เลโอนาร์โด ดาวินชี ผู้ที่เป็น จิตรกร สถาปนิก นักประดิษฐ์ นักกายวิภาคศาสตร์ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์ ก็ได้ตั้งข้อสังเกตถึงแรงโน้มถ่วงมาก่อน ไอแซก นิวตัน คือผู้ค้นพบและบรรยายถึง ‘แรงโน้มถ่วง’ ได้กระจ่างชัด และสร้างกฎการเคลื่อนที่ 3 ข้อที่เราใช้กันมาจนปัจจุบัน การค้นพบของเขาทำให้ดวงดาวทุกดวงในจักรวาลเคลื่อนที่อย่างเป็นเหตุเป็นผล และทำให้มนุษย์เดินทางไปยังดวงจันทร์ได้สำเร็จ

แต่ไม่เคยมีใครรับรู้มาก่อนเลยว่า อัจฉริยะแห่งยุค อย่าง ลีโอนาร์โด ดา วินชี ผู้ที่เป็น จิตรกร สถาปนิก นักประดิษฐ์ นักกายวิภาคศาสตร์ วิศวกร และนักวิทยาศาสตร์ ก็ได้ตั้งข้อสังเกตถึงแรงโน้มถ่วงมาก่อน โดยเขาได้จดบันทึกการทดลองในสมุดของเขา และทำให้คนรุ่นปัจจุบันต้องทึ่ง

“เมื่อประมาณ 500 ปีก่อน เลโอนาร์โด ดา วินชี พยายามค้นพบความลึกลับของแรงโน้มถ่วงและเชื่อมโยงกับความเร่งผ่านชุดการทดลองอันชาญฉลาดที่นำโดยจินตนาการและเทคนิคการทดลองอันเชี่ยวชาญของเขาเท่านั้น” รายงานการวิเคราะห์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย หรือ แคลเทค (California Institute of Technology, CalTech) ระบุ

จากการทดลอง เขาได้วาดรูปขวดโหลที่เคลื่อนไปตามแนวระนาบ โดยมีวัตถุตกออกมาจากขวดโหลนั้นเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ลงไป เขาบันทึกว่ามันมีแรงบางอย่างที่ดึงวัตถุนั้นให้เกิดความเร็ว และเวลาของการตกยิ่งนานเท่าไหร่ วัตถุนั้นก็ยิ่งมีความเร่งเพิ่มขึ้น กลายเป็นการเคลื่อนที่แบบรูป 3 เหลี่ยม

การตระหนักได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงของความเร็วในวัตถุที่ตกลงมาเมื่อเวลาผ่านไป เป็นขั้นตอนสำคัญในการค้นหาค่าคงที่แรงโน้มถ่วงบนโลกซึ่งใช้โดยนิวตันในภายหลังเพื่อกำหนดกฎการเคลื่อนที่ของเขา (รวมถึงแรงโน้มถ่วง) จากนั้น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ก็ใช้ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขา ดา วินชี รู้ว่าเขาพบบางอย่าง แต่เขาไม่แน่ใจว่ามันคืออะไร

สิ่งที่ทำให้เขาไขว้เขวเนื่องมาจาก ดา วินชี เปิดรับแนวคิดของอริสโตเติลอย่างเต็มที่เกี่ยวกับแรงต่อเนื่องที่เรียกกันในสมัยนั้นว่าแรงผลักดัน คือแรงที่ถูกเติมอยู่เสมอ ทำให้เกิดการเคลื่อนที่แบบโพรเจกไทล์ และให้แรงผลักดันแก่วัตถุในการเคลื่อนที่ต้านแรงโน้มถ่วง กล่าวง่ายๆ คือแรงผลักให้วัตถุเคลื่อนที่ เขาจึงคิดว่ามี ‘แรงผลัก’ ให้วัตถุตก ไม่ใช่ ‘แรงดึง’ ให้วัตถุตก

อย่างไรก็ตาม แม้จะไปผิดทาง แต่ ดา วินชี ก็คำนวณจากการทดลองของเขาถึงค่าคงที่ความโน้มถ่วง หรือที่เรารู้จักกันในปัจจุบันว่า ‘แรงจี’ (G forces) ได้แม่นยำถึงร้อยละ 97 ของการคำนวณปัจจุบัน

“ด้วยการพัฒนาวิธีการสมมูลเชิงเรขาคณิตเพื่อแสดงให้เห็นถึงกฎการเคลื่อนที่ ดา วินชี ได้แสดงข้อมูลเชิงลึกที่น่าทึ่งเกี่ยวกับไดนามิกของวัตถุที่ตกลงมา” รายงานระบุ

แต่น่าเสียดายที่เราไม่อาจทราบได้ว่าเขากำลังคิดอะไรอยู่ในตอนนั้น หรือให้ความสนใจกับแรงนี้มากเพียงใด

“เราไม่ทราบว่า ดา วินชี ทำการทดลองเพิ่มเติมหรือตรวจสอบคำถามนี้อย่างลึกซึ้งมากขึ้นหรือไม่” มอร์เทซา กฮาริบ (Morteza Gharib) หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “แต่ความจริงที่ว่าเขาต่อสู้กับปัญหาด้วยวิธีนี้ ในช่วงต้นทศวรรษ 1500 ก็แสดงให้เห็นว่าความคิดของเขาล้ำหน้าเพียงใด”

นักวิจัยรู้สึกประทับใจกับวิธีการของ ดา วินชี เป็นพิเศษ โดยใช้สิ่งที่เขามีในขณะนั้น ซึ่งก็คือเรขาคณิตเป็นหลัก และใช้มันเพื่อตรวจสอบสิ่งที่ไม่รู้จัก วิธีการคิดเดียวกันนี้ยังคงสามารถนำมาใช้กับวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันได้

สมุดบันทึกนี้คาดว่าทำขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 14 ถึงต้นศตวรรษที่ 15 ต่อมาปี 1604 กาลิเลโอ กาลิเลอิ ก็ได้กล่าวถึงการตกอย่างอิสระ ซึ่งระบุว่า หากไม่มีแรงต้านของอากาศ มวลทั้งหมดจะตกลงมาด้วยความเร่งที่เท่ากัน จากนั้น ไอแซก นิวตัน ก็อธิบายมันอย่างสมบูรณ์ในปี 1687 และมอบเหตุผลให้กับการเคลื่อนที่ ท้ายที่สุด ไอน์สไตน์ ก็สร้างกาลอวกาศ (Space-time) ให้กับจักรวาล

ด้วยการเรียนรู้ด้วยตนเองเป็นหลัก ดา วินชี จึงมีสมุดบันทึกลับหลายสิบเล่มที่มีสิ่งประดิษฐ์สุดล้ำ และการสังเกตทางกายวิภาคอย่างละเอียด ไม่ว่าจะเป็นการออกแบบจักรยาน เฮลิคอปเตอร์ รถถัง และเครื่องบิน จากภาพสเก็ตช์เหล่านั้นกว่า 13,000 หน้า มีไม่ถึง 1 ใน 3 ที่อยู่รอดมาถึงปัจจุบัน

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

ที่มา

https://www.caltech.edu/about/news/leonardo-da-vincis-forgotten-experiments-explored-gravity-as-a-form-of-acceleration

https://www.sciencealert.com/sketches-hint-leonardo-da-vinci-grasped-gravity-a-century-ahead-of-newton

https://www.livescience.com/da-vinci-understood-key-aspect-of-gravity-centuries-before-einstein-lost-sketches-reveal

https://www.space.com/leonardo-da-vinci-sketches-gravity-experiments

อ่านเพิ่มเติม เลโอนาร์โด ดาวินชี : 500 ปี มรณกาลอัจฉริยะก้องโลก