Галилео Галилей


Дальнейшее более чем достойное развитие науки о движении получило в работах Галилео Галилея, который писал: «Мы создаём совершенно новую науку о предмете чрезвычайно старом. В природе нет ничего древнее движения, и о нём философы написали томов немало и немалых. Однако я излагаю многие присущие ему и достойные изучения свойства, которые до сих пор небыли замечены либо небыли доказаны».


Рис. 1.42. Галилео Галилей
Родители хотели видеть своего сына медиком, хорошие медики в то время могли зарабатывать достойные деньги, но увлечения юного дарования были ориентированы совершенно на другие предметы, весьма далёкие от анатомии и фармацевтики.
Во Флоренции в 1586 г. несостоявшийся эскулап (рис. 1.42) написал свои первые научные работы о конструкции гидростатических весов и о методике определения центров тяжести твёрдых тел.
Работы сына прочитал Винченцо Галилей и сдался, разрешив ему, открыто заниматься математикой и физикой. Первые труды Галилея заинтересовали инспектора тосканских военных укреплений, механика и геометра Гвидобальдо дель Монте.
В 1589 г. Галилео Галилей получил должность профессора математики в Пизанском университете. Он был более чем доволен, несмотря на то, что жалование профессора математики было в 30 раз (!?) меньше оклада профессора медицины. Можно только догадываться, что по этому поводу говорил отец, мечтавший видеть Галилео медиком.
Получив относительную интеллектуальную свободу, Галилео занялся исследованием свободного падения тел, потому что, по его разумению, это самое простое и распространённое из естественных движений. Так движение характеризовал сам Аристотель. Читая лекции по геометрии, философии и астрономии, профессор Галилей был вынужден постоянно цитировать Аристотеля. Не все сентенции авторитета о движении казались бесспорными. Было решено проверять Аристотеля.
Начал Галилей с простого, он подверг сомнению одно из основополагающих положений Аристотеля: «Тела, имеющие большую силу тяжести или лёгкости, если в остальном они имеют одинаковую фигуру, скорее проходят равное пространство в том пропорциональном отношении, в каком указанные величины относятся друг к другу».
При большом стечении народа Галилей в 1590 г. со своими студентами проводил эксперименты, с использованием Пизанской башни, которая, кстати сказать, уже тогда не стояла прямо.
Он брал чугунные и деревянные шары и одновременно отпускал их. К великому удивлению присутствовавших зрителей, шары достигали земли одновременно.
Затем профессор скреплял цепочкой большие и малые шары (пушечные ядра и мушкетные пули), лёгкие и тяжёлые. Они тоже падали вместе и одновременно достигали земли (рис. 1.43), что противоречило представлениям Аристотеля.


Рис.1.43. Публичные физические опыты
Несмотря на зрелищность экспериментов с падающими телами, информации для разработки теории падения тел было мало.
Удалось установить, что сопротивление движению зависит от геометрических размеров тел, говорить о количественных соотношениях не приходилось, потому что тела падали слишком малое время даже с Пизанской башни, чтобы заметить разницу.
Однако первыми целенаправленными экспериментами в истории физики было достигнуто главное. Более двух тысячелетий главенствующая идея Аристотеля о зависимости скорости падения тел от их массы, была опровергнута опытным путём.
Только в 1632 г. Галилей все свои наблюдения механического движению обобщил в своём знаменитом трактате «Диалог о двух главнейших системах мира, Птолемеевой и Копейниковой». Он попытался, по примеру Г ильберта, продвинуть свои идеи в научную среду, придав им форму диалога научно-популярной направленности. Критиковать Аристотеля со страниц научного трактата имело бы ещё меньший успех, чем попытка чеканить монеты из лунного света.
Университетская цензура весьма пристально следила за научной литературой, выходившей за пределы университетских стен, и строго следовала установившимся канонам, пресекая всякие попытки их пересмотра.
Аристотель был одним из основных идеологических столпов, которому должна была поклоняться научная общественность средневековой Европы. Критиковать его было чревато во всех отношениях.
А жанр научно-популярной литературы расширял рамки дозволенного, позволяя не возбуждая цензуру излагать свои идеи. Кстати сказать, форма диалога между двумя людьми, спорящими о научных теориях, прижилась в естествознании со времён Платона (427 - 348) гг. до с.л).
Свой «Диалог» Г алилей написал не на латыни, а на родном итальянском языке, что само по себе для научной литературы было недопустимо. А кто знал ту латынь настолько, чтобы разобраться во всех тонкостях научных терминов и определений? Только узкий круг университетской профессуры да немногочисленные деятели от религии.
Диалог между флорентинцем Филиппо Сольвиатти и венецианцем Франческо Сагредо продолжался четыре дня, причём каждый день научной дискуссии был объединён единой тематикой, вокруг которой строился весь разговор.
«День первый» в лучших средневековых традициях был посвящён вечному. Неизменяемости и нетленности небесного мира. Диалог разворачивается на этом этапе вокруг одного из главных вопросов того времени: «Изменяет ли космос сего несметным количеством небесных тел свою структуру и свойства?»
Г алилей был уверен, что небесные сферы постоянно меняются. Он считал, что солнечные пятна находятся не на солнце, а в его окрестностях. Пятна представлялись учёному как частичные затмения, вызванные телами, порождаемые самим Солнцем.
«День второй» тоже касается неба, но тематика представителей интеллектуальной элиты Венеции и Флоренции более приземлена, потому как касается особенностей движения нашей планеты.
Следует вспомнить, что в соответствие с христианской догматикой Земля являлась исключительным небесным телом, на которую Творец обратил особое внимание, в связи с чем невозможно было допустить её движение.

Если уж Творец выделил эту планету из множества, то это множество в обязательном порядке должно двигаться вокруг неподвижной Земли.
Планета с лёгкой руки Аристотеля стала центром Мира. Чтобы поколебать эту догму, одной убеждённости было мало. Чтобы зародить тень сомнения у соображающих людей Галилей формулирует два основных принципа классической динамики: принцип относительности и принцип инерции.
Чтобы доказать принцип инерции, который на первый взгляд противоречил опыту и здравому смыслу, Галилей использует пример с наклонной плоскостью. Если тело скатывается с наклонной плоскости вниз, то его скорость увеличивается, ели же тело пустить вверх по наклонной плоскости, то скорость будет уменьшаться. В промежуточном состоянии, на горизонтальной поверхности, тело должно двигаться без ускорения.
Сам по себе этот факт не кажется значимым, однако его следствия наносили очередной сокрушительный удар «стройной» Аристотелевой теории движения. А теория незабвенного Аристотеля предполагала, что движение происходит до тех пор, пока на тело действуют силы. Как только действие сил прекращается, тело начинает падать.
Сторонники неподвижности Земли приводили много примеров, как говорится, из жизни. Они справедливо замечали, что птицы, летая над землей, не отстают от её поверхности. Пушки, стреляющие в разных направлениях, имеют при прочих равных условиях одинаковую дальность. Тяжёлые тела, брошенные вверх, возвращаются в точку броска.
На все эти, убедительные на первый взгляд, свидетельства неподвижности Земли Галилей отвечает примером, в котором он, используя моделирование, доказывает несостоятельность критики, одновременно формулируя принцип относительности.
Галилей, представляя Землю движущимся кораблём, по сути, вводит две системы отсчёта: подвижную и неподвижную. Вот как он пишет об этом: «Пока корабль стоит неподвижно, наблюдайте прилежно, как мелкие летающие животные с одной и той же скоростью движутся во все стороны помещения; рыбы, как вы увидите, будут плавать безразлично во всех направлениях; все падающие капли попадут в подставленный сосуд, и вам, бросая другу какой-нибудь предмет, не придется бросать его с большей силой в одну сторону, чем в другую, если расстояния будут одни и те же; и если вы будете прыгать сразу двумя ногами, то сделаете прыжок на одинаковое расстояние в любом направлении. Прилежно наблюдайте все это, хотя у нас не возникает никакого сомнения в том, что, пока корабль стоит неподвижно, все должно происходить именно так.
Заставьте теперь корабль двигаться с любой скоростью и тогда (если только движение будет равномерным и без качки в ту и другую сторону) во всех названных явлениях вы не обнаружите ни малейшего изменения и ни по одному из них не сможете установить, движется ли корабль или стоит неподвижно... И причина согласованности всех этих явлений в том, что движение корабля обще всем находящимся в нем предметам, так же как и воздуху; поэтому-то я и сказал, что вы должны находиться под палубой...»
В современных представлениях принцип относительности выглядит следующим образом. Если две системы отсчёта движутся друг относительно друга равномерно и прямолинейно, то такие системы называются инерциальными. Галилеем установлено, что во всех инерциальных системах отсчёта законы классической динамики имеют одинаковую форму.
«День третий» научной дискуссии посвящён главной теме сочинения - годичному движению Земли. Устами Сальвиати Галилей, приводя факты наблюдений за движением Венеры, спутников Юпитера и Луны, показывает их несоответствие геоцентрической системе Аристотеля и полное совпадение со схемой, предложенной Коперником, причём как с геометрических, так и с механических позиций.
В заключительный день дискуссии обсуждались вопросы, связанные с приливами и отливами. Галилей и эти явления привлёк для доказательства движения Земли. Он ошибочно предполагал, что перемещения водных масс являются прямым доказательством движения планеты.
Кроме того, в четвёртый день обсуждался вопрос о движении брошенных тел. Галилеем был сформулирован фундаментальный принцип сложения перемещений. Привлекая снова принцип инерции, и принцип сложения перемещений Галилей доказал, что тело, брошенное под углом к горизонту, движется по параболической траектории. Дальность броска, при этом, будет максимальной при угле метания, равном 450.
Несмотря на то, что Галилей, как мог, «сгладил все углы» и придал сочинению форму светской беседы, святые отцы распознали в этом сочинении великую угрозу. Ватикан был взбешен. Дальнейшее развитие судьбы великого учёного является неопровержимым подтверждением того.
Хорошо бы было Галилея как Джордано Бруно, попросту сжечь. Но нельзя. Слишком известен и имеет много покровителей среди сильных мира сего.
Но и спускать такое было негоже. Решили по настоянию папы Урбана VTTT пригласить 68-летнего мужчину, слабого здоровьем в Рим и серьёзно припугнуть.
В феврале 1633 года Галилей прибыл в Рим, где в течение двух месяцев его вызывали в суд на допросы, которые проходили в подземелье, где в это время изгоняли дьявола сразу у нескольких заблудших душ.
Унижение учёного проходило по многократно проверенной методике. Воля пожилого человека, наконец, была сломлена (рис.1.44).


Галилей 22 июня 1633 г. в церкви святой Минервы в присутствии прелатов и кардиналов суда подписал отречение от своих убеждений относительно движения Земли. Десять долгих последующих лет великий ум Европы оставался в изгнании во Флоренции без учеников, без общества и без общения с внешним научным миром. Он умер
на 78 году жизни слепым и совер- Рис. 1.44. Галилей на судилище инквизиции шенно несчастным человеком.
<< | >>
Источник: Исаков Александр Яковлевич. Основы              современного естествознания. Часть 2. Классический пе риод естествознания. Лекции для студентов экономических направлений: Петро- павловск-Камчатский: КамчатГТУ,2012. - 274 с.. 2012

Еще по теме Галилео Галилей:

  1. Галилео Галилей
  2. Галилео Галилей
  3. Галилео Галилей
  4. Галилей и Ньютон
  5. ГАЛИЛЕЙ
  6. Галилей и Ньютон — гении механики
  7. ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ7
  8. Галилей выделил два основных метода исследования природы:
  9. § 1.30. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ГАЛИЛЕЯ И ИХ СЛЕДСТВИЯ
  10. Наука Галилея и новая попытка отказа от нее