ГАЛИЛЕО ГАЛИЛЕЙ
(15.02.1564 - 08.01.1642)
«Книга природа написана на языке математики, её буквами служат треугольники, окружности и другие математические фигуры, без помощи которых человеку невозможно понять её речь; без них – напрасные блуждания в лабиринте».
«Говорить путано умеет всякий, говорить ясно немногие».
«Я предпочитаю найти одну истину, хотя бы и в незначительных вещах, нежели долго спорить о величайших вопросах, не достигая никакой истины». «Ничто великое в мире не совершалось без страстей».
«…Какова сила истины: в то время, как вы пытаетесь её опровергнуть, сами ваши нападки возвышают её и придают ей большую ценность».
Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 г. в г. Пизе. Его детство прошло в городах Великого Герцогства Тосканы. Отец Галилея был знатным, но обедневшим флорентийским патрицием, профессиональным музыкантом и композитором, автором исследований по истории и теории музыки, а также неплохим математиком. В детстве Галилей изучал латынь, греческий язык и логику, а в 1581 г. поступил в Пизанский университет на медицинское отделение. Однако медицина ему не понравилась, и он стал заниматься математикой и механикой. Его судьбу окончательно определило чтение трудов Евклида и Архимеда. К сожалению, в 1583 г. Галилею пришлось бросить университет, так как родителям стало нечем платить за образование. Больше Галилей нигде не учился. Он стал самостоятельно заниматься механикой.
Его первые работы посвящены гидростатическим весам, определению центров тяжести тел. Благодаря протекции богатого аристократа из рода Медичи маркиза дель Монте, в 1589 г. Галилей получил кафедру в университете Пизы и стал читать лекции по математике. Здесь были проделаны опыты по законам движения тел, приведшие к результатам, полностью противоречащим взглядам Аристотеля. Между Галилеем и его коллегами возник антагонизм. За ним закрепилось прозвище «спорщик». С 1592 по 1610 гг. Галилей работает в Падуанском университете. Эти 18 лет были самыми спокойными и плодотворными в жизни ученого. Хотя в своих лекциях он излагал освященные церковью взгляды на строение мира, одновременно он искал подтверждений учения Коперника, в правоте которого никогда не сомневался. Узнав в 1608 г. об изобретении телескопа, он в 1609 г. самостоятельно построил телескоп новой конструкции, используя сочетание двояковыпуклой и двояковогнутой линз. Это событие стало эпохальным в истории науки. Галилей открывает горы на Луне, четыре спутника Юпитера, сложное строение Млечного Пути, темные пятна на Солнце.
В 1610 г. Галилей покидает Венецианскую республику и возвращается в Тоскану. Он получает почетное место придворного математика великого герцога – своего бывшего ученика. В 1632 г. он пишет свою знаменитую книгу «Диалоги о двух системах мира – птолемеевой и коперниковой», написанную на живом итальянском языке в форме беседы трёх участников: Сальвиати (высказывающего мысли автора), Симпличио (в переводе – «простак», сторонник Аристотеля) и Сагредо (судья в споре). Книга вызвала яростное неприятие церкви, особенно потому, что незадолго до этого вступивший на престол папа Урбан VIII (хороший знакомый Галилея) узнал себя в Симпличио.
12 апреля 1633 г. Галилей предстал перед генеральным комиссаром инквизиции Священной канцелярии. Под угрозой пыток больного Галилея заставили отречься от учения Коперника и покаяться. После этого он был отправлен под домашний арест в дом друга, Асканио Рикколомино, архиепископа Сиены. Лишь через два года наказание смягчили и отправили Галилея в ссылку на его загородную виллу в Арчетри, правда, лишив возможности общаться с друзьями и учениками.
В Арчетри в 1636 г. Галилей закончил свой второй великий труд «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению». В нем ученый обобщил свои открытия в области механики. Под двумя новыми науками Галилей имел в виду динамику и сопротивление материалов. В этой книге приводятся подробные доказательства всех полученных Галилеем формул кинематики и динамики. Галилей получил отпечатанную книгу в 1638 г., но прочесть её уже не смог, так как к этому времени окончательно ослеп.
Умер он 3 января 1642 г. Несомненно, что церковное наказание не изменило убеждений Галилея. Недаром легенда приписывает ему слова, произнесенные после приговора суда инквизиции: «А все-таки она вертится!», которые стали символом борьбы за научную истину. Величие творчества Галилея не только в сделанных им непреходящих открытиях, заложивших основу классической механики (кинематика равноускоренного движения, принцип относительности, изучение свободного падения тел и доказательство того, что движение в поле тяжести не зависит от массы тела и др.) Галилей сумел практически реализовать экспериментальный метод исследования явлений природы. Этот метод, теоретически сформулированный английским философом Френсисом Бэконом, был применен Галилеем в конкретных ситуациях, причем именно Галилей впервые придал методу современные черты (создание модели явления, отбрасывание несущественных факторов, неоднократное повторение опыта и т.п.).
С другой стороны, Галилей возродил подход Архимеда к описанию явлений на языке математики Галилей говорил: «Книга природы написана на языке математики, её буквами служат треугольники, окружности и другие математические фигуры, без помощи которых человеку невозможно понять её речь; без них – напрасные блуждания в лабиринте». Трудно перечислить все проблемы, которых касался этот великий учёный, но больше всего поражает глубина проникновения в суть явлений.
Галилей по праву может считаться родоначальником физики в её современном понимании.
Галилей и Кеплер
Галилей и Кеплер – два этих имени навечно остались стоять рядом в истории науки. Их письма доносят до нас тепло дружеских отношений людей, протягивающих друг другу руки через страны, измученные войнами и эпидемиями, религиозной враждой. Но какие же это разные люди!
Галилей – рационалист до мозга костей, человек трезвого ума, здравомыслящий в лучшем и высшем смысле этого слова.
Кеплер – человек увлекающийся, для него астрология была не только отхожим промыслом, средством зарабатывания денег. Он брался предсказывать по положению планет не только судьбы людей, но и погоду, то и дело попадал впросак. А потом долго оправдывался с помощью новых астрологических соображений. Для Кеплера планеты были существами воодушевлёнными, он полагал, что они «имеют ощущения углов». Но многие ошибочные взгляды Кеплера, даже астрологические его убеждения кое в чем способствовали его астрономическим открытиям. Он, например, объяснил морские приливы и отливы влиянием Луны. А Галилей писал: «Признать, что тут действуют Луна и Солнце и что они вызывают подобные явления – всё это совершенно претит моему рассудку».
Экспериментальный полигон
В качестве экспериментального полигона для изучения падения тел Галилей избрал знаменитую наклонную Пизанскую башню. Сброшенные с неё чугунный и деревянный шары достигали земли практически одновременно. Небольшое различие во времени падения Галилей совершенно резонно приписал сопротивлению воздуха.
Наклонная плоскость и водяные часы
Галилей поставил серию опытов с наклонной плоскостью. «Гладкий шарик из твердейшей бронзы» скатывался по желобу, «покрытому лощеным пергаментом». Время измерялось водяными часами с точностью до 1/10 биения пульса. Открытый им закон Галилей сформулировал так: «Пространства, проходимые телом за одинаковые промежутки времени, относятся между собой как последовательные нечётные числа».
Блестящий лектор
Лекции Галилея вызывали величайшее восхищение не только по причине их глубокой учёности, но и в силу красноречия и изящества формулировок. Во времена работы в Падуе его лекции приобрели столь широкую славу, что туда стали стекаться студенты из других европейских стран. Иногда для этих лекций отводилась аудитория, в которой могло вместиться 2000 слушателей. 1
Экстраординарный профессор
В 1610 году Галилей получил звание «экстраординарного философа и математика» при великом герцоге Тосканском.
О движении падающих тел
За период своего пребывания в Пизе (1589 – 1592) Галилей продолжал исследования в области математики и механики, поставив, в частности, знаменитые опыты с падающими телами. На основе этих опытов им был написан в 1590 г. трактат «De motu qravium» («О движении падающих тел»), представляющий собой начало той динамики, которую мы знаем в настоящее время. Главными выводами этой работы были следующие :
1) все тела падают с одной и той же высоты в равные интервалы времени;
2) приобретаемые телами в конце падения скорости пропорциональны продолжительности падения;
3) пути, проходимые падающими телами, пропорциональны квадратам времени падения.
Эти заключения полностью расходились с основами принятой тогда механики Аристотеля.