Обсуждение:Галилей, Галилео/Архив/1

Старое обсуждение

Галилей (1564—1642), пожалуй, больше, чем кто-либо другой из отдельных людей, ответствен за рождение современной науки. Знаменитый спор с католической церковью занимал центральное место в философии Галилея, ибо он одним из первых объявил, что у человека есть надежда понять, как устроен мир, и, более того, что этого можно добиться, наблюдая наш реальный мир. Семья Галилея принадлежала к знатному, но обедневшему флорентийскому роду. Шестнадцатилетним юношей Галилей поступил в Пизанский университет для изучения медицины и философии и, как тогда требовалось, штудировал работы Аристотеля и других античных философов. По словам Вивиани, ученика и первого биографа Галилея, Галилей еще в 18-летнем возрасте, наблюдая во время богослужения за малыми затухающими колебаниями люстры и отсчитывая время по ударам пульса, установил, что период колебаний маятника не зависит от его размаха. Еще в университете Галилей, преодолевая сопротивление отца, начал изучать Евклида, а затем и Архимеда. «Научным дебютом Галилея был трактат «Маленькие весы» (La Bilancetta), посвященный исследованию гидростатического равновесия В 25-летнем возрасте Галилей становится профессором математики Пизанского университета. Свою первую должность профессора математики в университете города Пизы Галилей получил благодаря работе по определению центра тяжести тел. Эта работа, как по замыслу, так и по исполнению полностью соответствует подходу Архимеда, который первым пришел к результатам, отличным от некоторых утверждений Аристотеля. Сомневаясь в справедливости взглядов Аристотеля на механику, Галилей смог выйти за рамки существовавшего в то время учения о «побудительных причинах» движения и осознанно и решительно стал последователем Архимеда, противопоставляя образ мышления Архимеда, как представителя древнегреческих атомистов, системе взглядов Аристотеля. Затем восемнадцать лет, о которых вспоминал как о счастливейшем периоде своей жизни, Галилей служит профессором университета в городе Падуе на севере Италии. В 1597/1598 гг. Галилей читал лекции в этом университете об элементах Евклида и механике Аристотеля. По-видимому, во время этих лекций Галилей пришел к окончательному выводу об ошибочности взглядов Аристотеля на механику. Все остальные годы (1610—1642) Галилей жил во Флоренции—сначала как старший математик и философ при дворе Медичи, а затем последние десять лет (1633—1642) в небольшой деревушке Арчетри вблизи Флоренции узником инквизиции, за каждым словом и шагом которого пристально наблюдали агенты Рима. Усомнившись в правильности утверждения Аристотеля, Галилей начал производить опыты, с помощью которых он, не анализируя причины, установил законы движения тел вблизи земной поверхности. Сбрасывая тела с башни, он установил, что время падения тела не зависит от его веса и определяется высотой падения. Он первый показал, что при свободном падении тела пройденный путь пропорционален квадрату времени. Галилей установил законы движения тяжелых тел по наклонной плоскости, показав, что, падают ли тяжелые тела свободно по вертикали или по наклонной плоскости, они всегда приобретают такие скорости, которые нужно сообщить им, чтобы поднять их на ту высоту, с которой они упали; переходя к пределу, он показал, что на горизонтальной плоскости тяжелое тело будет находиться в покое или будет двигаться равномерно и прямолинейно. Тем самым он сформулировал, хотя и не в общем виде, закон инерции. Введя впервые в истории механики сложение конечных независимых движений, он, складывая горизонтальное и вертикальное движения тела, доказал, что тело, брошенное под углом к горизонту, описывает параболу, и показал, как рассчитать длину полета и максимальную высоту траектории. При всех своих выводах он всегда подчеркивал, что речь идет о движении при отсутствии сопротивления. Очень образно в форме художественного описания он показал, что все движения, которые могут происходить в каюте корабля, не зависят от того, находится ли корабль в покое или движется прямолинейно и равномерно. Этим он установил принцип относительности, который излагается во всех курсах теоретической физики и теоретической механики как принцип Галилея. Галилей первым начал подробно изучать движение тел, установил важные законы и поэтому совершенно обоснованно считается одним из основоположников современной классической механики. Метод Галилея прямо противоположен методу Аристотеля. Последний из весьма поверхностных наблюдений делал умозрительные выводы, а затем с помощью метафизических рассуждений «спасал явления», объясняя их. Галилей прежде всего выяснял, как явление на самом деле происходит, проводя для этого многочисленные опыты, и только потом делал выводы. Галилей хорошо знал работы Аристотеля, относился к ним резко отрицательно и презирал тех, кто слепо верил Аристотелю. Вот образчик научной публицистики Галилея. В книге «Диалог о двух системах» Сальвиати, при обсуждении сопротивления воды, обращаясь к аристотельянцу Симпличио (в переводе Простаков), говорит: «Я начинаю понимать теперь, что вы до сих пор принадлежите к стаду тех, которые, если им требуется узнать, как происходит то или иное явление, или если им нужно приобрести познание о действии сил природы, не взойдут на лодку и не подойдут к луку или артиллерийскому орудию, а удаляются в свой кабинет и начнут перерывать указатели и оглавления, чтобы найти, не сказал ли чего по этому поводу Аристотель; затем, удостоверившись в точном смысле его текста, они уже больше ничего не желают и не придают цены тому, что можно узнать о данном явлении». Эти слова наглядно показывают ту страстность, с которой Галилей боролся с учением Аристотеля и его последователями. Кроме механики Галилей увлеченно работал над астрономическими проблемами. Решающий вклад в утверждение идей Коперника Галилей внес с помощью телескопа. Первый раз Галилей взглянул на небо в свой только что сделанный телескоп в январе 1610 г. (рис. 5.3). То, что он увидел, полностью разрушило представления Аристотеля о космосе, царившие в течение 20 веков. Телескоп показал, что поверхность Луны не гладкая и абсолютно сферическая, как думали философы в отношении Луны и других небесных тел. Напротив, она грубая, неровная, изобилующая впадинами и выпуклостями, такая же, как поверхность Земли с ее долинами и горными цепями, высоты которых он измерил по величине теней.

Рис. 5.3. Два телескопа галилея на музейной подставке (Флоренция). Ниже, в центре виньетки, – разбитый объектив первого телескопа Галилея.

Когда Галилей направил свой телескоп на звезды, в особенности на Млечный Путь, он увидел мириады новых звезд, не известных ранее. Яркие планеты предстали маленькими дисками, тогда как звезды остались туманными точками, что указывало на их значительно большую удаленность, как и предполагал Коперник. На Марсе и Сатурне, которые располагались тогда на небе близко к Солнцу и были максимально удалены от Земли, не удалось заметить деталей. Зато Юпитер продемонстрировал поразительную и совершенно анти- аристотелевскую картину. Изучая его матовый диск в телескоп, Галилей заметил рядом четыре спутника, обращающихся вокруг самого Юпитера. Он даже смог определить, какой из спутников обращается ближе к Юпитеру, а какой – дальше, и приблизительно установил их периоды обращения. Это открытие подкрепило гипотезу Коперника, показав, что обращение Луны вокруг Земли не есть уникальное явление. В июле 1610 Галилей обнаружил то, что принял за два спутника Сатурна, которые, в отличие от обращающихся вокруг планеты спутников Юпитера, постоянно держались по бокам от диска планеты и были едва различимы. Они исчезли в 1612, вновь появились в 1613 и стали похожи на «ручки». Это загадочное явление объяснил лишь в 1659 Х.Гюйгенс (1629–1695) как изменение внешнего вида кольца, окружающего планету. В изучении Венеры Галилей достиг большего. Осенью и зимой 1610–1611 гг. он обнаружил, что Венера, подобно Луне, имеет цикл смены фаз (рис 5.4). Поскольку Венера никогда не удаляется от Солнца более чем на 48°, а в сильно ущербленной и выпуклой фазах видна еще ближе к Солнцу, наблюдение полного цикла ее фаз пришлось проводить в сумерки и дневное время, что весьма непросто. Эта полная смена фаз окончательно сломила систему Птолемея, согласно которой Венера не может демонстрировать полного цикла фаз. Вскоре после обнародования наблюдений Галилея в практической астрономии перестали пользоваться системой Птолемея.

Рис. 5.4. Галилей обнаружил, что у Венеры, как и у Луны, происходит смена фаз. Такой вид Венеры при взгляде в телескоп можно объяснить, если учесть, что она обращается вокруг Солнца, а не Земли.

В конце 1610 с помощью телескопа и аккуратно выполненных рисунков Галилей смог проследить перемещение пятен по диску Солнца. Перспективное искажение формы пятен при их приближении к лимбу Солнца и одинаковое время, около 14 суток, за которое они пересекали солнечный диск по параллельным траекториям, указывали, что пятна находятся на сферической поверхности самого Солнца. Их движение свидетельствовало о том, что Солнце вращается так же, как вся остальная Солнечная система Коперника. Галилей с самого начала верил в гелиоцентрическую теорию Коперника, но начал ее публично поддерживать лишь тогда, когда нашел ее астрономические подтверждения. Первые наблюдения Галилей провел в январе месяце 1610 г., а уже в марте того же года он опубликовал книгу «Посланец звездного мира», в которой описал свои открытия. Весть об этих открытиях быстро разошлась среди образованной публики, вызывая восторг и восхищение. Книга Галилея представляет собой деловой, очень точный научный дневник, написанный в повествовательной литературной форме. Описывая спутники Юпитера, Галилей впервые упомянул имя Коперника, увлеченным поклонником которого, о чём свидетельствуют его письма, он был давно. Книга произвела подлинный переворот в астрономии и вызвала сенсацию. Галилея стали называть «Колумбом неба», появились слова «перед человеком начали отступать стены мира». Галилей демонстрирует свой телескоп, показывает и разъясняет свои открытия в 1610—1612 гг. в Падуе, Венеции, Флоренции и в Риме; он показывает их ученым, власть имущим, кардиналам и просто интересующимся лицам и при этом дает разъяснения с большим лекторским талантом, которым он всегда отличался. Слава Галилея разносится далеко за пределы Италии; короли, римские кардиналы, германские прелаты, эрудиты всех стран Европы стремятся приобрести телескоп и посмотреть в него на небесные тела. Почти все научные труды до конца XVII столетия исключительно писались на латинском языке. Писали на нем Коперник и Кеплер, Гюйгенс и Ньютон; даже в середине XIX столетия некоторые ученые писали по латыни. Это был международный язык ученых и католической церкви. Галилей же, хорошо зная латинский язык, был первым ученым, начавшим читать лекции и писать книги не на латинском, а на родном литературном итальянском языке. Он был блестящим стилистом, увлеченным лектором и глубоко верил, что знания необходимы всем. На упреки людей, считавших, что научные знания нужно излагать только на латинском языке, Галилей, являясь страстным пропагандистом научных знаний, отвечал: «Я писал на народном языке, потому что мне нужно, чтобы каждый человек мог прочесть мои работы». О своих открытиях и опытах он читал лекции перед многочисленной аудиторией, подчеркивая в каждом удобном месте ошибочность утверждений Аристотеля. У богословов и профессоров-схоластов, приверженцев учения Аристотеля, это вызывало гнев и возмущение. Они объединились против Галилея, пытаясь заставить католическую церковь предать анафеме учение Коперника. Одно дело, когда трактат Коперника, написанный на латинском языке, читают узкие специалисты, и совершенно иное дело, когда на лекциях Галилея, собиравших многочисленных слушателей, на родном языке излагаются последние астрономические открытия—открытия, подтверждающие, по существу, теорию Коперника. Такая популяризация теории Коперника по-итальянски, а не на принятой академической латыни, привела к широкому распространению этих представлений далеко за пределы университетов. Над Галилеем начинают сгущаться тучи реакции В письме—через других лиц—кардинал Беллармино в 1615 г. советует Галилею поступать осторожно, ибо теория Коперника «вещь очень опасная и не только потому, что она раздражает всех философов и ученых богословов, но и потому, что она вредит святой вере, поскольку из нее вытекает ложность Священного Писания». Взволнованный происходящим, Галилей отправился в Рим, чтобы посоветоваться с церковными авторитетами. Он заявил, что в цели Библии не входит какое бы то ни было освещение научных теорий и что надо принимать за аллегорию те места в Библии, которые вступают в противоречие со здравым смыслом. Но, боясь скандала, который мог помешать ее борьбе с протестантами, церковь перешла к репрессивным мерам. В 1616 г. учение Коперника было провозглашено «ложным и ошибочным», а Галилею было навеки запрещено выступать в защиту или придерживаться этой доктрины. Галилей сдался. В постановлении Конгрегации инквизиции о запрещении книг Коперника, Кеплера и др. не упоминается имя Галилея, так как он, имея сильные связи, успел отвести от себя удар. Инквизиция ограничилась «увещеванием» Галилея, после чего патер-комиссар инквизиции «... предписал и приказал ему от имени папы и всей Конгрегации инквизиции, чтобы он упомянутое учение совершенно оставил и его каким бы то ни было образом не придерживался, не преподавал и не защищал, словесно или письменно; иначе против него будет начато дело в инквизиции». С этим предписанием Галилей согласился и обещал повиноваться. Восемь лет Галилей придерживался сделанного ему предписания, но в 1624 г. он в ответ на послание Инголи ответил ему своим «Посланием к Франческо Инголи». Это «Послание» не было опубликовано при жизни Галилея, так как ходило в списках запрещенных Конгрегацией инквизиции книг, и было впервые издано только в 1814 г. Это «Послание» далеко выходит за рамки обсуждения системы Коперника, в частности в этом «Послании» Галилей объясняет, что звезды—это светила, подобные Солнцу, но находящиеся на значительно большем расстоянии. Здесь он высказывает мысли, очень близкие к теории Джордано Бруно о существовании других систем, подобных Солнечной. Именно за эту теорию Бруно был сожжен на костре инквизиции. Естественно, что Галилей не упомянул имени Джордано. В «Послании» Галилей впервые в истории науки ставит вопрос о конечности или бесконечности Вселенной: «Разве вы не знаете, что до сих пор еще не решено, конечна ли Вселенная или бесконечна?» и далее: «Мне вовсе не претит мысль о том, что мир, границы которому положены нашими внешними чувствами, может оказаться столь же малым по отношению к Вселенной, как мир червей по отношению к нашему миру». В этом же «Послании» Галилей впервые излагает свой принцип относительности. В 1623 г. один из старых друзей Галилея стал римским Папой Урбаном VIII. Галилей сразу начал добиваться отмены указа 1616 г. Он потерпел неудачу, но зато сумел получить разрешение написать книгу, обсуждающую как теорию Аристотеля, так и теорию Коперника. Ему было поставлено два условия: он не имел права принимать ни одну из сторон и должен был сделать вывод, что человек никогда не сможет узнать, как устроен мир, потому что Бог умеет вызывать одни и те же эффекты способами, не доступными воображению человека, который не может налагать ограничения на всемогущество Бога. Книга Галилея «Диалог о двух главнейших системах мира» была завершена и издана в 1632 г. при полном одобрении цензуры и была сразу же отмечена по всей Европе как литературный и философский шедевр. Эта книга содержит около 500 страниц и построена в форме беседы трех лиц: Сагредо—хозяина палаццо, где происходит беседа, Симпличио - последователя идей Аристотеля и Птолемея, и Сальвиати - ученика Галилея, умершего в 1614 г. В этих беседах Галилей устами Сальвиати пытается дать механическое обоснование правильности системы Коперника. Он объясняет движение планет и морские приливы действием центробежных сил. Центробежные силы Галилей определил, по-видимому, первым, но он ошибочно считал их пропорциональными скорости, а не квадрату скорости тела. «Диалог» содержал столько блестящих доводов против сторонников Аристотеля и в защиту системы Коперника, столько верных и убедительных, но еретичных с точки зрения богословов мыслей о строении Вселенной, что Папа Урбан VIII понял, что эта книга воспринимается как убедительная поддержка теории Коперника. Папа пожалел о своем разрешении издания «Диалога», так как понял, что «Учение Галилея опаснее для католической церкви, чем писания Кальвина и Лютера". Папа заявил, что, несмотря на официальное благословение цензуры, Галилей все же нарушил указ 1616 г. После этого инквизиция к радости ученых богословов и схоластов-аристотельянцев решила, что она, формально не за книгу, а за нарушение предписания патера-комиссара, может разделаться с Галилеем. Галилею пришлось в возрасте 69 лет, больному, предстать перед судом инквизиции. На инквизиционном следствии под угрозой пытки, которая «не может и не должна устрашить его, если он добрый католик», он предпочел публично, стоя на коленях, подписать унизительную формулу отречения от учения Коперника и провести остаток своей жизни в изгнании. Строго говоря, Галилей пострадал в отличие от других жертв инквизиции сравнительно немного. Папа Урбан VIII, считая, что он уже достаточно унизил Галилея, «милостиво» заменил тюремное заключение, к которому был приговорен Галилей, на домашний арест под строгим надзором агентов инквизиции. Ему разрешались прогулки, он мог принимать гостей, правда, по одному и в присутствии наблюдателя; наконец, великий герцог Фердинанд II, на службе которого состоял Галилей до суда, продолжал выплачивать ему жалование Галилею под бдительным надзором инквизиции разрешалась переписка и работа при условии, что он не будет обсуждать вопросы, связанные с вращением Земли и движением небесных тел. В связи с занятиями астрономией, все свои исследования по механике Галилей не успел опубликовать своевременно, и только в 1636 г. в 72-летнем возрасте, находясь под домашним арестом, он написал книгу «Беседы и математические доказательства о двух новых науках, касающихся механики и законов падения». Оставаясь преданным католиком, Галилей не поколебался в своей вере в независимость науки. Рукопись книги Галилей тайно передал во время прогулки французскому графу Ноэлю и она была издана еще при жизни Галилея в 1638 г. в Голландии в университетском городе Лейден. Именно эта работа, в большей степени, чем его поддержка Коперника, дала рождение современной науке. Галилей первым отчетливо выделил два аспекта физики, заключающихся в поиске простых и общих математических законов, и в экспериментальном их подтверждении. В трактате «Беседы и математические доказательства» Галилей объясняет, как он пришел к постулату, гласящему, что свободно падающее тело должно двигаться с постоянным ускорением: "Наконец, к исследованию естественного ускоренного движения нас непосредственно привело внимательное наблюдение того, что обычно имеет место и совершается в природе, которая стремится применять во всяких своих приспособлениях самые простые и легкие средства: так, я полагаю, например, что никто не станет сомневаться в невозможности осуществить плавание или полет легче и проще, нежели теми способами и средствами, которыми пользуются благодаря своему природному инстинкту рыбы и птицы. Поэтому, когда я замечаю, что камень, выведенный из состояния покоя и падающий со значительной высоты, приобретает все новое приращение скорости, не должен ли я думать, что подобное приращение происходит в самой простой и ясной для всякого форме". У Галилея простота в математическом отношении является всего лишь руководящим принципом, судьей в последней инстанции является эксперимент: "Итак, примем пока изложенное как постулат, абсолютная правильность которого обнаружится впоследствии, когда мы ознакомимся с выводами из этой гипотезы, точно согласующимися с данными опыта". Галилей подчеркивал еще одно важное различие между физикой и философией Во вступительных параграфах второй части «Бесед» он противопоставляет суждениям о движении в «книгах, написанных философами», собственные математические результаты И далее продолжает: "Справедливость этих положений а равно и многих других не менее достойных изучения будет мною в дальнейшем доказана Тем самым открывается путь к весьма обширной и важной науке элементами которой будут эти наши труды В ее глубокие тайны проникнут более проницательные умы тех кто пойдет дальше". Галилей не проявляет здесь ложной скромности — он не страдал этим недостатком. Почти каждая страница его произведений доносит до читателя дух научного поиска — непрерывной, нескончаемой работы, в результате которой найденные ответы всегда порождают новые вопросы. Механика Галилея дает идеализированное описание движения тел вблизи поверхности Земли, пренебрегая сопротивлением воздуха, кривизной земной поверхности и зависимостью ускорения свободного падения от высоты. Галилей не просто пренебрегал усложнениями, вносимыми трением и сопротивлением воздуха, так как в противном случае ему не удалось бы сравнить свои теоретические выводы с экспериментальными данными, — он придумывал эксперименты, которые позволяли убедиться в незначительности этих эффектов. Например, он сбрасывал с одной высоты одновременно два ядра одинакового размера, но сделанные из разного материала. Эксперимент показывал, что они достигают Земли с малой разницей в скорости, убеждая в том, что в обоих случаях замедление, обусловленное воздухом, мало. Из этого эксперимента он сделал вывод, что вблизи поверхности Земли свободно падающее тело движется с постоянным ускорением. Свой закон инерции Галилей получил не из реальных экспериментов, а из мысленного опыта. Представьте себе тело, скользящее без трения вниз по наклонной плоскости. Кажется очевидным, что скорость тела должна увеличиваться независимо от того, каков угол наклона плоскости Аналогичным образом тело, движущееся по наклонной плоскости вверх, должно замедляться независимо от угла наклона плоскости Но тогда из соображений симметрии следует, что скорость тела, скользящего по идеальной горизонтальной поверхности, не должна ни уменьшаться, ни увеличиваться. До сих пор многие задаются вопросом: было ли согласие Галилея на отречение «следствием его бесхарактерности или предательством науки»? Сама постановка этого вопроса людьми, которые не стояли перед угрозой костра, не очень правомерна. Конечно, угрозы пытки и даже костра сыграли свою роль, но, согласившись на требования инквизиции, Галилей понимал, что ни один просвещенный человек не поверит в искренность его отречения. Он оказался прав—преданные ученики не отреклись от него, а распространенная легенда, приписывающая Галилею слова: «А все-таки она вертится», отражает, конечно, не действительный факт, имевший якобы место во время торжественно обставленного акта отречения, на котором присутствовали многие служители церкви, а веру людей, что Галилей не изменил своим убеждениям. И дело здесь не в «бесхарактерности». Перед Галилеем стояла очень ответственная задача—он должен был передать потомству исключительно важные исследования по механике, которые он ценил выше своих астрономических наблюдений. Астрономические работы Галилея дали безмерно много науке, они были эффектны и принесли Галилею прижизненную славу; они же сделали его жертвой инквизиции. Это принесло ему известность и у широкого круга людей всех последующих поколений вплоть до наших дней. Но его гениальность для людей, сведущих в науке, проявилась в большей степени в работах по механике. Лагранж наиболее точно сказал об этом: «Открытие спутников Юпитера, фаз Венеры, солнечных пятен и т.п. потребовало лишь наличия телескопа и некоторого трудолюбия, но нужен был необыкновенный гений, чтобы открыть законы природы, которые всегда пребывали перед глазами, но объяснение которых тем не менее всегда ускользало от изысканий философов». Если Лагранж несколько принизил роль личных качеств Галилея в астрономических исследованиях, хотя в них была проницательность не рядового наблюдателя, то его оценка работ Галилея по механике справедлива. Галилей выполнил еще одну важную задачу. После его книги «Беседы», изданной в 1638 г., преподавать механику по Аристотелю уже было нельзя. Конечно, еще некоторое время в католических университетах изучалась «физика» Аристотеля, но метод Галилея очень быстро восторжествовал и в основу естественных наук был положен эксперимент с последующим анализом и обобщением. В последние годы до самой смерти Галилей делился своими мыслями с учениками Эванджелиста Торичелли (1608—1647) и Винченцо Вивиани (1622—1703). Оба—особенно первый из них—оставили заметный след в науке, а Вивиани написал первую биографию Галилея; в 1693 г. он установил бюст у его дома с соответствующей надписью. Останки Галилея без всякой торжественности были помещены в послушнический придел церкви Санта Кроче во Флоренции. В 1737 г. прах Галилея перенесли в мавзолей этой же церкви; там же нашли последний приют Микеланджело и Макиавелли. Тогда же по завещанию Вивиани был поставлен памятник Галилею, на который Вивиани оставил 4000 эскудо.

Откуда вы содрали эту статью? <font face="Comic Sans MS" color=green>'''Dirl'''</font> 12:36, 23 января 2006 (UTC)

Материализм, Атомизм Галилея

Я убрал эту подглаву из раздела "Достижения Галилея", поскольку она описывает не его достижения, а его взгляды. Её надо бы перенести в (новый) раздел "Взгляды Галилея" или "Фолософские воззрения Галилея", но она написана неэнциклопедично - представляет собой просто набор непонятно чьих цитат. Поэтому я пока удаляю текст. --Mgar 13:57, 31 августа 2006 (UTC)