STKC

10 อันดับการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่งดงามที่สุด (3)
กาลิเลโอทดลองทิ้งวัตถุลงมาจากที่สูง
Galileo's experiment on falling bodies (1600s)

สุรศักดิ์  พงศ์พันธุ์สุข
กลุ่มวิจัยและพัฒนานิวเคลียร์
สถาบันเทคโนโลยีนิวเคลียร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

เมือง “ปีซา” อยู่ในแคว้นทัสคานี (Tuscany เป็นสำเนียงอังกฤษ สำเนียงอิตาลีคือ ทอสกานา หรือ Toscana ) ทางตอนกลางของประเทศอิตาลี เป็นเมืองท่าปากแม่น้ำอาร์โน (Arno) เป็นเมืองเก่าแก่ตั้งแต่ราวห้าร้อยปี ก่อนคริสต์ศักราช เข้าใจว่าเป็นเมืองของประเทศบารณชื่อ “ อีทรูเรีย” (Etruria) ต่อมาตกเป็นอาณานิคมของโรมันเมื่อ 180 ปีก่อนคริสต์ศักราช ชื่อเมืองปีซามาจากภาษาละตินว่า “Pasei” แปลว่า “ปากแม่น้ำ” (estuary) ชื่อเสียง ทางวัฒนธรรมของเมืองปีซามาจาก “มหาวิทยาลัยปีซา” (The University of Pisa) ก่อตั้งเมื่อ ค.ศ. 1343 และที่ โด่งดังไปทั่วโลกก็คือ “หอเอนปีซา” (The Leaning Tower of Pisa) ชื่อภาษาอิตาลีคือ “ตอเร เปนเดนเต ดี ปีซา” หรือ “Torre pendente di Pisa” ที่สำคัญอีกประการหนึ่ง เมืองนี้เป็นบ้านเกิดของนักวิทยาศาสตร์นามอุโฆษ ที่ชื่อว่า “กาลิเลโอ กาลิเลอี” (Galileo Galilei: ค.ศ. 1564-1642)

http://image32.webshots.com/33/6/18/9/257561809IlGBll_ph.jpg

http://www.aal-persona.org/images/logos/logo_UNIPI(Gray).gif

http://www.italyholidayhomes.com/images/photos/PisaTower_Lg.jpg
ในยุคแถว ๆ ค.ศ. 1500 ทุกคนเชื่อกันว่าวัตถุ “หนัก” จะตกลงพื้นเร็วกว่าวัตถุ “เบา” ก็คนที่ได้ชื่อว่าชาญฉลาดที่สุด ในมวลหมู่มนุษย์อย่าง “อาริสโตเติล” (Aristotle: ก.ค.ศ.3 84-322) เป็นคนที่พูดอย่างนั้นมาตั้งเกือบสองพันปี แล้วนี่นา แล้วพวกนักวิชาการในยุโรปสมัยนั้นต่างก็สืบสาย ความรู้มาจากกรีกโบราณทั้งนั้น จึงถือเป็นกฎว่า ความคงอยู่ ของกฎนี้เป็นสัญญาณหนึ่งว่าวิทยาการได้เสื่อมโทรมลงไปเพียงใดในยุคมืด อย่างยุคกลาง (ราว ค.ศ. 476-1450)
อาริสโตเติล (http://westernparadigm.files.wordpress.com/2008/10/aristotle.jpg)

หอเอนปีซากับกาลิเลโอเกี่ยวข้องกันอย่างแนบแน่นในเรื่องเล่าปรัมปราของการทดลองทางวิทยาศาสตร์์ที่มีชื่อเสียง ที่สุด ครั้งหนึ่งในโลก

แต่กาลิเลโอ กาลิเลอี ผู้เป็นศาสตราจารย์ทางคณิตศาสตร์ในมหาวิทยาลัยปีซากลับอวดดีมาคัดค้านกับความจริง ที่แม้แต่เด็กสามขวบก็ยังรู้ี้ โดยการนำของสองอย่างที่มีน้ำหนักแตกต่างกันคือลูกกระสุนปืนใหญ่กับลูกบอลทำด้วยไม้ ขึ้นไปบนหอเอนเมืองปีซาแล้วทิ้งของสองอย่างนั้นลงมาพร้อมกัน เพื่อพิสูจน์ให้เห็นว่าของสองอย่างที่มีน้ำหนักต่างกัน จะตกลงมาถึงพื้นพร้อม ๆ กัน

กาลิเลโอ (ค.ศ. 1564-1642) http://www.nd.edu/~hps/galileo-speakers.html
ว่ากันว่า การทดลองครั้งนี้ ลูกกระสุนเหล็กตกถึงพื้นก่อนลูกบอลไม้เล็กน้อยพอสังเกตออก ทำให้พวกนักวิชาการสายกรีก ที่พากันมาดูการทดลองไม่ให้ความสำคัญ และเลือกที่จะเชื่ออย่างเดิม แต่ปัจจุบันเรารู้กันแล้วว่ากาลิเลโอเป็นฝ่ายถูก เพราะของที่ตกจากที่สูงเกี่ยวข้องกับ “ความเร่ง” (acceleration) จากแรงของ “ความโน้มถ่วง” (gravity) ของโลก ตามสมการ x = (1/2)gt2 เมื่อ x คือ ระยะทาง t คือ เวลา และ g คือ ความเร่งจากแรงของความโน้มถ่วงของโลก โดยจะเห็นจากสมการว่า ไม่มีมวลหรือน้ำหนักเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเลย
http://physics-animations.com/Physics/English/pisa_txt.htm

อันที่จริงก็ไม่มีหลักฐานยืนยันว่ากาลิเลโอเคยทำการทดลองนี้ด้วยตัวเอง และบางแห่งก็ว่าที่จริงสานุศิษย์ของกาลิเลโอ ที่เป็นคนทดลอง ดังนั้น เรื่องนี้จึงเป็นแต่เพียงเรื่องเล่าต่อ ๆ กันมาในแวดวงวิทยาศาสตร์

จะอย่างไรก็ตาม การท้าทายความเชื่อเก่าของอาริสโตเติลผู้ยิ่งใหญ่นี้ ได้เปิดโลกทัศน์ใหม่แก่มวลมนุษย์ ว่าให้ธรรมชาติ เป็นผู้ตัดสินว่าสิ่งใดผิดหรือถูก ไม่ใช่ให้ศรัทธาในบุคคลเป็นตัวชี้นำ และนี่คือจุดเริ่มต้นของ “วิทยาศาสตร์” อย่างใน ทุกวันนี้

ความงดงามของการทดลองนี้จัดอยู่ในอันดับที่สอง