Что изобрел галилео галилей в физике

Галилео Галилей – основатель точного естествознания

Имя выдающегося итальянского учёного Галилео Галилея (Galileo Galilei) хорошо известно даже людям, далёким от физики, математики и астрономии. Его фундаментальные труды и изобретения оказали значительное влияние на развитие научной мысли XVI – XVII веков и последующих эпох.

Биография

Галилео Галилей был убеждённым рационалистом, считавшим, что все явления и законы природы имеют свои объяснения и подвластны человеческому разуму. Он прошёл яркий, интересный и во многом непростой жизненный путь, оставив глубокий след не только в итальянской, но и мировой истории.

Семья и происхождение

Родным городом Галилео Галилея была Пиза (Pisa). Будущий учёный появился на свет в 1564 году, в семье обедневшего дворянина, музыканта и композитора Винченцо Галилея (Vincenzo Galilei), в высшей степени просвещённого и образованного человека, вынужденного из-за плачевного материального состояния заниматься мелкой торговлей.

Мать Галилео, Джулиа Амманнати (Giulia Ammannati), также принадлежала к знатному роду, отличалась тяжёлым, своенравным характером, посвятила свою жизнь воспитанию детей и ведению домашнего хозяйства. Известно, что среди потомков аристократического рода (по линии отца) были учёные и врачи, а упоминания о некоторых из них, занимавших важные государственные должности во Флорентийской республике (Repubblica fiorentina), встречаются в документах, относящихся ещё к XIV веку.

Галилео был старшим из шести детей (двое умерли в младенческом возрасте). Когда ему исполнилось примерно 11 лет в поисках лучшей жизни семейство переехало во Флоренцию (Firenze), являвшуюся в тот период центром культуры, науки и искусства всей Европы.

Начальное образование

Юный Галилео рос всесторонне одарёнными ребёнком, проявлявшим талант к музыке и изобразительному искусству. Любовь к творчеству он сумел пронести на протяжении всей своей жизни, достигнув немалых успехов в этой области.

Начальное образование было получено в школе аббатства Валломброза (Abbazia di Vallombrosa), расположенной в небольшой коммуне Реджелло (Reggello), в провинции Флоренции. Галилео был прилежным учеником: в стенах монастыря он с одинаковым рвением и усердием штудировал богословие, древние языки, поэзию и риторику, сочинял стихи, отличавшиеся особым талантом и выразительностью. Жизнь в обители пришлась по душе юноше, он стал послушником, и грезил о принятии священнического сана.

Студенческие годы

Идея Галилео посвятить себя служению Богу была категорически отвергнута отцом, и в 1581 году по настоянию родителя, мечтавшего о более доходном занятии для своего отпрыска, он поступил в Пизанский университет (Universita di Pisa), на медицинский факультет.

Параллельно с основным курсом юный студент увлечённо изучал математику, геометрию, физику и астрономию. Молодой человек с головой погружался в теорию и непрестанно ставил научные эксперименты. Очень быстро он определился с делом всей своей жизни, и перешёл с медицинского факультета на математический. Ещё в студенческие годы Галилео открыл для себя гелиоцентрическую теорию Коперника, став её рьяным приверженцем.

В университете он снискал славу не только стремящегося к знаниям молодого человека, но и заядлого спорщика, не знавшего искусства дипломатии, а также имевшего всегда своё мнение, и не считавшего необходимым его скрывать. Из-за финансовых трудностей семьи обучение не удалось завершить в полном объёме, окончив лишь три курса. Несдержанность и своенравный характер юноши (унаследованный, скорее всего, от матери) сыграли с ним злую шутку. Несмотря на одарённость студента, преподавательский состав отказал в возможности продолжать учёбу бесплатно. Не получив степени профессора, Галилей вернулся во Флоренцию.

Покровительство Гвидобальдо дель Монте

К счастью, талант юноши к техническим наукам и незаурядные изобретательские способности были замечены Гвидобальдо дель Монте (Guidobaldo del Monte) – известным математиком, теоретиком механики, астрономом и философом, пользовавшимся уважением и почётом современников.

Роль этого человека, имевшего большие деньги и положение в обществе, оказалась чрезвычайно значимой в судьбе Галилео. Гвидобальдо дель Монте стал покровителем молодого учёного, он приложил все усилия, чтобы представить юное дарование великому герцогу Тосканскому, Фердинандо I Медичи (Ferdinando de’ Medici), и выхлопотал для него оплачиваемую должность профессора математики.

Так, уже в 1589 году, в 25-летнем возрасте, Галилео вернулся в стены альма-матер, и занялся преподавательской деятельностью. В Пизанском университете он читал лекции по механике и математике, ставил эксперименты, вёл непрестанную исследовательскую работу, писал трактаты. К сожалению, увлечённость техническими науками не приносила Галилео больших денег, ведь получаемое им скромное жалование в десятки раз отличалось от доходов профессора медицины.

Примечательно, что материальные трудности преследовали учёного на протяжении всей его жизни. В 1591 году умер глава семьи, и обязанности по содержанию матери и двоих сестёр легли на плечи Галилео.

Работа в Падуанском университете

В 1592 году Галилео, уже заработавший определённый авторитет в научных кругах, и имевший среди современников славу выдающегося теоретика и изобретателя, переехал в Падую (Padova), крупный город Венецианской республики (Serenissima Repubblica di Venezia). Там в течение 8 лет он преподавал математику, механику и астрономию. Галилео возглавлял кафедру в Падуанском университете (Universita degli Studi di Padova), считавшимся старейшим и лучшим образовательным центром Европы, и это был самый плодотворный период его научной деятельности.

Личная жизнь учёного

Главной и единственной настоящей страстью учёного была наука, хотя биографам доподлинно известно об истории любви Галилео к женщине, подарившей ему двух дочерей и сына. Уроженка Венеции, Марина Гамба (Marina di Andrea Gamba), принадлежала к небогатому роду, и имела более низкий социальный статус. Официальный церковный брак с ней так и не был заключён, даже несмотря на наличие троих общих детей. Известно также что пара жила вместе в период, когда Галилео работал в Падуе.

Уезжая из города, профессор забрал дочерей, а спустя ещё некоторое время и своего младшего отпрыска. Официально учёный признал лишь сына (отцовство было подтверждено им в 1619 году), дочери числились незаконнорождёнными, и провели жизнь в монастыре при церкви святого Матфея в Арчетри (Chiesa di San Matteo in Arcetri), небольшом посёлке недалеко от Флоренции. Появившись на свет вне брака, они не имели в те времена ни малейших шансов на счастливое замужество. Связь с детьми Галилео сохранил на протяжении всей жизни.

Жизнь и работа во Флоренции, отношения с католической церковью

Слава не избавила Галилео от непрестанной нужды в деньгах. В 1610 году, в надежде поправить своё материальное состояние, учёный с радостью принял приглашение переехать во Флоренцию, там он прожил до 1632 года. Высокооплачиваемая работа в качестве советника и учителя при дворе герцога Тосканского Козимо II Медичи (Cosimo II de’ Medici) сулила избавление от накопившихся долгов. При этом за ним формально осталась должность профессора Пизанского университета, не требующая обременительных обязанностей чтения лекций.

Будучи «первым математиком и философом» при дворе герцога, Галилео активно продолжал свои астрономические изыскания. Он широко пропагандировал гелиоцентрическую систему мира, собирал научные доказательства, вызывая тем самым раздражение и недовольство среди многих представителей церкви и последователей учений, выдвинутых Аристотелем и Птолемеем. К этому периоду Галилео, жаждавшему постигнуть тайны небесных тел, уже удалось сделать ряд революционных открытий, в число которых входили:

В 1611 году учёный приехал в Рим, на приём к Папе Павлу V, с тем чтобы доказать главе католической церкви необходимость следовать в ногу с научной мыслю. Он демонстрировал изготовленный им телескоп, объяснял суть своих открытий и был в целом встречен с теплотой и благосклонностью. Примечательно, что несмотря на последующие конфликты с церковью, Галилео всегда считал себя «добрым католиком».

Обвинения в ереси

С 1611 года произошёл ряд событий, существенно повлиявших на дальнейшую судьбу Галилео. Сначала, воодушевлённый добрым к себе расположением высшего духовенства, он написал (а позже опрометчиво опубликовал) письмо своему ученику и другу Бенедетто Кастелли (Benedetto Castelli), в котором открыто заявил о том, что Священное Писание хорошо лишь для веры и покаяния, и не может служить науке авторитетным источником знаний об объектах и явлениях природы.

Потом, в 1613 году вышла в свет книга Галилео «О солнечных пятнах», суть которой заключалась в признании правоты теорий Коперника. В результате по прошествии двух лет инквизиторами было открыто первое дело против учёного. Суд над Галилео состоялся в Риме, 1616 году, в этот же период церковь официально признала гелиоцентризм опасной ересью, и хотя учёный был оправдан, при вынесении вердикта его обязали отказаться от открытой поддержки модели мира Коперника и попирания архаичных авторитетов.

В 1633 году состоялся второй судебный процесс над учёным. Поводом к повторным преследованиям инквизиции послужила публикация очередного трактата Галилео «Диалог о двух системах мира», написанного на итальянском языке для доступности широкому кругу читателей.

После первого же допроса Галилео заключили под стражу, он провёл в заточении 18 дней. Многие биографы склонны предполагать, что учёного даже подвергали жестоким пыткам. Он был признан виновным в ереси, и приговорён к пожизненному заключению (изменённому позже на домашний арест), инквизиторы также потребовали от Галилео отречься от всех своих убеждений (что он и сделал) и запретили публиковать любые теоретические и исследовательские работы.

Легендарная фраза, «Eppur si muove» («И всё-таки она вертится»), приписываемая учёному, на самом деле никогда ему не принадлежала, и является не более чем художественным вымыслом.

Последние годы жизни, кончина и посмертная реабилитация

Учёный тяжело болел в старости, а в 1637 году Галилео и вовсе лишился зрения. Он не мог публиковать свои труды, но не переставал заниматься наукой даже несмотря на ухудшившееся состояние здоровья. Инквизиторы постоянно следили за пленником до конца его дней, затрудняя общение с друзьями и учениками.

Остаток жизненного пути он провёл в небольшой вилле, расположенной в Арчетри (Arcetri), пригороде Флоренции, недалеко от монастыря, где служили его дочери. Здание сохранилось и до наших дней и является сейчас домом-музеем Галилея (Villa Il Gioiello), находящимся с 1942 года в собственности факультета астрономии Флорентийского университета (Universita degli Studi di Firenze, UNIFI).

В 1642 году великий учёный скончался в возрасте 78 лет, в окружении своих последователей и сына. Церковь запретила погребение еретика в фамильном склепе и возведение ему памятников. Последний представитель знаменитого рода, внук Галилео, принял монашеский постриг, и сжёг ценные рукописи своего деда. В 1737 году останки учёного были перезахоронены в базилике Санта-Кроче (Basilica di Santa Croce) во Флоренции.

Гробница украшена мраморной фигурой Галилео и аллегорическими статуями в стиле позднего барокко, олицетворяющими Геометрию и Астрономию. Работу над декорированием саркофага выполнил итальянский скульптор Джованни Баттиста Фоджини (Giovanni Battista Foggini).

Лишь во второй половине XX века католическая церковь оправдала Галилео, сняв с него все обвинения, в 1992 году по результатам работы специальной комиссии Римский Папа Иоанн Павел II официально признал ошибку инквизиции.

Открытия учёного

Галилео по праву считают основоположником точного естествознания. Его пытливый ум позволил открыть и сформулировать законы природы, на которых базируется физика как науку в целом и механика в частности, в сегодняшнем их понимании. Галилео ввёл новые методы исследования, основанные не на эфемерных рассуждениях и ссылках на авторитетные догмы, а на наблюдениях, опытах, и математическом анализе. В число открытий, кардинально изменивших научное мировоззрение, входят:

Учёный внёс также существенный вклад в развитие математической теории вероятности и множеств. Он проводил исследования природы света, измерял плотность воздуха, занимался вопросами физической оптики. К главным изобретения Галилео, повлиявшим на многие сферы жизни человечества, относятся:

Галилео занимался изобретательством с ранних лет и до глубокой старости, он постоянно придумывал новые приборы и приспособления.

Создание телескопа

Создание телескопа считается одним из главных и значимых изобретений Галилео, ведь устройство дало мощный толчок к познанию солнечной системы.

Первый экземпляр был представлен широкой общественности в 1609 году. За основу изобретения учёный, занимавшийся ранее совершенствованием технологии шлифовки оптических линз, взял «зрительную трубу», придуманную Иоганном (Хансом) Липперсгейем, очковым мастером из Мидделбурга (Нидерланды).

Галилей усовершенствовал голландское оптическое устройство и подарил ему нынешнее название, переводящееся дословно с древнегреческого языка «далеко смотрю». Итальянскому профессору удалось, в отличие от его предшественника, добиться тридцати кратного увеличения изображения.

С помощью своего прибора он создал подробные зарисовки лунной поверхности, обнаружил пятна на Солнце, изучил природу Млечного пути, сделал предположение о существовании иных галактик и совершил ряд других революционных открытий, описанных в трактате «Звёздный вестник», изданном в 1610 году. Книга стала настоящей сенсацией в Европе, слава о ней дошла даже до Китая. Примечательно, что Галилей создал за свою жизнь около сотни телескопов, он дарил экземпляры изобретения представителям высшего духовенства и монаршим особам, пытался даже наладить промышленное производство, но не желал делиться секретом линз с коллегами астрономами.

Источник

6 Изобретения Галилео Галилея и другие работы

Содержание:

В Изобретения Галилео Галилея они означали революцию в научной дисциплине. Фактически, его способ восприятия реальности предполагал изменение эпистемы XVI и XVII веков. Его вклад и открытия были настолько важны, что стали плодом споров и дискуссий.

Галилео Галилей (1564-1642) был итальянским физиком, астрономом, философом, инженером и математиком, который оказал большое влияние на научную революцию. Кроме того, он не только преуспел в науке, но и проявил заметный интерес к миру искусства. Некоторые авторы считают его отцом науки и отцом современной физики.

Артефакты и улучшения Галилео Галилея

Телескоп

В 1609 году до Галилея дошли слухи о создании телескопа, который позволял наблюдать объекты, находящиеся на больших расстояниях. Он был построен голландцем Гансом Липперши и позволял наблюдать за некоторыми звездами, которые не были заметны невооруженным глазом.

Благодаря этому описанию Галилей решил построить свою собственную версию телескопа. В отличие от телескопа Липперши, телескоп Галилео увеличивал изображение до шести раз и не деформировал объекты при увеличении.

Кроме того, телескоп Галилея был единственным в то время телескопом, который давал прямое изображение. Это было достигнуто за счет использования расходящейся линзы в глазном пространстве. С помощью этого изобретения астроному удалось освободиться от финансовых долгов, поскольку его артефакт был приобретен Венецианской республикой.

Термометр

В 1593 году Галилей построил термометр, который отличался от предыдущих, поскольку позволял рассчитывать колебания температуры по шкалам. Объект представлял собой емкость, наполненную кусками теста, которые двигались в зависимости от температуры.

Каждый из этих пакетов был маркирован определенной степенью, и вода позволяла пакетам опускаться или подниматься в зависимости от температуры. В настоящее время существуют более сложные термометры, которые рассчитывают температуру без использования таких сложных механизмов, однако это возможно благодаря усовершенствованиям от Galileo.

Биланцетта

Биланцетта была своего рода ведьмой, созданной ученым в 1597 году. Она считается первым коммерческим инструментом, созданным астрономом, поскольку многие люди приобрели ее в то время. Некоторые торговцы использовали его для расчета обменных курсов, а военные использовали его для измерения загрузки орудия.

В общих чертах инструмент состоял из двух линейок, которые перемещались по части, имевшей полукруглую форму. Сегодня этот инструмент все еще используется людьми для ориентации, хотя с момента своего появления он претерпел несколько модификаций.

Микрометр

Микрометр был устройством, предназначенным для точного расчета расстояния между каждым спутником от Земли.

По словам Джованни Альфонсо Борелли (1608-1679), микрометр состоял из линейки с двадцатью равными делениями. Одна из характеристик этого изобретения состоит в том, что его можно было поместить в телескоп и иметь возможность скользить через трубку последнего.

Целатон

Целатон был инструментом, созданным Галилеем для наблюдения за лунами Юпитера. Устройство позволяло рассчитать длину с моря, также оно состояло из объекта, который мог быть встроен в телескоп, и имел форму корпуса.

Одна из особенностей этого изобретения заключается в том, что оно было задумано для использования на палубе судна, находящегося в постоянном движении.

Побег Галилея

Он называется «Побег из Галилея» по конструкции изобретателя, состоящей из маятниковых часов. Их разработка датируется 1637 годом, и они считаются первой иллюстрацией маятниковых часов. Этот тип механизма также известен как часы со спусковым механизмом, что и дало название конструкции.

К тому времени астроном был очень стар и ослеп. По этой причине рисунок был сделан его сыном по описаниям его отца. Сын Галилея начал строительство объекта, однако оба умерли до того, как проект удалось завершить.

Законы, изобретенные Галилео Галилеем

Галилео Галилей не только проектировал и создавал новые артефакты; Он также отличился тем, что открыл ряд законов, которые позже послужили руководством для выдающихся физиков, таких как Исаак Ньютон (1643-1727). Наиболее важные из них перечислены ниже:

Закон инерции

Этот закон гласит, что каждый движущийся объект имеет тенденцию продолжать движение по прямой, если только на него не влияет другая сила, которая отклоняет его от траектории. Закон инерции был использован Исааком Ньютоном, чтобы позже установить руководящие принципы своего первого закона.

Закон свободного падения

Галилей считал, что в пространстве, свободном от воздуха, два объекта в свободном падении могут преодолевать равные расстояния за один и тот же период времени независимо от веса каждого из них. Это утверждение было весьма спорным для того времени, поскольку противоречило древним аристотелевским принципам свободного падения.

Чтобы проверить свою теорию, Галилей решил поэкспериментировать со свинцовым шаром, который он несколько раз уронил на наклонную плоскость, проверяя разную высоту и наклон. С помощью этого эксперимента астроном смог подтвердить, что квадрат времен пропорционален расстоянию, которое проходит сфера.

Закон изохронии маятников

Принцип маятника был открыт Галилеем, который понял, что период колебаний маятника не зависит от амплитуды (то есть максимального расстояния, на которое маятник может отойти от уравновешенного положения).

Напротив, период колебаний зависит от длины пряжи. Позже был разработан маятник Фуко, который состоял из длинного маятника, который мог свободно качаться в любой плоскости и часами.

Ссылки

Homo antecessor: характеристика вымершего вида

Источник

Галилей, Галилео

При жизни был известен как активный сторонник гелиоцентрической системы мира, что привело Галилея к серьёзному конфликту с католической церковью.

Содержание

Биография

Ранние годы

В семье Винченцо Галилея и Джулии Амманнати было шестеро детей, но выжить удалось четверым: Галилео (старшему из детей), дочерям Вирджинии, Ливии и младшему сыну Микеланджело, который в дальнейшем тоже приобрел известность как композитор-лютнист. В 1572 году Винченцо переехал во Флоренцию, столицу Тосканского герцогства. Правящая там династия Медичи была известна широким и постоянным покровительством искусству и наукам.

Начальное образование Галилей получил в расположенном неподалёку монастыре Валломброза. Мальчик очень любил учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он взвешивал возможность стать священником, но отец был против.

В 1591 году умер отец, и ответственность за семью перешла к Галилео. В первую очередь он должен был позаботиться о воспитании младшего брата и о приданом двух незамужних сестёр.

В 1592 году Галилей получил место в престижном и богатом Падуанском университете (Венецианская республика), где преподавал астрономию, механику и математику. По рекомендательному письму венецианского дожа университету можно судить о том, что научный авторитет Галилея уже в эти годы был чрезвычайно высок [9] :

Сознавая всю важность математических знаний и их пользу для других главных наук, мы медлили назначением, не находя достойного кандидата. В настоящее время заявил желание занять это место синьор Галилей, бывший профессор в Пизе, пользующийся большой известностью и справедливо признаваемый за самого сведущего в математических науках. Поэтому мы с удовольствием предоставляем ему кафедру математики на четыре года со 180 флоринами жалованья в год.

Падуя, 1592—1610

Флоренция, 1610—1632

Обязанности Галилея при дворе герцога Козимо II были необременительны — обучение сыновей тосканского герцога и участие в некоторых делах как советника и представителя герцога. Формально он также зачислен профессором Пизанского университета, но освобождён от утомительной обязанности чтения лекций.

Защита коперниканства

Во-первых, мне кажется, что Ваше священство и господин Галилео мудро поступают, довольствуясь тем, что говорят предположительно, а не абсолютно; я всегда полагал, что так говорил и Коперник. Потому что, если сказать, что предположение о движении Земли и неподвижности Солнца позволяет представить все явления лучше, чем принятие эксцентриков и эпициклов, то это будет сказано прекрасно и не влечет за собой никакой опасности. Для математика этого вполне достаточно. Но желать утверждать, что Солнце в действительности является центром мира и вращается только вокруг себя, не передвигаясь с востока на запад, что Земля стоит на третьем небе и с огромной быстротой вращается вокруг Солнца, — утверждать это очень опасно не только потому, что это значит возбудить всех философов и теологов-схоластов; это значило бы нанести вред святой вере, представляя положения Святого Писания ложными.
Во-вторых, как вы знаете, [Тридентский] собор запретил толковать Священное Писание вразрез с общим мнением святых отцов. А если ваше священство захочет прочесть не только святых отцов, но и новые комментарии на книгу «Исхода», Псалмы, Экклезиаст и книгу Иисуса, то вы найдете, что все сходятся в том, что нужно понимать буквально, что Солнце находится на небе и вращается вокруг Земли с большой быстротой, а Земля наиболее удалена от неба и стоит неподвижно в центре мира. Рассудите же сами, со всем своим благоразумием, может ли допустить церковь, чтобы писанию придавали смысл, противо­положный всему тому, что писали святые отцы и все греческие и латинские толкователи?

Primo, dico che V. P. et il Sig.r Galileo facciano prudentemente a contentarsi di parlare ex suppositione e non assolutamente, come io ho sempre creduto che habbia parlato il Copernico. Perché il dire, che supposto che la Terra si muova e il Sole sia fermo si salvano tutte le apparenze meglio che con porre gli eccentrici et epicicli, è benissimo detto, e non ha pericolo nessuno; e questo basta al mathematico: ma volere affermare che realmente il Sole stia nel centro del mondo e solo si rivolti in sé stesso senza correre dall’oriente all’occidente, e che la Terra stia nel 3° cielo e giri con somma velocità intorno al Sole, è cosa molto pericolosa non solo d’irritare i filosofi e theologici scolastici, ma anco di nuocere alla Santa Fede con rendere false le Scritture Sante.
Secondo, dico che, come lei sa, il Concilio prohibisce le scritture contra il commune consenso de’ Santi Padri; e se la P. V. vorrà leggere non dico solo li Santi Padri, ma li commentarii moderni sopra il Genesi, sopra li Salmi, sopra l’Ecclesiaste, sopra Giosuè, troverà che tutti convengono in esporre ad literam ch’il Sole è nel cielo e gira intorno alla Terra con somma velocità, e che la Terra è lontanissima dal cielo e sta nel centro del mondo, immobile. Consideri hora lei, con la sua prudenza, se la Chiesa possa sopportare che si dia alle Scritture un senso contrario alli Santi Padri et a tutti li espositori greci e latini.

Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.
Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.

Папа Павел V утвердил это решение. Книга Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления». Декрет конгрегации предписал [35] :

…Чтобы никто отныне, какого бы он ни был звания и какое бы ни занимал положение, не смел печатать их или содействовать печатанию, хранить их у себя или читать, а всем, кто имеет или впредь будет иметь их, вменяется в обязанность немедленно по опубликовании настоящего декрета представить их местным властям или инквизиторам.

Церковный запрет гелиоцентризма, в истинности которого Галилей был убеждён, был неприемлем для учёного. Он вернулся во Флоренцию и стал размышлять, как, формально не нарушая запрета, продолжать защиту истины. В конце концов он решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы и выжидая благоприятного момента.

Создание новой механики

Но главная научная ценность этого сочинения — закладка основ новой, неаристотелевской механики, развёрнутая 12 лет спустя в последнем сочинении Галилея, «Беседы и математические доказательства двух новых наук». Уже в «Письмах к Инголи» Галилей ясно формулирует принцип относительности для равномерного движения:

В современной терминологии, Галилей провозгласил однородность пространства (отсутствие центра мира) и равноправие инерциальных систем отсчёта. Следует отметить важный анти-аристотелевский момент: аргументация Галилея неявно предполагает, что результаты земных опытов можно переносить на небесные тела, то есть законы на Земле и на небе одни и те же.

В конце своей книги Галилей, с явной иронией, выражает надежду, что его сочинение поможет Инголи заменить его возражения против коперниканства на другие, более соответствующие науке.

В 1628 году великим герцогом Тосканы стал 18-летний Фердинанд II, воспитанник Галилея; его отец Козимо II умер семью годами раньше. Новый герцог сохранил тёплые отношения с учёным, гордился им и всячески помогал.

Конфликт с католической церковью

В марте 1630 года книга «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой», итог почти 30-летней работы, в основном завершена, и Галилей, решив, что момент для её выхода благоприятен, предоставляет тогдашнюю версию своему другу, папскому цензору Риккарди. Почти год он ждёт его решения, затем решает пойти на хитрость. Он добавляет к книге предисловие, где объявляет своей целью развенчание коперниканства и передаёт книгу тосканской цензуре, причём, по некоторым сведениям, в неполном и смягчённом виде. Получив положительный отзыв, он пересылает его в Рим. Летом 1631 года он получает долгожданное разрешение.

Галилей надеялся, что Папа отнесётся к его уловке так же снисходительно, как ранее к аналогичным по идеям «Письмам к Инголи», однако просчитался. В довершение всего он сам безрассудно рассылает 30 экземпляров своей книги влиятельным духовным лицам в Риме. Как уже отмечалось выше, незадолго перед тем (1623) Галилей вступил в конфликт с иезуитами [43] ; защитников у него в Риме осталось мало, да и те, оценив опасность ситуации, предпочли не вмешиваться.

Заметив, что ты при ответах не совсем чистосердечно признаёшься в своих намерениях, мы сочли необходимым прибегнуть к строгому испытанию.

Cum vero nobis videretur non esse a te integram veritatem pronunciatam circa tuam intentionem: judicavimus necesse esse venire ad rigorosum examen tui, in quo (absque praejudicio aliquo eorum, quae tu confessus es, et quae contra te deducta sunt supra, circa dictam tuam intentionem) respondisti Catholice.

16 июня инквизиция провела пленарное заседание с участием Урбана VIII, где постановила [49] :

Последний допрос Галилея состоялся 21 июня. Галилей подтвердил, что согласен произнести требуемое от него отречение; на этот раз его не отпустили в посольство и снова взяли под арест. 22 июня был объявлен приговор: Галилей виновен в распространении книги с «ложным, еретическим, противным Св. Писанию учением» о движении Земли [50] :

Вследствие рассмотрения твоей вины и сознания твоего в ней присуждаем и объявляем тебя, Галилей, за всё вышеизложенное и исповеданное тобою под сильным подозрением у сего Св. судилища в ереси, как одержимого ложною и противною Священному и Божественному Писанию мыслью, будто Солнце есть центр земной орбиты и не движется от востока к западу, Земля же подвижна и не есть центр Вселенной. Также признаем тебя ослушником церковной власти, запретившей тебе излагать, защищать и выдавать за вероятное учение, признанное ложным и противным Св. Писанию… Дабы столь тяжкий и вредоносный грех твой и ослушание не остались без всякой мзды и ты впоследствии не сделался бы еще дерзновеннее, а, напротив, послужил бы примером и предостережением для других, мы постановили книгу под заглавием «Диалог» Галилео Галилея запретить, а тебя самого заключить в тюрьму при Св. судилище на неопределённое время.

Последние годы

Папа не стал долго держать Галилея в тюрьме. После вынесения приговора Галилея поселили на одной из вилл Медичи, откуда он был переведён во дворец своего друга, архиепископа Пикколомини в Сиене. Спустя пять месяцев Галилею было разрешено отправиться на родину, и он поселился в Арчетри, рядом с монастырём, где находились его дочери. Здесь он провёл остаток жизни под домашним арестом и под постоянным надзором инквизиции.

Сохранилось письмо Галилея к его другу Элиа Диодати (1634), где он делится новостями о своих злоключениях, указывает на их виновников (иезуитов) и делится планами будущих исследований. Письмо было послано через доверенное лицо, и Галилей в нём вполне откровенен:

Вскоре после смерти дочери Галилей полностью потерял зрение, но продолжал научные исследования, опираясь на верных учеников: Кастелли, Торричелли и Вивиани (автора первой биографии Галилея). В письме 30 января 1638 года Галилей заявляет [58] :

Я не прекращаю, даже в охватившей меня темноте, строить рассуждения по поводу то одного, то другого явления природы, и я не смог бы дать своему беспокойному уму отдыха, даже если бы пожелал того.

Научные достижения

Галилей по праву считается основателем не только экспериментальной, но — в значительной мере — и теоретической физики. В своём научном методе он осознанно сочетал продуманный эксперимент с его рациональным осмыслением и обобщением, и лично дал впечатляющие примеры таких исследований. Иногда из-за недостатка научных данных Галилей ошибался (например, в вопросах о форме планетных орбит, природе комет или причинах приливов), но в подавляющем большинстве случаев его метод приводил к цели. Характерно, что Кеплер, располагавший более полными и точными данными, чем Галилей, сделал правильные выводы в тех случаях, когда Галилей ошибался.

Философия и научный метод

В отношении философии природы Галилей был убеждённым рационалистом. Он считал, что законы природы постижимы для человеческого разума. В «Диалоге о двух системах мира» он писал [67] :

Я утверждаю, что человеческий разум познаёт некоторые истины столь совершенно и с такой абсолютной достоверностью, какую имеет сама природа; таковы чистые математические науки, геометрия и арифметика; хотя Божественный разум знает в них бесконечно больше истин… но в тех немногих, которые постиг человеческий разум, я думаю, его познание по объективной достоверности равно Божественному, ибо оно приходит к пониманию их необходимости, а высшей степени достоверности не существует.

Разум у Галилея — сам себе судья; в случае конфликта с любым другим авторитетом, даже религиозным, он не должен уступать:

Античные и средневековые философы предлагали для объяснения явлений природы разнообразные «метафизические сущности» (субстанции), которым приписывались надуманные свойства. Галилея такой подход не устраивал [70] :

Поиск сущности я считаю занятием суетным и невозможным, а затраченные усилия — в равной мере тщетными как в случае с удалёнными небесными субстанциями, так и с ближайшими и элементарными; и мне кажется, что одинаково неведомы как субстанция Луны, так и Земли, как пятен на Солнце, так и обыкновенных облаков… [Но] если тщетно искать субстанцию солнечных пятен, это ещё не значит, что нами не могут быть исследованы некоторые их характеристики, например место, движение, форма, величина, непрозрачность, способность к изменениям, их образование и исчезновение.

Декарт отверг такую позицию (в его физике основное внимание уделялось именно нахождению «главных причин»), однако начиная с Ньютона галилеевский подход становится преобладающим.

Галилей считается одним из основателей механицизма. Этот научный подход рассматривает Вселенную как гигантский механизм, а сложные природные процессы — как комбинации простейших причин, главная из которых — механическое движение. Анализ механического движения лежит в основе работ Галилея. Он писал в «Пробирных дел мастере» [71] :

Никогда я не стану от внешних тел требовать чего-либо иного, чем величина, фигура, количество, и более или менее быстрые движения для того, чтобы объяснить возникновение ощущений вкуса, запаха и звука; я думаю, что если бы мы устранили уши, языки, носы, то остались бы только фигуры, числа, движения, но не запахи, вкусы и звуки, которые, по моему мнению, вне живого существа являются не чем иным, как только пустыми именами.

Для проектирования эксперимента и для осмысления его результатов нужна некоторая предварительная теоретическая модель исследуемого явления, и основой её Галилей считал математику, выводы которой он рассматривал как самое достоверное знание: книга природы «написана на языке математики» [72] ; «Тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является.» [73]

Механика

Физика и механика в те годы изучались по сочинениям Аристотеля, которые содержали метафизические рассуждения о «первопричинах» природных процессов. В частности, Аристотель утверждал [75] :

Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от веса тела, таким образом опровергнув первое утверждение Аристотеля.

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который также был позже назван в его честь. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом [80] :

Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия.

Многие рассуждения Галилея представляют собой наброски открытых много позднее физических законов. Например, в «Диалоге» он сообщает, что вертикальная скорость шара, катящегося по поверхности сложного рельефа, зависит только от его текущей высоты, и иллюстрирует этот факт несколькими мысленными экспериментами [83] ; сейчас мы бы сформулировали этот вывод как закон сохранения энергии в поле тяжести. Аналогично он объясняет (теоретически незатухающие) качания маятника.

Астрономия

Галилей установил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца (насчёт чего в астрономии предшествующего периода не было ясности). С другой стороны, порядок смены фаз соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета была всегда ближе к Земле, чем Солнце, и «полновенерие» было невозможно.

Галилей показал, что при наблюдении в телескоп планеты видны как диски, видимые размеры которых в различных конфигурациях меняются в таком соотношении, какое следует из теории Коперника. Однако диаметр звёзд при наблюдениях с телескопом не увеличивается. Это опровергало оценки видимого и реального размера звезд, которые использовались некоторыми астрономами как аргумент против гелиоцентрической системы.

Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды (что подтвердило догадку Демокрита), и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд.

В «Диалоге о двух системах мира» Галилей подробно обосновал (устами персонажа Сальвиати), почему он предпочитает систему Коперника, а не Птолемея [91] :

Галилей разъяснил, отчего земная ось не поворачивается при обращении Земли вокруг Солнца; для объяснения этого явления Коперник ввёл специальное «третье движение» Земли. Галилей показал на опыте, что ось свободно движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой («Письма к Инголи») [39] :

Подобное явление очевидным образом обнаруживается у всякого тела, находящегося в свободно подвешенном состоянии, как я показывал многим; да и вы сами можете в этом убедиться, положив плавающий деревянный шар в сосуд с водою, который вы возьмете в руки, и затем, вытянув их, начнете вращаться вокруг самого себя; вы увидите, как этот шар будет поворачиваться вокруг себя в сторону, обратную вашему вращению; он закончит свой полный оборот в то же самое время, как вы закончите ваш.

Математика

К теории вероятностей относится его исследование об исходах при бросании игральных костей. В его «Рассуждении об игре в кости» («Considerazione sopra il giuoco dei dadi», время написания неизвестно, опубликовано в 1718 году) проведён довольно полный анализ этой задачи.

Другие достижения

Источник

• визитки установка дверей шаблоны →

Галилео Галилей
Galileo Galilei
Портрет Галилео Галилея (1635) кисти Юстуса Сустерманса
Дата рождения: