«Требовалась исключительная сила духа, чтобы извлечь законы природы из конкретных явлений, которые всегда были у всех перед глазами, но объяснение которых тем не менее ускользало от пытливого взгляда философов» Жозеф Луи Лагранж о Галилео Галилее
15 февраля 1564 года в Италии родился Галилео Галилей — родоначальник экспериментальной физики, астроном, философ и математик, пропагандист «коперниковой» системы мироустройства, согласно которой Земля и планеты движутся вокруг Солнца. В 1608 году телескоп (как зрительная труба) был изобретен голландским очковым мастером Иоганном Липперсгейем. Но именно Галилео Галилей первым направил телескоп, созданный им собственноручно, в небо для астрономических наблюдений. И то, что он увидел, оказалось невероятным.
«Взглянув на планету Юпитер, Галилей обнаружил несколько обращающихся вокруг него небольших спутников. Отсюда следовало, что не все небесные тела обращаются вокруг Земли, как считали Аристотель и Птолемей. Примерно в то же время Кеплер уточнил теорию Коперника, предположив, что планеты двигаются не по круговым орбитам, а по эллипсам, благодаря чему удалось добиться согласия предсказания теории с наблюдениями. Всё это окончательно добило систему мира Птолемея» Стивен Хокинг, Леонард Млодинов «Кратчайшая история времени»
Современные представления о движении тел восходят к Галилею и Ньютону. Примечательно, что Исаак Ньютон родился в год смерти Галилея (1643 год по новому стилю). Кстати, не исключено, что сделать главное научное открытие — закон всемирного тяготения — Ньютону тоже помогло наблюдение за ночным небом.
«Ходит легенда, что Исааку Ньютону на голову упало яблоко, но достоверно неизвестно, правда это или нет, зато мы точно знаем, что Ньютон наблюдал огромную яркую комету в 17 веке. В дальнейшем она получила название кометы Галилея. Ньютон заметил, что этот объект приближается к Солнцу, а потом он увидел, что какая-то комета улетает от Солнца. Ученый понял, что это та же самая комета, что она притянута небесным светилом и обращается вокруг него. Таким образом Ньютон предположил, что в космосе действуют те же силы гравитации, что и на Земле. Отсюда и вышел закон всемирного тяготения», — считает аспирант Института астрономии РАН, координатор AsteroidDay по России Екатерина Ефремова.
Галилей, как первооткрыватель астрономии, показал своим примером, что у людей есть шанс понять окружающий мир, что мир за пределами Земли наблюдаем.
«Оставаясь преданным католиком, Галилей не поколебался в своей вере в независимость науки. За четыре года до смерти, находясь всё ещё под домашним арестом, он тайно переправил в голландское издательство рукопись своей второй крупной книги «Две новые науки». Именно эта работа, в большей степени, чем его поддержка Коперника, дала рождение современной науке» Стивен Хокинг, «Краткая история времени»
В число спутников Юпитера, которые первым в мире наблюдал в 1609-1610 годах Галилей, входят Ганимед, Каллисто, Ио, Европа. Горы на Луне — это также открытие Галилея. Ученый был очень плодовит на идеи: именно он положил начало динамике, установил закон инерции и закон движения тела по наклонной плоскости, открыл закон сложения движений, закон постоянного периода колебаний маятника. Будучи профессором математики, занимался теорией вероятности, но сильнее всего ученого привлекала геометрия:
«Что мы с вами скажем на это. Не должны ли мы признать, что геометрия является самым могущественным средством для изощрения наших умственных способностей и дает нам возможность правильно мыслить и рассуждать? Не прав ли был Платон, требуя от своих учеников прежде всего основательного знакомства с математикой?» «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых наук» (1638), Галилео Галилей.
Галилей писал, что «попытка трактовать естественные проблемы без геометрии есть попытка сделать невозможное».
Низкий каменный свод… Крючья… Цепи… Тиски… От жаровни с углями свеченье… Раскаленным железом скрутило виски. Отречения… Ждут отреченья… Сергей Данилов, из песни “Второе отречение Галилео Галилея”
Взгляды, изложенные астрономом в книге «Диалог о двух главнейших системах мира», послужили основанием для его привлечения к суду по подозрению в ереси. Инкивизиционный процесс над 69-летним ученым состоялся в 1633 году. Но ни низких каменных сводов, ни жаровни с углями, ни страшных издевательств там не было. 22 июня 1633 года в базилике Святой Марии над Минервой в Риме в присутствии всех членов суда Галилео Галилей на коленях отрекся от своего учения. По словам математика Давида Гильберта, это было разумное решение. Только идиоты верят, что наука требует жертв, говорил он. Суд на Галилеем длился два месяца. Остаток своей жизни ученый провел под домашним арестом и под постоянным надзором инквизиции.
«Я думаю, что авторитет Священного Писания служит тому, чтобы убедить людей в тех истинах и положениях, которые необходимы для спасения их души; а так как эти истины превосходят границы человеческого понимания, то никакая наука или же иные средства, кроме глаголящих уст самого Святого Духа, не могут заставить в них уверовать. Но я не считаю столь уж необходимым верить в то, что сам Бог, который дал нам чувства, понимание и разум, хотел, чтобы мы искали научные истины только в тексте Писания, а не с помощью самой науки; к тому же в тексте его об этого рода истинах говорится слишком мало и отрывочно». Из писем Галилео Галилея.
Материал подготовлен на основе информации из открытых источников.
Источник
Галилео Галилей
Прошло около десяти лет после героической смерти Бруно, и в 1610 г. по всему миру разнеслась весть о поразительных астрономических открытиях итальянского ученого Галилео Галилея.
Имя Галилея и до этого было известно ученым. Галилей прославился своими открытиями в физике и механике, но он с юных лет интересовался также астрономией и был убежденным сторонником учения Коперника.
Галилей считал, что наблюдения и опыт — вернейшее средство познания природы. Поэтому в астрономии он придавал особенное значение наблюдениям неба.
Коперник, Бруно и их современники могли увидеть на небе только то, что доступно невооруженному глазу. Галилей был первым ученым, начавшим наблюдения неба при помощи построенных им зрительных труб.
Какими крохотными были эти трубы Галилея по сравнению с современными мощными телескопами, увеличивающими изображение в тысячи раз! Первая труба, с которой Галилей начал свои наблюдения, увеличивала только в три раза. Позднее ему удалось построить трубу с увеличением в тридцать два раза. Но какими волнующими, буквально потрясавшими современников были открытия, сделанные Галилеем при помощи этих самодельных инструментов!
Каждое из этих открытий было наглядным подтверждением учения гениального Николая Коперника. Наблюдая Луну, Галилей убедился, что на ней есть горы, равнины и глубокие впадины. А это означало, что лунная поверхность по своему устройству похожа на земную.
Галилей открыл четыре спутника Юпитера, обращающиеся вокруг этой планеты. Это открытие неопровержимо доказало, что не только Земля может быть центром обращения небесных светил.
Наблюдая солнечные пятна, Галилей обнаружил, что они перемещаются по солнечной поверхности, и сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси. После этого легки было допустить, что вращение вокруг оси свойственно всем небесным телам, а не только Земле.
Но это было еще не все. Наблюдая звездное небо, Галилей убедился, что число звезд гораздо больше, чем может видеть невооруженный глаз.
Огромная белая полоса на небе — Млечный Путь — при рассмотрении ее в зрительную трубу отчетливо разделялась на отдельные звезды.
Так подтверждалась смелая мысль Бруно о том, что звезд — солнц — бесконечное множество, а значит, просторы Вселенной безграничны и неисчерпаемы.
Эти открытия Галилея были встречены восторженным удивлением современников. Вслед за Галилеем астрономы в разных странах начали наблюдать небо в астрономические трубы и полностью подтвердили открытия Галилея. Таким образом, для всех передовых людей становилось ясно, что правы Коперник и Бруно, что мнение о какой-то исключительной роли Земли в мироздании не выдерживает никакой критики.
Легко понять, какую бешеную злобу «отцов церкви» должны были вызвать открытия Галилея, наносившие еще более сокрушительный удар по религиозным вымыслам, чем в свое время вдохновенные идеи Бруно.
Передовая наука, подтвердившая правоту Коперника, была страшна для церкви. Злоба римских церковников обрушилась на всех последователей Коперника, и в первую очередь на Галилея. Специальным указом римского папы книга Коперника была изъята, а пропаганда его учения запрещена. Но Галилей не только не подчинился этому запрещению, а, наоборот, продолжал разрабатывать учение Коперника.
Много лет Галилей работал над большим трудом «Диалог о двух главнейших системах мира, Птолемеевой и Коперниковой». В этой книге, которую с огромными трудностями ему удалось издать в 1632 г., он, обобщая свои открытия, убедительно показывал безусловную правильность учения Коперника и полную несостоятельность системы Птолемея. Изданием этой книги Галилей как бы заявлял всему миру, что ему не страшны угрозы церкви, что он полон решимости до конца бороться за торжество науки против суеверия и предрассудков.
В ответ на появление этой книги римская церковь привлекла Галилея к суду инквизиции. В расправе над великим ученым «святые отцы» церкви видели единственный путь для спасения своего авторитета, разрушаемого успехами науки.
Трудно представить себе что-либо более позорное, чем судилище, перед которым пришлось предстать Галилею. Его силой заставили отречься от учения, что Земля вращается.
Осудив Галилея, инквизиция сделала все, чтобы отравить и последние годы его жизни. Он жил под домашним арестом, а постигшая его слепота не давала ему возможности продолжать заниматься наукой. В 1642 г. Галилей умер. Замечательный физик, механик, продолжатель дела Коперника, мужественный борец за науку против религиозного суеверия и невежества — таков был этот великий ученый.
Источник
Идеи и открытия Галилео Галилея
Существенный вклад итальянского ученого Галилео Галилея (1564-1642) в астрономию, физику, математику и философию заставляет многих называть его отцом современной науки. За новаторские теории, которые повлияли на сегодняшнее понимание Солнечной системы и нашего места в ней, ученый заплатил высокую цену.
Его открытия полностью перевернули представление людей об устройстве мира, привели к серьезному конфликту с католической церковью и обесцениванию его достижений почти на 200 лет. Статья расскажет о важнейших открытиях и идеях великого итальянца.
Геометрический и военный компас
В эпоху Возрождения многие изобретатели предпринимали попытки разработать универсальный инструмент, который был бы пригоден для выполнения арифметических расчетов и геометрических операций. Особенно остро необходимость в таком инструменте ощущалась в военной области, где технология изготовления огнестрельного оружия требовала все более точных математических знаний. Чтобы удовлетворить эту потребность, в 1597 году Галилей сконструировал геометрический и военный компас.
Этот сложный и универсальный вычислительный инструмент состоял из трех частей:
двух ножек, гравированных шкалами и скрепленных шарниром;
градуированного квадранта, который крепился с помощью гаек к отверстиям в ножках компаса;
зажима, вставленного в одну из ножек и способного держать инструмент в вертикальном положении.
С помощью компаса Галилея стало возможным выполнять все виды арифметических и геометрических операций, в том числе извлечение квадратных и кубических корней, расчет площадей и объемов, рисование полигонов, вычисление процентов. Компас использовали военные офицеры и инженеры, чтобы определить, сколько пороха требуется для пушечного ядра определенного типа.
Закон падающих тел
В течение многих веков люди ошибочно полагали, что более тяжелые предметы падают быстрее, чем более легкие. Галилей опытным путем доказал несостоятельность этой теории.
Изучая движение падающих объектов, он пришел к выводу, что в отсутствие сопротивления воздуха гравитация заставляет все объекты (независимо от их массы) падать с одинаковым ускорением, а расстояние, пройденное падающим телом, прямо пропорционально квадрату времени, которое требуется для падения.
Закон падающих тел был новаторским. Вопреки идеям натурфилософов того периода, Галилей утверждал, что тело не достигает определенной скорости, которая остается постоянной, а продолжает ускоряться, пока не соприкоснется с землей. Это утверждение верно в том случае, если не учитывать сопротивление воздуха, которое может быть очень значительным для некоторых объектов и при высоких скоростях. Закон падающих тел является одним из ключевых вкладов ученого в физику.
Галилей также впервые разработал концепцию об инерции, согласно которой объект остается в покое или в движении, пока на него не воздействует другая сила. Исследования Галилея послужили основой для создания Исааком Ньютоном первого из трех законов классической механики – закона инерции.
Маятниковые часы
Механические часы были хорошо известны задолго до Галилея. Самые старые из сохранившихся часов в Европе датируются примерно 1386 годом. Однако точность их показаний была далека от совершенства, поскольку в конструкции использовался маховик, а не маятник.
Вклад Галилея в создание часов с маятниковым механизмом, который значительно повышал точность хода, по сути, был теоретическим. Будучи студентом, ученый наблюдал за лампой, качающейся вперед и назад в Пизанском соборе, и заметил, что время, в течение которого лампа совершала одно колебание, не зависело от амплитуды, а значит, маятник можно было использовать для отсчета равных промежутков времени. Об этом изохронизме он написал научную работу в 1602 году.
Однако идея использовать маятник в часовом механизме возникла у Галилея только в последний год его жизни. Он создал схему часов, но умер, так и не завершив работу. Сын Галилея Винченцо сконструировал часы по этой схеме, однако не смог заставить их работать надежно. Первые исправные маятниковые часы были продемонстрированы нидерландским изобретателем Христианом Гюйгенсом через 15 лет после смерти Галилея.
Телескоп
Однажды Галилей узнал о голландском мастере, который использовал обычные линзы от очков для создания подзорной трубы. Несмотря на то, что труба была лишь игрушкой вельмож на светских балах, Галилея, как ученого, эта вещица заинтересовала. Он решил значительно усовершенствовать прибор и превратить его в полезное устройство – телескоп.
Галилей экспериментировал с установкой линз, не имея чертежей, и допускал множество ошибок. В его телескопе линза объектива была выпуклой, а глазная линза – вогнутой (современные телескопы используют две выпуклые линзы). Со временем ученый научился самостоятельно шлифовать оптику, чтобы добиться повышения увеличительной силы прибора. Телескоп Галилея имел десятикратную увеличительную способность. А через несколько месяцев ученый смог модернизировать линзы, добившись 30-тикратного увеличения.
Инновационный прибор принес Галилею финансовый успех. Он обеспечил своими телескопами Венецианский арсенал, который использовал их в качестве навигационного инструмента для обнаружения вражеских кораблей. За заслуги перед государством Галилею назначили щедрое пожизненное жалование.
Неидеальная Луна
Согласно господствующим в те времена догмам, Луна и прочие небесные тела были созданы Богом и имели совершенную, гладкую форму. Однако направив свою подзорную трубу на Луну, Галилей с удивлением обнаружил на ее поверхности впадины и выпуклости, кратеры и горы. Планета не была идеально ровной, а, наоборот, имела шероховатый рельеф, как и Земля, испещренная горными хребтами и долинами.
Ученый сделал вывод, который противоречил убеждениям авторитетных философов и представителей церкви: если поверхность небесного тела напоминала Землю, значит, небо и земля не такие уж и разные.
Благодаря телескопу Галилей сделал еще одно удивительное открытие. Наблюдая за Юпитером, ученый заметил четыре яркие звезды на одной линии с планетой. Положение этих объектов менялось от ночи к ночи: они то исчезали позади Юпитера, то становились перед ним.
Через некоторое время Галилей понял, что эти объекты были спутниками Юпитера и вращались вокруг него так же, как Луна вращается вокруг Земли. Это было вдвойне грандиозное открытие: во-первых, Галилей обнаружил четыре новых планеты, о существовании которых никто ранее не знал, во-вторых, произошел крах действующей модели мира, согласно которой все небесные тела движутся исключительно вокруг Земли. В дальнейшем это противоречие переросло в серьезное столкновение с церковными догматами.
Сегодня четыре яркие звезды вокруг Юпитера известны как Галилеевы спутники: Ио, Европа, Ганимеда и Каллисто.
Фазы Венеры и пятна на Солнце
В XVII веке для невооружённого глаза земного наблюдателя Венера была лишь светящейся точкой. Но телескоп позволил Галилею увидеть ее диск. С течением времени этот диск превращался в серп. Фазы Венеры были подобны фазам Луны, их геометрию можно было объяснить только движением Венеры вокруг Солнца. Это наблюдение Галилея подтвердило теорию польского астронома Николая Коперника о том, что все планеты движутся вокруг Солнца, и подорвало идею о геоцентрической системе мира, согласно которой неподвижная Земля является центром Вселенной.
В 1613 году Галилей опубликовал свои выводы о пятнах на Солнце. Темные области, которые он наблюдал в телескоп, будто, двигались по поверхности планеты. Современники Галилея считали, что это тени от спутников, однако ученый утверждал, что пятна на Солнце – доказательство его движения.
Выводы астронома вызывали гнев католической церкви, поскольку шли вразрез с существовавшими на тот момент представлениями о мире.
Конфликт с католической церковью и вынужденное отречение от собственных взглядов
Во времена Галилея католическая церковь придерживалась идей греческого философа Аристотеля об устройстве мира. Одним из принятых убеждений было разделение Вселенной на два типа материи: небесную и земную. По мнению священнослужителей, планеты и звезды, являясь небесными телами, отличались от Земли – земной материи, и вращались вокруг неё. Земля же являлась центром Вселенной (геоцентрическая система мира).
Представление о геоцентрической системе мира объяснилось еще и тем, что Иисус, сын Божий, был человеком и жил на Земле. Будучи великим Спасителем, Иисус мог жить только в самом важном месте – центре Вселенной.
Наблюдая за планетами в телескоп, Галилей опроверг церковные догмы о движении небесных тел вокруг Земли. В 1610 году он опубликовал книгу «Звездный посланник», где рассказал о неровной поверхности Луны, которая очень похожа на Землю, и спутниках Юпитера, вращающихся вокруг него. В 1613 году вышла другая его книга о Солнечных пятнах и фазах Венеры, которая подтверждала мысль о вращении самого Солнца и планет вокруг него (гелиоцентрическая картина мира).
Первым, кто выдвинул идею о гелиоцентрической картине мира, был астроном Николай Коперник. Однако научные труды 1543 года, содержащие умозаключения Коперника, не были столь популярны среди народа, поэтому католическая церковь не видела в них опасности.
Главное же произведение Галилея «Диалог о двух системах мира», которое было опубликовано в 1632 году, не только поддерживало мнение Коперника о том, что Земля вращается вокруг Солнца, но и высмеивало невежество католической церкви.
В книге шел диалог между тремя персонажами:
Сальвиати, который придерживался взглядов Галилея и Коперника;
Сагредо, который был рассудительным, но не имеющим академических знаний человеком;
Симпличио, который ратовал за Аристотелевский (и, соответственно, церковный) взгляд на устройство мира.
Симпличио был охарактеризован в книге, как недалекий человек, чьи представления безнадежно устарели и не могут победить в дискуссии. Подобная метафора оскорбила католических священнослужителей. К тому же Галилей позволил себе еще одну вольность: он написал книгу на итальянском языке, а не на латыни, что сделало ее доступной для каждого жителя страны.
Церковь расценила действия ученого, как непослушание, и обвинила в ереси. Чтобы избежать пыток, Галилей был вынужден отречься от своих утверждений о том, что Земля вращается вокруг Солнца. Существует известная легенда о том, что, выходя из зала суда, Галилей прошептал: «E pur si muove!», что значит: «И все-таки она вертится!»
Галилей был приговорен к пожизненному заключению под домашний арест, а его книги объявлены вне закона вплоть до 1835 года.
Жизнь Галилео Галилея – это история пытливого ума, который искал ответы на сложные вопросы об устройстве мироздания. Великий итальянец показал на своем примере, что человек в состоянии познать мир, наблюдая окружающую действительность, и пропуская наблюдения через призму мышления и интеллекта.
Друзья, будьте любознательны! Вокруг нас множество нераскрытых тайн, неразгаданных явлений, и кто знает, может быть, именно ваша наблюдательность и упорство помогут их разгадать…
