Errors in Galileo’s Thought Experiment?

Discuss Physics and Physics Olympiad related problems here
Posts: 57
Joined: Thu Jan 20, 2011 6:57 pm

Errors in Galileo’s Thought Experiment?

Unread post by SMMamun » Sat Nov 08, 2014 1:51 pm

"বিজ্ঞানকে জানার তিনটি সুনির্দিষ্ট পথ রয়েছে, প্রথমটি হচ্ছে যুক্তি তর্ক। একটা উদাহরণ দেয়া যাক: একটা ভারী জিনিস আরেকটা হালকা জিনিস উপর থেকে ছেড়ে দিলে দুটো কি একসাথে পড়বে নাকি ভারীটা আগে পড়বে? এই প্রশ্নের উত্তর খুঁজে বের করার জন্য কিন্তু কোনো বৈজ্ঞানিক সূত্রেরও প্রয়োজন নেই কোনো জটিল পরীক্ষা-নিরীক্ষারও দরকার নেই, আমরা শুধুমাত্র যুক্তি দিয়ে এর উত্তরটা খুঁজে বের করে ফেলতে পারব। ধরা যাক আমার কাছে একটা ভারী আর একটা হালকা জিনিস রয়েছে। এবারে প্রথমে ধরে নিই উপর থেকে ছেড়ে দিলে ভারী জিনিসটা হালকা জিনিস থেকে আগে নিচে এসে পড়ে। এখন ভারী জিনিসটার সাথে হালকা জিনিসটা বেঁধে দুটো একসাথে ছেড়ে দেয়া হলে, হালকা জিনিসটা যেহেতু ধীরে ধীরে পড়বে তাই ভারী জিনিসটাকে সেটা এত তাড়াতাড়ি পড়তে দেবে না—কাজেই বেঁধে রাখা দুটো জিনিস একটু দেরি করে পড়বে। বিষয়টা আবার অন্যভাবে দেখতে পারি, ভারী জিনিসটার সাথে আরো একটা জিনিস বেঁধে দেয়া হয়েছে তাই সেটা নিশ্চয়ই আরো ভারী হয়েছে—কাজেই আরো ভারী হিসেবে আরো তাড়াতাড়ি পড়বে। কাজেই দেখা যাচ্ছে আমরা একই সাথে আরো ধীরে কিংবা আরো তাড়াতাড়ি দুটো উত্তরই পেতে পারি— কিন্তু এক প্রশ্নের তো দুই উত্তর হওয়া সম্ভব না! এই জটিলতার সমাধান করা সম্ভব শুধু একটি উপায়ে— আমরা যদি ধরে নিই, ভারী হোক হালকা হোক সবকিছু একসাথে নিচে পড়ে। তার মানে শুধু মাত্র যুক্তি তর্ক দিয়ে আমরা বিজ্ঞানের একটা সমস্যার সমাধানটা খুঁজে পেয়ে গেলাম!"
—ভৌত রাশি আর তার পরিমাপ (১ম অধ্যায়), পদার্থবিজ্ঞানের প্রথম পাঠ, মুহম্মদ জাফর ইকবাল

In the paragraph above, Zafar sir pointed out a famous thought experiment of the great scientist Galileo on freely falling objects. This experiment supposedly arrives at a scientific law by applying logic and argumentation only. It is hailed as a great example of how logic alone can often be sufficient to prove a theory of science.

Unfortunately, the thought experiment has two serious flaws, one general, the other specific:
1. Logic alone can never arrive at or validate a scientific theory. It will only be self-delusional if we believe otherwise.
2. Even the logic presented in the paragraph is internally inconsistent. Therefore, it could not successfully deduce that “ভারী হোক হালকা হোক সবকিছু একসাথে নিচে পড়ে।"
This post is intended for discussions and debate on the famous thought experiment.

Posts: 186
Joined: Sat Feb 05, 2011 3:39 pm
Location: dhaka

Re: Errors in Galileo’s Thought Experiment?

Unread post by photon » Sat Nov 08, 2014 10:10 pm

Logic isn't limited in common sense , it's process of applying principles which are known as truth . Yesterday's invention comes today handy for logicing . As I'm not a professional or even studied to that level yet , I have little experience regarding to scientific theory background . If logic shouldn't be the only instrument to validate a theory , then you may refer experimental results , mathematical approach etc . And I guess it's true . In biological field (as example) you cant do math , so you are doing experiments which are following acceptable logics regarding to the subject . Here comes "proof" and "proof" makes theory a "law" - universally accepted .

In the experiment you have wrote about - the logic is with experiment of letting fall a heavy and a light object leading to the contradiction . Together they make it right . I think his experiment is correct so are you (for 1) .

The contradiction, that " it will fall faster (for total mass is heavier) and it will fall slower(for the resistance by light object)" , ended the discussion that intial assumtion, that one was falling faster than another, isn't correct . That deduces what we wanted .
Try not to become a man of success but rather to become a man of value.-Albert Einstein

Posts: 57
Joined: Thu Jan 20, 2011 6:57 pm

Re: Errors in Galileo’s Thought Experiment?

Unread post by SMMamun » Sun Nov 09, 2014 10:46 am

"The contradiction, that "it will fall faster (for total mass is heavier) and it will fall slower (for the resistance by light object)", ended the discussion that initial assumption, that one was falling faster than another, isn't correct. That deduces what we wanted."
— No, the supposed contradiction cannot end the discussion about the initial assumption, because the contradiction will not even arise in the first place if you argue that when two objects are tied together, they must be viewed as a single heavier mass (at least for the case of falling), rather than the lighter mass' movement resisting movement of the other. Well, I am not arguing that this is precisely the case. My point is that the logic presented in the paragraph is not logic at all in strict or formal sense, but rephrasing of one's belief/prior knowledge/hunch/gut feeling in the guise of logic.

Let's clarify the point further. There are many instances of forces in which a lighter mass and a heavier mass will move differently, so when you tie two objects together and place them under the influence of any such instance of force, you will end up with wrong conclusion if you apply the logic in the paragraph. It's rather an exception (as an observable fact), albeit very interesting, that an object's free-fall movement under gravity does not depend on its mass.

Post Reply