นักดาราศาตร์ กาลิเลโอ

นักดาราศาสตร์

กาลิเลโอ นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ได้สร้างผลงานสำคัญทางคณิตศาสตร์ ฟิสิกส์ และดาราศาสตร์ โดยกาลิเลโอเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกๆ ที่ใช้คณิตศาสตร์ในการอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ทางธรรมชาติ และที่สำคัญที่สุด กาลิเลโอเป็นนักวิทยาศาสตร์คนแรกที่ใช้กล้องโทรทรรศน์ในการสำรวจและทดลองทางดาราศาสตร์ ซึ่งผลงานด้านดาราศาสตร์ได้ส่งผลให้กาลิเลโอต้องเผชิญหน้ากับศาสนจักร ในประเด็นที่กาลิเลโอได้ทำการทดลอง และสนับสนุนแนวความคิดของโคเปอร์นิคัสที่ระบุว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะจักรวาล ซึ่งทำให้กาลิเลโอถูกพิพากษาและจำคุกในขณะที่มีอายุค่อนข้างมาก (69 ปี) แต่ภายหลังได้รับการลดหย่อนโดยถูกกักขังให้อยู่ภายในบริเวณบ้านจนกระทั่งเสียชีวิตลงในวัย 78 ปี

วัยเยาว์ของกาลิเลโอ

กาลิเลโอเกิดที่เมืองปิซา ประเทศอิตาลี ในวันที่ 15 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 1564 ในวัยเยาว์กาลิเลโอเป็นเด็กที่สนุกสนานร่าเริงตามอุปนิสัยของบิดาผู้ซึ่งเป็นนักดนตรีที่มี อย่างไรก็ตาม กาลิเลโอเองก็ได้รับอิทธิพลบางอย่างมาจากบิดาเช่นกัน โดยเฉพาะด้านความคิดที่ค่อนข้างดื้อรั้น เนื่องจากบิดาของกาลิเลโอมีอุปนิสัยในเชิงความคิดก้าวหน้า และมักจะไม่ลงรอยกับกลุ่มบุคคลผู้มีอิทธิพลด้านวิชาการทางดนตรีที่มักจะมีนิสัยใจแคบและไม่ยอมรับผลงานของผู้อื่น ซึ่งอุปนิสัยดังกล่าวได้ปรากฏขึ้นอย่างชัดเจนในผลงานระยะหลังของกาลิเลโอเอง

กาลิเลโอเรียนเริ่มต้นเรียนหนังสืออยู่ที่บ้านโดยมีบิดาและครูพิเศษเป็นผู้สอน จนกระทั่งอายุได้ 11 ปี ครอบครัวของกาลิเลโอได้ย้ายไปที่เมืองฟลอเรนซ์

วัยศึกษา

ในปี 1581 เมื่อมีอายุได้ 17 ปี กาลิเลโอได้เข้าศึกษาที่มหาวิทยาลัยปิซา ในสาขาแพทย์ตามความประสงค์ของบิดา เนื่องจากเป็นอาชีพที่สามารถสร้างความมั่งคั่งให้กับครอบครัวได้ แต่หลังจากเข้าเรียนเพียงไม่กี่เดือน กาลิเลโอค้นพบว่าตนเองชอบเรียนคณิตศาสตร์มากกว่า ทำให้กาลิเลโอขัดแย้งกับบิดา และกาลิเลโอได้ตัดสินใจเลือกที่จะเรียนคณิตศาสตร์ตามความประสงค์ของตนเอง

ในขณะที่เป็นนักศึกษา โดยทั่วไปแล้ว กาลิเลโอเป็นนักศึกษาที่อ่อนน้อมและมีระเบียบวินัยดี แต่เมื่อไรก็ตาม ที่มีประเด็นที่จะต้องแสดงความคิดเห็นในด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ โดยไม่ว่าจะเป็นในห้องเรียนหรือในกลุ่มเพื่อน กาลิเลโอจะมีบุคลิกที่เปลี่ยนไปเป็นอีกแบบ โดยกาลิเลโอจะไม่ลังเลที่จะแสดงความคิดเห็นหรือโต้แย้งในประเด็นต่างๆ ที่เขาคิดว่าไม่มีความชัดแจ้งหรือไม่เป็นไปในเชิงวิทยาศาสตร์ โดยเฉพาะวิธีปฏิบัติของนักปราญช์ชาวกรีกที่ใช้กระบวนการทางตรรกวิทยามาอธิบายปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์ โดยไม่มีการทดลอง ซึ่งกาลิเลโอมองว่าไม่ถูกต้อง โดยเรื่องดังกล่าวถือว่าเป็นประเด็นที่อันตรายมากในสมัยนั้น เนื่องจากศาสนจักรมีความเชื่อในสิ่งที่อริสโตเติลได้นำเสนอไว้ ซึ่งหลักการต่างๆ จะสัมพันธ์กับสิ่งอื่นๆ จนเป็นระบบ ดังนั้นถ้าหลักการใดหลักหนึ่งในระบบดังกล่าวผิดไป จะส่งผลทำให้เกิดความกังขาและความไม่ศรัทธาต่อสิ่งที่อริสโตเติลได้นำเสนอไว้ทั้งหมด ซึ่งจะส่งผลต่อความเชื่อและศรัทธาในศาสนจักร โดยพื้นฐานแล้ว กาลิเลโอเป็นคาทอลิกที่ค่อนข้างเคร่ง (ถึงแม้ว่าช่วงปั้นปลายของชีวิตจะมีความขัดแย้งกับศาสนจักร) เขาจะไปโบสถ์ทุกอาทิตย์

การค้นพบกฏลูกตุ้มนาฬิกา

ในขณะที่มีอายุได้ 19 ปี กาลิเลโอได้เดินทางไปที่โบสถ์เพื่อสวดมนต์ในเช้าวันอาทิตย์หนึ่งในปี 1583 ในขณะที่ฟังการเทศน์ของบาทหลวง กาลิเลโอได้สังเกตบนเพดานของโบสถ์ พบว่ามีโคมไฟแกว่งไปมา ซึ่งกาลิเลโอสังเกตว่าการแกว่งของโคมไฟจะมีระยะที่สั้นบ้างยาวบ้างตามความแรงของลมที่พัดเข้ามาในโบสถ์ แต่ "เวลาที่ใช้ในการแกว่งไปมาจนครบหนึ่งรอบนั้นเสมือนว่าจะใช้เวลาเท่ากัน"

กาลิเลโอได้ทำการทดลองการแกว่งดังกล่าวในห้องทดลอง และ ได้ข้อสรุปซึ่งเป็นที่มาของกฎลูกตุ้ม "ไม่ว่าลูกตุ้มจะมีความยาวหรือสั้น เวลาการแกว่งจนครบหนึ่งรอบจะมีค่าเท่ากัน" การค้นพบของกาลิเลโอในครั้งนั้น ถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนานาฬิกาที่มีความเที่ยงตรง

เริ่มต้นการทำงานและการทดลองที่หอเอนปิซา

หลังจากจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยปิซาในปี 1585 กาลิเลโอได้เริ่มต้นทำงานเป็นครูสอนวิทยาศาสตร์ให้กับบุตรหลานของครอบครัวที่ร่ำรวย พร้อมกับดำเนินงานวิจัยส่วนตัวในด้านฟิสิกส์และคณิตศาสตร์

จนกระทั่งในปี 1589 (อายุ 25 ปี) กาลิเลโอได้รับโอกาสเข้าทำงานเป็นอาจารย์ในตำแหน่งศาสตราจารย์ทางด้านคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยปิซา โดยผ่านความช่วยเหลือจากกลุ่มเพื่อนที่ค่อนข้างมีอิทธิพล และที่มหาวิทยาลัยแห่งนี้ กาลิเลโอได้ทำการทดลองครั้งสำคัญในปี 1591 (ที่ต่อมาภายหลังได้รับการยอมรับและมีชื่อเสียงมาก) เพื่อพิสูจน์ว่าทฤษฎีการตกของวัตถุที่นำเสนอโดยอริสโตเติลนั้นไม่ถูกต้อง โดยอริสโตเติลได้นำเสนอว่า วัตถุที่มีมวลต่างกัน เมื่อปล่อยให้ตกลงมา วัตถุที่หนักจะตกถึงพื้นก่อน

กาลิเลโอได้ทำการปล่อยวัตถุที่มีมวลต่างกัน 2 ชิ้น จากยอดหอเอนปิซา ในเวลาพร้อมกัน ซึ่งวัตถุดังกล่าวดังกล่าว ได้ตกลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วงโลก และถึงพื้นเกือบจะพร้อมๆ กัน ซึ่งเป็นการพิสูจน์ว่าความคิดของอริสโตเติลนั้นไม่ถูกต้อง

มหาวิทยาลัยปาดัว

ในช่วงปลายปี 1591 (อายุ 27 ปี) กาลิเลโอได้เผชิญกับปัญหาหลายด้าน เริ่มต้นจากการสูญเสียบิดาและไม่ได้รับการต่อสัญญาการทำงานที่มหาวิทยาลัยปิซา เนื่องจากผู้บริหารของมหาวิทยาลัยได้ตระหนักถึงอันตรายที่จะเกิดขึ้นจากความคิดเห็นของกาลิเลโอที่ขัดแย้งกับความเชื่อของศาสนจักรที่นำเสนอโดยอริสโตเติล

โดยความช่วยเหลือจากกลุ่มเพื่อนที่สนิท ทำให้กาลิเลโอได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์ทางด้านคณิตศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยปาดัว ในปี 1592 (มีชื่อเสียงและได้รับค่าตอบแทนที่สูงกว่าที่มหาวิทยาลัยปิซา) กาลิเลโอได้สอนวิชาเรขาคณิต กลศาสตร์ และดาราศาสตร์ พร้อมทั้งผลิตงานวิจัยหลายชิ้น โดยเฉพาะด้านกลศาสตร์ ซึ่งกาลิเลโอได้ศึกษาว่าการเคลื่อนที่ของกระสุนปืนใหญ่เป็นเส้นโค้ง โดยเกิดจากแรงขับยิงเริ่มต้นและแรงโน้มถ่วงของโลก

กล้องโทรทรรศน์ อุปกรณ์ที่นำไปสู่การสำรวจดวงดาวบนท้องฟ้า

ในช่วงกลางปี 1609 (อายุ 45 ปี) กาลิเลโอทราบข่าวว่ามีช่างทำแว่นตาชาวดัตช์ชื่อ ฮันส์ ลิพเพอร์ชีย์ได้ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ขึ้น (ในปี 1608) กาลิเลโอจึงได้สร้างกล้องขึ้นจากคำอธิบายที่ลิพเพอร์ชีย์ได้จดสิทธิบัตรไว้ และโดยต่อมากาลิเลโอได้พัฒนาให้กล้องโทรทรรศน์มีกำลังขยายถึง 32 เท่า

กาลิเลโอได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ในการสำรวจดวงดาวบนท้องฟ้า โดยได้พบว่าพื้นผิวของดวงจันทร์มิได้ราบเรียบดังที่อริสโตเติลกล่าวไว้ นอกจากนี้ กาลิเลโอยังได้ค้นพบดวงจันทร์ 4 ดวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี และค้นพบวงแหวนของดาวเสาร์ รวมไปถึงจุดมืดบนดวงอาทิตย์


กล้องโทรทรรศน์ของกาลิเลโอ

หลังจากการสังเกตดาวเคราะห์อยู่หลายเดือน กาลิเลโอได้ค้นพบว่าดาวเคราะห์ดวงต่างๆ โคจรรอบดวงอาทิตย์ มิใช่โคจรรอบโลกตามคำสอนของศาสนา

ขัดแย้งกับศาสนจักร

ในปี 1610 (อายุ 46 ปี) กาลิเลโอได้ตีพิมพ์หนังสือชื่อ starry messenger เพื่อเผยแพร่ผลงานที่ตนเองค้นคว้าด้านดาราศาสตร์สู่สาธารณชน ซึ่งทำให้ผู้ที่เคร่งในคำสอนของศาสนจักรต่างพากันไม่พอใจและตั้งกลุ่มต่อต้านกาลิเลโอขึ้น และนำไปสู่การเรียกตัวกาลิเลโอไปยังกรุงโรมในปี 1615 (อายุ 51 ปี) โดยครั้งนั้น กาลิเลโอถูกบังคับให้ถอนคำสนับสนุนตามทฤษฎีของโคเปอร์นิคัส ที่ว่าด้วยดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยจักรวาล โดยมีดาวเคราะห์ต่างๆ รวมทั้งโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ นอกจากนี้ กาลิเลโอยังถูกบังคับมิให้สอนและเผยแพร่ทฤษฏีใดๆ ก็ตามที่ขัดแย้งกับคำสอนทางศาสนา

หนังสือ starry messenger

ในปี 1618 (อายุ 54 ปี) ได้มีดาวหางปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าถึง 3 ดวง และมีนักบวชได้อ้างว่าเส้นทางโคจรของดาวหางดังกล่าวเป็นเส้นตรง พร้อมกับนำเสนอให้สัมพันธ์กับความคิดของอริสโตเติลที่เน้นว่าโลกเป็นศูนย์กลางของระบบสุริยจักรวาล ทำให้กาลิเลโอทนไม่ได้ที่จะต้องโต้แย้งในประเด็นดังกล่าว กาลิเลโอจึงเขียนหนังสือชื่อ The Assayer เพื่ออธิบายเส้นทางการโคจรของดาวหางที่ปรากฏขึ้นถึง 3 ดวงในปีดังกล่าว ซึ่งการอธิบายดังกล่าวได้ใช้ทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสพร้อมกับการสังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์ รวมทั้งได้ใช้คณิตศาสตร์ ซึ่งได้ผลลัพธ์อย่างชัดเจนว่า ดาวหางมิได้โคจรเป็นเส้นตรง แต่เป็นเส้นโค้ง

จากเหตุข้างต้น กาลิเลโอถูกเรียกตัวมาที่กรุงโรมอีกครั้งในปี 1624 (อายุ 60 ปี) และในครั้งนี้องค์พระสันตปาปาเออร์บันที่ 8 ทรงโกรธมาก แต่กลุ่มมิตรสหายของกาลิเลโอที่มีทั้งขุนนาง ผู้ร่ำรวย และนักวิทยาศาสตร์ ได้ช่วยเหลือให้องค์พระสันตปาปาคลายความโกรธลง โดยเสนอให้กาลิเลโอยอมลงนามในคำตัดสินว่า กาลิเลโอจะต้องไม่สอนและเผยแพร่ทฤษฎีของโคเปอร์นิคัสอีกต่อไป ซึ่งองค์พระสันตปาปาทรงยอมรับ และทรงมีสิ่งเพิ่มเติม โดยอนุญาตให้กาลิเลโอเขียนหนังสือในลักษณะของการโต้แย้งกันระหว่างบุคคลที่สนับสนุนและต่อต้านทฤษฎีของโคเปอร์นิคัส และที่สำคัญที่สุด กาลิเลโอจะต้องสรุปว่าทฤษฎีของโคเปอร์นิคัส เป็นสิ่งที่ผิด


ปกหนังสือ The Assayer

เผชิญพายุลูกใหญ่: ถูกกักขังตลอดชีวิต

กาลิเลโอตีพิมพ์หนังสือบทสนทนาดังกล่าวในปี 1632 (อายุ 68 ปี) ภายใต้ชื่อ The Dialogue of the two Principal Systems of the World ถึงแม้ว่าหนังสือเล่มดังกล่าวจะเป็นบทสนทนาที่โต้ตอบกันในเรื่องทฤษฎีปโตเลมี (ยึดถือตามความเชื่อของอริสโตเติล) และทฤษฎีโคเปอร์นิคัส โดยกาลิเลโอพยายามหลีกเลี่ยงว่าเขามิได้สนับสนุนทฤษฎีโคเปอร์นิคัสเลย เพียงแต่เป็นผู้วิจารณ์เปรียบเทียบเท่านั้น แต่เมื่อพระชั้นผู้ใหญ่ในศาสนจักรรวมทั้งองค์พระสันตปาปาเออร์บันที่ 8 ได้ทรงอ่านหนังสือเล่มดังกล่าวแล้ว มีความคิดเห็นตรงกันว่า กาลิเลโอยังคงสนับสนุนทฤษฎีโคเปอร์นิคัสอยู่ จึงเป็นเหตุให้กาลิเลโอถูกเรียกเข้ากรุงโรมอีกครั้ง

เดือนเมษายน ปี 1633 (อายุ 69 ปี) กาลิเลโอถูกนำตัวขึ้นศาลศาสนาเพื่อพิจาณาโทษทัณฑ์ กาลิเลโอในวัยชราถูกปฏิบัติเหมือนกับว่าเป็นอาชญากร กลุ่มเพื่อนๆ ของกาลิเลโอได้ช่วยเกลี้ยกล่อมให้องค์พระสันตปาปาลดโทษของกาลิเลโอจากการประหารชีวิตลงเหลือเป็นการจำคุกตลอดชีวิต ถึงแม้ว่ากาลิเลโอมิได้ถูกทรมานตามกฏเกณฑ์ที่ใช้กับผู้ที่ต่อต้านศาสนาในขณะถูกจองจำ แต่กาลิเลโอก็ถูกคุกคามโดยตลอดในช่วงระหว่างการพิจารณาคดี ซึ่งในห้วงเวลาต่อมากาลิเลโอได้ถูกลดโทษลง โดยถูกควบคุมในบ้านหลังหนึ่งใกล้เมืองฟลอเรนซ์ตลอดชั่วชีวิต ไม่อนุญาตให้ออกนอกบ้าน ผลงานและหนังสือที่เขียนโดยกาลิเลโอเป็นของต้องห้าม บุคคลใดครอบครองจะมีโทษประหารชีวิต การเข้าเยี่ยมของญาติหรือเพื่อนจะต้องได้รับอนุญาตจากกรุงโรมเท่านั้น นอกจากนี้ จดหมายที่ส่งถึงกาลิเลโอ หรือกาลิเลโอเขียนถึงใครจะต้องถูกตรวจสอบก่อน

นักวิทยาศาสตร์เอกของโลกผู้ไม่ย่อท้อ

ในช่วงระหว่างที่ถูกกักขังตลอดชีวิต กาลิเลโอได้เขียนหนังสือเล่มใหม่ชื่อ Two New Sciences ซึ่งอธิบายถึงวิทยาศาสตร์สมัยใหม่สองแขนง โดยส่วนแรกอธิบายถึงด้านกลศาสตร์ อาทิเช่น การเคลื่อนที่ของวัตถุและแรงกระทำต่อวัตถุ ส่วนที่สองอธิบายถึงคุณสมบัติของสสาร หนังสือเล่มถูกพิมพ์ขึ้นนอกประเทศอิตาลีในปี 1638 (อายุ 74 ปี) ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าอัศจรรย์ว่าผลงานของไอแซค นิวตัน เป็นแนวทางเดียวกับกาลิเลโอได้คิดทิ้งไว้

หลังจากเขียนหนังสือเล่มดังกล่าวเสร็จสิ้นลง ดวงตาทั้งสองข้างของกาลิเลโอก็บอดลง ถึงแม้ว่าจะตาบอดทั้งสองข้าง กาลิเลโอยังคงทำงานด้านวิทยาศาสตร์ต่อไป โดยมีลูกศิษย์เป็นผู้ช่วยในการทำการสังเกตและรายงานผลของการสังเกต เพื่อให้กาลิเลโอได้วิเคราะห์และดำเนินงานวิจัยต่อ

กาลิเลโอได้เสียชีวิตลงในเดือนมกราคม ปี 1642 โดยมีอายุได้ 77 ปี

เอกสารอ้างอิง

[1] จารนัย พานิชกุล (ผู้แปล), Jon Balchin (ผู้เขียน), "สุดยอดอัจฉริยะ 100 นักวิทยาศาสตร์ผู้เปลี่ยนแปลงโลก" (100 Scientists Who Changed the World), สำนักพิมพ์ปาเจรา, 2549
[2] ทวี มุขธระโกษา, "นักวิทยาศาสตร์เอกของโลก", สำนักพิมพ์สถาพรบุ๊คส์, 2548
[3] สุทัศน์ ยกส้าน, “อัจฉริยะนักวิทย์”, สำนักพิมพ์สารคดี, 2548
[4] เย็นใจ สมวิเชียรม, “นักวิทยาศาสตร์อัจฉริยะของโลก”, นานมีบุ๊คส์พับลิเคชั่นส์, 2549
[5] http://galileo.imss.fi.it/ms72/INDEX.HTM
[6] http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
[7] http://plato.stanford.edu/entries/galileo/
[8] http://galileo.rice.edu/bio/index.html
[9] http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Galileo.html