ואף על פי כן
גלילאו ינוע

אין הרבה מדענים ששינו את ההיסטוריה באופן דרמטי כל כך כמו גלילאו גליליי. אין הרבה מדענים ששמם הפך למותג-על שמזוהה כל כך עם המדע. אילו היו מקימים אנדרטה בינלאומית למדענים, בדומה לפסל הענק של נשיאי ארצות הברית בהר ראשמור, אין ספק שלצד אלברט איינשטיין, אייזק ניוטון, לואי פסטר, ניקולאוס קופרניקוס וצ'רלס דרווין, היה ניצב בגאון פסלו של גלילאו. זו תהיה עוד דרך לכבד את זכרו של מדען שקידם את הידע המדעי ואת האנושות בעיצומם של ימי החושך, ימים שבהם רדפה הכנסייה הקתולית את מי שהעזו לקרוא תיגר על סמכות האל… כפי שהם הבינו אותה.

אין הרבה מדענים ששמם הפך למותג-על שמזוהה כל כך עם המדע. ציור של גליליאו גליליי | Science Source, Science Photo Library

"האיש מהגליל"

גלילאו נולד ב-1564 בעיר פיזה באיטליה, שמוכרת לנו בעיקר בזכות המגדל המפורסם. אביו וינצ'נזו היה נגן קתרוס – כלי מיתר עתיק יומין – וכן תיאורטיקן של המוזיקה, אך התפרנס ממכירת צמר. אמו ג'וליה אמאנטי הייתה בת למשפחה משכבת החברה הגבוהה ונצר למזכירו של האפיפיור פיוס השני. השם המיוחד גלילאו מקורו בגליל שבארץ ישראל, חבל הארץ שבו חי ופעל ישוע לפי כתבי הקודש הנוצריים.

בהיותו בן עשר עברו גלילאו ומשפחתו לפירנצה. מעט לאחר מכן החל את לימודיו במנזר קמלדולזה (Camaldolese), שם החליט להפוך לנזיר. האב הבין שלא כדאי כי בנו יתפרנס גם הוא מצמר, אך לא חיבב את נטיותיו הדתיות של בנו, ורשם אותו בגיל 16 ללימודי רפואה באוניברסיטת פיזה. גלילאו שעה להסללה המדעית שגזר עליו האב, אך לא נטה ללימודי רפואה.

מעט לאחר ראשית לימודיו חווה הארה כשהבחין בנברשת שהתנדנדה הלוך ושוב ברוח, באופן שהזכיר לו את פעימות לבו. הוא העלה את השערתו המדעית הראשונה, שלפיה קצב התנודות אינו תלוי בנקודת שחרור המטוטלת. הנקודה הזו, שממנה מתחילה התנועה, יוצרת את טווח התנועה (המשרעת) של המטוטלת, אך אינה משפיעה על מספר התנודות לדקה. עם שובו הביתה לקח גליליאו שתי מטוטלות בעלות אורך זרוע זהה, שחרר אותן מנקודות שונות, והשערתו התאמתה. כיום אנו יודעים כי זמן המחזור של מטוטלת תלוי אך ורק בתאוצת הכובד של כדור הארץ ובאורך הזרוע, אך באותה תקופה היה זה חידוש, שזכה לביטוי מתמטי ולאישוש סדור רק מאה שנה אחרי מות גלילאו.

גליליאו הבחין בנברשת שהתנדנדה הלוך ושוב ברוח, והעלה את ההשערה שקצב התנודות אינו תלוי בנקודת שחרור המטוטלת. איור של גליליאו מתבונן בנברשת | Sheila Terry, Science Photo Library

למרות התגלית המעניינת, גלילאו ניסה להתמיד בלימודי הרפואה. אולם אחרי שהגיע בטעות להרצאה שעסקה בגיאומטריה, הוא נשבה בקסמה וביקש מאביו רשות ללמוד מתמטיקה ופילוסופיה של הטבע – שם ארכאי למדעים, שכללו אז בעיקר פיזיקה.

ב-1586 המציא גלילאו את הראשונה בהמצאותיו, התרמוסקופ, שהיה מעין אבטיפוס של המדחום. במקביל החל לחקור את ההידרוסטטיקה, שהוא מדע התופעות המתרחשות בזורמים – נוזלים וגזים, שאינם בתנועה. מחקרו זה התגבש לכדי חיבור בכורה מדעי פרי עטו בשם "המאזניים הקטנים", שלא היה מקורי במיוחד, אך הציג דרך מדויקת לשקול גופים באוויר ובמים, ולכן היה שימושי עבור צורפים שעסקו בשקילת מתכות יקרות. ב-1588 החל ללמוד אמנות וקיבל במהרה משרת מדריך באקדמיה לאמנות בפירנצה. שם התמחה בפרספקטיבה ובקיארוסקורו, שהוא התחום החוקר את הניגודיות בין אור וצל. בהמשך זנח את התחום, אך שמר למשך שנים על קשרי ידידות אמיצים עם הצייר צ'יגולי (Cigoli).

האגדה מספרת שגלילאו עלה לראש מגדל פיזה והפיל ממנו גופים שונים, כדי להראות שהם נופלים לקרקע יחדיו. איור של האירוע (שלא באמת קרה במציאות) | Gary Brown, Science Photo Library

מראש המגדל הנטוי

באותה תקופה החל גלילאו לעסוק במכניקה ובדינמיקה של גופים, ובערך ב-1590 החל לכתוב את חיבורו המכונן "הכתבים העתיקים על התנועה". הוא העלה שם את הטענה שזמן התנועה של שני גופים מאותו החומר שנופלים בהשפעת כוח הכבידה יהיה זהה ללא קשר למסה שלהם. הטענה בוודאי לא הייתה טריוויאלית לזמנה ואיננה אינטואיטיבית למי שנתקל בה לראשונה גם כיום. האגדה מספרת שגלילאו עלה לראש מגדל פיזה והפיל ממנו גופים שונים כדי לאמת את השערתו. החיבור ראה אור רק כמה עשורים לאחר פטירתו של גלילאו.

מעט לאחר שהחל לכתוב את "על התנועה", נחת על כתפיו של גלילאו עול כבד: אביו מת והיה עליו לטפל באחיו הצעיר מיכאלאנג'לו. עם זאת, הוא לא חדל ממחקר מדעי וב-1592 עבר ללמד גיאומטריה, מכניקה ואסטרונומיה באוניברסיטת פדובה, שם הועסק כעשרים שנה. הוא עסק גם באסטרולוגיה, שכיום נחשבת לפסאודו-מדע אך אז נחשבה תחום משיק לאסטרונומיה.

עמדת הכנסייה הייתה שהארץ נמצאת במרכז, ומסביבה נעים כוכבי הלכת, השמש והכוכבים. איור של המודל הגיאוצנטרי | Science Source, Science Photo Library

מה סובב סביב מה?

מימי קדם הביט האדם לשמיים בניסיון להבין את חוקי הכוכבים והירחים, ותרומות רבות נודעו ליוונים ולמצרים העתיקים, לערבים וליהודים. אולם התקדמות של ממש החלה במאה ה-16, כשהאסטרונום הפולני ניקולאוס קופרניקוס העלה את רעיון ההליוצנטריות ("השמש במרכז"). המודל נחשב לכפירה במוסכמות הכנסייה והסדר הישן שמשל בעולם עוד מימי אפלטון, שנקרא "המודל הגיאוצנטרי" ("כדור הארץ במרכז"). לפי הרעיון של קופרניקוס, כדור הארץ סובב סביב השמש, בניגוד לתפיסה שלפיה כדור הארץ הוא זה שנמצא במרכז וכל היקום סובב סביבו.

כל מודל תיאורטי ראוי שייבחן בכלים תצפיתיים, וכך, בדור שאחרי קופרניקוס הקים האציל הדני טיכו ברהה (Brahe) מצפה כוכבים חדשני לזמנו, במטרה למדוד את מיקומם המשתנה של כוכבי הלכת באמצעות כוונות של רובה, שכן טלסקופ עוד לא היה בנמצא. במהלך ניסיונותיו צפה ברהה בסופרנובה, שהיא פיצוץ אדיר של כוכב בסוף חייו, ותלמידו המסור יוהנס קפלר (Kepler), שגילה בתורו עוד סופרנובה, היטיב לגזור מהתצפיות האלה את שלושת החוקים האסטרונומיים המנחים את תנועת כוכבי הלכת סביב השמש, ששימשו בהמשך בסיס לחוקי התנועה והכבידה של אייזק ניוטון. עמיתו של ברהה, אוטביו ברנזוני (Brenzoni), הביא לידיעתו של גלילאו את עבודותיו של ברהה וגלילאו הסיק מהן כי הטענה העתיקה שגרמי השמיים סובבים כולם סביב כדור הארץ - שגויה. 

בעזרת הטלסקופ, הראה גליליאו בפעם הראשונה שפני הירח מורכבים מעמקים, הרים ומכתשים. איור של פני הירח שיצר גליליאו ב-1610 | Middle Temple Library, Science Photo Library

ב-1609 שמע גלילאו על המצאה של לוטש העדשות ההולנדי הנס ליפרסהיי (Lippershey): טלסקופ האור, שמאפשר צפייה בעצמים רחוקים, ובכלל זה כוכבים, כאילו הם נמצאים בהישג יד. גלילאו לא הסתפק ברכישת המוצר החדש, שנפוץ ברחבי אירופה בעיקר כצעצוע לעשירים, אלא שכלל אותו ויצר גרסה שמגדילה את העצמים הרחוקים פי שלושים. הגרסה המשוכללת אפשרה לו להמשיך במסע התגליות ובניתוץ המוסכמות.

התגלית המשמעותית הראשונה שלו הודות לטלסקופ הייתה תיאור פני השטח של הירח. עד אותה עת סברו כי הירח, כמו יתר גרמי השמיים, הוא כדור מושלם וחף מכל דופי וקימור, וכמאמר דנטה, "פנינה נצחית", אך כפי שהוכיח גלילאו בעזרת הטלסקופ, פני הירח מורכבים מעמקים, הרים ומכתשים. ב-1610, בסיוע יד האמן של חברו צ'יגולי, פרסם גלילאו את תצפיותיו בחיבורו "שליח הכוכבים" (Sidereus Nuncius) והקדיש אותו לפטרונו קוזימו דה מדיצ'י (Medici). 

מהירח עבר גלילאו לצדק, כוכב הלכת הגדול ביותר במערכת השמש. הוא הבחין בשלושה גרמי שמיים שלא נראו עד כה סמוך לצדק, ושלושה לילות לאחר מכן נוכח לגלות כי אחד מהם נעלם. הוא הסיק מכך כי גרם השמיים הנעלם מסתתר מאחורי צדק. גרמי השמיים שגילה, הבין גליליאו, לא היו כוכבים וגם לא כוכבי לכת, אלא ירחים שסובבים סביב צדק. בהמשך גילה גלילאו ירח נוסף. לארבעת הירחים האלו, הגדולים שבירחי צדק, יקראו לימים "הירחים הגָליליים": איו, אירופה, גנימדס וקליסטו. התגלית הזו הייתה הפרכה נוספת של התפיסה הגיאוצנטרית, שהרי הירחים סבבו סביב צדק ולא סביב כדור הארץ.

באותה תקופה גילה גלילאו שבניגוד למה שסברו עד אז, המראה של כוכב הלכת נוגה מכדור הארץ אינו מוגבל רק לשתי צורות (מופעים), אלא מתפרס על כל הטווח שבין "מלא" ו"חסר", כמו הירח שלנו. עוד גילה גלילאו את טבעות שבתאי ואת הכתמים על פני השמש. את התגלית האחרונה מביניהן הוא פרסם בחיבור בשם "מכתבים על כתמי השמש" עם שרטוטים פרי ידו, שנועדו לשכנע את קהל הקוראים באמיתות התצפיות החדשניות.

גליליאו הראה שלכוכב הלכת צדק יש ירחים הסובבים סביבו - הפרכה נוספת של התפיסה הגיאוצנטרית. אילוסטרציה של צדק וארבעת הירחים הגליליים | Claus Lunau, Science Photo Library

ידה הכבדה של הכנסייה

פרסומיו של גלילאו החלו לעורר את מורת רוחם של אנשי הכנסייה. בעקבות מכתב ששלח לדוכסית כריסטינה, אמו של פטרונו קוזימו דה מדיצ'י, שבו הצהיר שההליוצנטריות איננה רעיון מתמטי אלא מציאות לכל דבר ועניין, זומן ב-1616 לחקירה באזהרה באינקוויזיציה – גוף החקירות של הכנסייה הקתולית – שם הוזהר לבל יהגה עוד בתורתו של קופרניקוס או, חמור מכך, יפיץ אותה.

ב-1623 מינתה הכנסייה הקתולית את אורבנוס השמיני לאפיפיור. אורבנוס האמין ברעיונותיו של גלילאו ובין השניים שררה ידידות שסייעה לגלילאו להמשיך לעסוק בענייניו המדעיים בשלווה יחסית; אורבנוס אף העניק לידידו את התואר "בן אהוב של האפיפיור". ב-1632 פרסם גלילאו את ספרו "דיאלוג על שתי מערכות העולם המרכזיות" שהציג את המודל ההליוצנטרי מול המודל הגיאוצנטרי בשיח בין מספר דמויות בדיוניות.

ספרו של גליליאו "דיאלוג על שתי מערכות העולם המרכזיות" הציג את המודל ההליוצנטרי מול המודל הגיאוצנטרי. כריכת הספר, שמציגה את קופרניקוס, אריסטו ותלמי | New York Public Library, Science Photo Library

כך ניסה ללכת גלילאו בין הטיפות בלי לקדם תמיכה מובהקת ברעיונותיו. אולם זמן לא רב אחרי שהספר ראה אור, החלו מצטברות נגד גלילאו תלונות רבות מהציבור הנזעם. הדפסת הספר הופסקה ואורבנוס מצא את עצמו בין הפטיש לסדן כשנדרש לפתוח חקירה נגד ידידו. הוא הניח את תפוח האדמה הלוהט לפתחה של ועדת קרדינלים מיוחדת, שקבעה כי במעשיו הפר גלילאו את הסיכומים הקודמים שלו עם הכנסייה, פגע בצנזורה שהוטלה עליו ותמך במודל ההליוצנטרי.

האינקוויזיציה חקרה את גלילאו בקשיחות מספר פעמים. הוא נאלץ להכחיש את תמיכתו במודל ההליוצנטרי ולכפור בכך שספרו נוטה בכוונה תחילה לטובת ההליוצנטריות, כפי שטענו האינקוויזיטורים. ביוני 1633 קבע בית המשפט כי גלילאו עבר על חוקי הדת, והוא נידון למעצר בית בלתי מוגבל בזמן. מספרים כי אחרי ההכרעה במשפטו אמר את המשפט המזוהה איתו יותר מכול, "ואף על פי כן נוע תנוע", ברומזו – אלה עובדות הטבע ואין בלתן. המשפט נחקק בזיכרון ההיסטורי כקו שבר מרכזי בין המדע לדת, בקונפליקט ששריר וקיים עד ימינו.

מספרים כי אחרי ההכרעה במשפטו אמר את המשפט המזוהה איתו יותר מכול, "ואף על פי כן נוע תנוע". ציור של משפט גליליאו | Shutterstock, Everett Collection

מעצר, עיוורון וחוזק החומרים

את מעצרו העביר גלילאו בתחילה בביתו של שגריר טוסקנה ברומא, ולאחר שנה שב למעונו בפירנצה. ככל שנקף הזמן חלה הידרדרות במצבו הבריאותי, אך הוא לא חדל מפעילותו המדעית עד שנתו האחרונה. ב-1634 נפטרה בתו וירג'יניה. זמן מה לאחר מכן הכתה מגפת דבר במינכן, וגלילאו נאלץ לתמוך כספית במשפחתו של אחיו, שגרה שם. ב-1636 החל גלילאו להתעוור. הקשיים האלה לא עצרו אותו מלכתוב את הספר האחרון בחייו, שראה אור באותה שנה, "הרצאות והוכחות מתמטיות סביב שני מדעים חדשים". גם את הספר הזה, שדן בחוזק חומרים ובתנועה, הוא כתב בפורמט של דיאלוג. הספר הוברח מביתו של גלילאו להולנד,  שם פרסם אותו לודווייק אלזוויר (Elzevir), שבית ההוצאה לאור בן זמננו "אלסוויר" (Elsevier) שאל ממנו לימים את השם והסמליל.

בספר הראה גלילאו בין היתר כי לאוויר יש משקל – עוד הפרכה של מיתוס ותיק, שלפיו האוויר חסר משקל, שכן הוא איננו נופל. ההוכחה הייתה פשוטה: גלילאו השווה בין מסות של נאד מלא באוויר ונאד ריק, ומצא הבדל בין שתי המסות.

ב-1640 הכין גלילאו תוכנית לבניית שעון מטוטלת, סגירת מעגל עם הנברשת הנעה ונדה שהביאה אותו להעמיק בסודות הטבע בראשית דרכו. בנובמבר 1641 חלה בקדחת ובינואר 1642 הלך לעולמו ונקבר בבזיליקת סנטה קרוצ'יה בעירו פירנצה.

הוא הותיר אחריו את בנו וינצ'נזו ובתו ליביה. לאמם, מרינה גמבה, לא נישא גלילאו מעולם, והיא הלכה לעולמה כשלושים שנה לפניו. בנו נישא והביא לעולם שלושה ילדים, אך שתי בנותיו פנו לחיי נזירות ופרישות, כי נחשבו פסולות חיתון משום שהוריהן לא היו נשואים. בשלהי שנת מותו של גלילאו נולד אייזק ניוטון, ו-300 שנה לאחר מכן בא לעולם הקוסמולוג המפורסם סטיבן הוקינג, שאף התגאה בכך בספרו "קיצור תולדות הזמן".

לא חדל מפעילותו המדעית עד שנתו האחרונה. ציור של גליליאו מביט מבעד לטלסקופ | Sheila Terry, Science Photo Library

חנינה מאוחרת

אחרי מאות שנים חזרה בה הכנסייה מהעוול ההיסטורי שגרמה לגלילאו. בנאום שנשא ב-1983 הכיר האפיפיור יוחנן פאולוס השני בצדקת תגליותיו המדעיות של גלילאו והוסיף כי "ניסיונה של הכנסייה, במהלך פרשת גלילאו ואחריה, הוביל אותה לאמץ גישה בוגרת יותר ותפיסה מדויקת יותר של הסמכות הראויה לה".

נוסף על תגליותיו המדעיות והמצאותיו הרבות, שרק חלקן נדון כאן, גלילאו היה כנראה אחד הראשונים שעמדו על חשיבות התצפית כבסיס לטענות תיאורטיות. האומץ שלו לתאר את ממצאיו ולקבעם בתודעה גם תחת כוחות דיכוי חזקים לאין שיעור, חקק את דמותו עד ימינו כאחד מגדולי המדע בכל הדורות. כך הפך גלילאו מנרדף על ידי הממסד, לשם נרדף למדע, מצוינות וגאונות.