مفاهیم و قوانین مکانیک نیوتنی

آخرین فردی که اندیشه هایش بر نیوتن و فرمول بندی مکانیک کلاسیک تاثیر عمیق داشت, دکارت بود با این وجود نظرات تمام کارهای دکارت در زمینه فیزیک حالت توصیفی داشت اما همین مسائل توصیفی نیز به شدت با فیزیک ارسطویی در تضاد بود

آخرین فردی که اندیشه هایش بر نیوتن و فرمول بندی مکانیک کلاسیک تاثیر عمیق داشت، دکارت بود. با این وجود نظرات تمام کارهای دکارت در زمینه فیزیک حالت توصیفی داشت. اما همین مسائل توصیفی نیز به شدت با فیزیک ارسطویی در تضاد بود. به همین دلیل نخست مکانیک گالیله ای بیان کرده و آنگاه فیزیک دکارتی آورده شده است تا با مقایسه ی آنها با کارهای نیوتن، ارزش و اهمیت کار نیوتن بهتر مشخص شود.

● مکانیک گالیله ای

پس از کپرنیک و کپلر که در نجوم تحولات را آغاز کردند، گالیله مسئولیت انتقال تاریخی از نجوم به فیزیک را به عهده گرفت. گالیله از جاذبه مطرح شده در قانون سوم کپلر جاذبه و شتاب را استنتاج کرد که از یک سو به حرکت غیر دایروی و سرعت نایکنواخت اجرام سماوی باز می گشت و از سوی دیگر به چند و چون سقوط اجسام در زمین ارتباط داشت. یک طرف نجوم و طرف دیگر قوانین فیزیک. تعریف " شتاب یعنی تغییر سرعت در مقدار و یا جهت " شیرازه نظریه گالیله بود که به نظر متاخرین در این باب متفاوت بود. نظریه قدما می گفت که حرکت طبیعی اجسام سماوی دایره است و حرکت اجسام زمینی خط مستقیم و اگر جسم زمینی را به حال خود بگذاریم کم کم خواهد ایستاد. گالیله اما می گفت که هر جسمی فارغ از سماوی یا زمینی اگر نیروی خارجی بر آن اعمال نشود در حرکت مستقیم خود با سرعت ثابت ادامه خواهد داد و نیروی اعمالی می تواند در راستا و یا در سرعت آن جسم تغییر حاصل کند که در هر دو صورت شتاب نامیده می شود. همچنین او قانون شتاب را کشف کرد و آن مثال معروف سقوط پر و گلوله در خلاء در اثبات همین موضوع است. او در این مورد دست به یک تصور علمی زد و فرض کرد که اگر بتوان ستونی بدون هوا ایجاد کرد این دو جسم در یک زمان و با یک سرعت به زمین خواهند رسید. این امر محقق نشد مگر زمانی که در تاریخ ۱۶۵۴ ماشین تخلیه هوا اختراع شد و صحت نظر گالیله تائید شد. در همان زمان این امکان نیز به وجود آمد تا شتاب جاذبه زمین اندازه گیری شود. او قوانین حرکت پرتابی را که اکنون به عنوان یک مسئله کلاسیک در دبیرستان ها تدریس می شود را نیز کشف کرد .

● دکارت و مفهوم حرکت

در باب فیزک دکارت و مفهوم حرکت از دیدگاه او کمتر سخن گفته اند . گویی فیزیک دکارت با آنهمه اهمیت و تاثیرش بر آراء اندیشمندان بزرگی , همچون ایزاک نیوتن , در مقابل دیگر افکار او همچون تصورات فطری و دوگانه انگاری ذهن - کمتر مورد توجه بوده است .

فیزیک و شالوده های آن نزد دکارت نقشی محوری داشتند . هر چند امروزه احتمالاً او را بیشتر با مابعدالطبیعه ذهن و بدن یا برنامه و روش معرفت شناسی اش میشناسند. در قرن هفدهم میلادی لااقل به یک اندازه , فیزیک مکانیکی و مکانیک جهان هندسی در حرکت که نقش بسیاری در مقبولیت او نزد اندیشمندان معاصرش داشت , شاخته شده بود.

● پیش زمینه های تاریخی

دکارت در جریان مخالفت با فلسفه مدرسی به هیچ وجه تنها نبود . آنزمان که دکارت در مدرسه فیزیک می آموخت حملات متعددی اندیشه های مختلف فلسفه طبیعی ارسطو را هدف قرار می داد . اما مهمترین امر در فهم فیزیک دکارت مسئله احیاء اتمیسم سنتی بود . در برابر دیدگاه ارسطویی، اتمیستهای سنتی از جمله , دموکریتوس , اپیکور , لوکرسیوس سعی می کردند تا رفتار ویژه اجسام را نه بر حسب صورتهای جوهری , بلکه بر حسب اندازه , شکل و حرکت اجسام کوچکتری بنام اتم تبیین نمایند. اتمهایی که در فضای خالی به حرکت واداشته شده اند . در قرن شانزدهم در باب اندیشه اتمیستی به طور گسترده ای بحث میشد. بطوریکه در اوایل قرن هفدهم می توان تعداد قابل توجهی از طرفداران آن از جمله نیکولاس هیل , سباستین باسو , فرانسیس بیکن , و گالیلو گالیله را نام برد . پس از تمام اینها , فیزیک دکارت نقطه پایانی بر این مباحث گذاشت که کاملا با جهان اتمیستها بیگانه بود . دکارت اعتقاد به وجود اتمهای جدا از هم و فضاهای خالی را که مشخصه فیزیک اتمیستی بود کنار گذاشت .

● جسم و امتداد

فلسفه طبیعی دکارت با مفهوم جسم آغاز می شود . البته امتداد , ذاتی جسم یا جوهر جسمانی است . یا آنگونه که در " اصول " اصطلاح فنی آنرا بکار میگیرد , امتداد صفت اصلی جوهر جسمانی است . از نگاه دکارت , همچون دیگر بزرگان , علم ما به جواهر نه بصورت مستقیم بلکه از طریق عوارض , صفات و کیفیات , و . . . آنها ست . به همین دلیل در " اصول " مینویسد : " گرچه هر صفتی برای اینکه شناختی از جوهر به ما بدهد به تنهایی کافی است , اما همین یک صفت در جوهر هست که طبیعت و ذات جوهر را تشکیل میدهد و همه صفات دیگر تابع آن است . مقصود من امتداد در طول و عرض و عمق است که تشکیل دهنده طبیعت جوهر جسمانی است یا اندیشه که تشکیل دهنده طبیعت جوهر اندیشنده است . زیرا همه صفات دیگری که به جسم نسبت دارد منوط به امتداد و تابعی از آن است . و نیز . . . " این ویژگی خاص , امتداد برای جسم و اندیشه برای نفس است . همه دیگر تصورات و مفاهیم به این صفت خاص باز میگردند .تا آنجا که بواسطه صور امتداد است که ما اندازه , شکل و حرکت و دیگر صفات جسم را درک میکنیم . و همینطور به واسطه مفهوم اندیشه یا فکر است که قادر به درک اندیشه های خاص خود هستیم . تصور امتداد بسیار نزدیک به تصور جوهر جسمانی است , بطوریکه دکارت اذعان میدارد که ما قادر به درک مفهوم این جوهر فارغ از صفت اصلی آن نیستیم . دکارت در" اصول " اینگونه مینویسد : " تصور جوهر جسمانی بصورتی متمایز از کمیت خویش , تصوری مبهم از یک چیز غیر جسمانی است . گرچه بعضی این موضوع را به نحو دیگری بیان میکنند , اما من در هر حال فکر می کنم که نحوه تلقی آنها غیر از آن چیزی باشد که هم اکنون گفتم . زیرا وقتی جوهر را از امتداد و کمیت انتزاع میکنند , یا مقصودشان از جوهر لفظی است که دلالت بر چیزی ندارد یا تقریباً تصور مبهمی از جوهری غیرجسمانی در ذهن خود دارند که آن را بغلط به جسم نسبت می دهند و تصور حقیقی خود را از آن جوهر جسمانی به امتداد معطوف می کنند که در عین حال از نظر آنان عرض نامیده میشود . بنابراین می توان بسهولت دریافت که الفاظ آنها با افکارشان مطابقت ندارد . "

دکارت به حرکات , حالات و اشکال که اجسام می توانند دارای آنها باشند , قائل میگردد . بدین ترتیب , رنگها , مزه ها , گرما و سرما در واقع در اجسام وجود ندارند بلکه آنها تنها در ذهنی که آنها را ادراک میکند موجود اند . البته مهم است که بدانیم آن هنگام که دکارت ذات یا جوهر جسم را امتداد انگاشت , قائل به جوهر به آن دقتی که مدرسیان معاصرش قائل بودند , نبود .

خلاصه اینکه تمایز میان یک جوهر و عوارض آن در مابعدالطبیعه مدرسی یک اصل است . ( مثلاً , انسان ذاتاً یک حیوان ناطق است که با از دست دادن هرکدام از صفات حیوان یا ناطق دیگر انسان نیست ) ؛ اما عوارض غیر ذاتی - نسبت کاملاً متفاوتی با جوهر دارند , بطوریکه با از بین رفتن آنها تغییری در طبیعت جوهر رخ نمیدهد . حال , بعضی از آن عوارض مجموعه ای از آن چیزهایی هستند که تنها در انسان یافت میشود .

نزد دکارت تمام عوارض یک جوهر جسمانی باید بوسیله ذاتشان که همان امتداد است فهمیده شوند . هیچ چیز در جسم وجود ندارد که توسط ویژگی ذاتی امتداد قابل درک نباشد . بدین ترتیب اجسام دکارتی , اجسامی هندسی هستند که در خارج از ذهنی که آنها را ادراک می کند وجود دارند .

● حرکت

حرکت در فیزیک دکارت امری کاملاً تعیین کننده است . همه آنچه درجسم وجود دارد امتداد است , و تنها طریق برای اینکه جسمی از جسم دگر قابل تفکیک جلوه کند , حرکت است . بدین ترتیب , آنچه باعث تعیّن اندازه و شکل اجسام منفرد می گردد حرکت است و بدینسان حرکت , محوری ترین اصل تبیینی در فیزیک دکارت است .

باید توجه داشت که نظریه هندسی جسم به عنوان امتداد , ذاتاً جهانی ایستا را بر ما عرضه می دارد . اما واضح است که حرکت یک واقعیت است , و ماهیت آن را باید بررسی کرد . با این همه , ما باید فقط حرکت مکانی را بررسی کنیم . زیرا دکارت تصریح می کند که هیچ نوع دیگری از حرکت برای او قابل تصور نیست.

در عرف عام , حرکت " عملی است که با آن جسمی ازمکانی به مکانی دیگر عبور میکند " و در مورد یک جسم مفروض می توانیم بگوییم که این جسم , بر حسب نقاط مرجعی که اختیار میکنیم , در عین حال هم متحرک است و هم غیر متحرک . کسی که کشتی متحرکی سوار است نسبت به ساحلی که آن را ترک گفته است متحرک است , ولی در عین حال نسبت به اجزاء کشتی در حالت سکون است ."

حرکت به معنای اخص عبارت است از " انتقال یک جزء ماده یا یک جسم از مجاورت اجسامی که در تماس مستقیم با آن اند . و ما آنها را در حال سکون تلقی میکنیم , به مجاورت اجسام دیگر " . در این تعریف تعبیرات " جزء ماده " و " جسم " را باید به معنای چیزی گرفت که در معرض حرکت انتقالی واقع می شود , ولو اینکه مرکب از اجزاء کثیری باشد که دارای حرکات خاص خویش اند و کلمه " حرکت انتقالی " را باید مبین این معنی دانست که حرکت در جسم مادی است و نه در فاعلی که آن را حرکت می دهد . حرکت و سکون صرفاً حالات مختلف یک جسم اند . به علاوه تعریف حرکت به عنوان حرکت انتقالی جسمی از مجاورت اجسام دیگر متضمن این معنی است که شیء متحرک فقط یک حرکت می تواند داشته باشد ؛ در حالی که اگر از کلمه " مکان " استفاده می شد , می توانستیم به یک جسم واحد حرکات متعددی نسبت دهیم , زیرا مکان را میتوان نسبت به نقاط مرجع متفاوتی لحاظ کرد . بالاخره در تعریف , کلمات " و ما آنها را در حالت سکون تلقی میکنیم " معنای کلمات " اجسامی که در تماس مستقیم با آن اند " را محدود میکند.

دکارت جهت زدودن ابهام از چهره حرکت مدرسی دست به تعریف دقیق خود از حرکت میزند . او با توجه به وضوح مفهوم عرفی حرکت , آنرا هندسی لحاظ میکند تا از گرفتار شدن در کلاف تعاریف گمراه کننده مدرسی بپرهیزد . بعدها دکارت در " اصول " با کوشش در نظام مند نمودن اندیشه اش سعی میکند به مفهوم حرکت , با توجه به تعریفی که نزد عوام بکار میرود روشنی ببخشد : " اما حرکت ( یعنی حرکت مکانی , زیرا من حرکت دیگری نمی توانم تصور کنم و گمان نمی کنم بتوان حرکت دیگری در طبیعت تصور کرد ) به معنی معمولی کلمه چیزی نیست جز عملی که جسم با آن از مکان به مکان دیگر میرود . " دکارت تعریف دیگری از حرکت را جهت روشنایی بخشیدن به مفهوم مکان پیشنهاد میکند . در " اصول " اصل ۲۵ مینویسد : " اما اگر عادت عمومی را رها کنیم و به حقیقت ماده توجه کنیم اجازه دهید ببینیم بر اساس حقیقت شیء از حرکت چه میتوان فهمید . برای اینکه طبیعت مشخص حرکت را تعیین کنیم , میتوان گفت حرکت عبارت است از : انتقال جزئی از ماده یا از یک جسم از کنار اجسامی که بدون فاصله با آن اتصال دارند و ما آنها را در سکون تلقی می کنیم به کنار اجسام دیگر . مقصود من از " یک جسم " یا " جزئی از ماده " تمام آن چیزی است که یکجا و بر روی هم تغییر مکان میدهد ؛ گر چه ممکن است این جسم خود مرکب از اجزاء بسیاری باشد که فی نفسه حرکات دیگری داشته باشند . من این عمل را انتقال مینامم نه نیرو یا فعلی که انتقال می دهد , تا نشان دهم که حرکت همیشه در شیء متحرک است نه در محرک . زیرا به نظر من این دو دقیقاً از هم تفکیک نشده اند . علاوه بر این , من چنین درک می کنم که حرکت حالتی از شیء متحرک است و نه یک جوهر ؛ درست همانطور که شکل حالتی از شیء متشکل و از اصل سکون حالتی از شیء ساکن است . "

● علم و ایمان

▪ گالیله - عامل جدایی علم و دین

می گویند گاوس، ریاضیدان بزرگ آلمانی وقتی خبر از مشاهده سیاره هشتم در منظومه شمسی داد، هگل، فیلسوف پرآوازه هموطنش، در اعتراض و تمسخر پاسخ داد چنین چیزی از محالات است. ساختار منظومه شمسی با هفت سیاره به کمال خود رسیده و وجود سیاره هشتم قابل تصور نیست!

استیلمن دریک ، استاد ممتاز تاریخ علم در دانشگاه تورنتوی کانادا و نویسنده کتاب مشهور «زندگی نامه علمی گالیله» معتقد است از آنجا که فلسفه به مثابه رویکردی به تبیین جهان، به لحاظ ترتیب زمانی میان دین و علم می نشیند، پس طبیعی است که فلسفه در ابتدا دنباله رو دین و راهبر علم بوده باشد. دریک در بررسی این اپیزود تراژیک از سرگذشت علم، فرآیند استقلال فرزند معنوی فلسفه _ یعنی علم _ را در کانون تحلیل های خویش قرار می دهد. او گالیله را سرآغاز این زایش دردناک می داند.

گالیلئو گالیله ای ( ۱۵۶۴ ــ ۱۹۴۲ ) بزرگ ترین فرزند خانواده بود و شش خواهر و برادر داشت. پدرش موسیقیدانی بااستعداد بود. گالیله تحصیلاتش را در مدرسه ای در فلورانس آغاز کرد و سپس به دانشگاه پیزا رفت. سال ها بعد در یادداشتی نوشت که از همان ابتدای فراگیری فلسفه طبیعی ارسطو در اینکه سرعت سقوط اجسام واقعا متناسب با ابعاد آنها باشد، تردید داشته است. او دیده بود که دانه های تگرگ با اندازه های بسیار متفاوت با آنکه همه سقوط را تقریبا از یک ارتفاع و همزمان آغاز کرده اند با هم به زمین می خورند. گالیله در جلساتی به اصول اقلیدس علاقه مند شد، در نتیجه به رغم خواست پدر برای اتمام دوره پزشکی، ریاضیات و فلسفه خواند و در سال ۱۵۸۵ بی آنکه درجه ای کسب کرده باشد دانشگاه را رها کرد.

پس از ترک دانشگاه چند سالی به تدریس خصوصی ریاضیات پرداخت و در ۱۵۸۶ نخستین رساله علمی خود را درباره تعادل هیدروستاتیکی نوشت. در اواخر سال ۱۵۸۷ روش هوشمندانه و مفیدی برای تعیین مرکز ثقل بعضی جامدات کشف کرد که از ارشمیدس فراتر می رفت و آوازه گالیله را به خارج از ایتالیا می رساند. در سال ۱۵۸۸ آکادمی فلورانس از گالیله دعوت کرد تا درباره محل، ابعاد و طبقات جهنم، چنان که در دوزخ دانته آمده بود، برای اعضای آکادمی سخنرانی کند. در سال ۱۵۸۹ به کرسی استادی ریاضیات دانشگاه پیزا دست یافت.

گالیله تفاوت اساسی رهیافت ارسطویی با روش خودش را در آخرین کتابش چنین توضیح داده است:

ارسطو می گوید که گلوله ای به وزن صد پوند که از ارتفاع صد زراع رها شده باشد قبل از اینکه گلوله ای یک پوندی به اندازه یک زراع سقوط کند به زمین می رسد. من می گویم که هر دو گلوله همزمان به زمین می رسند. شما اگر آزمایش کنید خواهید دید که گلوله بزرگ تر در انتهای مسیر فقط دو بند انگشت از گلوله کوچک تر جلو افتاده است. حالا شما می خواهید نود و نه زراع ارسطو را پشت این دو بند انگشت پنهان کنید.

دشمنان نوآوری حتی کوچک ترین اشتباه مرا به خطای کبیره تعبیر می کنند، چنان که گویی آدمی بهتر است هم رنگ جماعت به خطا برود تا آنکه یک تنه راه استدلال درست را بپیماید.

در قبال نظریه کپرنیک به نقل از یکی از دوستانش می گوید: انجیل به ما می گوید که چگونه به سوی عرش اعلی حرکت کنیم نه آنکه عرش اعلی خود چگونه حرکت می کند.

گالیله یک پرگار هندسی و نظامی اختراع کرد که در حل یک مسئله عملی توپخانه کاربرد داشت و بعدها از آن در حل تقریبی تمام مسائل ریاضی عملی قابل تصور در آن زمان استفاده شد. یک دستگاه گرمان ها نیز ساخت که در پزشکی به کار برده شد. در سال ۱۶۰۳ گالیله چندین مسئله حرکت روی سطوح شیبدار را حل کرد و به بررسی شتاب پرداخت. در ۱۶۰۴ روشی ابداع کرد تا بتواند آهنگ تغییر مسافت را در حرکت شتابدار عملا اندازه بگیرد.

از زمان قدیس آکویناس تا گالیله در حدود ۴ قرن دانایی در اروپا زیر سایه ارسطو بود. اگر کسی می خواست بداند، راهش این بود که کتاب های ارسطو را به دقت بخواند، تفسیرهایی را که بر آثار ارسطو نوشته شده بود مطالعه کند تا منظور او را در بندهای دشوار بفهمد. فلسفه و دانش یکی بودند. ارسطو در آثار متعددی به فلسفه طبیعی (فیزیک) پرداخته، اما اصول علوم فیزیکی را در کتاب، مابعد الطبیعه (متافیزیک) بیان کرده بود. هدف اصلی فلسفه ارسطو تعمق در علل پدیده ها و پی بردن به منظور غایی از همه رویدادهای طبیعت است. انواع علت ها عبارتند از ماده، صورت، فاعل و غایب. در کیهان شناسی ارسطو بر آن بود که ورای عناصر در بعد که تغییرپذیرند، جوهر پنجمی هست که تغییرناپذیر است. کیهان شناسی ارسطویی در مقابل نجوم بطلمیوسی تاب آورد و دچار تغییری نشد اما در مواجهه با نجوم کپرنیکی- که خود زمین را در حرکت می دانست- نتوانست دوام بیاورد.

سپس در تاریخ فرهنگ اروپا سه متفکر سرشناس ظهور کردند که فلسفه طبیعی ارسطو را بی حاصل اعلام کردند؛ فرانسیس بیکن در انگلستان، گالیله در ایتالیا و رنه دکارت در فرانسه. ارسطو دانش را به علمی و عملی یا اپیستمه و تخنه تقسیم می کرد. انقلاب علمی به طور عمده عبارت بود از زدودن این وجوه تمایز و پیوند میان آنها، در واقع جست وجوی قوانین به جای جست وجوی علت ها. گالیله درباره آینده فلسفه نوشته است: خود فلسفه به یقین از مجادلات ما منتفع خواهد شد، زیرا اگر معلوم شود تصورات ما درست بوده اند، موفقیت های جدیدی حاصل خواهد شد و اگر غلط باشند، ابطال آنها به معنی تأیید بیشتری بر نظریه های قبلی است. پس نگرانی خود را برای بعضی فلاسفه نگه دارید؛ به کمکشان بیایید و از آن دفاع کنید. و اما علم، هیچ راهی جز پیشرفت ندارد.

گالیله هم مانند بیکن و دکارت در آرزوی فلسفه جدیدی بود که بتواند جای سخن پردازی های مکتب ارسطو را بگیرد، اما برخلاف آن دو این نوع فلسفه در نظر او متعلق به آینده ای دور بود. نخستین نشانه های علم در قرن شانزدهم بیرون از دانشگاه ها ظاهر شد. فلسفه طبیعت از پیش به شدت سازمان یافته و کامل بود و هر تغییری در آن به تغییر ما بعدالطبیعه می انجامید و بر باقی فلسفه تأثیر می گذاشت. به این ترتیب علم اصولا اگر قرار بود پیشرفتی حاصل کند بایستی مستقل از فلسفه پیش می رفت.

در اکتبر ۱۶۰۴ یک ابرنواختر در آسمان شب پدیدار شد. بنابه اصول بنیادی ارسطو وقوع هیچ تغییری در آسمان هرگز ممکن نبود، چون همه چیز های آن از ماده تغییر ناپذیری به نام اتر ساخته شده است. گالیله سه سخنرانی عمومی درباره ستاره جدید برگزار کرد و نشان داد که جای این ستاره باید در آسمان باشد. یعنی که ارسطو به کلی در اشتباه بوده است. امروزه فهمیدنش سخت است که روزگاری اگر یک ریاضیدان محض می توانست ثابت کند که آسمان واقعا تغییر می کند چه تیشه ای به ریشه فلسفه طبیعی زده بود!

کرمونینی به نمایندگی از طرف فلاسفه اعلام کرد که قواعد معمولی اندازه گیری در روی زمین را نمی شود در مورد فواصل بسیار دور به کار برد. گالیله در پاسخ گفت برای ریاضیدان فرقی نمی کند که چیزی که مشاهده می شود جوهر پنجم باشد یا پوره سیب زمینی، چون ماهیت این چیز را فاصله اش تغییر نمی دهد.

در سال ۱۶۰۹ ابزاری در هلند اختراع شد که اجسام دور دست را نزدیک نشان می داد. گالیله سرانجام توانست تلسکوپی بسازد که اجسام را بیست بار جلوتر می آورد. در حالیکه فیلسوفان طبیعت افلاک را بی نقص می دانستند و بر کرویت کامل اجرام آسمانی اصرار داشتند، گالیله در شب هایی که آسمان صاف بود چیزهایی در ماه دید که آنها را به درستی کوه ها و گودال های آتشفشانی تعبیر کرد. یک سال بعد نیز چهار قمر کشف کرد که به دور مشتری می گشتند و این ناقض تصور فیلسوفان طبیعت بود که می گفتند زمین مرکز تمام حرکات آسمانی است. در رم پدرکلاویوس اظهار کرد که به عقیده او همه چیز های جدیدی که دیده شده اند در عدسی ها بودند نه در آسمان. دلیلی ندارد چیزی که در شیشه های خمیده دیده می شود در جایی جز در خود آن عدسی ها وجود داشته باشد. چون اگر عدسی ها را از مقابل چشم برداریم آن چیز هم ناپدید می شود. اما کرمونینی هرگز نپذیرفت که با تلسکوپ به آسمان نگاه کند. از نتایج آزمایش های اپتیک گالیله معلوم می شد که اگر ماه کره کامل باشد بازتاب نور خورشید از آن را فقط به صورت یک نقطه روشن می دیدیم.

گالیله کوه هایی را در ماه اندازه گرفته بود که ارتفاعشان به چهار مایل هم می رسید. اما فلاسفه دینی برای آن که برسر حرف خود مبنی بر کرویت و هموار بودن سطح ماه بمانند اظهار کرده بودند که سطح ماه پوشیده از بلور شفافی است که گالیله کوه ها را در زیر آن دیده و به غلط گمان کرده است که روی آنند. بدین ترتیب روش گالیله در شکل گیری فیزیک امروزی اهمیت اساسی داشت و همانی بود که موجب شد علم و دین سرانجام راه هایشان را از هم جدا کنند.

گالیله تحقیقات خود را ادامه داد و رساله ای تحقیقی نوشت که در آن به این نتیجه رسیده بود که کهکشان راه شیری متشکل از بسیاری ستاره است که زمین نیز در آن مجموعه قرار دارد. تا این جای این کشف مشکل شرعی برای کلیسا وجود نداشت چون هنوز نظر اصلی این بود که زمین مرکز دنیاست و همه ستاره ها دور زمین می گردند و به همین لحاظ محبوبیت گالیله در سراسر اروپا گسترش یافت بدون اینکه کلیسا با او دشمن باشد. در ۱۶۱۱ گالیله به رم رفت و نتیجه تحقیقات او مورد تایید قرار گرفت و از او تقدیر شد. در همان زمان گالیله با کاردینال مافیو باربرینی آشنا شد که در پرونده گالیله از حامیان اصلی او بود. در همان جلسه و در میهمانی شامی که به افتخار گالیله برپا شده بود یکی از نجیب زادگان از نظریات گالیله و تعالیم انجیل و کلیسای کاتولیک پرسید و گالیله در جواب گفت: شاید انجیل بگوید که انسان چگونه به بهشت می رود، اما جوابی ندارد که بگوید بهشت به کجا می رود. همین مسئله و صحبت هایی که از او در بیرون درز کرد باعث شد تا گالیله با کلیسا سرشاخ شود. در جلسه دادگاه که به جرم ارتداد برگزار شده بود، گالیله پس از درخواست بخشش با پای خود بر زمین زد و گفت: اما من می دانم که تو می چرخی! دو باره گالیله به رم احضار شد تا درباره نظریات کوپرنیک صحبت کند و به دادگاه پاسخگو باشد. جرم بزرگ او به دو اتهام بازمی گشت:

زمین به دور خورشید می گردد

و اینکه زمین دور خود نیز می چرخد.

هر دو مخالف با گفته کلیسا بود. باربرینی در همان زمان به مقام پاپ رسید و گالیله پیش او می رفت و با او از کشفیات خود سخن می گفت بدون اینکه کوچک ترین اشاره ای به مطالعات و نظریات کوپرنیک داشته باشد. در همان زمان و در نتیجه کار کمیته تحقیق کلیسا گالیله از نوشتن درباره یافته های علمی خود ممنوع شد. در ۱۶۳۳ او را به رم فراخواندند تا در دادگاه نهایی خود شرکت کند. در ابتدای محکمه به او گفتند که تا آخر عمر حق تدریس ندارد اما گالیله دو نامه از دوستان کشیش خود داشت که با نظریات او موافق بودند. از آنجایی که هر دو کشیش از دنیا رفته بودند دادگاه نامه ها را فاقد اعتبار دانست. نتیجه نهایی دادگاه این بود که گالیله به حبس ابد محکوم شده و روانه زندان شود. پس از آن گالیله یک دور شکنجه شد تا مامورین تحقیق مطمئن شوند که او حرف خود را درباره حرکت زمین به دور خورشید و چرخش زمین را پس گرفته است. به دلیل کهولت سن او را به زندان نفرستاده و در منزل مسکونی خود او را زندانی کردند. هر چه درخواست کرد که پزشک یا دارو به او داده شود مخالفت شد حتی کشیش و کاردینال آرچتری که از دوستان گالیله بودند، پادرمیانی کردند اما تغییری حاصل نشد.گالیله در حین دست و پازدن با بیماری درگذشت. در سال ۱۹۹۸ و پس از گذشت حدود ۴۰۰ سال واتیکان حکم بخشش گالیله را صادر کرد تا روح او از سرگردانی آزاد شده و راهی بهشت شود.