الخطار "البندول"

وبينما خطأ ستيفنسن خطوات واسعة في ميدان دراساته الستاتيكية، قال أحد أبناء أشراف فلورنتين المعوزين، ويدعى فنسنزيو غاليليو، شرف القيام بأولى محاولات في مجال الديناميكا، أو دراسة حركة الاجسام المادية، ورغم ان السنيور فنسنزيو كان شخصياً مولعاً بالرياضة فقد وجه ابنه غاليليو ليحترف مهنة الطب، تلك المهنة ذات الدخل الوفير، وعلى ذلك عندما بلغ غاليليو ليحترف مهنة الطب، تلك المهنة ذات الدخل الوفير، وعلى ذلك عندما بلغ غاليليو من السابعة عشرة، عام 1581، بدأ دراسته الطبية في جامعة باريس ، ولكن يلوح ان الشاب لم يجد له في تشريح جثث الموتى أية متعة ولا أي عمل مثير، وكان عقله الذي لا يعرف طعم الراحة يبحث عن أنواع أخرى من المسائل.

وحدث ذات مرة، عندما كان يحضر قداساً كائدرائية باريس، ان شرد بذهنه في مراقبة (شمعدان) راح يتحرك عندما أشعل أحد الحاضرين الشمع الذي فيه. ولاحظ كيف كانت ذبذباته المتتابعة تتناقض شيئاً فشيئاً قبل وصوله إلى حالة السكون. وتسائل غاليليو : "هل يتناقص كذلك زمن الذبذبة الواحدة؟" – ولما لم يكن لديه ساعة وقف ــ إذا لم تكن قد اخترعت بعد ــ قرر غاليليو قياس زمن الذبذبة الواحدة بعد نبضه، وغالباً أدهشه أن يتبين انه رغم ان مدى الذبذبات كان يتناقص تدريجياً فقد ظلت أزمنتها ثابتة. وعندما آب إلى بيته وأعاد إجراء التجربة على حجر شده إلى طرف خيط حصل على نفس النتيجة، كما تبين له كذلك أن لكل طول خاص للخيط زمن ذبذبة معيناً يظل ثابتاً يصرف النظر عن وزن الحجر الذي يستخدمه في إجراء التجربة، اي سواء صغر الحجر أو كبر، وبذلك ظهر في حيز الوجود  الاختراع المألوف لدينا الآن الذي نطلق عليه اسم البندول. ونظراً لأنه ظل يدرس الطب عمد إلى إجراء تجربة يستغل فيها اكتشافه، فاقترح استخدام طول قياسي للخطار "البندول" يقيس به نبض المرضى، ومن ثم شاع استعمال (مقياس النبض) في الطب خلال ذلك نبض المرضى، ومن ثم شاع استعمال (مقياس النبض) في الطب خلال ذلك الوقت، وهو يعتبر بمثابة البشير لممرضة هذا العصر وهي في ثوبها الأبيض عندما تحمل يد المريض وتنظر في ساعة رسغها الأنيقة. وكان هذا آخر ما اخرج غاليليو من كشوف في علم الطب؟ إذ أن دراسة هذه المسألة وغيرها من أجهزة الميكانيكا غيرت تماماً من اتجاه اهتمامه وتفكيره، فبعد ان حصل على موافقة ابيه، غير خططه العلمية الدراسية (الأكاديمية) وشرع يدرس الرياضة والعلوم.

وأمضى سنين عدة مركزاً اهتمامه في مجال ما نطلق عليه اليوم اسم الديناميكا ــ أي دراسة قوانين الحركة ــ لماذا يظل (زمن الذبذبة) مستقلاً عن (سعتها) أو مداها ؟ ولماذا يتزنح الحجر الخفيف والحجر الثقيل عند شدهما على التوالي إلى طرف خيط واحد بنفس المعدل ولا يختلف زمن الذبذبة ؟ ولم يتوصل غاليليو إلى حل المسألة الاولى ؛ إذ أن ذلك إنما يتطلب استخدام حساب التفاضل والتكامل الذي استحدثه نيوتن بعد ذلك بنحو قرن. وكذلك أخفق في حل المسألة الثانية التي كان لا مناص لحلها من انتظار أعمال أينشتين الخاصة بنظرية النسبية العامة، إلا أنه دون شك، رغم عدم نجاحه في حل المسألأتين ، قد أنجز إضافات قيمة في مجال إثارتهما أو صياغهما !! فما حركة الخطار " البندول" إلا حالة خاصة من التساقط الناجم عن قوى الجاذبية. فنحن عندما نترك حجراً غير مشدود إلى شيء حراً طليقاً نجده يسقط مباشرة إلى الأرض. أما إذا شد الحجر إلى خيط مربوط في السقف فإنه يجبر على السقوط على طول قوس دائرية. وإذا ما أخذ حجر خفيف وآخر ثقيل نفس الوقت في الوصول إلى أقل ارتفاع (ربع زمن ذبذبة الخطار)، فإننا نجد ان الحجرين إنما يستغرقان  نفس الفترة في السقوط إلى الأرض عندما يسقطان من نفس الارتفاع. ولم تكن تلك النتائج تتفق مع فكرة فلسفة أرسطو التي كانت سائدة في ذلك الوقت، إذ تبعاً لها تسقط الأجسام الثقيلة أسرع من الأجسام الخفيفة . وعمد غاليليو من أجل إثبات ما توصل إليه إلى إسقاط كرتين من برج  بيزا المائل، إحداهما من الخشب والأخرى من الحديد، على حين راح الذين لم يصدقوه  يشاهدون التجربة، ويرقبون الكرتين وهما ترتطمان بالأرض في نفس اللحظة. ويلوح على أية حال ان الأبحاث التاريخية لا تزيد على الإطلاق إجراء تلك التجربة، وإنما تصورها في قالب اسطورة  متعددة الألواح، وحتى ليس من بين تلك الأبحاث ما يثبت أن غاليليو اكتشف قانون البندول عندما كان يصلى في كاتدرائية باريس، ولكن ليس من شك أنه كان يسقط أجساماً مختلفة الاوزان، وربما كان يفعل ذلك من سقف بيته، كما انه كان يهز الحجارة بعد شدها إلى الخيط ويتركها تنرنح، وربما كان يفعل ذلك في حديقته الخلفية.