิ่งกับขนนกให้ตกลงมาภาพมหัศจรรย์ที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อนก็ปรากฏขึ้น ลูกโบว์ลิ่งหนักอึ้งกับขนนกเบาหวิวตกลงมาพร้อมกันด้วยอัตราเร็วเท่ากันตลอดทางจนถึงพื้นอย่างไม่น่าเชื่อ ชมการทดลองนี้อย่างเต็มตาในวิดีโอด้านล่าง

 

 
นักคณิตศาสตร์ผู้สนใจค้นคว้าด้านวิทยาศาสตร์

ปี 1591 พ่อของกาลิเลโอเสียชีวิต เขาในฐานะพี่คนโตจึงต้องรับภาระครอบครัวแทนพ่อ ประกอบกับบรรยากาศภายหลังการทดลองที่หอเอนปิซาไม่ค่อยดีนักเพราะบรรดาอาจารย์พากันต่อต้านเขา ปี 1592 กาลิเลโอจึงตัดสินใจลาออกแล้วไปเป็นศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปาดัวในเขตปกครองของนครเวนิสซึ่งเขาได้รับเงินเดือนสูงกว่าที่เก่า 3 เท่า ที่เมืองปาดัวกาลิเลโอพบรักกับ Maria Gamba อยู่กินด้วยกันโดยไม่ได้แต่งงาน มีลูกสาว 2 คน ลูกชาย 1 คน เนื่องจากลูกสาวทั้งสองเป็นลูกนอกสมรส จึงไม่สามารถแต่งงานกับใครได้ พวกเธอจึงถูกส่งตัวไปยังคอนแวนต์ที่ซานมัตตีโอ ในเมืองอาร์เชตรี และพำนักอยู่ที่นั่นตลอดชีวิต ส่วนลูกชายได้ขึ้นทะเบียนเป็นบุตรตามกฎหมายในภายหลัง

กาลิเลโอสอนหนังสืออยู่ที่มหาวิทยาลัยปาดัวนานถึง 18 ปี ในช่วงเวลานี้เขามีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์มากมายทั้งด้านวิทยาศาสตร์บริสุทธิ์ เช่น จลนศาสตร์การเคลื่อนที่และดาราศาสตร์ รวมทั้งด้านวิทยาศาสตร์ประยุกต์ เช่น ความแข็งของวัตถุและการพัฒนากล้องโทรทรรศน์ กาลิเลโอศึกษาวิเคราะห์เนื้อหาในตำราวิทยาศาสตร์ของอาร์คิมีดีสกับอริสโตเติล แล้วนำมาเรียบเรียงเป็นหนังสือชื่อ On Motion ซึ่งมีเนื้อหาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของวัตถุ กาลิเลโอได้พบความรู้ใหม่ว่าถ้าวัตถุไม่มีแรงใดๆมากระทำและวัตถุนั้นอยู่นิ่งมันก็คงสภาพนิ่งตลอดไป แต่ถ้าวัตถุนั้นกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วมันก็มีความเร็วนั้นต่อไป นี่คือสมบัติความเฉื่อย (inertia) ความรู้นี้ได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันในเวลาต่อมา

กาลิเลโอยังได้พบอีกว่าในกรณีวัตถุที่ไถลลงตามพื้นที่เอียงทำมุมกับแนวระดับ ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ขึ้นโดยตรงกับเวลายกกำลังสองเสมอ ไม่ว่ามุมเอียงจะมีค่าเท่าไร ดังนั้นเมื่อมุมเอียงเป็นมุมฉากคือพื้นอยู่ในแนวดิ่งระยะทางก็ยังแปรผันโดยตรงกับเวลายกกำลังสองเหมือนเดิม กาลิเลโอจึงสรุปว่ากรณีวัตถุตกอย่างเสรีระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ได้แปรผันโดยตรงกับเวลายกกำลังสอง สำหรับการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนใหญ่กาลิเลโอก็ได้พบความจริงว่ากระสุนมีวิถีโค้งแบบพาราโบลา (parabola) ซึ่งขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติลที่บอกว่าช่วงแรกเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงจากนั้นจะตกลงในแนวดิ่ง

 
ยอดนักประดิษฐ์ผู้คิดค้นเทคโนโลยีใหม่

นอกจากสอนหนังสือและค้นคว้าความรู้ใหม่กาลิเลโอยังมีผลงานออกแบบและสร้างอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ที่จัดว่าเป็นเทคโนโลยีใหม่ของยุคนั้น ปี 1593 กาลิเลโอได้สร้างเทอร์โมมิเตอร์ขึ้นโดยอาศัยการขยายและหดตัวของอากาศในกระเปาะเพื่อดันน้ำในท่อที่ต่อเชื่อมติดกัน ถัดจากนั้นอีกไม่กี่ปีเขาได้ประดิษฐ์เข็มทิศสำหรับใช้กับปืนใหญ่และใช้ในงานสำรวจ โดยพัฒนาต่อจากอุปกรณ์รุ่นเก่า เข็มทิศของกาลิเลโอเมื่อใช้กับปืนใหญ่สามารถเล็งเป้าหมายได้แม่นยำและปลอดภัย แถมยังคำนวณปริมาณดินปืนของกระสุนปืนใหญ่ได้อย่างรวดเร็ว ส่วนในงานสำรวจสามารถใช้สร้างรูปหลายเหลี่ยมทั่วไปได้ ใช้คำนวณพื้นที่รูปหลายเหลี่ยมหรือส่วนของวงกลมได้ นอกจากนี้กาลิเลโอยังได้ออกแบบหวี เข็มขัด ปากกาลูกลื่น เครื่องเก็บผลมะเขือเทศ และอุปกรณ์อื่นอีกหลายอย่าง

galileo-3

ปี 1608 กาลิเลโอทราบข่าวเรื่องกล้องส่องทางไกลที่ Hans Lippershey ช่างทำแว่นตาชาวดัตช์ประดิษฐ์ขึ้นโดยการนำเลนส์นูน 2 ชิ้นมาสวมติดที่ปลายท่อกลวงและพยายามจดสิทธิบัตรแต่ไม่ได้รับอนุมัติ ปีถัดมาเขาได้เริ่มสร้างกล้องส่องทางไกลของตัวเองโดยใช้ความสามารถด้านคณิตศาสตร์และความเป็นนักประดิษฐ์ กล้องตัวแรกของเขามีกำลังขยาย 3 เท่า กาลิเลโอจึงไปเรียนวิธีฝนและขัดเลนส์จนชำนาญ และได้ปรับปรุงกล้องของเขาให้ดีขึ้นจนมีกำลังขยายถึง 30 เท่า กาลิเลโอเรียกอุปกรณ์ที่ประดิษฐ์นี้ว่า Perspicilum ที่หมายถึงกล้องส่องทางไกล เมื่อกล้องนี้ถูกใช้ในการส่องดูดาวบนท้องฟ้ามันจึงถูกเรียกชื่อใหม่เป็นกล้องโทรทรรศน์ (Telescope)

เมื่อกล้องมีประสิทธิภาพมากขึ้นและเห็นไกลขึ้น กาลิเลโอจึงสร้างกล้องมากมายเพื่อนำไปขายให้ทหารใช้สอดแนมข้าศึก และให้พ่อค้าใช้ส่องดูเรือในทะเลที่อยู่ไกลจากฝั่งเพื่อจะได้รู้ล่วงหน้าว่าเรือของใครจะนำสินค้าอะไรมาขาย เมื่อเรื่องราวเข้าหูเจ้านครเวนิสจึงสั่งให้กาลิเลโอนำกล้องโทรทรรศน์มาสาธิตให้ชาวเวนิสดู กาลิเลโอจึงนำกล้องไปติดตั้งที่ยอดหอคอยในจัตุรัสเซนต์มาร์ก สร้างความตื่นเต้นให้แก่ชาวเวนิสมาก เขาได้มอบกล้องโทรทรรศน์ให้เป็นของขวัญแก่เมืองเวนิส เจ้านครก็ตอบแทนเขาด้วยการขึ้นเงินเดือนเกือบเท่าตัว

galileo-4

 
การค้นพบสำคัญทางดาราศาสตร์

กาลิเลโอเริ่มสนใจดาราศาสตร์ตั้งแต่ปี 1608 เมื่อได้อ่านหนังสือ On the Revolutions of the Heavenly Spheres ของนิโคลัส โคเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) ที่เขียนไว้ราว 65 ปีก่อนหน้านั้น หนังสือเล่มนี้เป็นหนังสือต้องห้าม ห้ามเผยแพร่ ห้ามอ่าน ห้ามใช้เรียนใช้สอนอย่างเด็ดขาดเพราะสถาบันศาสนาแห่งวาติกันมีความเห็นว่าเนื้อหาในหนังสือเล่มนี้ขัดแย้งและจาบจ้วงคำสอนในคัมภีร์ไบเบิลอันศักดิ์สิทธิ์

โลกของชาวคริสเตียนในสมัยนั้นผู้ที่ได้รับการศึกษาส่วนใหญ่เชื่อคล้อยตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาลตามแนวคิดของอริสโตเติลและแบบจำลองของปโตเลมี โลกอยู่นิ่งไม่เคลื่อนที่ ดวงอาทิตย์ ดวงดาว และวัตถุบนท้องฟ้าทั้งหมดโคจรรอบโลก คัมภีร์ไบเบิลพันธสัญญาเดิมกล่าวถึงโครงสร้างของจักรวาลตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางเช่นกัน แต่โคเปอร์นิคัสได้เสนอทฤษฎีใหม่ว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาล โลกและดาวอื่นๆโคจรรอบดวงอาทิตย์

galileo-5

เมื่อกาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์ที่เขาประดิษฐ์ขึ้นเองส่องดูดวงจันทร์และดวงดาวต่างๆทำให้เขาได้พบกับความจริงของธรรมชาติและปรากฏการณ์บนท้องฟ้าที่ไม่เคยมีมนุษย์คนใดในประวัติศาสตร์เคยเห็นหรือเคยรู้มาก่อน และนี่ก็คือการปฏิวัติครั้งยิ่งใหญ่ครั้งหนึ่งในประวัติดาราศาสตร์ เริ่มจากปลายปี 1609 กาลิเลโอพบว่าดวงจันทร์ไม่ได้กลมเกลี้ยงผิวราบเรียบอย่างที่ผู้คนเชื่อถือกันมานานนม เขาสังเกตเห็นเงาที่ทอดยาวที่บ่งชี้ว่าของดวงจันทร์ประกอบด้วยภูเขา หุบเหว และหลุมบ่อ มีผิวตะปุ่มตะป่ำคล้ายกับโลก

เดือนมกราคม 1610 กาลิเลโอพบจุดสว่างเล็กๆ 3 จุดใกล้ดาวพฤหัสบดีและได้ติดตามสังเกตการเคลื่อนย้ายเปลี่ยนแปลงจนสรุปได้ว่าทั้งสามเป็นดวงจันทร์บริวารที่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์ทั้งสามคือ ไอโอ ยูโรปา และคัลลิสโต อีกไม่กี่วันต่อมาเขาก็ค้นพบดาวบริวารดวงที่สี่คือแกนีมีด กาลิเลโอตั้งชื่อดาวบริวารทั้งสี่ที่เขาค้นพบว่าดาวเมดิเซียน (Medicean Stars) เพื่อเป็นเกียรติแก่ Cosimo II de’ Medici ผู้ดำรงตำแหน่งดยุคแห่งแคว้นทัสคานีกับน้องชายอีกสามคน แต่ต่อมานักดาราศาสตร์ได้ตั้งชื่อดวงจันทร์ทั้งสี่ใหม่เป็นดวงจันทร์กาลิเลียน (Galilean satellites) เพื่อเป็นเกียรติแก่กาลิเลโอผู้ค้นพบ กาลิเลโอยังติดตามสังเกตดาวกลุ่มนี้ต่อไปอีก 18 เดือนจนสามารถคำนวณคาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดีของพวกมันได้

galileo-6

หลังการค้นพบดาวบริวารของดาวพฤหัสบดีไม่นานนัก กาลิเลโอได้เรียบเรียงปรากฏการณ์ดาราศาสตร์ต่างๆที่เขาเห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์เป็นหนังสือชื่อ Sidereus Nuncius เป็นภาษาอิตาลีเพื่อให้ชาวอิตาลีทั่วไปได้อ่านและเข้าใจ หนังสือได้รับการตีพิมพ์เผยแพร่ไปทั่วยุโรปทำให้กาลิเลโอกลายเป็นคนมีชื่อเสียง หนังสือเล่มนี้ได้เปิดโลกใหม่ให้ชาวโลกทุกคนได้สำรวจ หลังจากที่โคลัมบัสได้พบทวีปอเมริกาเมื่อ 118 ปีก่อน แต่สิ่งที่กาลิเลโอค้นพบขัดแย้งกับแนวคิดพื้นฐานของจักรวาลของอริสโตเติล ระยะแรกนักดาราศาสตร์และนักปรัชญาจำนวนมากจึงไม่ยอมเชื่อ จนกระทั่งในปี 1611 Christopher Clavius นักดาราศาสตร์ชาวเยอรมันได้ยืนยันว่ามันเป็นเรื่องจริง กาลิเลโอจึงกลายเป็นวีรบุรุษ

 
ค้นพบหลักฐานล้มล้างความเชื่อ 2,000 ปี

เดือนมิถุนายน 1610 กาลิเลโอลาออกจากมหาวิทยาลัยปาดัวเพื่อไปดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์คณิตศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยปิซาในฐานะนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาของดยุคแห่งแคว้นทัสคานี (ไม่ต้องทำงานสอนหนังสือ)

ตั้งแต่เดือนกันยายน 1610 กาลิเลโอสังเกตเห็นข้างขึ้นและข้างแรมของดาวศุกร์ในทำนองเดียวกับดวงจันทร์ของโลก เขารู้สึกตื่นเต้นมากเพราะนี่เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่แสดงว่าดาวศุกร์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ไม่ใช่รอบโลก ตามระบบโลกเป็นศูนย์กลางดาวศุกร์ซึ่งโคจรใกล้โลกมากกว่าดวงอาทิตย์เวลามองจากโลกจะเห็นเป็นเสี้ยวกับมืดสนิทเท่านั้น (ไม่มีทางเห็นสว่างเต็มดวง) แต่ดาวศุกร์ที่กาลิเลโอเห็นมีทั้งมืดสนิท เป็นเสี้ยว และสว่างเต็มดวง ซึ่งจะเห็นแบบนี้ได้ก็ต่อเมื่อโลกและดาวศุกร์ต่างก็โคจรรอบดวงอาทิตย์ โดยวงโคจรของดาวศุกร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ผลสังเกตการณ์นี้จึงสนับสนุนแนวคิดของโคเปอร์นิคัสและล้มล้างแบบจำลองจักรวาลของของปโตเลมีไปได้ นับเป็นผลงานทางดาราศาสตร์ที่สำคัญที่สุดของกาลิเลโอ

galileo-7

ปี 1612 กาลิเลโอสังเกตเห็นจุดดับ (sunspot) บนดวงอาทิตย์ เป็นคนแรกๆที่พบเรื่องนี้ แม้ว่าจะมีคนพบมาก่อนในปี 1607 แต่เข้าใจว่าเป็นดาวพุธโคจรตัดหน้าดวงอาทิตย์จึงไม่ติดตามดูต่อไป กาลิเลโอเห็นจุดดับขนาดใหญ่และเล็กปรากฏที่ผิวดวงอาทิตย์อย่างไม่สม่ำเสมอ และเคลื่อนที่ตามรอบเวลา การค้นพบจุดดับบนดวงอาทิตย์เป็นอีกปรากฏการณ์หนึ่งที่แสดงถึงความไม่สมบูรณ์แบบของสรวงสวรรค์และขัดแย้งกับความเชื่อดั้งเดิมของอริสโตเติล การเคลื่อนที่ของจุดดับบนดวงอาทิตย์ตามรอบเวลายังสนับสุนแนวคิดดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเอง

กาลิเลโอยังได้สังเกตการณ์ดาวเสาร์ด้วย ตอนแรกเขาเข้าใจผิดคิดว่าวงแหวนดาวเสาร์เป็นดาวเคราะห์ 2 ดวงที่บางครั้งก็หายไป เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอยังมีประสิทธิภาพต่ำจึงทำให้เห็นวงแหวนเป็นดาวกลม ส่วนการที่ดาว 2 ดวงหายไปเป็นเพราะเวลาระนาบของวงแหวนรอบดาวเสาร์อยู่ในแนวสายตาคนบนโลกจึงไม่เห็นวงแหวน กาลิเลโอเคยสังเกตการณ์ทางช้างเผือกซึ่งแต่เดิมเขาคิดว่าเป็นกลุ่มแก๊ส แต่เมื่อใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องดูจึงพบว่าทางช้างเผือกอัดแน่นไปด้วยดาวฤกษ์จำนวนมาก หนาแน่นเสียจนเมื่อมองจากพื้นโลกแล้วเราเห็นมันเป็นเหมือนเมฆ กาลิเลโอเคยสังเกตพบดาวเนปจูนในปี 1612 แต่ไม่รู้ว่ามันเป็นดาวเคราะห์จึงไม่ได้ให้ความใส่ใจเป็นพิเศษ

 
เผชิญการตอบโต้จากศาสนจักร

การค้นพบทางดาราศาสตร์ของกาลิเลโอที่สนับสนุนแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาลได้ก่อให้เกิดความขัดแย้งทางความคิดและการโต้เถียงกันในสังคม ปี 1616 กาลิเลโอจึงต้องเดินทางไปที่กรุงโรมเพื่อชี้แจงกับศาลศาสนา โดยเขาพยายามชี้ว่าเรื่องนี้ไม่ได้ขัดแย้งกับพระคัมภีร์เลย พระคัมภีร์เป็นคำสอนเกี่ยวกับความศรัทธาและศีลธรรม ไม่ใช่ตำราวิทยาศาสตร์ ไม่ควรแปลความจากพระคัมภีร์อย่างตรงตัว แต่ไม่ได้ผลเพราะบรรดาพระคาร์ดินัลและนักบวชในโรมยังศรัทธาและยึดมั่นในคำสอนของอริสโตเติลอย่างแรงกล้า และยังโจมตีกาลิเลโอว่ากำลังทำลายสถาบันศาสนาด้วยการพยายามล้มล้างคำสอนทุกคำสอนที่มีในคัมภีร์ไบเบิล กาลิเลโอรอดพ้นจากโทษประหารแต่ได้รับคำสั่งไม่ให้เขาสนับสนุนและสอนแนวคิดโลกเคลื่อนที่ได้และดวงอาทิตย์อยู่นิ่ง เขาจึงต้องทำงานด้านวิทยาศาสตร์อย่างระมัดระวัง

galileo-8

ปี 1623 กาลิเลโอรื้อฟื้นโครงการเขียนหนังสือเกี่ยวกับประเด็นนี้ขึ้นมาอีก หลังจากที่พระคาร์ดินัล Barberini ได้รับเลือกให้เป็นพระสันตะปาปา Urban ที่ 8 Barberini เป็นสหายและนิยมยกย่องกาลิเลโออย่างสูง เขาเป็นผู้หนึ่งที่คัดค้านการตัดสินโทษประหารแก่กาลิเลโอเมื่อปี 1616 ในโอกาสที่ได้เข้าเฝ้าพระสันตะปาปาพระองค์ใหม่ที่กรุงโรมกาลิเลโอจึงทูลว่ากำลังเขียนหนังสือเรื่องการเปรียบเทียบเอกภพของปโตเลมีกับของโคเปอร์นิคัส พระสันตะปาปาทรงเสนอแนะให้กาลิเลโอเขียนอย่างเป็นกลาง ทรงขอให้กาลิเลโอแสดงข้อมูลทั้งส่วนที่สอดคล้องและคัดค้านแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางเอาไว้ในหนังสือ โดยให้ระมัดระวังมิให้แสดงความเห็นสนับสนุนแนวคิดนี้ และแล้วหนังสือ Dialogue Concerning the Two Chief World Systems ก็ได้รับการตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1632 ในภาษาอิตาลี

หนังสือ Dialogue ได้รับการต้อนรับจากผู้อ่านชาวอิตาลีอย่างอุ่นหนาฝาคั่ง ความนิยมชมชอบที่ประชาชนมีต่อกาลิเลโอทำให้บรรดาศัตรูของกาลิเลโอยิ่งโกรธแค้นมากจึงลุกฮืออีกครั้งหนึ่ง กล่าวหาว่ากาลิเลโอเขียนเนื้อหาในหนังสือ Dialogue โจมตีแนวคิดโลกเป็นศูนย์กลางจักรวาลของอริสโตเติลโดยตรง และสนับสนุนความคิดของโคเปอร์นิคัสอย่างชัดแจ้ง รวมทั้งเขียนเนื้อหาทำนองดูแคลนพระสันตะปาปาว่าโง่ กาลิเลโอจึงถูกเรียกตัวไปขึ้นศาลศาสนาอีกครั้งในปี 1633 ด้วยข้อหาเป็นคนลบหลู่ศาสนาและเป็นคนนอกรีต ถูกตัดสินจำคุก ต่อมาเขาถูกบังคับให้ยอมรับผิดและกล่าวคำขอโทษเพื่อแลกกับชีวิตอิสระ แต่ยังถูกควบคุมในบ้านหลังหนึ่งตลอดชีวิต ส่วนหนังสือ Dialogue กลายเป็นหนังสือต้องห้าม และยังห้ามเผยแพร่ผลงานทั้งหมดของกาลิเลโอ รวมทั้งผลงานที่เขาอาจจะเขียนในอนาคตด้วย

 
นักค้นคว้าวิจัยผู้ไม่เคยย่อท้อ

แม้จะถูกกักบริเวณแต่กาลิเลโอยังคงทำงานด้านวิทยาศาสตร์ต่อไปอย่างมุ่งมั่น เขาได้เขียนหนังสือชื่อ Two New Sciences โดยรวบรวมผลงานที่เขาได้ทำเอาไว้ตลอดช่วง 40 ปีก่อนหน้า ศาสตร์แขนงใหม่ทั้งสองที่เขาเสนอนี้ในปัจจุบันเรียกกันว่า จลนศาสตร์ (Kinematics) และ ความแข็งของวัตถุ (Strength of materials) หนังสือเล่มนี้ได้รับยกย่องอย่างสูงจากทั้งเซอร์ไอแซก นิวตัน และ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ในช่วงปั้นปลายของชีวิตกาลิเลโอตาบอดสนิททั้งสองข้าง (ส่วนหนึ่งน่าจะเป็นผลสืบเนื่องจากการสังเกตการณ์จุดดับบนดวงอาทิตย์) ต้องอยู่แต่ในบ้าน แต่กาลิเลโอก็ยังทำงานวิจัยต่อไปโดยให้ลูกศิษย์ทำการสังเกตและรายงานผลให้เขาวิเคราะห์

กาลิเลโอเสียชีวิตในปี 1642 รวมอายุ 77 ปี ท่านดยุคแห่งทัสคานี Ferdinado ที่ 2 ต้องการฝังร่างของเขาไว้ในมหาวิหาร Santa Croce และตั้งใจจะสร้างรูปปั้นหินอ่อนบนโลงศพเพื่อเป็นเกียรติแก่กาลิเลโอ แต่ไม่สำเร็จเพราะถูกคัดค้านจากพระสันตะปาปา Urban ที่ 8 ในที่สุดร่างของกาลิเลโอก็ถูกนำไปฝังที่ห้องเล็กๆทางปีกด้านใต้ของมหาวิหารโดยไม่มีพิธีใดๆ

 
วีรบุรุษนักค้นคว้าวิจัยผู้กล้าหาญ

แม้ตอนที่กาลิเลโอเสียชีวิตเขาจะไม่ได้รับการยกย่อง แต่ผลงานยิ่งใหญ่ที่เขาได้สร้างเอาไว้ยังทรงคุณค่าเสมอ อยู่ที่จะยอมรับความจริงกันเมื่อไหร่

ปี 1737 หลังการเสียชีวิตของกาลิเลโอ 95 ปี ทางการได้สร้างอนุสาวรีย์ประดับหลุมฝังศพเพื่อเป็นเกียรติแก่เขา นิ้วกลางมือขวาของกาลิเลโอถูกตัดนำไปใส่ในขวดโหลเคลือบทองคำเพื่อแสดงที่พิพิธภัณฑ์ Museo di Storia della Scienza ในเมืองฟลอเรนซ์

ปี 1741 สันตะปาปา Benedict ที่ 14 ทรงอนุญาตให้ตีพิมพ์ผลงานทางวิทยาศาสตร์ที่สมบูรณ์ของกาลิเลโอได้ รวมถึงงานเขียนต้องห้ามหนังสือชุด Dialogue ด้วย แต่ได้ดัดแปลงเนื้อหาและสำนวนบางตอน

ปี 1758 งานเขียนต่างๆเกี่ยวกับแนวคิดดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางจักรวาลได้ถูกยกออกไปจากรายการหนังสือต้องห้าม เหลือเพียงหนังสือ Dialogue บางส่วนกับหนังสือ On the Revolutions ของโคเปอร์นิคัส และคำสั่งห้ามถูกยกเลิกอย่างสมบูรณ์ในปี 1835

ปี 1939 พระสันตะปาปา Pius ที่ 12 ทรงกล่าวยกย่องกาลิเลโอว่าเป็นวีรบุรุษแห่งงานค้นคว้าวิจัยผู้กล้าหาญที่สุด ไม่หวั่นเกรงกับการต่อต้านและการเสี่ยงภัยในการทำงาน ไม่กลัวเกรงต่อความตาย เป็นผู้กล้าท้าทายบทลงโทษของฝ่ายศาสนาในสมัยนั้น

ปี 1992 พระสันตะปาปา John Paul ที่ 2 ทรงแสดงความเสียใจต่อสิ่งที่เกิดขึ้นในคดีกาลิเลโอและยอมรับข้อผิดพลาดของศาลคริสตจักรคาทอลิก และทรงยอมรับอย่างเป็นทางการว่าโลกมิได้ติดแน่นตรึงอยู่กับที่

ปี 2008 สำนักวาติกันได้เสนอการกู้คืนชื่อเสียงของกาลิเลโอโดยสร้างอนุสาวรีย์ของเขาในนครรัฐวาติกัน เดือนธันวาคมปีเดียวกันในกิจกรรมการเฉลิมฉลองครบรอบ 400 ปีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ พระสันตะปาปา Benedict ที่ 16 ทรงเปิดอนุสาวรีย์กาลิเลโอที่กำแพงด้านนอกของมหาวิหาร St. Peter และกล่าวยกย่องคุณูปการของกาลิเลโอที่มีต่อวงการดาราศาสตร์

galileo-9

 
บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่

กาลิเลโอได้วางรากฐานของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันโดยนำคณิตศาสตร์และการทดลองมาใช้เป็นเครื่องมือ ดังปรากฏในหนังสือ The Assayer ซึ่งมีเนื้อหาเกี่ยวกับวิธีแสวงหาความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่เน้นการสังเกต การตั้งสมมุติฐาน การทดลองเชิงปริมาณ เพื่อสรุปเป็นองค์ความรู้ที่เกี่ยวกับธรรมชาติ กาลิเลโอเขียนไว้ในหนังสือเล่มนี้ว่า “ปรัชญาที่แสดงไว้ในหนังสือเล่มนี้คือเอกภพ… ซึ่งได้เขียนไว้ในภาษาแห่งคณิตศาสตร์ ตัวละครของมันได้แก่สามเหลี่ยม วงกลม และสัญลักษณ์เรขาคณิตอื่นๆ”

จากผลงานสำคัญมากมายของกาลิเลโอทั้งด้านฟิสิกส์ ดาราศาสตร์ สิ่งประดิษฐ์และคิดค้นเทคโนโลยีใหม่ รวมทั้งการวางรากฐานของกระบวนการทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบัน ทำให้กาลิเลโอได้รับการยกย่องเป็น “บิดาแห่งดาราศาสตร์สมัยใหม่”, “บิดาแห่งฟิสิกส์สมัยใหม่” และ “บิดาแห่งวิทยาศาสตร์สมัยใหม่”

galileo-10

 

ข้อมูลและภาพจาก wikipedia, ncbi.nlm.nih.gov, manager.co.th

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *