Galileo Galilei

جاليليو دي فينسينزو بونايوتي دي جاليلي (15 فبراير 1564 - 8 يناير 1642)، المعروف باسم جاليليو جاليلي، كان عالمًا فلكيًا وفيزيائيًا ومهندسًا إيطاليًا بارزًا، ويُوصف أحيانًا بأنه متعدد الثقافات. كان مسقط رأسه بيزا، وهي مدينة كانت تقع آنذاك ضمن دوقية فلورنسا. يُعرف جاليليو على نطاق واسع بأنه شخصية تأسيسية في علم الفلك الرصدي، والفيزياء الكلاسيكية الحديثة، والمنهج العلمي، والعلوم المعاصرة.

أجرى جاليليو أبحاثًا مكثفة حول مفاهيم مثل السرعة، والسرعة، والجاذبية، والسقوط الحر، ومبدأ النسبية، والقصور الذاتي، وحركة المقذوفات. امتد عمله أيضًا إلى العلوم التطبيقية والتكنولوجيا، حيث أوضح خصائص البندول وطوّر "التوازنات الهيدروستاتيكية". يُنسب إليه باعتباره من أوائل المبتكرين للمنظار الحراري ومبتكر العديد من البوصلات العسكرية. باستخدام تلسكوب محسّن من صنعه الخاص، قام بملاحظات فلكية مهمة، بما في ذلك نجوم درب التبانة، وأطوار كوكب الزهرة، وأقمار المشتري الأربعة الأكبر، وحلقات زحل، وحفر القمر، والبقع الشمسية. بالإضافة إلى ذلك، قام ببناء مجهر مبكر.

واجهت مناصرة جاليليو لمركزية الشمس الكوبرنيكية مقاومة كبيرة من كل من الكنيسة الكاثوليكية وبعض علماء الفلك. تم التحقيق في هذه القضية رسميًا من قبل محاكم التفتيش الرومانية في عام 1615، والتي قررت أن وجهات نظره انحرفت عن التفسيرات الكتابية الراسخة.

وقد أوضح جاليليو بعد ذلك وجهات نظره في الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين (1632). كان يُنظر إلى هذا المنشور على أنه تحدي وتهكم للبابا أوربان الثامن، وبالتالي تنفير كل من الحبر الأعظم واليسوعيين، الذين كانوا في السابق من المؤيدين المخلصين لجاليليو. ونتيجة لذلك، واجه المحاكمة من قبل محاكم التفتيش، وأُعلن أنه "مشتبه به بشدة بالهرطقة"، وأُجبر على التراجع عن تأكيداته. وقضى ما تبقى من حياته تحت الإقامة الجبرية. خلال هذه الفترة، قام بتأليف علمان جديدان (1638)، وهو عمل ركز بشكل أساسي على علم الحركة وميكانيكا المواد.

خلفية الحياة المبكرة والعائلية

وُلد جاليليو في بيزا، التي كانت آنذاك جزءًا من دوقية فلورنسا، في 15 فبراير 1564، وكان الابن الأكبر بين ستة أطفال. كان والده، فينشينزو جاليلي، عازف عود وملحنًا ومنظرًا موسيقيًا متميزًا، بينما كانت والدته جوليا أماناتي ابنة تاجر بارز. تزوج والداه في عام 1562، قبل عامين من ولادته، عندما كان فينسينزو يبلغ من العمر 42 عامًا وجوليا يبلغ من العمر 24 عامًا. تطور جاليليو نفسه ليصبح عازفًا ماهرًا على العود.

نجا ثلاثة فقط من إخوة جاليليو الخمسة بعد مرحلة الطفولة. شقيقه الأصغر، مايكل أنجلو (المعروف أيضًا باسم مايكل أنجلو)، عمل أيضًا كعازف عود وملحن، وهو المسار الذي ساهم بشكل كبير في التزامات جاليليو المالية طوال حياته. أثبت مايكل أنجلو أنه غير قادر على الوفاء بحصته من المهور التي وعد بها والدهما لأشقاء زوجتهما، مما دفع الأخير إلى اتخاذ إجراءات قانونية للحصول على المدفوعات المستحقة. علاوة على ذلك، كان مايكل أنجلو يطلب بشكل دوري قروضًا من جاليليو لتمويل مساعيه الموسيقية وأسفاره. من المحتمل أن تكون مثل هذه الضغوط المالية قد أثرت على ميل جاليليو المبكر لابتكار اختراعات يمكنها توليد دخل إضافي.

في سن الثامنة، انتقلت عائلة جاليليو جاليلي إلى فلورنسا؛ ومع ذلك، بقي في بيزا تحت وصاية موزيو تيدالدي لمدة عامين. عند بلوغه العاشرة من عمره، غادر بيزا ليجتمع مع عائلته في فلورنسا، وتلقى بعد ذلك تعليمات من جاكوبو بورغيني. ومن عام 1575 إلى 1578، تلقى تعليمه، مع التركيز بشكل خاص على المنطق، في دير فالومبروسا، الذي يقع على بعد حوالي 30 كيلومترًا (19 ميلًا) جنوب شرق فلورنسا.

التسميات

كثيرًا ما أشار جاليليو إلى نفسه باسمه الأول فقط. خلال تلك الحقبة في إيطاليا، لم تكن الألقاب إلزامية عالميًا، وكان اسمه الأول يشترك في جذر اشتقاقي مع اسم عائلته العرضي، جاليلي. نشأ كل من اسمه الشخصي واسم عائلته في النهاية من جده، غاليليو بونايوتي، الذي كان طبيبًا وأستاذًا وسياسيًا بارزًا في فلورنسا في القرن الخامس عشر. عند استخدام أسماء متعددة، كان يطلق على نفسه أحيانًا اسم جاليليو جاليلي لينسيو، مما يدل على عضويته في Accademia dei Lincei، وهي جمعية علمية محترمة تأسست في الولايات البابوية. في منتصف القرن السادس عشر في توسكانا، كان من المعتاد تسمية الابن الأكبر على اسم لقب الوالدين. وبالتالي، فإن تسمية جاليليو جاليلي لم تكن بالضرورة تكريمًا مباشرًا لسلفه، جاليليو بونايوتي.

الاسم الإيطالي للذكر "جاليليو"، والذي اشتق منه لقب "جاليلي"، ينبع من اللاتينية "جاليليوس"، مما يعني "الجليل". أصبحت هذه التسمية الكتابية فيما بعد موضوع تورية مزعومة. أثناء قضية جاليليو في عام 1614، ألقى توماسو كاتشيني، وهو كاهن دومينيكاني وخصم لجاليليو، عظة مثيرة للجدل ومؤثرة ضده، مستشهدًا بمقطع من سفر أعمال الرسل: "أيها الرجال الجليليون، ما بالكم واقفين تنظرون إلى السماء؟"

الأحفاد

على الرغم من إيمانه الكاثوليكي المتدين، كان لدى جاليليو ثلاثة أطفال من مارينا جامبا خارج إطار الزواج: ابنتان، فيرجينيا (ولدت عام 1600) وليفيا (ولدت عام 1601)، وابن، فينسينزو (ولد عام 1606).

وبالنظر إلى وضعهم غير الشرعي، اعتبر جاليليو بناته غير قابلات للزواج، الأمر الذي سيتطلب إما دعمًا ماليًا باهظًا أو مهرًا كبيرًا، مما يعكس الصعوبات المالية التي واجهها. سبق له أن التقى باثنتين من شقيقاته. وبالتالي، كان خيارهم المشرف الوحيد هو دخول الحياة الدينية، مما دفعهم إلى أن يصبحوا راهبات مدى الحياة في دير سان ماتيو في أرسيتري.

عند دخول الدير، اعتمدت فيرجينيا اسم ماريا سيليست. توفيت في 2 أبريل 1634، ودُفنت إلى جانب غاليليو في كنيسة سانتا كروس في فلورنسا. ليفيا، التي اتخذت اسم الأخت أركانجيلا، عانت من مرض مزمن طوال معظم حياتها. تم إضفاء الشرعية على فينسينزو لاحقًا باعتباره الوريث الشرعي لجاليليو وتزوج من سيستيليا بوكينيري.

المساهمات المهنية والعلمية الأولية

في شبابه، فكر جاليليو جديًا في دخول الكهنوت؛ ومع ذلك، واستسلامًا لإصرار والده، التحق بجامعة بيزا عام 1580 لمتابعة شهادة الطب. تشكل تطوره الفكري من خلال محاضرات جيرولامو بورو، ودومينغو دي سوتو، وفرانشيسكو بوناميسي من فلورنسا. في عام 1581، بينما كان منخرطًا في دراساته الطبية، لاحظ ثريا متأرجحة تتنوع اهتزازاتها، المتأثرة بتيارات الهواء، في سعة. وأدرك، بمقارنة حركتها بنبضه، أن الثريا تكمل كل تأرجح في نفس المدة، بغض النظر عن حجم القوس. عند عودته إلى المنزل، أجرى تجربة باستخدام بندولين لهما نفس الطول، يتأرجح أحدهما بقوس عريض والآخر بقوس ضيق، مؤكدًا أنهما يحافظان على توقيت متزامن. ومع ذلك، فإن الخاصية المتزامنة للبندول المتأرجح لم يتم تطبيقها لبناء ساعة دقيقة حتى عمل كريستيان هويجنز بعد قرن تقريبًا. حتى هذه المرحلة، تم إبعاد جاليليو عمدًا عن الرياضيات، حيث كانت مهنة الطب تقدم مكافأة مالية أكبر من تلك التي يحصل عليها عالم الرياضيات. ومع ذلك، بعد حضوره محاضرة في الهندسة عن غير قصد، أقنع والده المتردد بالسماح له بدراسة الرياضيات والفلسفة الطبيعية بدلاً من الطب. اخترع بعد ذلك المنظار الحراري، وهو مقدمة لمقياس الحرارة الحديث، وفي عام 1586، نشر أطروحة موجزة تشرح بالتفصيل تصميم التوازن الهيدروستاتيكي الذي ابتكره، وهو الاختراع الذي أكسبه الاعتراف لأول مرة داخل المجتمع الأكاديمي. شارك جاليليو أيضًا في دراسة التصميم، وهو مفهوم يشمل الفنون الجميلة، وفي عام 1588، حصل على منصب مدرس في Accademia delle Arti del Disegno في فلورنسا، حيث قام بتدريس المنظور والإضاءة. في نفس العام، وبدعوة من أكاديمية فلورنسا، ألقى محاضرتين، حول شكل وموقع وحجم جحيم دانتي، في محاولة لتقديم نموذج كوني صارم لجحيم دانتي. متأثرًا بالتراث الفني للمدينة وإبداعات فناني عصر النهضة، طور غاليليو حسًا جماليًا عميقًا. خلال فترة عمله المبكرة كمدرس في الأكاديمية، أقام صداقة مدى الحياة مع الرسام الفلورنسي سيجولي.

في عام 1589، تم تعيين جاليليو أستاذًا للرياضيات في بيزا. توفي والده عام 1591، تاركًا غاليليو مسؤولاً عن رعاية أخيه الأصغر مايكل أنولو. في عام 1592، انتقل إلى جامعة بادوا، حيث حاضر في الهندسة والميكانيكا وعلم الفلك حتى عام 1610. طوال هذه الفترة، حقق غاليليو تقدمًا ملحوظًا في كل من العلوم النظرية الأساسية والعلوم التطبيقية العملية. امتدت اهتماماته المتنوعة إلى دراسة علم التنجيم، الذي كان يعتبر آنذاك تخصصًا متكاملاً مرتبطًا بالرياضيات وعلم الفلك والطب. علاوة على ذلك، تابع جاليليو الهندسة الهيدروليكية العملية، وحصل على براءة اختراع من جمهورية البندقية في عام 1594 لمضخة مياه تعمل بالحصان.

علم الفلك

مستعر كبلر

كان تايكو براهي وغيره من علماء الفلك قد لاحظوا سابقًا المستعر الأعظم عام 1572. وقد لفتت رسالة من أوتافيو برينزوني إلى جاليليو، بتاريخ 15 يناير 1605، انتباه جاليليو إلى كل من المستعر الأعظم عام 1572 والمستعر الخافت عام 1601. بعد ذلك، لاحظ جاليليو وحلل المستعر الأعظم لكبلر في عام 1604. وبما أن هذه النجوم التي ظهرت حديثًا لم تظهر أي شيء بسبب اختلاف المنظر النهاري الواضح، استنتج جاليليو أنها أجرام سماوية بعيدة، مما دحض عقيدة أرسطو فيما يتعلق بطبيعة السماوات غير المتغيرة.

التلسكوب الكاسر

في عام 1609، قام جاليليو ببناء تلسكوب بقوة تكبير 3x تقريبًا، وربما كان مستمدًا فقط من أوصاف التلسكوب العملي الأولي الذي حاول هانز ليبرشي تسجيل براءة اختراعه في هولندا عام 1608. وقام بعد ذلك بتطوير إصدارات محسنة، وحقق تكبيرًا يصل إلى حوالي 30x. سمح التلسكوب الجليلي للمراقبين برؤية صور مكبرة ومستقيمة للأرض، ويعمل كما يُعرف عمومًا بالتلسكوب الأرضي أو المنظار. استخدمه جاليليو أيضًا في عمليات الرصد السماوية، ليصبح واحدًا من الأفراد القلائل القادرين على بناء تلسكوبات مناسبة لمثل هذه الأغراض خلال تلك الحقبة. في 25 أغسطس 1609، قدم أحد تلسكوباته المبكرة، التي تقدم تكبير 8 × أو 9 ×، إلى المشرعين في البندقية. كانت هذه التلسكوبات أيضًا بمثابة مشروع ثانوي مربح لجاليليو، الذي باعها للتجار الذين وجدوها ذات قيمة للاستخدام البحري وكسلع تجارية. نُشرت ملاحظاته الفلكية التلسكوبية الأولية في مارس 1610 في أطروحة موجزة بعنوان Sidereus Nuncius (Starry Messenger).

القمر

في 30 نوفمبر 1609، وجه جاليليو تلسكوبه نحو القمر. على الرغم من أنه لم يكن أول من رصد القمر تلسكوبيًا (كان عالم الرياضيات الإنجليزي توماس هاريوت قد فعل ذلك قبل أربعة أشهر، مشيرًا فقط إلى "بقعة غريبة")، إلا أن غاليليو كان أول من أرجع بدقة تضاؤل ​​القمر غير المستوي إلى انسداد الضوء الناجم عن الجبال والحفر على سطح القمر. وشملت تحقيقاته أيضًا إنشاء مخططات طبوغرافية وتقدير ارتفاعات الجبال. تحدت هذه النتائج الاعتقاد السائد منذ زمن طويل، والذي تبناه أرسطو، بأن القمر كان عبارة عن كرة شفافة ومثالية، وتتناقض مع تصوير دانتي له على أنه "لؤلؤة أبدية تصعد بشكل رائع إلى الإمبراطورية السماوية". يُنسب إلى جاليليو أحيانًا الفضل في اكتشاف 1632 لميسان القمر في خط العرض، على الرغم من أن توماس هاريوت أو ويليام جيلبرت ربما قاما بملاحظات سابقة.

قام الرسام سيجولي، وهو صديق لجاليليو، بدمج تصوير واقعي للقمر في أحد أعماله الفنية، ومن المحتمل أنه استخدم تلسكوبه الخاص للمراقبة.

أقمار المشتري

في 7 يناير 1610، لاحظ جاليليو من خلال تلسكوبه ما وصفه في البداية بـ "ثلاثة نجوم ثابتة، غير مرئية تمامًا لصغر حجمها"، وكلها متمركزة بالقرب من كوكب المشتري وتصطف في خط مستقيم معه. كشفت الملاحظات الليلية اللاحقة أن المواقع النسبية لهذه "النجوم" بالنسبة لكوكب المشتري كانت تتغير بطريقة لا تتفق مع النجوم الثابتة. وبحلول 10 يناير، لاحظ جاليليو اختفاء أحد هذه الكواكب، وعزا ذلك إلى حجبه خلف كوكب المشتري. وفي غضون أيام قليلة، في 15 يناير، خلص إلى أن هذه الأجسام كانت تدور حول كوكب المشتري، وبذلك اكتشف ثلاثة من أكبر أقمار المشتري الأربعة. قدم هذا الاكتشاف أدلة دامغة تدعم نموذج مركزية الشمس لكوبرنيكوس. أطلق غاليليو على هذه المجموعة الرباعية اسم النجوم الميديشيين، تكريمًا لراعيه المستقبلي، كوزيمو الثاني دي ميديشي، دوق توسكانا الأكبر، وإخوة كوزيمو الثلاثة. ومع ذلك، أعاد علماء الفلك تسميتها لاحقًا إلى أقمار غاليليو تقديرًا لمكتشفها. اكتشف سيمون ماريوس هذه الأقمار بشكل مستقل في 8 يناير 1610، وتُعرف الآن باسم آيو، وأوروبا، وجانيميد، وكاليستو، وهي أسماء حددها ماريوس في منشوره عام 1614، Mundus Iovialis.

أثارت ملاحظات جاليليو للأقمار الصناعية لكوكب المشتري جدلا فلكيا كبيرا، حيث أن مفهوم الكوكب الذي تدور حوله أجرام سماوية أصغر يتناقض مع مبادئ علم الكونيات الأرسطي، الذي يفترض أن جميع الأجرام السماوية تدور حول الأرض. ونتيجة لذلك، رفض العديد من علماء الفلك والفلاسفة في البداية ادعاءات غاليليو. أدت صعوبة تأكيد ملاحظات جاليليو إلى تفاقم المشكلة. خلال مظاهرة في بولونيا، واجه الحاضرون صعوبة في تمييز الأقمار. وأشار أحد المشاركين مارتن هوركي إلى أن بعض النجوم الثابتة، مثل السنبلة العذراء، ظهرت مزدوجة من خلال التلسكوب، مفسرا ذلك كدليل على طبيعة الجهاز الخادعة عند رؤية الأجرام السماوية، مما يلقي ظلالا من الشك على وجود الأقمار. ومع ذلك، أكد مرصد كريستوفر كلافيوس في روما هذه الملاحظات، وعلى الرغم من عدم اليقين بشأن تفسيرها، تلقى غاليليو ترحيبًا بطوليًا بعد أن واصل غاليليو مراقبة الأقمار الصناعية خلال الأشهر الثمانية عشر اللاحقة، وبحلول منتصف عام 1611، كان قد استنتج تقديرات دقيقة بشكل ملحوظ لفتراتها المدارية، وهو إنجاز اعتبره يوهانس كيبلر في البداية مستحيلاً.

أدرك جاليليو الفائدة العملية من اكتشافه. استلزم التحديد الدقيق لموقع السفينة من الشرق إلى الغرب في البحر مزامنة الكرونومترات الموجودة على متنها مع تلك الموجودة في خط الطول الرئيسي. وكان حل معضلة خطوط الطول هذه أمراً بالغ الأهمية للسلامة البحرية، مما دفع إسبانيا ثم هولندا إلى تقديم مكافآت كبيرة مقابل التوصل إلى حل قابل للتطبيق. نظرًا للكسوف المتكرر والذي يمكن التنبؤ به بدقة للأقمار التي حددها، اقترح غاليليو استخدامها لمعايرة ساعات السفن وبالتالي سعى للحصول على الجوائز المحددة. على الرغم من أن مراقبة هذه الأقمار من سفينة متحركة أثبتت أنها غير عملية، إلا أن هذه التقنية وجدت تطبيقًا في مسح الأرض، وساهمت بشكل ملحوظ في إعادة رسم خرائط فرنسا.

أطوار كوكب الزهرة

بدءًا من سبتمبر 1610، قام جاليليو بتوثيق أن كوكب الزهرة يعرض دورة كاملة من المراحل، مماثلة لتلك الموجودة في القمر. افترض نموذج نيكولاس كوبرنيكوس للنظام الشمسي رؤية جميع المراحل، حيث أن مدار كوكب الزهرة حول الشمس سيوجه نصف الكرة المضاء نحو الأرض عند وضعه على الجانب البعيد من الشمس، وبعيدًا عن الأرض عندما يكون على الجانب القريب. على العكس من ذلك، فإن نموذج بطليموس لمركزية الأرض يمنع تقاطع أي مدار كوكبي مع الكرة السماوية التي تحتوي على الشمس. تقليديًا، يقع مدار كوكب الزهرة حصريًا على الجانب القريب من الشمس، مما يسمح بمراقبة الهلال والأطوار الجديدة فقط. وبدلاً من ذلك، فإن وضعه بالكامل على الجانب البعيد من الشمس سيسمح فقط بمراقبة المراحل الأحدب والكاملة. بعد ملاحظات غاليليو التلسكوبية، التي كشفت عن الهلال والأحدب والمراحل الكاملة لكوكب الزهرة، أصبح النموذج البطلمي غير مستدام. وبالتالي، في أوائل القرن السابع عشر، دفع اكتشافه معظم علماء الفلك إلى تبني أحد النماذج الكوكبية العديدة التي تعتمد على مركزية الأرض، بما في ذلك أنظمة Tychonic وCapellan وExtend Capellan، حيث يتضمن كل منها أو يحذف الأرض التي تدور يوميًا. نجحت هذه النماذج في حساب أطوار كوكب الزهرة دون الحاجة إلى "دحض" تنبؤات مركزية الشمس الكاملة فيما يتعلق باختلاف المنظر النجمي.

ملاحظات زحل ونبتون

في عام 1610، وجه جاليليو أيضًا ملاحظاته نحو زحل، حيث أساء في البداية تفسير حلقاته على أنها أجسام كوكبية متميزة، وبالتالي تصوره كنظام ثلاثي. وكشفت الملاحظات اللاحقة أن حلقات زحل تقع بالقرب من الأرض، مما دفعه إلى استنتاج أن اثنين من الأجرام السماوية قد اختفيا. وقد أدى ظهور الحلقات مرة أخرى خلال ملاحظاته عام 1616 إلى تفاقم حيرته.

لاحظ جاليليو كوكب نبتون عام 1612. وفي دفاتر ملاحظاته، تم تسجيله كواحد من بين العديد من النجوم الخافتة غير الواضحة. وعلى الرغم من أنه لم يعرّفه ككوكب، إلا أنه قام بتوثيق حركته بالنسبة لنجوم الخلفية قبل أن يصبح خارج نطاق مراقبته.

البقع الشمسية

أجرى جاليليو تحقيقات بالعين المجردة والتلسكوبية للبقع الشمسية. يمثل وجود هذه البقع تحديًا إضافيًا للمذهب الأرسطي القائل بوجود عالم سماوي كامل وثابت. علاوة على ذلك، فإن التباين السنوي الملحوظ في مساراتها، والذي وثقه فرانشيسكو سيزي وعلماء فلك آخرون بين عامي 1612 و1613، قدم أدلة دامغة ضد كل من النظام البطلمي ونموذج مركزية الأرض الذي وضعه تايكو براهي. أثار نزاع مثير للجدل حول أولوية اكتشاف البقع الشمسية وتفسيرها منافسة طويلة الأمد بين غاليليو واليسوعي كريستوف شاينر. وجد مارك ويلسر، الذي أبلغه شاينر في البداية النتائج التي توصل إليها والذي طلب لاحقًا تقييم غاليليو، نفسه متورطًا في هذا الجدل. لم يكن غاليليو ولا شاينر على علم بملاحظات يوهانس فابريسيوس السابقة ومنشوراته المتعلقة بالبقع الشمسية.

درب التبانة وعمليات رصد النجوم

لاحظ جاليليو مجرة درب التبانة، التي كانت تعتبر في السابق كيانًا ضبابيًا، وتأكد من أنها تضم ​​تجمعًا هائلاً من النجوم، مركزة بكثافة شديدة لدرجة أنها قدمت مظهرًا يشبه السحابة من الأرض. كما حدد أيضًا العديد من النجوم الأخرى التي كانت بعيدة جدًا بحيث لا يمكن تمييزها بدون مساعدة بصرية. وفي عام 1617، قام بتوثيق النجم المزدوج الإزار ضمن كوكبة الدب الأكبر.

في Starry Messenger، لاحظ جاليليو أن النجوم تظهر على أنها مجرد نقاط ضوء، ولم يتغير مظهرها إلى حد كبير عن طريق التكبير التلسكوبي، على عكس الكواكب، التي قام التلسكوب بتحليلها إلى أقراص متميزة. ومع ذلك، في عمله اللاحق، رسائل حول البقع الشمسية، وثَّق لاحقًا أن التلسكوب كشف عن أن النجوم والكواكب تمتلك شكلًا "مستديرًا تمامًا". وفي وقت لاحق، أكد باستمرار أن التلسكوبات أظهرت الطبيعة الكروية للنجوم، حيث أبلغ عن أقطارها الظاهرة ببضعة ثوان قوسية عند النظر إليها من خلال الأداة. علاوة على ذلك، طور جاليليو تقنية لتحديد الحجم الظاهري للنجم دون استخدام التلسكوب. وكما هو مفصل في الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين، تضمنت هذه الطريقة تعليق حبل رفيع في خط رؤيته إلى نجم وقياس المسافة القصوى التي حجب فيها الحبل النجم تمامًا. ومن خلال استخدام هذه القياسات - المسافة وعرض الحبل - كان قادرًا على حساب الحجم الزاوي للنجم من نقطة المراقبة الخاصة به.

في حواره، وثق غاليليو النتائج التي توصل إليها والتي تفيد بأن النجم من الدرجة الأولى أظهر قطرًا ظاهريًا لا يتجاوز 5 ثانية قوسية، بينما قياس النجم السادس من الدرجة ⁵/₆ تقريبًا ثانية قوسية. تماشيًا مع العديد من علماء الفلك المعاصرين، لم يفهم جاليليو أن هذه الأحجام النجمية الظاهرة المقاسة كانت مجرد آثار، ناتجة عن الحيود والتداخل الجوي، وليست مؤشرًا على الأبعاد الفيزيائية الفعلية للنجوم. ومع ذلك، كانت القيم المحسوبة لجاليليو أقل بكثير من التقديرات السابقة لألمع النجوم، بما في ذلك تلك التي أجراها براهي. سمح هذا الانخفاض في الحجم المقدر لجاليليو بتحدي التأكيدات المناهضة لنظرية كوبرنيكوس، مثل حجة تايكو براهي بأن النجوم يجب أن تكون ضخمة بشكل غير معقول حتى يظل اختلاف اختلافاتها السنوية غير قابل للملاحظة. أجرى علماء فلك آخرون، بما في ذلك سيمون ماريوس، وجيوفاني باتيستا ريتشولي، ومارتينوس هورتنسيوس، قياسات نجمية مماثلة؛ ومع ذلك، خلص ماريوس وريتشولي إلى أنه حتى هذه الأحجام المخفضة لم تكن كافية لدحض حجة تايكو بشكل نهائي.

نظرية المد والجزر

في عام 1615، أكد الكاردينال بيلارمين أن النظام الكوبرنيكي يتطلب "إثباتًا ماديًا حقيقيًا بأن الشمس لا تدور حول الأرض بل الأرض تدور حول الشمس" للدفاع عنه. اعتقد جاليليو أن نظريته عن المد والجزر قدمت هذا النوع من الأدلة التجريبية على وجه التحديد. كانت أهمية هذه النظرية بالنسبة لجاليليو كبيرة لدرجة أن عمله الأساسي، الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين، كان في البداية بعنوان الحوار حول مد وجزر البحار. ومع ذلك، أمرت محاكم التفتيش لاحقًا بإزالة إشارة المد والجزر من عنوان المنشور.

افترض جاليليو أن المد والجزر ناتج عن تذبذب مياه المحيطات، وهي ظاهرة أرجعها إلى اختلاف سرعات النقاط على سطح الأرض بسبب دورانها المحوري والدوران المداري حول الشمس. قام بنشر أطروحته الأولية عن المد والجزر في عام 1616، وأهداها إلى الكاردينال أورسيني. قدم إطاره النظري رؤى حول كيفية تأثير مورفولوجية أحواض المحيطات على حجم المد والجزر ودوريته، موضحًا، على سبيل المثال، الحد الأدنى من نشاط المد والجزر الملحوظ في البحر الأدرياتيكي المركزي مقارنة بأطرافه.

ومع ذلك، أثبتت نظرية المد والجزر لجاليليو أنها غير كافية في تفسير ظواهر المد والجزر المرصودة. لقد تنبأ بمد عالٍ يومي واحد فقط، وهو ما أكده في روايته عام 1616 أنه حدث في المحيط الأطلسي. وأرجع ارتفاع المد والجزر اليومي الذي لوحظ في البندقية وأماكن أخرى إلى عوامل ثانوية، مثل تكوين البحر وعمقه. ومع ذلك، فإن المحيط الأطلسي ومعظم المحيطات الأخرى تشهد مدًا وجزرًا شبه يومي (مرتين يوميًا). وبالتالي، بعد إدراك هذا التناقض، قدم جاليليو نظريته في الحوار دون ذكر محدد للمحيط الأطلسي أو المناطق الأخرى التي تظهر مدًا وجزرًا مرة واحدة يوميًا، وبالتالي ترك مسألة أنماط المد والجزر اليومية دون حل. علاوة على ذلك، فقد رفض الفكرة القديمة والمعاصرة، التي دافع عنها يوهانس كيبلر، والتي تقول إن القمر يمارس تأثيرًا سببيًا على المد والجزر - وهو مفهوم أساسي في نظريات المد والجزر المعاصرة.

الجدل بشأن المذنبات والفاحص

في عام 1619، دخل غاليليو في نزاع كبير مع الأب أورازيو غراسي، أستاذ الرياضيات في الكلية اليسوعية كوليجيو رومانو. تركز هذا الخلاف في البداية على الطبيعة الأساسية للمذنبات، ثم تطور إلى نقاش أوسع حول جوهر البحث العلمي نفسه بحلول عام 1623، عندما أصدر غاليليو The Assayer (Il Saggiatore)، وهو مساهمته الحاسمة في هذا الجدل. تُعرّف صفحة عنوان المنشور غاليليو بأنه فيلسوف و"Matematico Primario" (كبير علماء الرياضيات) لدوق توسكانا الأكبر.

المقايس كثيرًا ما يتم وصفه بأنه البيان العلمي لجاليليو نظرًا لتوضيحه الشامل لمبادئه المنهجية للبحث العلمي. في أوائل عام 1619، أصدر الأب غراسي كتيبًا دون الكشف عن هويته، مناظرة فلكية حول المذنبات الثلاثة لعام 1618، والذي استكشف خصائص المذنب الذي تم رصده في أواخر نوفمبر من العام السابق. افترض غراسي أن المذنب يشكل كيانًا متوهجًا يجتاز جزءًا من دائرة عظيمة على مسافة ثابتة من مركز الأرض، مستنتجًا بعده الأكبر من القمر نظرًا لحركته السماوية الأبطأ.

واجهت مقترحات ونتائج غراسي انتقادات لاحقًا في خطاب عن المذنبات، وهو منشور منسوب إلى ماريو غيدوتشي، المحامي الفلورنسي وتلميذ غاليليو، على الرغم من أن غاليليو نفسه كان المؤلف الأساسي. في حين أن غاليليو وغيدوتشي لم يقدما نظرية قاطعة فيما يتعلق بطبيعة المذنبات، فقد اقترحا عدة فرضيات مؤقتة، والتي تم دحضها منذ ذلك الحين. (كان تايكو براهي، في ذلك الوقت، قد أوضح بالفعل المنهجية الدقيقة للتحقيق في المذنبات.) احتوى القسم التمهيدي من خطاب لغاليليو وغويدوتشي على إهانة غير مبررة لليسوعي كريستوف شاينر، وتضمن النص العديد من التعليقات المهينة الموجهة إلى أساتذة الكلية الرومانية. أثارت هذه التصريحات الاستياء بين اليسوعيين، مما دفع غراسي إلى إصدار رده الجدلي، التوازن الفلكي والفلسفي، والذي نُشر تحت الاسم المستعار لوثاريو سارسيو سيجينسانو، وهو تلميذ له ظاهريًا. كان رد جاليليو الهائل على التوازن الفلكي هو المقايِر. نال هذا العمل استحسانًا واسع النطاق باعتباره مثالًا أساسيًا للكتابة الجدلية، التي تتميز بنقدها الشديد لحجج "السارسي". لقد نالت إشادة كبيرة ولاقت استحسانًا خاصًا من قبل البابا أوربان الثامن المنتخب حديثًا، والذي أهدى لها. خلال العقد السابق في روما، أظهر باربريني، الذي أصبح فيما بعد أوربان الثامن، دعمه لجاليليو وأكاديمية لينسيان.

أدى الجدل بين جاليليو وجراسي إلى القطيعة الدائمة بين العديد من اليسوعيين. كان جاليليو ورفاقه مقتنعين بأن هؤلاء اليسوعيين كان لهم دور فعال في إدانته اللاحقة، على الرغم من أن الأدلة الداعمة القاطعة لهذا التأكيد لا تزال بعيدة المنال.

الجدل المتعلق بمركزية الشمس

خلال فترة صراع جاليليو مع الكنيسة، كانت أوروبا تشهد اضطرابات كبيرة بسبب الحروب الدينية والإصلاح المضاد. التزم معظم الأفراد المتعلمين إما بنموذج مركزية الأرض الأرسطي، الذي افترض أن الأرض هي مركز الكون مع جميع الأجرام السماوية التي تدور حولها، أو بنظام تايكو براهي الهجين الذي يدمج مركزية الأرض ومركزية الشمس. واجهت دعوة جاليليو لمركزية الشمس مقاومة لاهوتية وعلمية. نشأت الاعتراضات اللاهوتية من تفسيرات الكتاب المقدس التي تشير إلى جمود الأرض. نشأت المعارضة العلمية من براهي، الذي أكد أن مركزية الشمس تستلزم اختلافًا نجميًا سنويًا يمكن ملاحظته، وهو ما لم يتم اكتشافه في ذلك الوقت. لقد افترض أريستارخوس وكوبرنيكوس بدقة أن اختلاف المنظر لا يكاد يذكر بسبب المسافات الهائلة بين النجوم. ومع ذلك، رد براهي بأنه إذا كانت النجوم بعيدة جدًا بالفعل، فإن حجمها الزاوي الواضح القابل للقياس يعني ضمنًا أبعادًا تتجاوز بكثير مدار الشمس أو حتى مدار الأرض. وفي وقت لاحق إلى حد كبير، تأكد علماء الفلك من أن الأحجام الظاهرية للنجوم ناتجة عن ظاهرة بصرية تعرف باسم القرص الهوائي، مما يعكس سطوعها الجوهري بدلاً من أبعادها المادية الفعلية.

أثبت جاليليو حججه حول مركزية الشمس من خلال الملاحظات الفلكية التي أجريت في عام 1609. وفي عام 1611، بالتزامن مع اعتراف الأعضاء اليسوعيين في كوليجيو رومانو بتلسكوب غاليليو. الاكتشافات، بدأت لجنة الكاردينال التحقيق في غاليليو. سعى هذا التحقيق إلى تحديد تورطه في محاكمة سيزار كريمونيني، وهو زميل سابق في جامعة بادوا واجه اتهامات بالهرطقة. تمثل هذه التحقيقات المثال الأولي للإشارة إلى اسم غاليليو من قبل محاكم التفتيش الرومانية.

في ديسمبر 1613، تحدت دوقة فلورنسا الكبرى كريستينا بينيديتو كاستيلي، وهو صديق ومؤيد لجاليليو، فيما يتعلق باعتراضات الكتاب المقدس على حركة الأرض. دفع هذا اللقاء غاليليو إلى كتابة رسالة من ثماني صفحات إلى كاستيلي، يؤكد فيها أن مركزية الشمس لا تتعارض مع الكتب المقدسة في الكتاب المقدس وأن الكتاب المقدس كان بمثابة مرجع للإيمان والأخلاق وليس للمسائل العلمية. وعلى الرغم من عدم نشرها، فقد حققت هذه الرسالة انتشارًا واسع النطاق. بعد ذلك بعامين، كتب جاليليو رسالة من أربعين صفحة إلى كريستينا، يوضح فيها هذه الحجج بشكل أكبر.

بحلول عام 1615، قدم الأب نيكولو لوريني كتابات غاليليو حول مركزية الشمس إلى محاكم التفتيش الرومانية. زعم لوريني أن غاليليو وأتباعه كانوا يحاولون إعادة تفسير الكتاب المقدس، وهو عمل يعتبر انتهاكًا لمجمع ترينت ويشبه بشكل خطير البروتستانتية. لقد أشار على وجه التحديد إلى رسالة غاليليو إلى كاستيلي. ردًا على ذلك، سافر جاليليو إلى روما للدفاع عن نفسه ونظرياته. في أوائل عام 1616، بدأ فرانشيسكو إنجولي تبادلًا علميًا مع جاليليو، حيث أرسل مقالًا يتحدى النظام الكوبرنيكي. افترض جاليليو لاحقًا أن هذا المقال كان محوريًا في الإجراءات اللاحقة المتخذة ضد الكوبرنيكية. من المعقول أن يتم تكليف إنجولي من قبل محاكم التفتيش بتقديم تقييم خبير للنزاع، حيث تشكل مقالته الأساس لإجراءات محاكم التفتيش. قدم المقال ثمانية عشر حجة فيزيائية ورياضية تعارض مركزية الشمس، مستمدة بشكل كبير من تأكيدات تايكو براهي، لا سيما الادعاء بأن مركزية الشمس ستتطلب ظهور النجوم أكبر بكثير من الشمس. على الرغم من أن المقال يحتوي أيضًا على أربع حجج لاهوتية، إلا أن إنجولي أوصى بأن يركز جاليليو على النقاط الفيزيائية والرياضية، متعمدًا حذف أي ذكر لتفسيرات جاليليو الكتابية.

في فبراير 1616، أعلنت لجنة تحقيقية رسميًا أن مركزية الشمس "سخيفة وسخيفة في الفلسفة، وهرطقة رسميًا لأنها تتعارض بشكل واضح في العديد من الأماكن مع معنى الكتاب المقدس". كما قررت محاكم التفتيش أن مفهوم حركة الأرض "يتلقى نفس الحكم في الفلسفة و... فيما يتعلق بالحقيقة اللاهوتية، فهو على الأقل خطأ في الإيمان." بعد ذلك، وجه البابا بولس الخامس الكاردينال بيلارمين لإبلاغ هذا الحكم إلى غاليليو وأمره بالتخلي عن مركزية الشمس. في 26 فبراير، تم استدعاء جاليليو إلى مقر إقامة بيلارمين وصدرت له تعليمات "بالتخلي تمامًا عن الرأي القائل بأن الشمس تقف ثابتة في مركز العالم وأن الأرض تتحرك، ومن الآن فصاعدًا عدم التمسك بها أو تعليمها أو الدفاع عنها بأي شكل من الأشكال، سواء شفهيًا أو كتابيًا". في الوقت نفسه، أصدر مجمع الفهرس مرسومًا يحظر كتاب كوبرنيكوس De Revolutionibus وغيره من نصوص مركزية الشمس حتى تنقيحها.

على مدى العقد التالي، انسحب جاليليو إلى حد كبير من الجدل الدائر حول مركزية الشمس. واستأنف مساعيه لتأليف كتاب حول هذا الموضوع، وكان الدافع وراء ذلك هو انتخاب الكاردينال مافيو باربيريني ليكون البابا أوربان الثامن في عام 1623. وكان باربيريني، وهو صديق شخصي ومعجب بجاليليو، قد عارض سابقًا التحذير الصادر ضده في عام 1616. وقد نُشر عمل جاليليو الناتج، الحوار بشأن النظامين العالميين الرئيسيين، في عام 1632، بعد حصوله على ترخيص رسمي من الجمعية العامة للأمم المتحدة. محاكم التفتيش والعقوبات البابوية.

في السابق، طلب البابا أوربان الثامن شخصيًا من جاليليو تقديم حجج مؤيدة ومعارضة لمركزية الشمس في الكتاب، محذرًا إياه من الدفاع عن نموذج مركزية الشمس. بغض النظر عن النية، فإن سيمبليسيو، مؤيد منظور مركزية الأرض الأرسطي في الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين، كثيرًا ما كان متورطًا في مغالطاته المنطقية، وبدا أحيانًا ناقصًا فكريًا. على الرغم من أن جاليليو أكد في مقدمة الكتاب أن الشخصية سُميت على اسم فيلسوف أرسطو مشهور (Simplicius باللاتينية، و"Simplicio" بالإيطالية)، فإن المصطلح الإيطالي "Simplicio" يحمل أيضًا دلالة تحقير لـ "simpleton".

وبالتالي، فإن تصوير Simplicio وضع الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين كعمل جدلي يتحدى مركزية الأرض الأرسطية و الدفاع عن النظرية الكوبرنيكية. يتفق معظم المؤرخين على أن جاليليو لم يكن ينوي التهكم، وكان مندهشًا حقًا من استقبال منشوراته.

ومع ذلك، لم ينظر البابا إلى الإهانة العامة أو الدعوة إلى الكوبرنيكية باستخفاف. يفترض دافا سوبيل أنه قبل محاكمة غاليليو عام 1633 وإدانته اللاحقة بالهرطقة، واجه البابا أوربان الثامن اتهامات بالفشل في الدفاع عن الكنيسة وانهمك في مؤامرات المحكمة وشؤون الدولة، حتى أنه كان يخشى على حياته. وفي هذا السياق، يشير سوبيل إلى أن أوربان شعر بالخيانة من خلال حوارات غاليليو، وهو شعور استغله المطلعون على البلاط وخصوم غاليليو. يضع ماريو ليفيو قضية جاليليو في سياق الخطاب العلمي والسياسي الحديث، ويقارنها بإنكار العلم المعاصر.

وبعد أن أبعد مؤيديه الأكثر نفوذًا، البابا، تلقى جاليليو استدعاءً إلى روما في سبتمبر 1632 للدفاع عن منشوراته. وصل في فبراير 1633 وتم تقديمه بعد ذلك أمام المحقق فينتشنزو ماكولاني لمواجهة التهم. طوال الإجراءات، أكد جاليليو باستمرار أنه التزم بإخلاص بوعده الذي قطعه عام 1616 بعدم تأييد أي آراء مُدانة، ونفى في البداية حتى الدفاع عنها. ومع ذلك، فقد تم إقناعه في النهاية بالاعتراف بأنه، على الرغم من نواياه المعلنة، يمكن لقارئ حواره أن يفسره بشكل معقول على أنه تأييد للكوبرنيكية. بالنظر إلى إنكار غاليليو غير المعقول إلى حد ما لاعتناقه وجهات النظر الكوبرنيكية بعد عام 1616 أو نيته الدفاع عنها في الحوار، فقد انتهى استجوابه الأخير في يوليو 1633 بالتهديد بالتعذيب إذا لم يكشف عن الحقيقة؛ ومع ذلك، فقد أصر على إنكاره رغم هذا الإكراه.

صدر حكم محاكم التفتيش في 22 يونيو/حزيران، متضمنًا ثلاثة عناصر أساسية:

• تم إعلان أن جاليليو "مشتبه به بشدة بالهرطقة" (على الرغم من عدم اتهامه رسميًا، وبالتالي تجنب العقوبة البدنية) لتمسكه بالمعتقدات القائلة بأن الشمس تظل ثابتة في مركز الكون، وأن الأرض ليست مركزية وتتحرك، وأنه يمكن للمرء اعتبار الرأي والدفاع عنه محتملًا حتى بعد إعلانه على أنه مخالف للكتاب المقدس. وقد تم تكليفه "بإنكار ولعن وكراهية" هذه الآراء المحددة.
• وحصل على حكم بالسجن رسميًا وفقًا لتقدير محاكم التفتيش. وفي اليوم التالي، تم تحويله إلى الإقامة الجبرية، وهي الحالة التي بقي فيها لبقية حياته.
• تم حظر عمله المثير للجدل، الحوار. علاوة على ذلك، وفي إجراء لم يعلن عنه علنًا أثناء المحاكمة، تم منع نشر أي من أعماله المستقبلية أو الحالية.

تروي أسطورة شعبية أنه بعد تراجعه عن نظريته حول مركزية الشمس، زُعم أن غاليليو تمتم بالعبارة المتحدية: "ومع ذلك فهو يتحرك". ظهر أول مثال موثق لهذه الأسطورة بعد قرن من وفاته. هذه الرواية مدعومة بادعاء يتعلق بلوحة من أربعينيات القرن السابع عشر، منسوبة إلى الفنان الإسباني بارتولومي إستيبان موريللو أو مدرسته، والتي يُزعم أنها تصور جاليليو مسجونًا وهو يحدق في الكلمات "Epur si muove" المنقوشة على جدار زنزانته، مع بقاء هذه الكلمات مخفية حتى ترميمها في عام 1911. وبناءً على هذا العمل الفني، أكد ستيلمان دريك أنه "ليس هناك شك الآن في أن الكلمات الشهيرة نُسبت بالفعل إلى جاليليو قبل وفاته." ومع ذلك، خلص تحقيق شامل أجراه عالم الفيزياء الفلكية ماريو ليفيو إلى أن لوحة موريللو المزعومة هي على الأرجح أحدث بكثير، وربما نسخة من عمل فلمنكي عام 1837 لرومان يوجين فان مالديجيم.

بعد فترة قضاها مع أسكانيو بيكولوميني، رئيس أساقفة سيينا، حصل جاليليو على إذن في عام 1634 للعودة إلى فيلته في أرسيتري، بالقرب من فلورنسا، حيث أمضى جزء من حياته تحت الإقامة الجبرية. تم توجيهه لتلاوة مزامير التوبة السبعة أسبوعيًا على مدى السنوات الثلاث اللاحقة. ومع ذلك، أعفته ابنته، ماريا سيليست، من هذا الالتزام بعد الحصول على موافقة كنسية للقيام بذلك بنفسها.

أثناء إقامته الجبرية، كرّس غاليليو جهوده لواحدة من أهم مساهماته، علمان جديدان، وهو العمل الذي دفع ألبرت أينشتاين إلى الإشارة إلى غاليليو باعتباره "أبو الفيزياء الحديثة". في هذه الرسالة، قام بتجميع الأبحاث التي أجريت قبل أربعين عامًا تقريبًا، مع التركيز على التخصصات المعروفة الآن باسم علم الحركة وقوة المواد. تم نشر العمل في هولندا للتحايل على الرقابة الكاثوليكية. وبحلول عام 1638، أصبح جاليليو أعمى تمامًا وعانى من فتق مؤلم وأرق، مما استلزم الإذن له بالسفر إلى فلورنسا للحصول على الاستشارة الطبية.

المساهمات العلمية

لقد نجحت في إثبات هذه الحقائق والعديد من الحقائق المهمة الأخرى. والأهم من ذلك، أن عملي، الذي أعتبره مجرد مسعى أولي، قد وضع منهجيات من شأنها تمكين العقول الأكثر ذكاءً من إجراء تحقيق شامل في الجوانب المعقدة لهذا التخصص العلمي الموسع والمتميز.

المنهجيات العلمية

لقد طور جاليليو علم الحركة بشكل كبير من خلال دمج الإجراءات التجريبية مع التحليل الرياضي بشكل مبتكر. في المقابل، غالبًا ما اتسمت الممارسة العلمية المعاصرة بالأبحاث النوعية، مثل دراسات ويليام جيلبرت حول المغناطيسية والكهرباء. أجرى والد جاليليو، فينسينزو جاليلي، عازف العود ومنظر الموسيقى، تجارب من المحتمل أن تكون أول علاقة غير خطية معروفة في الفيزياء: درجة وتر مشدود تتناسب مع الجذر التربيعي لتوتره. تتوافق هذه النتائج مع التقليد الموسيقي الفيثاغوري، المألوف لدى صانعي الآلات، والذي أدرك أن تقسيم الوتر بنسبة عددية صحيحة يؤدي إلى سلم متناغم. ونتيجة لذلك، كانت هناك علاقة تأسيسية بين الرياضيات والموسيقى والعلوم الفيزيائية منذ فترة طويلة، وقد لاحظ غاليليو الأصغر عمل والده في توسيع هذا التقليد الراسخ.

كان جاليليو من بين المفكرين الرواد المعاصرين الذين أوضحوا بوضوح أن القوانين الطبيعية هي قوانين رياضية بطبيعتها. في المقايس أكد بشكل مشهور أن "الفلسفة منقوشة في هذا المجلد الرائع، الكون... وهي مؤلفة بلغة الرياضيات، ورموزها هي المثلثات والدوائر والأشكال الهندسية الأخرى؛...." تمثل تحقيقاته الرياضية تطورًا في الأساليب التي استخدمها فلاسفة الطبيعة المدرسيون المتأخرون، والتي استوعبها غاليليو خلال دراساته الفلسفية. وشكلت مساهماته خطوة محورية نحو انفصال العلم في نهاية المطاف عن الأطر الفلسفية والدينية، مما يدل على تقدم عميق في التاريخ الفكري البشري. علاوة على ذلك، فقد أظهر في كثير من الأحيان استعدادًا لمراجعة وجهات نظره بناءً على الملاحظة التجريبية.

لإجراء تجاربه، أنشأ جاليليو مقاييس موحدة للطول والوقت، مما أتاح إجراء مقارنات قابلة للتكرار للقياسات عبر مختلف الإعدادات الزمنية والمختبرية. وقد وفرت هذه الدقة المنهجية أساسًا قويًا للتحقق من صحة القوانين الرياضية استقرائيًا. أظهر جاليليو فهمًا معاصرًا للعلاقة المتبادلة المناسبة بين الرياضيات والفيزياء النظرية والفيزياء التجريبية. لقد فهم القطع المكافئ كقطعة مخروطية وكدالة حيث يتغير الإحداثي (y) بشكل تربيعي مع الإحداثي السيني (x). علاوة على ذلك، افترض جاليليو أن القطع المكافئ يمثل المسار الأمثل نظريًا لمقذوف متسارع بشكل منتظم، على افتراض غياب مقاومة الهواء أو الاضطرابات الأخرى. ومع اعترافه بالقيود النظرية لهذا النموذج - على وجه التحديد، أن مسار القذيفة على مقياس مكافئ للأرض لا يمكن أن يكون قطعًا مكافئًا - إلا أنه أكد أنه بالنسبة للمسافات الواقعة ضمن النطاق التشغيلي للمدفعية المعاصرة، فإن انحراف مسار المقذوف عن منحنى القطع المكافئ سيكون ضئيلًا.

الملاحظات الفلكية

باستخدام تلسكوبه المنكسر، قام جاليليو بإجراء العديد من الملاحظات الفلكية المحورية. وفي أواخر عام 1609، لاحظ سطح القمر غير الموحد. وفي أوائل العام التالي، اكتشف أكبر أربعة أقمار تدور حول كوكب المشتري. لاحقًا في عام 1610، لاحظ مراحل كوكب الزهرة وأيضًا زحل، على الرغم من أنه أخطأ في البداية في تفسير حلقات زحل على أنها جسمين كوكبيين مختلفين. بحلول عام 1612، كان قد لاحظ نبتون ووثق حركته، لكنه لم يصنفه ككوكب.

أجرى جاليليو أيضًا تحقيقات في البقع الشمسية ودرب التبانة، جنبًا إلى جنب مع العديد من الملاحظات النجمية، ولا سيما ابتكار طريقة للتأكد من حجمها الظاهري دون مساعدة تلسكوبية.

في عام 1619، ابتكر جاليليو مصطلح "الشفق القطبي"، مشتق من الكلمة الرومانية. إلهة الفجر والتسمية اليونانية لريح الشمال. تم تطبيق هذه التسمية لوصف الظواهر المضيئة التي لوحظت في السماء الشمالية والجنوبية، والتي تنتج عن جزيئات الرياح الشمسية التي تنشط الغلاف المغناطيسي للأرض.

المساهمات الهندسية

ساهم جاليليو بشكل كبير في المجال المعروف الآن بالهندسة، حيث ميز عمله عن الفيزياء البحتة. من عام 1595 إلى 1598، قام جاليليو بتطوير وصقل بوصلة هندسية وعسكرية، مصممة للتطبيقات العملية للمدفعيين والمساحين. يعتمد هذا الاختراع على الأدوات السابقة التي صممها نيكولو تارتاليا وغيدوبالدو ديل مونتي. بالنسبة لرجال المدفعية، قدمت البوصلة طريقة جديدة وأكثر أمانًا لتحديد ارتفاع المدفع بدقة، إلى جانب وسيلة سريعة لحساب شحنة البارود لقذائف المدفع ذات الأبعاد والتركيبات المختلفة. وبقدرتها الهندسية، سهلت الأداة بناء المضلعات المنتظمة، وحساب مساحات المضلعات أو القطاعات الدائرية، والعديد من الحسابات الرياضية الأخرى. تحت إشراف جاليليو، قام صانع الأدوات مارك أنطونيو مازوليني بتصنيع أكثر من 100 من هذه البوصلات. قام جاليليو بتسويق هذه الأدوات، مصحوبة بدليل تعليمات من تأليفه ذاتيًا، مقابل 50 ليرة، بالإضافة إلى تقديم دورات تعليمية حول استخدامها مقابل 120 ليرة.

في عام 1593، صمم جاليليو مقياسًا للحرارة، مستخدمًا مبدأ تمدد الهواء وانكماشه داخل المصباح لإزاحة الماء في أنبوب مترابط.

في عام 1609، أصبح جاليليو، إلى جانب شخصيات مثل الإنجليزي توماس هاريوت، واحدًا من الأفراد الرواد الذين استخدموا التلسكوب المنكسر للرصد الفلكي للنجوم والكواكب والأقمار. تم نسب تسمية "التلسكوب" إلى جهاز غاليليو من قبل عالم الرياضيات اليوناني جيوفاني ديميسياني خلال مأدبة عام 1611 التي استضافها الأمير فيديريكو تشيسي، لإحياء ذكرى انضمام غاليليو إلى أكاديمية دي لينسي. بحلول عام 1610، استخدم جاليليو تلسكوبًا لتكبير تشريح الحشرات من مسافة قريبة. وفي وقت لاحق، بحلول عام 1624، كان غاليليو يستخدم المجهر المركب. وقد قدم إحدى هذه الأدوات إلى الكاردينال زولرن في مايو من ذلك العام لتقديمها لاحقًا إلى دوق بافاريا، وأرسل أخرى إلى الأمير تشيسي في سبتمبر. لعب اللينسيون دورًا فعالًا مرة أخرى في التسمية بعد مرور عام عندما صاغ عضو الأكاديمية جيوفاني فابر مصطلح "المجهر" لاختراع جاليليو، مستمدًا إياه من الكلمات اليونانية μικρόν (ميكرون)، والتي تعني "صغير"، وσκοπεῖν (skopein)، والتي تعني "ينظر إلى". كان المقصود من هذا المصطلح أن يوازي "التلسكوب". تعتبر الرسوم التوضيحية للحشرات، التي تم إنتاجها باستخدام أحد مجاهر جاليليو ونشرت عام 1625، أول توثيق لا لبس فيه لتطبيق المجهر المركب.

في عام 1612، بعد تحديده للفترات المدارية لأقمار المشتري الصناعية، افترض جاليليو أن المعرفة الدقيقة لمداراتها يمكن أن تمكن من استخدامها كآلية عالمية لقياس الوقت، وبالتالي تسهيل تحديد خطوط الطول. لقد تابع هذا التحدي بشكل متقطع طوال حياته المتبقية، حيث واجه عقبات عملية كبيرة. تم تنفيذ المنهجية لأول مرة بنجاح بواسطة جيوفاني دومينيكو كاسيني في عام 1681، ثم شهدت بعد ذلك تطبيقًا واسع النطاق في مسوحات الأراضي واسعة النطاق؛ على سبيل المثال، تم استخدامه لمسح فرنسا ولاحقًا بواسطة زيبولون بايك في الغرب الأوسط للولايات المتحدة في عام 1806. بالنسبة للملاحة البحرية، حيث تمثل الملاحظات التلسكوبية المعقدة صعوبة أكبر، استلزمت مشكلة خط الطول في النهاية اختراع كرونومتر بحري عملي ومحمول، والذي تجسد في تصميم جون هاريسون. في سنواته الأخيرة، على الرغم من إصابته بالعمى الكامل، تصور غاليليو آلية ميزان الساعة البندولية، المعروفة باسم ميزان غاليليو، على الرغم من أنه لم يتم إنشاء مثل هذه الساعة إلا بعد أن طور كريستيان هويجنز أول ساعة بندولية تعمل بكامل طاقتها في خمسينيات القرن السابع عشر.

تلقى جاليليو دعوات متعددة للتشاور بشأن المشاريع الهندسية التي تهدف إلى تخفيف الفيضانات النهرية. من المحتمل أنه في عام 1630، لعب ماريو غيدوتشي دورًا محوريًا في تأمين خبرة غاليليو فيما يتعلق باقتراح بارتولوتي لحفر قناة جديدة لنهر بيسينزيو بالقرب من فلورنسا.

يتضمن التحدي الأساسي الذي يواجه محامل الكرات البدائية الاحتكاك المتبادل الناتج عن احتكاك الكرات ببعضها البعض. يمكن تخفيف هذا الاحتكاك عن طريق تغليف كل كرة على حدة داخل القفص. تم توضيح مفهوم محمل الكرة الملتقط أو المحبوس في البداية بواسطة غاليليو خلال القرن السابع عشر.

الفيزياء

كانت أبحاث جاليليو النظرية والتجريبية في ديناميكيات الأجسام، والتي استكملتها المساهمات المستقلة إلى حد كبير من كبلر ورينيه ديكارت، بمثابة مقدمة تأسيسية للميكانيكا الكلاسيكية التي صاغها لاحقًا السير إسحاق نيوتن.

البندول

أجرى جاليليو العديد من التجارب المتعلقة بالبندول. تشير الروايات الشعبية، ولا سيما السيرة الذاتية لفينشنزو فيفياني، إلى أن هذه التحقيقات بدأت بمراقبة اهتزازات الثريا البرونزية في كاتدرائية بيزا، والتي تم توقيتها حسب نبض غاليليو. يظهر تعامل غاليليو الموثق الأولي مع البندولات في ملاحظاته المنشورة بعد وفاته، On Motion، مع تفاصيل تجريبية لاحقة معروضة في عمله اثنين من العلوم الجديدة. أكد جاليليو أن البندول البسيط يظهر تزامن زمني، مما يعني أن فترة تذبذبه تظل ثابتة بغض النظر عن سعته. ومع ذلك، فقد أثبت كريستيان هويجنز لاحقًا أن هذا المبدأ مجرد مبدأ تقريبي. علاوة على ذلك، أثبت جاليليو أن مربع الدورة الدورية للبندول يتناسب طرديًا مع طوله.

تردد الصوت

على الرغم من أنه لم يتم الاعتراف به على نطاق واسع، إلا أن غاليليو يُنسب إليه باعتباره أحد الرواد في فهم تردد الصوت. لقد أثبت ذلك عن طريق تغيير السرعة التي يكشط بها الإزميل السطح، وبالتالي ربط طبقة الصوت الناتجة مع المسافة بين علامات الإزميل، والتي كانت بمثابة مؤشر للتردد.

مضخة مياه

خلال القرن السابع عشر، مكّن التقدم في تكنولوجيا مضخات المياه من إنشاء فراغات قابلة للقياس، وهي ظاهرة لم يتم فهمها على الفور. وقد لوحظ أن مضخات الشفط لم تكن قادرة على رفع المياه إلى ما هو أبعد من حد معين، مسجل بـ 18 ياردة فلورنتينية (حوالي 34 قدمًا أو 10 أمتار) حوالي ج. 1635. فرض هذا التقييد على الارتفاع تحديات كبيرة على الري، وتصريف المناجم، ونوافير الزينة التي أمر بها دوق توسكانا، مما دفعه إلى الاستعانة بخبرة غاليليو في التحقيق. في منشوره الصادر عام 1638 بعنوان علمان جديدان، اقترح جاليليو خطأً أن عمود الماء المرفوع بواسطة مضخة سوف ينفجر تحت وزنه عند تجاوز ارتفاعه 34 قدمًا.

سرعة الضوء

في عام 1638، وضع غاليليو الخطوط العريضة لبروتوكول تجريبي لتحديد سرعة الضوء، يتضمن مراقبين متمركزين على مسافة، كل منهما مزود بفانوس مغلق. يستلزم الإجراء قيام المراقب الأول بفتح مصراع الفانوس الخاص به، يليه قيام المراقب الثاني بفتح مصراعه فورًا عند إدراك الضوء. الفترة الفاصلة بين فتح مصراع المراقب الأول ومراقبتهم اللاحقة للضوء من مصباح المراقب الثاني ستمثل نظريًا وقت انتقال الضوء ذهابًا وإيابًا بينهما. أثبتت محاولات جاليليو لتنفيذ هذه التجربة على مسافات أقل من ميل أنها غير حاسمة فيما يتعلق بالطبيعة اللحظية لانتشار الضوء. بين وفاة غاليليو وعام 1667، قام أعضاء أكاديمية ديل سيمينتو الفلورنسية بتكرار التجربة على مسافة ميل واحد تقريبًا، مما أدى إلى نتائج غير محددة مماثلة. أثبتت التطورات العلمية اللاحقة أن سرعة الضوء تعتبر أسرع بكثير من أن يتم قياسها بدقة باستخدام مثل هذه المنهجيات البدائية.

الثبات الجليلي

اغلق على نفسك مع بعض الأصدقاء في المقصورة الرئيسية أسفل سطح إحدى السفن، واصطحب معك هناك بعض الذباب والفراشات وغيرها من الحيوانات الصغيرة الطائرة. أحضر وعاءً كبيرًا من الماء وفيه بعض الأسماك؛ قم بتعليق زجاجة تفرغ قطرة قطرة في وعاء ضيق الفم تحتها. مع وقوف السفينة ثابتة، لاحظ بعناية كيف تطير الحيوانات الصغيرة بسرعة متساوية إلى جميع جوانب المقصورة. تسبح السمكة في كل الاتجاهات بلا مبالاة؛ تسقط القطرات في الوعاء الموجود أسفله؛ وعند رمي شيء ما لصديقك، لا تحتاج إلى رميه بقوة في اتجاه واحد أكثر من الآخر، حيث تكون المسافات متساوية؛ بالقفز مع ضم قدميك معًا، تمرر مساحات متساوية في كل اتجاه. عندما تراقب كل هذه الأشياء بعناية (على الرغم من أنه ليس هناك شك في أنه عندما تكون السفينة واقفة، يجب أن يحدث كل شيء بهذه الطريقة)، اجعل السفينة تتقدم بأي سرعة تريدها، طالما أن الحركة موحدة ولا تتقلب بهذه الطريقة أو تلك. لن تكتشف أدنى تغيير في جميع التأثيرات المذكورة، ولن تتمكن من معرفة من أي منها ما إذا كانت السفينة تتحرك أم واقفة.

شكل هذا المبدأ لاحقًا الإطار التأسيسي لقوانين نيوتن للحركة ويشكل عقيدة أساسية للنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين.

الأجسام المتساقطة

جون فيلوبونوس ونيكول أورسم ودومينغو دي سوتو

من المحتمل أن يكون مفهوم أن الأجسام ذات الكتل المختلفة تسقط بمعدل مماثل قد تم توضيحه في وقت مبكر من عام 60 قبل الميلاد من قبل الفيلسوف الروماني لوكريتيوس. الملاحظات التجريبية التي تشير إلى أن الأجسام ذات الأبعاد المتشابهة ولكن الأوزان المختلفة تنحدر بنفس السرعة تم تسجيلها في نصوص القرن السادس بواسطة جون فيلوبونوس، وهي مجموعة من الأعمال المعروفة لجاليليو. بعد ذلك، في القرن الرابع عشر، صاغت نيكول أورسم قانون التربيع الزمني للحركة المتسارعة بشكل منتظم، وبحلول القرن السادس عشر، افترض دومينغو دي سوتو أن الأجسام التي تنحدر عبر وسط متجانس ستواجه تسارعًا منتظمًا. ومع ذلك، افتقرت مقترحات دي سوتو إلى المؤهلات الواسعة والتحسينات المتطورة التي تميزت بها نظرية جاليليو اللاحقة فيما يتعلق بالأجسام المتساقطة. على سبيل المثال، فشل في الاعتراف، على عكس جاليليو، بأن التسارع المنتظم يحدث فقط في الفراغ، وأنه في الأوساط الأخرى، سيصل الجسم في النهاية إلى سرعة نهائية ثابتة.

تجربة برج دلفت

في عام 1586، أجرى سيمون ستيفين (المعروف أيضًا باسم ستيفينوس) وجان كورنتس دي جروت تجربة تتضمن إسقاط كرات الرصاص من نيو كيرك في دلفت بهولندا. أظهرت هذه التجربة أن الأجسام ذات الأبعاد المتماثلة ولكن ذات الكتل المتفاوتة تنحدر بسرعة متساوية. على الرغم من نجاحها في نتائجها، إلا أن تجربة برج دلفت افتقرت إلى المنهجية العلمية الصارمة التي تميزت بها التحقيقات اللاحقة. استلزمت منهجية ستيفن الاعتماد على الإشارات السمعية، وتحديدًا صوت الكرات التي تضرب منصة خشبية بالأسفل، لاستنتاج أن الكرات قد هبطت في وقت واحد. ونتيجة لذلك، تلقت هذه التجربة اعترافًا علميًا أقل مقارنة بالمساهمات الأكثر جوهرية لجاليليو جاليلي، ولا سيما تجربته الفكرية الشهيرة برج بيزا المائل عام 1589.

تجربة برج بيزا المائل

وفقًا لرواية السيرة الذاتية لطالب غاليليو، فينسينزو فيفياني، يُزعم أن غاليليو أسقط كرات من مادة متطابقة ولكن كتل مختلفة من برج بيزا المائل لتوضيح أن وقت هبوطها كان مستقلاً عن كتلتها. يتناقض هذا التأكيد بشكل مباشر مع عقيدة أرسطو، التي تفترض أن الأجسام الأثقل تنزل بسرعة أكبر من الأجسام الأخف، بما يتناسب بشكل مباشر مع وزنها. على الرغم من سردها المتكرر في الروايات الشعبية، لا يوجد سجل شخصي من جاليليو يؤكد تنفيذ مثل هذه التجربة، ويتفق المؤرخون عمومًا على أنها كانت، على الأكثر، تمرينًا مفاهيميًا وليست حدثًا ماديًا فعليًا. يمثل ستيلمان دريك استثناءً ملحوظًا، معتبرًا أن التجربة حدثت إلى حد كبير كما صورها فيفياني. ومع ذلك، فإن غالبية تحقيقات جاليليو في الأجسام المتساقطة تم إجراؤها باستخدام طائرات مائلة، وهي طريقة خففت بشكل كبير من التحديات المتعلقة بالتوقيت الدقيق ومقاومة الهواء.

في أطروحته عام 1638، علمان جديدان، أكد سالفياتي، الذي يعتبر على نطاق واسع ممثلًا لجاليليو، أن جميع الأجسام ذات الأوزان المختلفة ستهبط بسرعة محددة متطابقة في الفراغ، قائلًا: "في وسط خالٍ تمامًا من الأجسام المتساقطة". كل المقاومة ستسقط جميع الأجسام بنفس السرعة." اقترح سالفياتي أيضًا أنه يمكن التحقق من صحة هذا المبدأ تجريبيًا من خلال مقارنة الحركات التذبذبية للبندولات في الهواء، باستخدام أوزان مصنوعة من الرصاص والفلين، والتي تمتلك أوزانًا مختلفة ولكنها كانت متشابهة من الناحية الهيكلية.

قانون مربع الزمن

افترض جاليليو أن الجسم الهابط سيظهر تسارعًا منتظمًا، بشرط أن تظل مقاومة الوسط المحيط ضئيلة، أو في السيناريو المثالي للهبوط من خلال الفراغ. علاوة على ذلك، فقد صاغ بدقة القانون الحركي الذي يحكم المسافة المقطوعة أثناء التسارع المنتظم من حالة السكون، وحدد تناسبها مع مربع الوقت المنقضي (d∝t§45§). لقد صاغ جاليليو قانون التربيع الزمني من خلال إنشاءات هندسية ولغة رياضية صارمة، بما يتوافق مع الأعراف الفكرية في عصره. وقد تم فيما بعد إعادة صياغة هذا القانون من قبل آخرين.

القصور الذاتي

استنتج جاليليو أيضًا أن الأجسام تحتفظ بسرعتها عندما لا تكون هناك عوائق في حركتها، وهو الاستنتاج الذي يتحدى بشكل مباشر فرضية أرسطو السائدة. أكد الفكر الأرسطي على أن الجسم لا يمكن أن يحافظ على الحركة "العنيفة" أو "غير الطبيعية" أو "القسرية" إلا طالما أن العامل النشط أو "المحرك" يمارس تأثيرًا مستمرًا عليه. قبل غاليليو، تم تقديم المفاهيم الفلسفية المتعلقة بالقصور الذاتي من قبل شخصيات مثل جون فيلوبونوس وجان بوريدان. وقد أوضح جاليليو هذا المبدأ على النحو التالي:

تخيل أي جسيم يتم إسقاطه على مستوى أفقي دون احتكاك؛ ومن ثم نعلم مما تم شرحه بشكل أكمل في الصفحات السابقة، أن هذا الجسيم سيتحرك على نفس المستوى بحركة منتظمة ودائمة، بشرط ألا يكون للمستوى حدود.

إن سطح الأرض، إذا كان أملسًا تمامًا، سيكون نموذجًا لمثل هذا المستوى. تم دمج هذا المفهوم لاحقًا في قانون نيوتن الأول للحركة، على الرغم من التمييز الحاسم فيما يتعلق باتجاه الحركة: افترض نيوتن الحركة في خط مستقيم، في حين تصور جاليليو الحركة الدائرية، المتمثلة في مدارات الكواكب حول الشمس، والتي يعتقد أنها تحدث دون تأثير الجاذبية، على عكس صياغة نيوتن اللاحقة. يقترح ديكسترهويس أن فهم غاليليو للقصور الذاتي، والذي يتميز بالميل إلى الحركة الدائرية المستمرة، كان مرتبطًا بشكل جوهري بالتزامه بالنموذج الكوبرنيكي.

الرياضيات

على الرغم من أن دمج جاليليو للرياضيات في الفيزياء التجريبية يمثل ابتكارًا مهمًا، إلا أن تقنياته الرياضية المحددة تتوافق إلى حد كبير مع المعايير المعاصرة، وتتضمن أمثلة عديدة لطريقة الجذر التربيعي للتناسب العكسي المستمدة من أعمال فيبوناتشي وأرخميدس. استخدمت مناهجه وبراهينه التحليلية على نطاق واسع نظرية التناسب الأودوكسية، كما هو مفصل في الكتاب الخامس من عناصر إقليدس. لم تصبح هذه النظرية متاحة إلا قبل قرن من الزمان تقريبًا، وذلك بسبب الترجمات الدقيقة التي قام بها تارتاجليا وعلماء آخرون؛ ومع ذلك، في نهاية حياة غاليليو، تم استبدالها تدريجيًا بالمنهجيات الجبرية التي طورها ديكارت. إن المفهوم المعترف به الآن على أنه مفارقة غاليليو لم ينشأ معه، ولم يعد الحل الذي اقترحه، والذي يؤكد على عدم إمكانية مقارنة الأعداد اللانهائية، ذا قيمة.

الموت

استمر جاليليو في استقبال الزوار حتى وفاته في 8 يناير 1642 عن عمر يناهز 77 عامًا، بسبب الحمى وخفقان القلب. أعرب فرديناندو الثاني، دوق توسكانا الأكبر، عن رغبته في أن يُدفن جاليليو داخل الصحن الرئيسي لكنيسة سانتا كروتش، جنبًا إلى جنب مع والده وشخصيات أسلافه الأخرى، وأن يتم بناء ضريح من الرخام على شرفه.

ومع ذلك، تم التخلي عن هذه الخطط بعد احتجاجات البابا أوربان الثامن وابن أخيه الكاردينال فرانشيسكو باربريني، بسبب إدانة الكنيسة الكاثوليكية لجاليليو بتهمة "الشك الشديد بالهرطقة". ونتيجة لذلك، تم دفنه في غرفة متواضعة مجاورة لمصلى المبتدئين، وتقع في نهاية الممر الممتد من الجناح الجنوبي للبازيليكا إلى الخزانة. وفي عام 1737، أُعيد دفنه داخل القسم الرئيسي للبازيليكا، بعد إقامة نصب تذكاري؛ وأثناء عملية النقل هذه، تم استخراج ثلاثة أصابع وسن من بقاياه. وحاليًا يتم عرض أحد هذه الأصابع في متحف جاليليو في فلورنسا بإيطاليا.

تراث

إعادة تقييم الكنيسة لاحقًا

بعد وفاة جاليليو، تراجع الجدل الدائر حول قضية جاليليو إلى حد كبير عن الوعي العام. تم إلغاء الحظر الذي فرضته محاكم التفتيش على إعادة طبع منشورات غاليليو في عام 1718، مما سمح بنشر طبعة من أعماله في فلورنسا، باستثناء الحوار المدان. بعد ذلك، في عام 1741، وافق البابا بنديكتوس الرابع عشر على إصدار طبعة شاملة من كتابات جاليليو العلمية، والتي تضمنت ترجمة للحوار خاضعة لرقابة معتدلة. بحلول عام 1758، تم إلغاء الحظر الشامل ضد النصوص التي تروج لمركزية الشمس من فهرس الكتب المحظورة. ومع ذلك، استمر الحظر الصريح على الطبعات غير الخاضعة للرقابة من الحوار وDe Revolutionibus لكوبرنيكوس. توقفت المعارضة الكنسية الرسمية لمركزية الشمس تمامًا في عام 1835، عندما تمت إزالة هذه الأعمال المحددة في نهاية المطاف من الفهرس.

شهدت قضية غاليليو تجدد الاهتمام في أوائل القرن التاسع عشر، حيث استغلها الجدليون البروتستانت، جنبًا إلى جنب مع أحداث تاريخية أخرى مثل محاكم التفتيش الإسبانية وأسطورة الأرض المسطحة، لانتقاد الكاثوليكية الرومانية. منذ ذلك الحين، تقلب الاهتمام الأكاديمي والعامة بهذه القضية. في عام 1939، خلال خطابه الافتتاحي أمام الأكاديمية البابوية للعلوم، والذي ألقاه في غضون أشهر من انتخابه البابوي، وصف البابا بيوس الثاني عشر غاليليو بأنه أحد "أبطال البحث الأكثر جرأة... غير خائف من العقبات والمخاطر الكامنة، ولا يخشى النصب التذكارية الكئيبة". أشار البروفيسور روبرت ليبر، مستشاره منذ فترة طويلة لمدة أربعة عقود، إلى أن "البابا بيوس الثاني عشر كان حذرًا بشكل استثنائي حتى لا يقيد البحث العلمي قبل الأوان. وكان حازمًا بشأن هذه المسألة وأعرب عن أسفه فيما يتعلق بقضية غاليليو".

في الخامس عشر من فبراير/شباط 1990، أثناء خطاب ألقاه في جامعة سابينزا في روما، وصف الكاردينال راتسينجر، الذي أصبح فيما بعد البابا بنديكتوس السادس عشر، وجهات النظر المعاصرة بشأن قضية جاليليو بأنها "حالة عرضية تسمح لنا برؤية مدى عمق الشك الذاتي في العصر الحديث، وفي العلوم والتكنولوجيا اليوم". ومن بين وجهات النظر التي أشار إليها كانت وجهة نظر الفيلسوف بول فييرابند، الذي أكد أن: "الكنيسة في زمن غاليليو كانت أقرب بكثير إلى العقل مما فعل غاليليو نفسه، وأخذت في الاعتبار العواقب الأخلاقية والاجتماعية لتعاليم غاليليو أيضًا. وكان حكمها ضد غاليليو عقلانيًا وعادلاً، ولا يمكن تبرير مراجعة هذا الحكم إلا على أساس ما هو مناسب سياسيًا". في حين أن الكاردينال لم يؤيد أو يدحض ادعاءات فييرابند صراحةً، فقد حذر من أنه "سيكون من الحماقة بناء اعتذار متهور على أساس مثل هذه الآراء".

في 31 أكتوبر 1992، اعترف البابا يوحنا بولس الثاني رسميًا بخطأ محاكم التفتيش في إدانة غاليليو لتأكيده أن الأرض تدور حول الشمس. ذكر البابا يوحنا بولس الثاني أن اللاهوتيين المسؤولين عن إدانة غاليليو فشلوا في التمييز بشكل مناسب بين نص الكتاب المقدس وتفسيره.

في مارس 2008، أعلن نيكولا كابيبو، رئيس الأكاديمية البابوية للعلوم آنذاك، عن مبادرة لتكريم غاليليو بإقامة تمثال داخل أسوار مدينة الفاتيكان. بحلول شهر ديسمبر من ذلك العام، خلال الاحتفالات بالذكرى الأربعمائة لملاحظات غاليليو التلسكوبية الأولية، أشاد البابا بنديكتوس السادس عشر بمساهماته الكبيرة في علم الفلك. ومع ذلك، بعد شهر من هذه الأحداث، كشف جيانفرانكو رافاسي، الذي ترأس المجلس البابوي للثقافة، عن تعليق اقتراح إنشاء تمثال غاليليو على أرض الفاتيكان.

التأثير على العلوم الحديثة

افترض ستيفن هوكينج أن غاليليو من المحتمل أن يتحمل مسؤولية أكبر عن نشأة العلم الحديث من أي فرد آخر، في حين أشار ألبرت أينشتاين إليه على أنه أبو العلم الحديث. في مقدمته الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين، أوضح أينشتاين: "الفكرة المهيمنة التي أدركها في عمل غاليليو هي النضال العاطفي ضد أي نوع من العقيدة القائمة على السلطة. ولا يقبل سوى الخبرة والتفكير الدقيق كمعيارين للحقيقة."

يسلط المؤلف جون ج. سيمونز الضوء على الدور المحوري لجاليليو في تاريخ العلم، ويصفه بأنه تبني رواية علمية جديدة. النموذج، مؤكدا أن:

ولكن ربما الأمر الأكثر أهمية هو أن غاليليو جسّد نظرة علمية جديدة. من خلال خطابه، المدعوم بالتفكير الرياضي، وقوة شخصيته، ساعد جاليليو في تأسيس النموذج الكوبرنيكي للنظام الشمسي باعتباره ثورة في العلوم.

لقد أنشأت اكتشافات جاليليو الفلكية وتحقيقاته الدقيقة في النظرية الكوبرنيكية إرثًا دائمًا. يتضمن ذلك تصنيف أقمار المشتري الأربعة الأكبر حجمًا -آيو، وأوروبا، وجانيميد، وكاليستو- التي اكتشفها، على أنها أقمار غاليليو. علاوة على ذلك، فإن العديد من المساعي والمبادئ العلمية، مثل مركبة غاليليو الفضائية، تحمل اسمه.

وتقديرًا لاحتفال عام 2009 بالذكرى المئوية الرابعة لملاحظات غاليليو الفلكية الأولية الموثقة باستخدام التلسكوب، فقد عينته الأمم المتحدة باعتباره السنة الدولية لعلم الفلك.

الكتابات

من بين منشورات غاليليو المبكرة التي تتناول تفاصيل الأدوات العلمية، هناك أطروحة عام 1586 بعنوان التوازن الصغير (La Billancetta)، والتي تصف توازنًا دقيقًا لقياس أوزان الأشياء في الهواء أو الماء، والدليل المطبوع عام 1606 Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare، الذي يوضح استخدام الهندسة والعسكرية البوصلة.

تتضمن أعمال غاليليو التأسيسية في الديناميكيات، والتي تشمل علم الحركة والميكانيكا، أطروحة بيزان ج. 1590 De Motu (في الحركة) ونص بادوان ج. 1600 Le ميكانيكي (ميكانيكا). اعتمد الأول على ديناميكيات الموائع الأرسطية-الأرخميدية، مفترضًا أن سرعة هبوط الجاذبية في وسط سائل كانت متناسبة بشكل مباشر مع الوزن النوعي للجسم الذي يتجاوز وزن الوسط. وبالتالي، في الفراغ، تسقط الأجسام بسرعات تتناسب مع أوزانها المحددة. يتضمن هذا العمل أيضًا ديناميكيات الزخم فيلوبونان، التي افترضت أن الزخم يتبدد بشكل جوهري وأن السقوط الحر في الفراغ سيصل إلى سرعة نهائية أساسية، يحددها وزن محدد، بعد مرحلة أولية من التسارع.

كان منشور جاليليو عام 1610، The Starry Messenger (Sidereus Nuncius) بمثابة أول أطروحة علمية مستمدة من الملاحظات التلسكوبية. قام هذا العمل بتفصيل النتائج التي توصل إليها والتي تضمنت:

• أقمار الجليل
• التضاريس غير المنتظمة لسطح القمر؛
• وجود العديد من النجوم التي لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وخاصة تلك التي تساهم في إضاءة مجرة درب التبانة؛
• الخصائص البصرية المميزة للكواكب مقابل النجوم الثابتة، حيث تظهر الكواكب كأقراص صغيرة وتظهر النجوم كنقاط ضوئية غير مكبرة.

في عام 1613، أصدر جاليليو أطروحة حول البقع الشمسية، بعنوان رسائل حول البقع الشمسية، والتي افترضت قابلية الشمس والأجرام السماوية للفساد. بالإضافة إلى ذلك، قام هذا المنشور، رسائل حول البقع الشمسية، بتوثيق ملاحظاته التلسكوبية لدورة طور الزهرة الكاملة في عام 1610 واكتشافه لـ "زوائد" زحل الغامضة، بالإضافة إلى اختفائها اللاحق والمحير بنفس القدر. بحلول عام 1615، كان جاليليو قد صاغ مخطوطة بعنوان "رسالة إلى الدوقة الكبرى كريستينا"، على الرغم من أن نشرها المطبوع لم يتم حتى عام 1636. وتمثل هذه الرسالة نسخة منقحة من الرسالة إلى كاستيلي، والتي كان نيكولو لوريني قد أبلغها سابقًا إلى محاكم التفتيش. في أعقاب توجيهات محاكم التفتيش عام 1616 التي تحظر على جاليليو تأييد النموذج الكوبرنيكي أو الدفاع عنه، قام بتأليف "خطاب حول المد والجزر" (Discorso sul Flusso e il reflusso del mare)، وهو خطاب خاص إلى الكاردينال أورسيني، والذي استند إلى الفهم الكوبرنيكي للأرض. في عام 1619، نشر ماريو غيدوتشي، أحد طلاب غاليليو، محاضرة كتبها غاليليو في المقام الأول، بعنوان خطاب حول المذنبات (Discorso Delle Comete)، والتي عارضت وجهة النظر اليسوعية حول المذنبات.

في عام 1623، أصدر جاليليو The Assayer (Il saggiatore)، وهو العمل الذي انتقد النظريات المؤسسة على السلطة الأرسطية ودعا إلى التجريب التجريبي والتعبير الرياضي للمفاهيم العلمية. حقق الكتاب استحسانًا كبيرًا. وبحسب ما ورد وجد البابا أوربان "مفتونًا بها لدرجة أنه قرأها بصوت عالٍ له على الطاولة". بعد انتصار الفاحص، أصدر جاليليو الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين (Dialogo sopra i Due Massimi sistemi del mondo) في عام 1632. وعلى الرغم من جهوده للامتثال لتوجيهات محاكم التفتيش عام 1616، إلا أن حجج الكتاب تدعم النظرية الكوبرنيكية ونموذج مركزية الشمس. أدى النظام الشمسي إلى محاكمة جاليليو وحظر منشوراته. على الرغم من هذا الحظر، تمكن جاليليو من نشر الخطابات والعروض الرياضية المتعلقة بعلمين جديدين (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a Due nuove scienze) في عام 1638 في هولندا، وبالتالي التحايل على اختصاص محاكم التفتيش.

الأعمال المنشورة

تتضمن المساهمات المكتوبة الرئيسية لجاليليو ما يلي:

• التوازن الصغير (1586؛ بالإيطالية: لا بيلانسيتا)
• On Motion (ج. 1590; باللاتينية: De Motu Antiquiora)
• الميكانيكا (ج. 1600; بالإيطالية: Le Mecaniche)
• عمليات البوصلة الهندسية والعسكرية (1606؛ بالإيطالية: Le Operazioni del compasso Geometrico et militare)
• The Starry Messenger (1610؛ باللاتينية: Sidereus Nuncius)
• خطاب عن الأجسام العائمة (1612؛ بالإيطالية: Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua, o che in quella si muovono، ويُترجم إلى "خطاب عن الأجسام التي تبقى فوق الماء، أو تتحرك فيه")
• التاريخ والتوضيح فيما يتعلق بالبقع الشمسية (1613؛ بالإيطالية: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchiesolari؛ مشتق من الرسائل الثلاثة حول البقع الشمسية، Tre lettere sulle macchiesolari، 1612)
• "رسالة إلى الدوقة الكبرى كريستينا" (تم تأليفها عام 1615، ونشرت عام 1636)
• "خطاب حول المد والجزر" (1616؛ بالإيطالية: Discorso del Flusso e reflusso del mare)
• خطاب عن المذنبات (1619؛ بالإيطالية: Discorso delle Comete)
• المقايِر (1623؛ بالإيطالية: Il Saggiatore)
• الحوار المتعلق بالنظامين العالميين الرئيسيين (1632؛ بالإيطالية: Dialogo sopra i Due Massimi sistemi del mondo)
• الخطابات والعروض الرياضية المتعلقة بعلمين جديدين (1638؛ بالإيطالية: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a Due nuove scienze)

المكتبة الشخصية

خلال سنواته الأخيرة، احتفظ غاليليو غاليلي بمكتبة شخصية تضم ما لا يقل عن 598 مجلدًا، تم التعرف على 560 منها، في فيلا إيل جيويلو، الواقعة على أطراف فلورنسا. وعلى الرغم من منعه من كتابة أو نشر مساهماته الفكرية بسبب قيود الإقامة الجبرية، إلا أنه كان يستضيف الزوار باستمرار حتى وفاته. وقد سهلت هذه التفاعلات وصوله المستمر إلى الأدبيات العلمية المعاصرة القادمة من شمال أوروبا.

لا تحتوي وثيقة وصية غاليليو على أي ذكر لمجموعته الواسعة من الكتب والمخطوطات. تم بعد ذلك تجميع جرد تفصيلي بعد وفاته، حيث تم نقل الجزء الأكبر من أصوله، بما في ذلك مكتبته، إلى ابنه، فينتشنزو جاليلي جونيور. عند وفاة فينتشنزو الابن في عام 1649، تم توريث المجموعة إلى زوجته، سيستيليا بوكشينيري.

في وقت لاحق، قام فينتشنزو فيفياني، مساعد جاليليو وطالبه السابق، بجمع كتب جاليليو ووثائقه الشخصية ومخطوطاته غير المحررة، بهدف نشر أعمال معلمه. لكن هذا المشروع الطموح لم يتحقق بعد. وفي وصيته الأخيرة، ترك فيفياني جزءًا كبيرًا من هذه المجموعة إلى مستشفى سانتا ماريا نوفا في فلورنسا، التي كانت تمتلك بالفعل مكتبة كبيرة. لم يتم تقدير القيمة الجوهرية لمقتنيات غاليليو بشكل كامل، مما أدى إلى توزيع نسخ مكررة على مؤسسات أخرى مختلفة، بما في ذلك Biblioteca Comunale degli Intronati، المكتبة العامة في سيينا. لاحقًا، وفي محاولة لتحسين التركيز المتخصص للمكتبة، تم نقل المجلدات التي لا تتعلق بالموضوعات الطبية إلى مكتبة ماجليابشيانا، التي كانت بمثابة مقدمة مبكرة للBiblioteca Nazionale Centrale di Firenze، المكتبة المركزية الوطنية في فلورنسا.

جزء محدود من مجموعة فيفياني، تشمل المخطوطات التي كتبها جاليليو ومعاصروه إيفانجليستا توريسيلي وبينيديتو كاستيلي، وقد تم توريثها لابن أخيه، الأباتي جاكوبو بانزانيني. ظلت هذه المجموعة الأصغر على حالها حتى وفاة بانزانيني، ثم انتقلت بعد ذلك إلى أبناء أخيه كارلو وأنجيلو بانزانيني. بدأت المجلدات من مجموعتي غاليليو وفيفياني في التشتت حيث أهمل الورثة حماية ميراثهم؛ وفي الواقع، ورد أن موظفيهم المحليين باعوا عدة مجلدات كأوراق خردة. في عام 1750 تقريبًا، أدرك السيناتور الفلورنسي جيوفاني باتيستا كليمنتي دي نيلي هذا الوضع واشترى الكتب والمخطوطات من العديد من أصحاب المتاجر، بالإضافة إلى الجزء المتبقي من مجموعة فيفياني من الأخوين بانزانيني. توثق مذكرات نيلي هذا الاستحواذ، قائلة: "إن ثروتي الكبيرة في الحصول على مثل هذا الكنز الرائع بسعر رخيص جدًا جاءت بسبب جهل الأشخاص الذين يبيعونه، والذين لم يكونوا على دراية بقيمة تلك المخطوطات."

وظلت المكتبة تحت وصاية نيلي حتى وفاته في عام 1793. وإدراكًا للأهمية التاريخية والفكرية لمخطوطات والدهم المجمعة، سعى أبناء نيلي إلى بيع العناصر المتبقية إلى الحكومة الفرنسية. ومع ذلك، فرديناند الثالث، دوق توسكانا الأكبر، تدخل في هذه الصفقة، واستحوذ على المجموعة بأكملها. تم بعد ذلك إيداع هذا الأرشيف، الذي يشتمل على مخطوطات ومجلدات مطبوعة ووثائق شخصية، في مكتبة بالاتينا في فلورنسا، حيث تم دمجه مع مكتبة ماجليابيشيانا في عام 1861.

• الكنيسة الكاثوليكية والعلم
• تريبيون جاليليو
• ملاحظات

ملاحظات

المراجع

الاقتباسات

المصادر العامة والمستشهد بها

• أعمال جاليليو جاليلي في مشروع جوتنبرج
• أعمال لجاليليو جاليلي أو عنها في أرشيف الإنترنت
• يعمل في مكتبة غاليليو الشخصية في LibraryThing