نیوتون ، سیب و جاذبه !!
امیر راد
جاذبه چگونه کشف شد؟ این سوالی است که در پاسخ به آن شاید به نحوی سهل انگارانه می گویند : ” نیوتون زیر درخت سیبی نشسته بود و سیبی بر سرش فرو افتاد و او با تفکر در اینکه چرا سیب بالا نرفت نخستین گام را در بنا نهادن قانون جاذبه ( گرانش ) برداشت .” اما مسئله این است که نیوتون اگر هم واقعا زیر درختی نشسته بود، آن درخت ، درخت حکمت و فلسفه ای کهن بود که ریشه های آن را بزرگان بسیاری آبیاری کرده بودند ، بزرگانی که نام برخی از آنها در تاریخ ماندگار شده و نام برخی دیگر نیز به فراموشی سپرده شده است ولی اندیشه هایشان تار و پود پارچه خوش نقش و نگار ذهن آیندگان را بافته است .این بزرگان کسانی بودند مانند دموکریتوس ، افلاطون ، ارسطو ، فیلسوفان رواقی ، دکارت ، پیر گاسندی ( که همزمان دکارت بوده است ولی متاسفانه در جامعه علمی ما نام چندانی از او برده نمی شود ) و ….
نیوتون انسانی خوش فکر بود که قطعات کامل شده یک پازل را به صورتی درست در کنار هم می چید و به شکل نهائی دست می یافت. او به قول خودش” بر شانه غولها ایستاد و افق دورتری را دید”.
به عبارتی، درک کامل افکار نیوتون ودستگاه مکانیکی ای که بنیاد نهاد، بدون درک دستاوردهای گذشتگان او و افکار آنها تنها ما را به پوسته ای نازک و بی مغز می رساند که عبارت است از چند قانون به ظاهر ساده و تعدادی فرمول نه چندان پیچیده…..
حتی شاید بعضی از ما با دیدن مکانیک نیوتونی با خود فکر کرده باشیم که رسیدن به این نتایج آ ن قدر دشوار بود که نیوتون با اعلام آنها نام خود را درتاریخ جاودانه ساخت؟!
افقی که نیوتون در قالب مکانیک نیو تونی به آن دست یافته جهانی است متشکل از اجرام آسمانی که به وسیله جاذبه نیوتونی در کنار هم نگاه داشته شده اند و این اجرام در فضایی بی پایان در مدارهایی در حال حرکتند و زمان بر آنها سپری می شود.
به عبارت دیگر در جهان نیوتونی فضای بی پایان، جاذبه و زمان نقش های مهمی را بر عهده دارند.
برای درک این جهان باید بر گردیم به چند مفهوم به ظاهر ساده و بدیهی که یکی از آنها فضا است . به راستی فضا چیست؟ آیا آن قدر بدیهی است که از اسم آن می توانیم بفهمیم دقیقا چه چیزی است ؟
در جواب این سئوال اغلب می گویند: فضا، محیط پیرامون ما است، یعنی آنچه اجسام در آن قرار می گیرند و ما، کره زمین و تمامی اجرام آسمانی و هر جسم دیگری ، در این فضا قرار داریم.
جالب توجه است که در این تعریف، مفهومی عمیق و ریشه دار نهفته است و می توانیم بگوییم درمورد فیزیک نیوتنی ، تعریفی است درست . به عبارت دیگر ، در فیزیک نیوتونی فضا وجودی است مستقل از اجسامی که در آن قرار دارند.
مسئله این است که این تعریف ریشه هایی بسیار عمیق دارد و به سالهای بسیار دور بر می گردد و همان طور که دیدید وجود این فضا ربطی به وجود اجسام ندارد ، و در اینجا جا دارد بپرسیم که آیا اگر هیچ ماده ای در عالم نباشد، باز هم فضا مفهوم دارد؟
پاسخ نیوتون به این پرسش این بود که فضا وجود مستقلی است که اجسام در آن قرار گرفته اند و مادی درون این فضا هم هیچ اثری بر بودن و نبودن آن ندارد و علاوه بر این، ابعاد این فضا بینهایت است .
به زودی نشان خواهیم داد که ریشه این تفکردر کجا قرار دارد و این مفهوم آن قدرهاهم که به نظر می آید بدیهی نیست.
یکی دیگر از پرسشهای مهم قابل طرح، مفهوم زمان است . آیا به این فکر کرده اید؟
زمان چیست؟ حرکت عقربه های ساعت؟ یا عبور خورشید از شرق به غرب؟
همیشه زمان را باحرکت قیاس می کنیم و آن را با چیزی می سنجیم. مثلا مدت زمان حرکت خورشید از شرق به غرب، پر و خالی شدن ساعت شنی، و مواردی از این دست . اما آیا زمان به خودی خود وجودی مستقل است؟ آیا اگر هیچ حرکتی در عالم وجود نداشت باز هم زمان مفهوم داشت؟
در فیزیک نیوتونی زمان هم وجود مستقلی است. برای همین هم گفتیم برحرکات اجرام آسمانی زمان ” سپری می شود” ( نه اینکه زمان زاییده حرکت آنها باشد ) .به این ترتیب زمان وجود مستقلی شمرده شده است که بر عالم می گذرد و حرکت یا عدم حرکت دلیلی بر وجود آن نیست، بلکه حرکت تنها برای سنجش زمان به کار می رود .
این تعریف دارای ریشه های بسیار عمیق و کهن است و در طول تاریخ فیلسوفان، دانشمندان و فیزیک دانان بسیاری در باره آن سخن گفته اند.
هدف کلی این مقاله، رسیدن به درک این موضوع است که تعریفهایی مانند زمان، مکان و فضا به هیچ وجه مفاهیمی پیش پا افتاده و ابتدائی نیستند. نیوتون با درک این تعریفها و با تکیه بر تفکرات پیشینیان خود توانست فیزیک نیوتونی را پایه گذاری کند و درک فیزیک نیوتونی بدون درک این مفاهیم امکان پذیر نیست.
چاره ای نداریم جز آنکه از گذشته های بسیار دورتر از نیوتون شروع کنیم و به ریشه های این درخت بپردازیم تا بتوانیم ما هم همانند نیوتون به شناختی با شکوه از جهان هستی دست یابیم .
مهم نیست نیوتون در ۳۰۰سال پیش به این درک رسیده و ما الان ! در واقع هر وقت که به این ادرک برسیم ، ما هم به معرفتی خواهیم رسید که نیوتون به آن دست یافت . اما در غیر این صورت در ملغمه ای از تعریفها، فرمول ها و محاسبات خود را گرفتار کرده ایم که جز در حل مسائل کاربردی مورد استفاده دیگری ندارد و چیز زیادی به معرفت ما اضافه نخواهد کرد.
در شماره های آینده به این مفاهیم بیشتر خواهیم پرداخت و اندیشه های گذشتگان را بیشتر خواهیم کاوید .
