दो नए विज्ञान

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दो नए विज्ञानों से संबंधित भाषण और गणितीय प्रदर्शन

File:Galileo Galilei, Discorsi e Dimostrazioni Matematiche Intorno a Due Nuove Scienze, 1638 (1400x1400).png
Author	गैलीलियो गैलीली
Language	Italian, Latin
Published	1638

1638 में प्रकाशित दो नए विज्ञानों से संबंधित प्रवचन और गणितीय प्रदर्शन गैलीलियो गैलीली की अंतिम पुस्तक थी और [डी स्कॉर्सी इ डीडीमोस्ट्राटे टस्जो नी मेट म टिके इन टर्बो अड़ डुए नवो वी ईंटसे ] पिछले तीस वर्षों में भौतिकी में उनके अधिकांश कार्य को कवर करने वाला एक वैज्ञानिक वसीयतनामा था। यह आंशिक रूप से इतालवी और आंशिक रूप से लैटिन में लिखा गया था।

विश्व की दो प्रमुख प्रणालियों के विषय में उनकी बातचीत के बाद रोमन न्यायपालिका ने गैलीलियो की पुस्तक के प्रकाशन पर प्रतिबंध लगा दिया जिसमें कि वे भविष्य में लिख सकते थे। फ्रांस , जर्मनी तथा पोलैंड में अपने शुरुआती दो नए विज्ञानों की विफलता के बाद लॉडेविच एल्जिवर ने प्रकाशित किया जो लीडेन में कार्य कर रहे थे, दक्षिण हालैंड में, जहां न्यायालय की खोज के परिणाम के रूप में था (एल्ज़ेविर का घर देखें). वेनिस गणराज्य के आधिकारिक धर्मशास्त्री फ्रा फुलगेन्ज़ियो माइकान्ज़ियो ने शुरू में गैलीलियो को वेनिस में नए काम को प्रकाशित करने में मदद करने का प्रस्ताव रखा था, लेकिन उन्होंने बताया कि वेनिस में दो नए विज्ञानों को प्रकाशित करने से गैलीलियो को अनावश्यक परेशानी हो सकती है; इस प्रकार पुस्तक को अंततः हॉलैंड में प्रकाशित किया गया। ऐसा नहीं लगता कि गैलीलियो को इस पुस्तक के प्रकाशन की जांच से कोई क्षति हुई थी 1639 में रोम सरकार की पुस्तक स्टोर में पहुँची और सभी उपलब्ध प्रतियां लगभग 50 शीघ्र बिक गयीं।

भाषण की शैली को संवादों की तरह लिखे गए थे जिसमें तीन पुरुष (सिम्पलिसियो, साग्रेडो, तथा साल्वती) गैलीलियो के उत्तर देने वाले विभिन्न प्रश्नों पर चर्चा तथा बहस करते थे। चूंकि पुरुषों में उल्लेखनीय परिवर्तन किया जाता है सिंपलिसियो, विशेष रूप से आज भी उतनी ही सामान्य विचारधारा वाले जिद्दी तथा एस्थलियन नहीं होते है जैसा कि उसके नाम का अर्थ है। उनके तर्क गैलीलियो की अपनी शुरुआती मान्यताओं के प्रतिनिधि करते हैं, जैसा कि सग्रीडो उनके मध्य काल का प्रतिनिधित्व करता है, तथा सल्विती ने गैलीलियो के नवीनतम मॉडल का प्रस्ताव किया।

परिचय

पुस्तक को चार दिनों में बांटा गया है, प्रत्येक भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों को संबोधित करता है। गैलीलियो ने नोआइल्स के लॉर्ड काउंट को दो नए विज्ञान समर्पित किए।

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पहले दिन के खंड में गैलीलियो के दो नए विज्ञानों में से चित्र 1

पहले दिन में, गैलीलियो ने उन विषयों को संबोधित किया जिन पर अरस्तू के भौतिकी और अरिस्टोटेलियन स्कूल यांत्रिकी में भी चर्चा की गई थी । यह दोनों नए विज्ञानों की सदर्भ में चर्चा करता है। चर्चा किए गए विषयों के बीच समानता विशिष्ट प्रश्न जो परिकल्पित हैं और पूरी शैली और स्रोत गैलीलियो को उनके पहले दिन की रीढ़ के रूप में प्रयोग करते हैं। पहला दिन संवाद में वक्ताओं का परिचय देता है साल्वती, साग्रेडो और सिंपलिसियो, ये तीन लोग अपने जीवन के विभिन्न चरणों में गैलीलियो के रूप में हैं, सिम्पलिसियो सबसे कम उम्र के और साल्वती, गैलीलियो के निकटतम समकक्ष माने जाते है। यह दोनों नए विज्ञानों की चर्चा का परिचय भी प्रदान करता है। दूसरा दिन सामग्री की ताकत के सवाल को संबोधित करता है।

तीसरे और चौथे दिन गति के विज्ञान को संबोधित करते हैं। तीसरा दिन समान और स्वाभाविक रूप से त्वरित गति पर चर्चा करता है, टर्मिनल वेग के मुद्दे को पहले दिन संबोधित किया गया है। चौथा दिन प्रक्षेप्य गति पर चर्चा करता है ।

विज्ञानों में एकसमान गति को एक ऐसी गति के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो किसी भी समान अवधि में समान दूरी तय करती है। क्वांटिफायर कोई भी उपयोग के साथ एकरूपता पेश करता है और पिछली परिभाषाओं की तुलना में अधिक स्पष्ट रूप से व्यक्त की जाती है।

गैलीलियो ने टक्कर के बल पर एक अतिरिक्त दिन शुरू किया था, लेकिन अपनी संतुष्टि के लिए इसे पूरा नहीं कर पाए। चर्चा के पहले चार दिनों में इस खंड को संदर्भित किया गया था। यह अंततः केवल गैलीली के कार्यों के 1718 संस्करण में दिखाई देता है। और 1898 संस्करण में नंबरिंग के बाद इसे अक्सर छठे दिन के रूप में उद्धृत किया जाता है। इस अतिरिक्त दिन के दौरान सिम्पलिसियो को एक पूर्व विद्वान और पडुआ में गैलीलियो के सहायक एप्रोइनो द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था।

सारांश

प्रत्येक पैराग्राफ की शुरुआत में पृष्ठ संख्या 1898 संस्करण से हैं, जिसे मानक मान लिया गया है तथा क्रू तथा ड्रेक अनुवादों में पाया जाता है।

पहला दिन: अलग होने के लिए शरीरों का प्रतिरोध

[50] प्रारंभिक चर्चा। युवा गैलीलियो के रूप में लिया गया साग्रेडो समझ नहीं पा रहा है कि मशीनों के साथ छोटे से बड़े तक बहस क्यों नहीं की जा सकती है: "मुझे नहीं लगता कि मंडलियों, त्रिकोणों और ठोस आकृतियों के गुणों को उनके आकार के साथ बदलना चाहिए। गैलीलियो के लिए बोलते हुए साल्वती कहते हैं कि सामान्य राय पैमाने के रूप में गलत हो सकते है। 3 या 4 हाथ की ऊँचाई से गिरने वाला घोड़ा उसकी हड्डियाँ तोड़ देगा, जबकि एक बिल्ली जो दो बार ऊँचाई से गिरती है, और न ही एक टिड्डी एक टॉवर से गिरती है।

[56] पहला उदाहरण भांग की रस्सी है जो छोटे-छोटे रेशों से बनी होती है जो एक साथ उसी तरह बंधी होती है जिस तरह एक रस्सी हवा के पहिये के चारों ओर बंधी होती है ताकि कुछ ज्यादा मजबूत बनाया जा सके। फिर निर्वात जो दो उच्च पॉलिश प्लेटों को अलग होने से रोकता है भले ही वे आसानी से स्लाइड करते हैं, यह परीक्षण करने के लिए एक प्रयोग को जन्म देता है कि क्या पानी का विस्तार किया जा सकता है या क्या एक निर्वात का कारण बनता है। वास्तव में, साग्रेडो ने देखा था कि एक सक्शन पंप 18 क्यूबिट से अधिक पानी नहीं उठा सकता था और साल्वती ने देखा कि इसका वजन एक शून्य के प्रतिरोध की मात्रा है। चर्चा एक तांबे के तार की ताकत की ओर मुड़ जाती है और क्या धातु के अंदर सूक्ष्म रिक्त स्थान हैं या क्या इसकी ताकत के लिए कोई अन्य स्पष्टीकरण है।

[68] यह अनंत और सातत्य की चर्चा की ओर ले जाता है और वहां से इस अवलोकन की ओर जाता है कि वर्गों की संख्या जड़ों की संख्या के बराबर होती है। वह अंततः इस विचार पर आता है कि "यदि किसी संख्या को अनंत कहा जा सकता है, तो यह एकता होनी चाहिए" और एक निर्माण को प्रदर्शित करता है जिसमें एक अनंत चक्र से संपर्क किया जाता है और दूसरा एक रेखा को विभाजित करता है।

[85] महीन धूल और तरल के बीच का अंतर प्रकाश की चर्चा की ओर ले जाता है और कैसे सूर्य की केंद्रित शक्ति धातुओं को पिघला सकती है। उन्होंने कहा कि प्रकाश में गति है और इसकी गति को मापने के एक (असफल) प्रयास का वर्णन करता है।

[106] अरस्तू का मानना ​​था कि शरीर वजन के समानुपाती गति से गिरता है लेकिन साल्वती को संदेह है कि अरस्तू ने कभी इसका परीक्षण किया था। वह यह भी नहीं मानते थे कि शून्यता में गति संभव है, लेकिन चूंकि हवा पानी की तुलना में बहुत कम घनी है, साल्वती का दावा है कि प्रतिरोध रहित एक निर्वात माध्यम में सभी निकाय-ऊन का एक ताला या सीसा का एक टुकड़ा गिर जाएगा उसी गति से। बड़े और छोटे पिंड हवा या पानी के माध्यम से समान गति से गिरते हैं बशर्ते वे समान घनत्व के हों। चूंकि एबोनी का वजन हवा से एक हजार गुना ज्यादा होता है जिसे उसने मापा था, यह सीसे की तुलना में बहुत कम धीरे-धीरे गिरेगा, जिसका वजन दस गुना ज्यादा होता है। लेकिन आकार भी मायने रखता है यहां तक ​​​​कि सोने की पत्ती का एक टुकड़ा सभी पदार्थों का सबसे घना हवा के माध्यम से तैरता है और हवा से भरा fसीसे की तुलना में बहुत धीरे-धीरे गिरता है।

[128] गिरने की गति को मापना मुश्किल है क्योंकि इसमें सम्मलित छोटे समय अंतराल तथा उसके पहले तरीके में समान लंबाई के पेंडुलम का उपयोग किया गया था लेकिन सीसा या कॉर्क वज़न के साथ दोलन की अवधि समान थी, भले ही कॉर्क को इस तथ्य की भरपाई के लिए अधिक व्यापक रूप से घुमाया गया था कि यह जल्द ही बंद हो गया।

[139] इससे तार के कंपन की चर्चा होती है तथा वह सुझाव देते हैं कि न केवल तार की लंबाई पिच के लिए महत्वपूर्ण है बल्कि तनाव तथा तार का वजन भी महत्वपूर्ण होता है।

दूसरा दिन: सामंजस्य का कारण

[151] साल्वती साबित करती है कि संतुलन का उपयोग न केवल समान भुजाओं के साथ किया जा सकता है, बल्कि असमान भुजाओं के साथ वजन के साथ आधार से दूरियों के व्युत्क्रमानुपाती के साथ भी किया जा सकता है। इसके बाद वह दिखाता है कि छोर पर समर्थित बीम द्वारा निलंबित भार का क्षण लंबाई के वर्ग के समानुपाती होता है। विभिन्न आकारों तथा मोटाई के बीमों के फ्रैक्चर के प्रतिरोध का प्रदर्शन किया जाता है, जो या दोनों सिरों पर समर्थित होता है।

[169] वह दिखाता है कि बड़े जानवरों के लिए जानवरों की हड्डियाँ आनुपातिक रूप से बड़ी होनी चाहिए तथा बेलन की लंबाई जो अपने वजन के नीचे टूट जाएगी। वह साबित करता है कि घुटने पर रखी छड़ी को तोड़ने का सबसे अच्छा स्थान मध्य है तथा यह दर्शाता है कि बीम के साथ कितनी दूर तक बड़ा वजन बिना तोड़े रखा जा सकता है।

[178] वह साबित करता है कि छोर पर समर्थित बीम तथा दूसरे पर भार वहन करने के लिए इष्टतम आकार परवलयिक है। वह यह भी दर्शाता है कि खोखले बेलन समान भार के ठोस बेलनों से अधिक मजबूत होते हैं।

तीन दिन: स्वाभाविक रूप से त्वरित गति

[191] वह पहले समान स्थिर गति को परिभाषित करता है तथा गति, समय तथा दूरी के बीच के संबंध को दर्शाता है। इसके बाद वह समान त्वरित गति को परिभाषित करता है जहां गति समय की वृद्धि में समान राशि से बढ़ जाती है। शरीर का पतन बहुत धीरे-धीरे शुरू होता है तथा वह यह दिखाने के लिए निकलता है कि उनका वेग समय के साथ सरल अनुपात में बढ़ता है, न कि दूरी जिसे वह दिखाता है असंभव है।

[208] उन्होंने दिखाया है कि प्राकृतिक रूप से त्वरित गति से की जाने वाली दूरी, समय के वर्ग के अनुपात में होती है। उन्होंने ऐसे प्रयोग का वर्णन किया है जिसमें ओर लकड़ी के ढलाई के टुकड़े की सिलाई में स्टील की गेंद को लपेटकर 4.5 मीटर लंबी तथा एक-दो हाथ में ले जाया जाता है। यह बड़ी जग के पानी के नीचे से जेट के पतले पाइप में से निकला पानी की मात्रा का सही नाप कर मापने के समय को दोहराया गया था। इस दृष्टि से वे समान रूप से त्वरित गति के सत्यापन में सफल रहे। तब वह दिखाता है कि विमान का झुकाव चाहे जो भी हो किसी दी गई ऊर्ध्वाधर ऊंचाई को गिरने में लगने वाले समय का वर्ग झुकी हुई दूरी के समानुपाती होता है।

[221] इसके बाद वह वृत्त के साथ अवतरण को भी मानता है तथा यह भी दर्शाता है कि समय बिल्कुल वैसा ही है जैसा कि उस समय का समय होता है जो शिखर से नीचे गिरता है तथा विमानों के अन्य प्रकार के संयोग से मिल जाता है। वह ब्रेकिस्टोक्रोन समस्या का गलत समाधान देता है जिसमें यह सिद्ध करने का दावा है कि वृत्त-चाप सबसे तेज वंश है। 16 हल के साथ समस्याओं को दिया जाता हैं।

चौथा दिन: प्रक्षेप्य की गति

गैलीलियो के दो नए विज्ञानों के चौथे दिन का अंतिम आंकड़ा

[268] प्रक्षेप्य की गति में समान क्षैतिज गति तथा स्वाभाविक रूप से त्वरित ऊर्ध्वाधर गति का संयोजन होता है जो परवलय वक्र का निर्माण करता है। समकोण पर दो गतियों की गणना वर्गों के योग का उपयोग करके की जा सकती है। वह विस्तार से दिखाता है कि विभिन्न स्थितियों में परवलय का निर्माण कैसे किया जाता है तथा प्रक्षेपित कोण के आधार पर ऊँचाई तथा सीमा के लिए तालिकाएँ को दर्शाता है।

[274] वायु प्रतिरोध खुद को दो तरह से दिखाता है कम घने पिंडों को अधिक प्रभावित करके तथा तेज़ पिंडों को अधिक प्रतिरोध देकर। लीड बॉल ओक बॉल की तुलना में थोड़ी तेजी से गिरेगी, लेकिन स्टोन बॉल के साथ अंतर नगण्य है। चूंकि गति अनिश्चित काल तक नहीं बढ़ती है लेकिन अधिकतम तक पहुँच जाती है। यद्यपि छोटी गति पर वायु प्रतिरोध का प्रभाव कम होता है, यह विचार करते समय अधिक होता है तथा कहते हैं की तोप से दागी गई गेंद के रूप में होता है।

[292] यदि लक्ष्य को स्थानांतरित करने के लिए स्वतंत्र है तो लक्ष्य को मारने वाले प्रक्षेप्य का प्रभाव कम हो जाता है। गतिमान पिंड का वेग बड़े पिंड के वेग को पार कर सकता है यदि इसकी गति प्रतिरोध से आनुपातिक रूप से अधिक होती है।

[310] खींची गई रस्सी या जंजीर कभी भी समतल नहीं होती, बल्कि परवलय के समान होती है। लेकिन ज़ंजीर को चित्र में दिखाते है।

अतिरिक्त दिन: टक्कर का बल

[323] तुला भुजा पर लटकी बाल्टी से उसी भुजा पर लटकी दूसरी बाल्टी पर गिरने वाले पानी का भार कितना होता है।

[325] नींव के लिए लकड़ी के खंभों का जमाव हथौड़ों तथा टक्कर की ताकत होता है।

[336] झुके हुए विमानों के साथ गिरने की गति; फिर से जड़ता के सिद्धांत पर आधारित होती है।

कार्यप्रणाली

कई समकालीन वैज्ञानिक, जैसे कि पियरे गैसेंडी , गिरने वाले निकायों के अपने नियम की अवधारणा के लिए गैलीलियो की पद्धति पर विवाद करते हैं। मुख्य तर्कों में यह हैं कि उनकी ज्ञानमीमांसा ने प्लैटोनिस्ट विचार या हाइपोथेटिको डिडक्टिविस्ट के उदाहरण का अनुसरण किया। भविष्य में इसी तरह के प्रभावों के उत्पादन के लिए आवश्यकताओं को निर्धारित करने के लिए किया जाता है इसे अब भूतपूर्व माना जाता है या अतीत की घटनाओं से कैसे तथा क्यों प्रभावों को जानने के लिए माना जाता है। गैलीलियन पद्धति ने अरिस्टोटेलियन तथा आर्किमिडीयन ज्ञानमीमांसा को प्रतिबिम्बित किया। 1615 में कार्डिनल बेलार्माइन के पत्र के बाद गैलीलियो ने अपने तर्कों तथा कोपरनिकस को 'प्राकृतिक अनुमानों' के रूप में प्रतिष्ठित किया, जो कि केवल खगोलीय संगणनाओं के लिए पेश किए गए कल्पित के विपरीत होता है जैसे कि विलक्षणता तथा समीकरणों पर प्लेटो की परिकल्पना के रूप में प्रयोग करते है।

गैलीलियो के पहले के लेखन को जुवेनिलिया या युवा लेखन माना जाता है, पडुआ विश्वविद्यालय में अध्यापन के दौरान आकाशीय गति के अपने पाठ्यक्रम की परिकल्पना के लिए व्याख्यान नोट्स बनाने का उनका पहला प्रयास माना जाता है। इन नोटों ने कोलेजियो में उनके समकालीनों के साथ-साथ निश्चित थॉमिस्टिक सेंट थॉमस एक्विनास ओवरटोन के साथ अरिस्टोटेलियन संदर्भ को भी सम्मलित किया। ऐसा माना जाता है कि इन पहले के पत्रों ने गति पर उनकी खोजों को वैधता देने के लिए उन्हें प्रदर्शनकारी सबूत लागू करने के लिए प्रोत्साहित किया था।

फोलियो 116 वी की खोज से उन प्रयोगों के साक्ष्य देती है जिनकी रिपोर्ट पहले नहीं की गई थे तथा इस प्रकार गिरने वाले निकायों के नियम के बारे में गैलीलियो की वास्तविक गणना का प्रदर्शन किया गया था.

जेम्स मैकलाचलन, स्टिलमैन ड्रेक आर एच टेलर तथा अन्य जैसे वैज्ञानिकों द्वारा की गई रिकॉर्डिंग तथा मनोरंजन से उनके प्रयोग के तरीकों को साबित किया गया था ताकि यह साबित किया जा सके कि जैसा कि इतिहासकार एलेक्जेंडर कोयरे ने तर्क दिया था उन्होंने न केवल अपने विचारों की कल्पना की थी, बल्कि उन्हें गणितीय रूप से साबित करने की कोशिश की थी।

गैलीलियो का मानना ​​था कि ज्ञान तर्क के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है तथा अवलोकन तथा प्रयोग के माध्यम से प्रबलित किया जा सकता है। इस प्रकार यह तर्क दिया जा सकता है कि गैलीलियो बुद्धिवादी थे तथा यह भी कि वे अनुभववादी थे।

दो नए विज्ञान

शीर्षक में वर्णित दो विज्ञान सामग्री की ताकत तथा वस्तुओं की गति आधुनिक सामग्री विज्ञान तथा गतिकी के अग्रदूत होती है। पुस्तक के शीर्षक में यांत्रिकी तथा गति भिन्न-भिन्न होती है क्योंकि गैलीलियो के समय में यांत्रिकी का अर्थ केवल सामग्री की स्थिति तथा शक्ति के रूप में था।

सामग्री का विज्ञान

चर्चा उन कारणों के प्रदर्शन के साथ शुरू होती है कि बड़ी संरचना ठीक उसी तरह से आनुपातिक होती है जिस तरह छोटी संरचना को आवश्यक रूप से वर्ग-घन नियम के रूप में जाना जाता है। बाद में चर्चा में इस सिद्धांत को बड़े जानवर की हड्डियों के लिए आवश्यक मोटाई पर लागू किया जाता है, संभवतः जीव विज्ञान में पहला मात्रात्मक परिणाम, जॉन मेनार्ड स्मिथ द्वारा संपादित जे.बी.एस.के रूप में है।

वस्तुओं की गति

गैलीलियो पहली बार गिरते हुए पिंड के निरंतर त्वरण को स्पष्ट रूप से व्यक्त करता है जिसे वह झुके हुए विमान का उपयोग करके इसे धीमा करके सटीक रूप से मापने में सक्षम था।

दो नए विज्ञानों में, गैलीलियो (सल्विती उसके लिए बोलती है) ने लकड़ी की ढलाई सजावटी, 12 हाथ लंबी आधा हाथ चौड़ी तथा तीन अंगुल-चौड़ाई सीधी चिकनी पॉलिश नाली (इंजीनियरिंग) के साथ झुके हुए विमान के रूप में उपयोग की थी। रोलिंग बॉल्स कठोर, चिकनी तथा बहुत गोल कांस्य गेंद का अध्ययन करते है। उन्होंने चर्मपत्र के साथ खांचे को पंक्तिबद्ध किया जितना संभव हो उतना चिकना तथा पॉलिश किया। उन्होंने रैंप को विभिन्न कोणों पर झुकाया और प्रभावी रूप से त्वरण को काफी धीमा कर दिया ताकि वह बीता हुआ समय माप सके। वह गेंद को रैंप के नीचे ज्ञात दूरी पर लुढ़कने देते है तथा ज्ञात दूरी को स्थानांतरित करने में लगने वाले समय को मापने के लिए पानी की घड़ी का उपयोग करते है।

ऊंचे स्थान पर रखा गया पानी का बड़ा बर्तन इस बर्तन के तल में पानी की पतली धारा देने वाले छोटे व्यास का पाइप मिलाप किया गया था, जिसे हमने प्रत्येक अवतरण के समय छोटे गिलास में एकत्र किया, चाहे वह चैनल की पूरी लंबाई के लिए हो या उसकी लंबाई के हिस्से के लिए होता है। एकत्र किए गए पानी का वजन किया गया था और प्रत्येक वंश के बाद बहुत ही सटीक संतुलन पर इन भारों के अंतर तथा अनुपात ने उन्हें समय के अंतर तथा अनुपात दिए गए थे। यह इतनी सटीकता के साथ किया गया था कि यद्यपि ऑपरेशन को कई बार दोहराया गया था परिणामों में कोई उल्लेखनीय विसंगति नहीं हुई थी।

गिरने वाले निकायों का कानून

जबकि अरस्तू ने देखा था कि भारी वस्तुएं हल्की वस्तुओं की तुलना में अधिक तेजी से गिरती हैं, दो नए विज्ञानों में गैलीलियो ने कहा कि यह भारी वस्तुओं पर कार्य करने वाली स्वाभाविक रूप से मजबूत ताकतों के कारण नहीं होता है बल्कि वायु प्रतिरोध और घर्षण की प्रतिकारक शक्तियों के कारण होता है। और क्षतिपूर्ति करने के लिए, उन्होंने उथले झुकाव वाले रैंप का उपयोग करते हुए प्रयोग किए जितना संभव हो उतना घर्षण को खत्म करने के लिए चिकना किया, जिस पर उन्होंने विभिन्न भारों की गेंदों को लुढ़का दिया था। इस तरह वह अनुभवजन्य साक्ष्य प्रदान करने में सक्षम था कि द्रव्यमान गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव के कारण द्रव्यमान की परवाह किए बिना एक स्थिर दर पर लंबवत रूप से नीचे की ओर बढ़ता है।

फोलियो 116वी में पाया गया अप्रमाणित प्रयोग गुरुत्वाकर्षण के कारण गिरने वाले पिंडों में त्वरण की निरंतर दर का परीक्षण करता है। इस प्रयोग में गेंद को निर्दिष्ट ऊंचाई से विक्षेपक पर गिराना सम्मलित था ताकि इसकी गति को लंबवत से क्षैतिज तक स्थानांतरित किया जा सके। अपेक्षित क्षैतिज गति की गणना करने के लिए इच्छुक विमान प्रयोगों के डेटा का उपयोग किया गया था। चूंकि, प्रयोग के परिणामों में विसंगतियाँ पाई गईं क्षैतिज दूरियाँ त्वरण की स्थिर दर के लिए अपेक्षित परिकलित दूरियों से असहमत होती थीं। गैलीलियो ने असंगत प्रयोग में वायु प्रतिरोध तथा झुकाव वाले विमान प्रयोग में घर्षण के लिए विसंगतियों को जिम्मेदार ठहराया था। इन विसंगतियों ने गैलीलियो को यह दावा करने के लिए मजबूर किया कि सिद्धांत केवल आदर्श परिस्थितियों में आयोजित किया जाता है, अर्थात घर्षण तथा वायु प्रतिरोध की अनुपस्थिति में किया जाता है।

गतिशील निकाय

अरिस्टोटेलियन भौतिकी ने तर्क दिया कि पृथ्वी को गति नहीं करनी चाहिए क्योंकि मनुष्य इस गति के प्रभावों को समझने में असमर्थ होता हैं। इसका लोकप्रिय औचित्य तीरंदाज द्वारा सीधे हवा में तीर मारने का प्रयोग है। अरस्तू ने तर्क दिया कि यदि पृथ्वी गति कर रही थी तो तीर को प्रक्षेपण बिंदु से भिन्न स्थान पर गिरना चाहिए। गैलीलियो ने दो प्रमुख विश्व प्रणालियों के संबंध में संवादों में इस तर्क का खंडन किया। उन्होंने समुद्र में नाव पर सवार नाविकों का उदाहरण दिया। नाव स्पष्ट रूप से गति में है लेकिन नाव चलाने वाला इस गति को महसूस करने में असमर्थ होता हैं। यदि नाविक मस्तूल से भारित वस्तु को गिराता है, तो यह वस्तु मस्तूल के पीछे की बजाय जहाज की आगे की गति के कारण आधार पर गिर जाएगी। यह जहाज, नाविकों तथा गेंद की क्षैतिज तथा ऊर्ध्वाधर गति का एक साथ परिणाम था।

गतियों की सापेक्षता

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गैलीलियो डिस्कोर्सी (1638) में चित्र गतियों की सापेक्षता को दर्शाता है

गिरने वाले पिंडों के संबंध में गैलीलियो के प्रयोगों में से यह था कि गतियों की सापेक्षता का वर्णन करते हुए, यह समझाते हुए कि, सही परिस्थितियों में, गति को दूसरे पर बिना किसी प्रभाव के आरोपित किया जा सकता है ...। दो नए विज्ञानों में, गैलीलियो ने इस तर्क के लिए अपना पक्ष रखा तथा यह न्यूटन के पहले नियम, जड़ता के नियम का आधार बन गया।

यहाँ सवाल उठाता है कि नौकायन जहाज के मस्तूल से गिराई गई गेंद या डेक पर हवा में फेंके गए तीर का क्या होता है। अरस्तू की भौतिकी के अनुसार गिराई गई गेंद को जहाज के स्टर्न पर आना चाहिए क्योंकि यह मूल बिंदु से सीधे नीचे गिरती है। इसी प्रकार यदि जहाज चल रहा हो तो तीर को सीधा ऊपर की ओर फेंके जाने पर उसी स्थान पर नहीं गिरना चाहिए। गैलीलियो के अनुसार खेल में दो स्वतंत्र गतियाँ होती हैं। गुरुत्वाकर्षण के कारण होने वाली त्वरित ऊर्ध्वाधर गति होती है जबकि दूसरी गतिमान जहाज के कारण एकसमान क्षैतिज गति होती है जो गेंद की गति को जड़ता के सिद्धांत द्वारा प्रभावित करती रहती है। इन दो गतियों के संयोजन से परवलयिक वक्र बन जाते हैं। प्रेक्षक इस परवलयिक वक्र की पहचान नहीं कर सकता क्योंकि गेंद तथा प्रेक्षक जहाज द्वारा उन्हें प्रदान की गई क्षैतिज गति को साझा करते हैं, जिसका अर्थ है कि केवल लंबवत ऊर्ध्वाधर गति देखने योग्य है। इसमें कोई आश्चर्य नहीं कि इसने इस सिद्धांत का परीक्षण सरल प्रयोगों द्वारा नहीं किया जो कि पियरे गसेन्डी ने डी मोटू इम्प्रेसो ए मोटोर ट्रांसलेटो (1642) नामक अपने पत्रों में उक्त प्रयोगों के परिणामों को प्रकाशित नहीं किया था।

अनंत

Main article: गैलीलियो का विरोधाभास

पुस्तक में अनंत की चर्चा होती है। गैलीलियो संख्याओं और उनके वर्गों के उदाहरण पर विचार करता हैं। वह यह ध्यान देकर शुरू करता है।

इस बात से इंकार नहीं किया जा सकता है कि जितनी संख्याएँ हैं उतने वर्ग हैं क्योंकि प्रत्येक संख्या किसी न किसी वर्ग का मूल होता है

1 ↔ 1, 2 ↔ 4, 3 ↔ 9, 4 ↔ 16, इत्यादि।

आधुनिक भाषा में, धनात्मक पूर्णांक N के समुच्चय तथा वर्ग S के समुच्चय के तत्वों के बीच अपवाद है, और S प्राकृतिक घनत्व घनत्व शून्य का उचित उपसमुच्चय है। लेकिन वह ध्यान देता है कि विरोधाभास क्या प्रतीत होता है।

फिर भी शुरुआत में हमने कहा कि वर्गों की तुलना बहुत अधिक संख्याएँ होती हैं, क्योंकि उनमें से बड़ा भाग वर्ग नहीं होता है। इतना ही नहीं, बल्कि जैसे-जैसे हम बड़ी संख्या में बढ़ते हैं, वर्गों की आनुपातिक संख्या कम होती जाती है।

वह अनंत संख्याओं की तुलना तथा अनंत तथा परिमित संख्याओं की तुलना करने की संभावना को नकार कर विरोधाभास का समाधान करता है

हम केवल यह अनुमान लगा सकते हैं कि सभी संख्याओं का योग अनंत होता है, और उनके मूलो की संख्या अनंत होती हैं और ये न तो वर्गों की संख्या की समग्रता से कम होती है और न ही बाद वाले पूर्व से अधिक होती है तथा अंत में गुण समान अनंत पर लागू नहीं होती हैं बल्कि केवल परिमित मात्राओं पर लागू होती हैं।

इस निष्कर्ष ने, असीम सेटों को वर्णित करते हुए अनंत सेटों के आकार को असंभव माना है, क़्योंकि इन दोनों स्वाभाविक तरीकों से प्राप्त परस्पर-विरोधी परिणाम इस समस्या के समाधान के लिए उपयोगी हैं जो कि आधुनिक गणित में प्रयोग की विधियों के समान है परंतु उससे कम शक्तिशाली है इस समस्या का समाधान गैलीलियो की पहली परिभाषा को देखते हुए सामान्यीकृत किया जा सकता है कि इस सेट के समान आकार होने का क्या मतलब है अर्थात एक से एक पत्राचार में रखने की क्षमता होती है यह विरोधाभासी परिणामों से मुक्त अनंत सेटों के आकार की तुलना करने का एक तरीका निकलता है।

अनंतता के ये मुद्दे रोलिंग चक्र की समस्याओं से उत्पन्न होते हैं।दि भिन्न-भिन्न त्रिज्या के दो संकेंद्रित वृत्त रेखाओं के साथ लुढ़कते हैं तब यदि बड़ी रेखा नहीं फिसलती है तो यह स्पष्ट हो जाता है कि छोटी गेंद को फिसलनी चाहिए। लेकिन किस तरह से, गैलीलियो हेक्सागोन्स पर विचार करके स्थिति को स्पष्ट करने का प्रयास करता है तथा फिर 100 000-गोंन्स, या एन-गोंन्स को रोल करने के लिए विस्तार करता है, जहां वह दिखाता है कि आंतरिक आकार पर सीमित संख्या में फिसलन होती है। आखिरकार, वह निष्कर्ष निकालता है कि बड़े वृत्त द्वारा तय की गई रेखा में अनंत संख्या में बिंदु होते हैं जो इसे पूरी तरह से भर देते हैं, जबकि जो छोटे वृत्त द्वारा पता लगाया जाता है उसमें अनंत संख्या में बिंदु होते हैं जो खाली स्थान को छोड़ते हैं और केवल आंशिक रूप से रेखा को भरते हैं, जिसे अब संतोषजनक नहीं माना जाता है।

टिप्पणीकारों द्वारा प्रतिक्रियाएं

भौतिकी में इतना बड़ा योगदान 'दो नए विज्ञान' का था विद्वानोँ ने लंबे समय तक बनाए रखा कि इस पुस्तक ने आइजैक न्यूटन के गति के नियमों का अनुमान लगाया था।

— स्टीफन हॉकिंग।

गैलीलियो वास्तव में आधुनिक विज्ञान ( भौतिकी) के जनक के रूप में जाने जाते है

— अल्बर्ट आइंस्टीन।

दो नए विज्ञानों का हिस्सा शुद्ध गणित के रूप में संदर्भित किया था, जैसा कि गणितज्ञ अल्फ्रेड रेन्ययी ने बताया था कि यह गणित पर 2000 से अधिक वर्षों में गणित पर सबसे महत्वपूर्ण पुस्तक के रूप में थी ग्रीक गणित गति से संबंधित नहीं था और इसलिए उन्होंने गणितीय नियमों की रचना नहीं की थी चूँकि आर्किमिडीज में भेदभाव तथा एकीकरण का विकास हुआ। दो नए विज्ञानों ने पहली बार गणितीय रूप से गति का प्रयोग करके भौतिकी को गणितीय रूप से समझने का मार्ग प्रशस्त किया। ग्रीक गणितज्ञ जेनो ने अपने विरोधाभासों को यह साबित करने के लिए डिज़ाइन किया था कि गति को गणितीय रूप से नहीं समझा जा सकता तथा ऐसा करने के किसी भी प्रयास से विरोधाभासी पैदा हो सकते हैं इसे वह गणित की अनिवार्य सीमा के रूप में मानते हैं। अरस्तू ने इस विश्वास को पुष्ट करते हुए कहा कि गणित केवल अपरिवर्तनीय वस्तुओं से ही निपट सकता था। गैलीलियो ने ग्रीक लोगों के तरीकों का उपयोग यह दिखाने के लिए किया कि वास्तव में गति को गणितीय रूप से समझा जा सकता है। उनका विचार ज़ेनो के विरोधाभासों से अनंत के विरोधाभासों को अलग करता था। यह कार्य उन्होंने अनेक चरणों में किया। पहले, उन्होंने दिखाया कि वर्गों 1, 4, 9, 16, के अनंत अनुक्रम सभी सकारात्मक पूर्णांक (अनंत) के अनुक्रम N के रूप में कई तत्वों के रूप में निहित अब इसे गैलीलियो का विरोधाभास कहा जाता है। फिर ग्रीक शैली ज्यामिति का उपयोग करते हुए उन्होंने छोटी रेखा अंतराल दिखाया था जिसमें लंबे अंतराल के रूप में कई बिंदु सम्मलित थे। वे किसी बिंदु पर वह सामान्य सिद्धांत तैयार करते है कि एक छोटे अनंत सेट में उतने ही बिंदु हो सकते हैं जितने बड़े अनंत सेट में होते हैं। यह स्पष्ट था कि गति पर ज़ेनो के विरोधाभास पूरी तरह से अनंत मात्राओं के इस विरोधाभासी व्यवहार से उत्पन्न हुए थे। रेनी ने कहा कि, 2000 साल पुरानी इस बाधा को दूर करने के बाद गैलीलियो ने न्यूटन का अनुमान लगाते हुए गति के अपने गणितीय नियमों को पेश किया था।

गैसेंदी के विचार

पियरे गैसेंडी ने गैलीलियो की अपनी पुस्तक द मोटु इंप्रेस में उनके विचारों का बचाव किया। हॉवर्ड जोंस के लेख में गैससेदी ने गैलीलियो की रक्षा और बुद्धिमानी की राजनीति में जोंस ने गैलीलियो के तर्कों की समझ तथापृथ्वी की गति के भौतिक आपत्तियों के लिए उनके प्रभावों की स्पष्ट रूप से समझ प्रदर्शित किया है।

कोयरे के विचार

गिरने वाले निकायों के नियम 1638 में गैलीलियो द्वारा प्रकाशित किया गया था। लेकिन 20 वीं सदी में कुछ अधिकारियों ने गैलीलियो के प्रयोगों की वास्तविकता को चुनौती दी। विशेष रूप से, विज्ञान और प्रौद्योगिकी का फ्रांसीसी इतिहास इस तथ्य पर अपना संदेह रखता है कि गिरने वाले निकायों के त्वरण के नियम को निर्धारित करने के लिए दो नए विज्ञानों में रिपोर्ट किए गए प्रयोगों के लिए समय की सटीक माप की आवश्यकता होती है जो कि प्रौद्योगिकी के साथ असंभव प्रतीत होता है।1600 में एलेक्जेंडर कोयरे के अनुसार नियम कटौतीत्मक रूप से बनाया गया था और प्रयोग केवल उदाहरण के तौर पर किए गए थे। वास्तव में ऊपर वर्णित गैलीलियो के पानी की घड़ी ने उनके अनुमानों की पुष्टि के लिए काफी सही समय प्रदान किया था।

चूंकि, बाद में किये गये शोध के आधार पर इस प्रयोग की पुष्टि हो गयी है। गैलीलियो द्वारा वर्णित विधियों का प्रयोग कर गिरते हुए पिंड(वास्तव में लुढ़कती गेंदों पर किए गए प्रयोगों को दोहराया गया था। तथा परिणामों की सटीकता गैलीलियो की रिपोर्ट के अनुरूप थी। बाद में 1604 से गैलीलियो के अप्रकाशित वर्किंग पेपर्स में शोध ने स्पष्ट रूप से प्रयोगों की वास्तविकता को दिखाया और यहां तक ​​कि उन विशेष परिणामों को भी इंगित किया जो समय वर्ग नियम का नेतृत्व करते थे।

यह भी देखें

• डी मोटू एंटिकियोरा गैलीलियो की गिरते निकायों की गति की प्रारंभिक जांच को दिखाया गया है

टिप्पणियाँ

संदर्भ

• Drake, Stillman, translator (1974). Two New Sciences, University of Wisconsin Press, 1974. ISBN 0-299-06404-2. A new translation including sections on centers of gravity and the force of percussion.
• Drake, Stillman (1978). Galileo At Work. Chicago: University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-16226-3.
• Henry Crew and Alfonso de Salvio, translators, [1914] (1954). Dialogues Concerning Two New Sciences, Dover Publications Inc., New York, NY. ISBN 978-0-486-60099-4. The classic source in English, originally published by McMillan (1914).
• Jones, Howard, "Gassendi's Defense of Galileo: The Politics of Discretion", Medieval Renaissance Texts and Studies, 1988.
• Titles of the first editions taken from Leonard C. Bruno 1989, The Landmarks of Science: from the Collections of the Library of Congress. ISBN 0-8160-2137-6 Q125.B87
• Galileo Galilei, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attinenti la meccanica e i movimenti locali (pag.664, of Claudio Pierini) publication Cierre, Simeoni Arti Grafiche, Verona, 2011, ISBN 9788895351049.
• Wallace, Willian, A. Galileo and Reasoning Ex Suppositione: The Methodology of the Two New Sciences. PSA: Proceedings of the Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association, Vol. 1974, (1974), pp. 79–104
• Salvia, Stafano (2014). "'Galileo's Machine': Late Notes on Free Fall, Projectile Motion, and the Force of Percussion (ca. 1638–1639)". Physics in Perspective. 16 (4): 440–460. Bibcode:2014PhP....16..440S. doi:10.1007/s00016-014-0149-1. S2CID 122967350.
• De Angelis, Alessandro (2021). Discorsi e Dimostrazioni Matematiche di Galileo Galilei per il Lettore Moderno (in italiano). Torino: Codice. ISBN 978-8875789305.
• De Angelis, Alessandro (2021). Galilei's Two New Sciences for Modern Readers (in English). Heidelberg: Springer Nature. ISBN 978-3030719524. With prefaces by Ugo Amaldi and Telmo Pievani.

बाहरी कड़ियाँ

• (in Italian) Italian text with figures
• English translation by Crew and de Salvio, with original figures
• Another on-line copy of Crew and de Salvio's translation