התשובה לשאלה למה דברים נמשכים למטה היא דוגמה לדרך שבה השיטה המדעית מפריכה הנחות קודמות ומשנה תפיסות שגויות. זה נושא לוח השנה החדש של מכון דוידסון לחינוך מדעי
כשמתבוננים בטבע, קל מאוד לראות שדברים כבדים נופלים אחרת לגמרי מדברים קלים. עלים או נוצות נושרים מעדנות אל הקרקע, בעוד הפטיש שנופל לך על הרגל נוחת במהירות רבה ואכזרית. למדענים של ימי הביניים וקודמיהם גם היה על מה להסתמך. אריסטו, המלומד היווני החשוב שחי במאה הרביעית לפני הספירה, קבע כי מהירות הנפילה של עצמים בתוך תווך מסוים תלויה במסה שלהם. כלומר ככל שעצם כבד יותר הוא נופל מהר יותר. כל זה נשמע ונראה הגיוני מאוד כשחושבים על ההתנסויות היומיומיות שלנו, ואם אריסטו כתב את זה – זה כנראה נכון.
כבר בעת העתיקה ובימי הביניים לא חסרו מלומדים, באירופה וגם במקומות אחרים, שלא הסכימו לגמרי עם התפיסות של אריסטו. אבל הם נדחקו בדרך כלל לשוליים. כמו במקרים רבים אחרים, המדע והחברה היו צריכים להתפתח מספיק כדי להקשיב לקולות אחרים ולקבל את הראיות שהציגו.
הקול החדש המכריע במקרה הזה היה של גלילאו גליליי, המדען האיטלקי שתרם תרומה מכריעה גם למהפכה ההליוצנטרית. את הניסוי המפורסם ביותר שלו גלילאו כנראה לא ביצע מעולם. יש הטוענים שהוא עשה אותו כניסוי מחשבתי בלבד, ואחרים אומרים שאפילו לא זה, אבל הניסוי הוזכר באחת הביוגרפיות המוקדמות שנכתבו על המדען המהולל, ונטמע מאז בזיכרון הקיבוצי. בין שהניסוי נעשה במציאות ובין שלא, הוא ממחיש היטב את העיקרון הפיזיקלי. לפי המסופר, גלילאו עמד על מרפסת המגדל הנטוי בפיזה, עיר הולדתו, ושמט משם באותו רגע בדיוק שני כדורים בעלי מסה שונה. כפי ששיער, ובניגוד לתחזית של אריסטו, שני הכדורים הגיעו לקרקע יחד.
גם אם גלילאו לא עשה את הניסוי הזה, שאינו מתועד בכתביו, אין ספק שהוא עשה ניסויים דומים בגלגול כדורים במורד שיפועים. ואין גם ספק מה הסיק מהם. ספרו "שני מדעים חדשים", שיצא לאור ב-1638, מורכב בחלקו משיחות בין שלוש דמויות. בשיחות הללו, אומר סגרדו, המייצג חלק מהתפיסות של גלילאו: "אני, שעשיתי את הניסויים, יכול להבטיח לך שכדור תותח ששוקל מאה או מאתיים ליברות, או אפילו יותר, לא יגיע לקרקע אפילו הרף עין מהר יותר מכדור רובה במשקל של חצי ליברה, אם ישמטו את שניהם מגובה של 200 אמות".
גלילאו לא הסתפק בתיאור הממצאים, אלא גם הסביר שהמקור לתפיסה השגויה היה שבעצמים קלים, במיוחד אם צורתם שונה מזאת של העצמים הכבדים, החיכוך עם האוויר מאט את מהירות נפילתם. הוא טען כי אם עצמים יפלו ברִיק (ואקום) הם יגיעו לקרקע ביחד, גם אם צורתם שונה. במכתב לעמית הוא אף הציג חישוב מתמטי שמראה כי המרחק שעובר גוף נופל פרופורציוני למשך הנפילה, לא למסה שלו.
בניגוד לחידושים אחרים, התפיסה הזאת שהציג גלילאו נקלטה די מהר, בין השאר בזכות עבודתו המהפכנית של אייזק ניוטון, שהציג את חוקי התנועה והכבידה. פיתוחן של משאבות הריק באותה תקופה איפשר להמחיש שגלילאו צדק בהחלט: בכלי ריק מאוויר, נוצה וכדור מתכת נופלים באותה מהירות. האסטרונאוט האמריקאי דיוויד סקוט (Scott), מפקד החללית אפולו 15, הדגים את זה בשנת 1971 בניסוי שעשה על הירח, שם אין אטמוספרה. הוא שמט מידיו פטיש ונוצה באותו זמן, הראה שהם מגיעים יחד לקרקע וסיכם במילים "האדון גלילאו צדק".
אריסטו קבע כי מהירות הנפילה של עצמים תלויה במסה שלהם. תפוח ומשקולת של קילוגרם יושבים על חומה וחוששים ליפול | יוסי לגזיאל
השיטה המדעית היא מנגנון יעיל להפליא של בחינה ותיקון. מה שאנחנו חושבים שאנחנו יודעים היום עשוי להשתנות מחר, כשראיות חדשות והסברים טובים יותר ישנו את מה שאנחנו יודעים על המציאות.
לוח השנה של מכון דוידסון עומד הפעם בסימן בחינה מחדש של מוסכמות. אנו מזמינים אתכם להתקדם איתנו, חודש אחרי חודש, מההשערות שנחשבו פעם אמת, לתיאוריות המוצקות יותר שבאמצעותן אנו מסבירים את המציאות כיום. אך מי יודע? אולי גם בהן נגלה בעתיד חורים ושגיאות, ומלאכת התיקון תעזור לנו להבין טוב יותר את המציאות שאנו חיים בה.
