ניסוי מגדל פיזה של גלילאו – הסיפור שמאתגר את כוח המשיכה
בין כל הסיפורים הגדולים של ההיסטוריה המדעית, מעטים מעוררים דמיון כמו הרגע שבו גלילאו גליליי (Galileo Galilei) טיפס על מגדל פיזה (Leaning Tower of Pisa) ושחרר שתי משקולות מגבהים שווים כדי להוכיח טענה אחת פשוטה – שמהירות נפילתו של גוף אינה תלויה במשקלו. סיפור קטן עם השלכות מהפכניות, שבזכותו עולם המדע לא נראה עוד אותו הדבר.
בואו נצלול לעומק הניסוי, למחלוקת שמאחוריו, ולמשמעויות המרתקות שלו – כל מה שצריך לדעת, מבלי לוותר על אף פרט מסעיר.
ההקשר ההיסטורי: מה כולם חשבו לפני גלילאו?
עד לסוף המאה ה-16, התיאוריה השלטת בנוגע לנפילת גופים הייתה התיאוריה האריסטוטלית. אריסטו, פילוסוף יווני בן המאה ה-4 לפנה"ס, טען שגופים כבדים נופלים מהר יותר מגופים קלים, בפרופורציה ישירה למשקלם.
למשל, לפי ההיגיון האריסטוטלי – כדור ברזל כבד היה אמור ליפול מהר יותר מנוצה או מקל עץ קל, גם אם אין רוח. זה אולי נשמע הגיוני אינטואיטיבית, אבל גלילאו, איש מדע בעל תעוזה יוצאת דופן, העז לחשוב אחרת.
מי היה גלילאו גליליי ולמה היה לו אכפת?
גלילאו גליליי נולד בשנת 1564 בפיזה (Pisa), והפך לאחד מאבות המדע המודרני. הוא לא הסתפק בהנחות תאורטיות, אלא האמין שהדרך היחידה להבין את העולם היא בעזרת ניסויים, תצפיות וחישובים מתמטיים. הוא היה מהראשונים שהשתמשו בשיטה המדעית – ולא הסתפק באמונות שרירותיות או באמירות של סמכות עתיקה.
אחד הנושאים המרכזיים שעניינו אותו היה תנועת גופים. הוא הבחין שכאשר שחרר גופים על מישורים משופעים, הם האיצו באופן קבוע, ללא קשר למשקלם. תוצאה זו הייתה מנוגדת לדוקטרינה האריסטוטלית, והובילה אותו לבצע את מה שנחשב לאחד הניסויים הדרמטיים ביותר בהיסטוריה של המדע.
מה בדיוק היה הניסוי במגדל פיזה?
לפי המסורת, בשלהי שנות ה-1580 גלילאו ביצע ניסוי פשוט אך עוצמתי: הוא טיפס על מגדל פיזה ושחרר משתי קומות גבוהות שתי משקולות – אחת כבדה ואחת קלה – בו-זמנית. מטרתו הייתה לבדוק אם שתיהן יגיעו לקרקע באותו זמן.
והתוצאה? שתי המשקולות נגעו באדמה כמעט באותו רגע. לא חשוב אם אחת שקלה פי עשר מהשנייה – שתיהן נפלו בקצב שווה.
המשמעות? המשקל של גוף לא משפיע על מהירות נפילתו – לפחות כל עוד מתעלמים מכוחות כמו חיכוך האוויר.
אבל רגע – האם זה באמת קרה?
כאן הסיפור מסתבך מעט. אין תיעוד חד-משמעי מימיו של גלילאו עצמו שבו הוא מתאר במפורש שביצע את הניסוי הזה ממגדל פיזה. המקור העיקרי שמספר על כך הוא תלמידו, וינצ'נצו ויוואני (Vincenzo Viviani), שכתב על האירוע עשרות שנים לאחר מותו של גלילאו.
חלק מההיסטוריונים מאמינים שייתכן והסיפור הוא אנקדוטה שנועדה להמחיש את הרעיון בצורה דרמטית, ולא תיעוד של ניסוי ממשי. אך גם אם הניסוי לא התרחש בדיוק כך – אין ספק שגלילאו ערך ניסויים רבים שהובילו לאותה מסקנה.
כך או כך, מגדל פיזה הפך מאז לסמל לניצחון החשיבה המדעית על הדוגמה המסורתית.
למה הניסוי הזה כל כך חשוב?
הניסוי – או הרעיון שמאחוריו – סימן את תחילת המעבר מחשיבה פילוסופית ספקולטיבית למדע אמפירי. גלילאו למעשה הפריך תיאוריה בת מאות שנים, לא בעזרת וויכוח אלא בעזרת בדיקה בשטח.
זו הייתה התחלה של מהפכה מדעית:
הוא ביסס את עקרון התאוצה הקבועה.
הוא הניח את הבסיס לחוקי התנועה של ניוטון.
הוא פתח את הדלת לשימוש בניסויים כאמצעי לפתרון שאלות פיזיקליות.
המהלך הזה – לחשוב מחדש, לבדוק, ולא לפחד לשבור מוסכמות – היה אבן דרך לא רק במדע הפיזיקה, אלא בכל תפיסת העולם המודרנית.
ביקור במגדל פיזה עם עיניים של מדען
כשמטיילים כיום בפיאצה דיי מיראקולי (Piazza dei Miracoli), אי אפשר להישאר אדישים למחשבה שדווקא מהמגדל הנטוי המפורסם הזה – שבמקרה נבנה על אדמה לא יציבה – פרצה אחת התגליות הגדולות של האנושות.
לכן, אם אתם מגיעים לפיזה – נסו לדמיין את הרגע שבו גלילאו עומד למעלה, מסתכל מטה, ונותן לשתי המשקולות לצלול לאדמה. דמיינו את הדממה של הקהל, את הפתעתם, ואת הצעד העצום הזה אל עבר עידן של תבונה.
פרטים מרתקים שאולי לא ידעתם
מגדל פיזה נבנה כמעט 300 שנה לפני שנערך בו הניסוי של גלילאו – והוא בכלל לא נועד למטרה מדעית.
ההיסטוריה של גלילאו רצופה בעימותים עם הכנסייה הקתולית – אך את הניסוי הזה הוא עשה בצעירותו, הרבה לפני שהסתבך עם האינקוויזיציה.
בימינו, מדענים מבצעים ניסויים דומים עם טכנולוגיות מתקדמות – אך התוצאה נשארת זהה: הגרביטציה פועלת באותה צורה על כל גוף, בלי קשר למשקלו.
מגדל פיזה הפך לאתר הצליינות של חובבי המדע – לא פחות מאשר של תיירים וצלמים שמחפשים את התמונה המפורסמת של “לדחוף את המגדל”.
האם גם אתם יכולים לעשות את הניסוי של גלילאו?
אם אתם מגיעים לפיזה – תדעו מראש: לא תוכלו לשחרר משקולות מהמגדל (ברור למה). אבל כן תוכלו לערוך ניסוי דומה בבית, עם שני חפצים במשקלים שונים (רק היזהרו לא לשבור כלום).
למעשה, אפילו האסטרונאוטים של נאס”א שיחזרו את הניסוי הזה על הירח – כששחררו נוצה ופטיש בו-זמנית – וגילו, כמו גלילאו, ששניהם פגעו בקרקע יחד.
לסיום – מגדל, מדען ומהפכה
ניסוי מגדל פיזה הוא לא רק סיפור על מדע – זה סיפור על אומץ אינטלקטואלי, על שאילת שאלות ועל כוחו של ספק בריא. גלילאו אולי לא המציא את הרעיון שגופים נופלים באותה מהירות – אבל הוא הראשון שהעז להוכיח את זה.
והיום, כל מבט במגדל הנטוי של פיזה – מעבר להיותו פלא אדריכלי – הוא גם תזכורת חיה לכך שמספיק אדם אחד, אמיץ, עם שאלה אחת, כדי לשנות את כללי המשחק.