გალილეო გალილეი / თანამედროვე მეცნიერების ერთერთი ფუძემდებელი
გალილეო გალილეი (1564-1642 წწ.) ყველაზე დიდი ფიგურაა თანამედროვე მეცნიერების ფუძემდებელთა შორის, საიდანაც გამონაკლისს შესაძლოა მხოლოდ ნიუტონი წარმოადგენდეს. იგი დაახლოებით იმავე დღეს დაიბადა, როდესაც მიქელანჯელო გარდაიცვალა, ხოლო გარდაიცვალა იმ წელიწადს, როდესაც ნიუტონი დაიბადა. ამ ფაქტებზე ყურადღების გამახვილებას მათ ვურჩევ (თუკი ასეთები არსებობენ), ვისაც ჯერ კიდევ სწამს მეტემფსიქოზი. იგი მნიშვნელოვანი ფიგურაა, როგორც ასტრონომი, მაგრამ, შესაძლოა, კიდევ უფრო დიდი მნიშვნელობა ჰქონდეს, როგორც დინამიკის ფუძემდებელს.
გალილეო პირველი იყო, ვინც დინამიკაში აჩქარების მნიშვნელობა აღმოაჩინა. „აჩქარება“ ნიშნავს სიჩქარის ცვლილებას, როგორც სიდიდის, ისე მიმართულების მიხედვით. ამგვარად, სხეულს, რომელიც თანაბარზომიერად მოძრაობს წრეზე, ყოველთვის აქვს აჩქარება წრის ცენტრის მიმართ. იმ ენაზე, რომელიც მის დრომდე იყო მიღებული, ჩვენ შეგვეძლო გვეთქვა, რომ თანაბარზომიერ მოძრაობას სწორ ხაზზე ის ერთადერთ „ბუნებრივ“ მოძრაობად მიიჩნევდა როგორც დედამიწაზე, ისე ზეცაში.
ციური სხეულებისთვის „ბუნებრივად“ მიიჩნეოდა წრიული მოძრაობა, მიწიერი სხეულებისთვის კი – მოძრაობა სწორ ხაზზე. მაგრამ ასევე მიიჩნეოდა, რომ მოძრავი მიწიერი სხეულები თანდათანობით შეწყვეტდა მოძრაობას, თუკი ისინი თავიანთ თავს იქნებოდა მინდობილი. ამ თვალსაზრისის საწინააღმდეგოდ გალილეო ამტკიცებდა, რომ ყოველი თავის თავს მინდობილი სხეული განაგრძობს მოძრაობას სწორ ხაზზე მუდმივი სიჩქარით. ნებისმიერი ცვლილება როგორც მოძრაობის სიჩქარესთან, ისე მის მიმართულებასთან კავშირში, განმარტებას საჭიროებს რაღაც „ძალის“ მოქმედებით. ეს პრინციპი ნიუტონმა „მოძრაობის პირველი კანონის“ სახით ჩამოაყალიბა. მას ინერციის კანონსაც უწოდებენ. მის შინაარსს მოგვიანებით დავუბრუნდები, ჯერჯერობით კი მცირედი უნდა ითქვას გალილეოს აღმოჩენების ზოგიერთ დეტალზე.
გალილეო პირველი იყო, ვინც სხეულების ვარდნის კანონები ჩამოაყალიბა. ეს კანონი, „აჩქარების“ კონცეფციის გათვალისწინებით, უკიდურესად მარტივია. მის შესაბამისად, როდესაც სხეული თავისუფლად ვარდება, მისი აჩქარება მუდმივია, გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც ამას შესაძლოა ჰაერის წინააღმდეგობამ შეუშალოს ხელი. ამას გარდა, აჩქარება ერთნაირია ყველა სხეულისთვის, იქნება ის მძიმე თუ მსუბუქი, დიდი თუ მცირე. ამ კანონის სრულყოფილი მტკიცებულების მოტანა საჰაერო ტუმბოს გამოგონებამდე ვერ მოხერხდა, რაც დაახლოებით 1654 წელს განხორციელდა. ამის შემდეგ შესაძლებელი გახდა სხეულებზე დაკვირვება, რომლებიც, პრაქტიკულად, ვაკუუმში განიცდიდა ვარდნას და აღმოჩენილ იქნა, რომ ბუმბული და ტყვია თანაბარი სიჩქარით ვარდებოდა.
გალილეომ დაამტკიცა, რომ არ არსებობს გაზომვადი სხვაობა ერთი და იმავე სუბსტანციის დიდ და მცირე ნაჭრებს შორის. მის დრომდე მიაჩნდათ, რომ ტყვიის დიდი ნაჭერი მცირეზე სწრაფად ვარდებოდა, მაგრამ გალილეომ ექსპერიმენტის გზით დაამტკიცა, რომ ეს ასე არ იყო. გაზომვა მის დროს არ იყო ისეთი ზუსტი, როგორიც მას შემდეგ გახდა. მიუხედავად ამისა, სხეულების ვარდნის კანონები მან მართებულად ჩამოაყალიბა. თუ სხეული თავისუფლად ვარდება ვაკუუმში, მისი სიჩქარე მუდმივი სიდიდით იზრდება. პირველი წამის დასასრულს მისი სიჩქარე იქნება 32 ფუტი წამში; მეორე წამის დასასრულს – 64 ფუტი წამში; მესამე წამის დასასრულს – 96 ფუტი წამში და ა.შ. აჩქარება, ანუ სიდიდე, რომლითაც იზრდება სიჩქარე, ყოველთვის ერთი და იგივეა. სიჩქარის ზრდა (დაახლოებით) ყოველ წამში 32 ფუტია.
ამას გარდა, გალილეო სწავლობდა ჭურვების მოძრაობას, რაც მისი დამქირავებლის, ტოსკანის დუკასთვის, ერთობ მნიშვნელოვანი საკითხი იყო. მიიჩნევდნენ, რომ ჰორიზონტალურად გასროლილი ჭურვი მცირე ხანს ჰორიზონტალურად იფრენდა და შემდეგ, უეცრად, ვერტიკალურად დაეცემოდა. გალილეომ უჩვენა, რომ თუ ჰაერის წინააღმდეგობას არ გავითვალისწინებთ, ჰორიზონტალური სიჩქარე მუდმივობას შეინარჩუნებს ინერციის კანონის შესაბამისად, მაგრამ მას დაემატება ვერტიკალური სიჩქარე, რომელიც სხეულების ვარდნის კანონის შესაბამისად გაიზრდება. იმის გასარკვევად, თუ როგორ იმოძრავებს ჭურვი დროის რაღაც მცირე შუალედის, ვთქვათ, წამის განმავლობაში მას შემდეგ, რაც მან რაღაც დრო უკვე იფრინა, ასე ვმოქმედებთ: პირველი, თუ არ დაეცემოდა, ის დაფარავდა კონკრეტულ ჰორიზონტალურ მანძილს, რომელიც ტოლი იქნებოდა მანძილისა, რომელიც მან ფრენის პირველი წამის განმავლობაში დაფარა. მეორე: თუკი ის ჰორიზონტალურად არ იმოძრავებდა და უბრალოდ დაეცემოდა, ის დაეცემოდა ვერტიკალურად იმ სიჩქარით, რომელიც ფრენის დაწყებიდან გასული დროის პროპორციულია. ფაქტობრივად, მის მიერ ადგილის ცვლილება ისეთია, როგორიც იქნებოდა ერთი წამის განმავლობაში საწყისი სიჩქარით ჰორიზონტალურად რომ ემოძრავა, შემდეგ კი ვერტიკალურად დაცემულიყო ერთი წამის განმავლობაში იმ სიჩქარით, რომელიც ფრენის დაწყებიდან გასული დროის პროპორციულია. მარტივი გამოთვლა გვიჩვენებს, რომ შედეგად მიღებული ტრაექტორია არის პარაბოლა და ეს დასტურდება დაკვირვებით, გარდა იმ შემთხვევისა, როდესაც ჰაერის წინააღმდეგობაა გათვალისწინებული.
ზემოთ აღნიშნული იმ პრინციპის მარტივ მაგალითს წარმოადგენს, რომელიც უზომოდ ნაყოფიერი აღმოჩნდა დინამიკაში და რომლის მიხედვით, როდესაც რამდენიმე ძალა ერთდროულად მოქმედებს, ეფექტი ისეთია, თითქოს თითოეული მათგანი რიგრიგობით მოქმედებდეს. ეს კი, თავის მხრივ, არის უფრო ზოგადი პრინციპის ნაწილი, რომელსაც პარალელოგრამის კანონი ეწოდება. მაგალითად, წარმოიდგინეთ, რომ მოძრავი გემის გემბანზე დგახართ და მის გასწვრივ სეირნობთ. სანამ თქვენ სეირნობთ, გემიც გადაადგილდება ისე, რომ თქვენ წყლის მიმართ გადაადგილდით გემის მოძრაობის მიმართულებითაც და გასწვრივაც. თუკი იმის დადგენა გსურთ, სად აღმოჩნდით წყალთან მიმართებით, შეგიძლიათ წარმოიდგინოთ, რომ თავიდან, სანამ გემი მოძრაობდა, თქვენ უძრავად იდექით, შემდეგ კი, დროის იმავე შუალედის განმავლობაში, გემი იდგა უძრავად, თქვენ კი მის გასწვრივ მოძრაობდით. იგივე პრინციპი გამოიყენება ძალების მიმართ. ეს შესაძლებელს ხდის მრავალი ძალის ჯამური ეფექტის გაგებას და საშუალებას ქმნის, გაანალიზდეს ფიზიკური ფენომენები რამდენიმე ძალის იმ ცალკეული კანონების აღმოჩენით, რომლებსაც მოძრავი სხეულები ექვემდებარება. სწორედ გალიელომ დანერგა ეს უკიდურესად ნაყოფიერი მეთოდი.
© ბერტრან რასელი / დასავლური ფილოსოფიის ისტორია (თანამედროვე ფილოსოფია)
