Галилео Галилей
Родился 15 февраля 1564 г. в Пизе.
Умер — 8 января 1642 г. Арчетри.
Итальянский физик, механик, астроном, философ и математик.
Оказал значительное влияние на науку своего времени.
Первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий.
Основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.
Великий итальянский ученый родился в семье небогатого пизанского дворянина. Отец его, Винченцо Галилей, был музыкантом, искусствоведом, композитором и даже математиком. В 1575 г. семья переезжает во Флоренцию, один из самых культурных городов Италии, на родину многих замечательных людей эпохи Возрождения.
Первое систематическое образование Галилей получил в монастыре, где он изучал греческих и латинских классиков. Однако отца не устраивала монашеская карьера сына, и он взял его из монастыря. Семнадцати лет Галилей поступает в Пизанский университет сначала на медицинский факультет, а затем переходит на юридический, где основательно изучает математику и философию. Труды Евклида и Архимеда становятся настольными книгами молодого Галилея. В 1586 г. появляется первое небольшое сочинение Галилея о сконструированных им гидростатических весах. А в 1589 г. двадцатипятилетний Галилей назначается профессором математики в Пизанский университет.
Три года работы Галилея в Пизанском университете овеяны рядом легенд. Одна из них рассказывала о публичных опытах молодого профессора по сбрасыванию тел с «падающей» Пизанской башни. Подобные опыты Галилей проводил для опровержения учения Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела. Галилей брал два тела, одинаковых по форме и размерам, например чугунный и деревянный шары, чтобы отвлечься от влияния побочных обстоятельств (не учитывать сопротивления воздуха). Находя соотношения между скоростью и временем падения шаров, между пройденным путем и временем падения, он доказал, что тела падают с одинаковым ускорением.
Однако в университете механику и астрономию приходилось излагать в духе Аристотеля и Птолемея. В поисках более благоприятных условий для работы Галилей принял предложение правительства Венецианской республики и в 1592 г. стал профессором университета в Падуе, где проработал 18 лет (по 1610 г.). Это был самый плодотворный период его деятельности. В эти годы он занимается вопросами механики (падение тел, движение их по наклонной плоскости и под углом к горизонту), гидростатикой, теорией простейших машин и сопротивлением материалов. К, концу падуанского периода Галилей открыто выступает против системы Птолемея - Аристотеля.
Услышав об изобретении зрительной трубы, Галилей начал работать над ее конструкцией. Первая труба, созданная им в течение года, давала увеличение в 3 раза. Вскоре он изготовил трубу с увеличением в 32 раза. Направив эту трубу на небо, Галилей обнаружил горы на Луне, четыре спутника у Юпитера, фазы Венеры. Млечный Путь оказался состоящим из множества звезд, число которых росло с ростом увеличения трубы. Все это не соответствовало взглядам Аристотеля о противоположности земного и небесного, а подтверждало систему Коперника. Галилей пишет «Звездный вестник», где спокойным, деловым тоном дает отчет о своих наблюдениях и делает выводы. Книга произвела на современников ошеломляющее впечатление. Галилея стали называть «Колумбом неба».
Не дремали и враги Галилея, число которых росло с каждым днем. Все громче раздавались голоса невежд и мракобесов. Одни огульно отрицали результаты наблюдений Галилея, другие считали их следствием оптических искажений трубы. Нападки на Галилея вскоре приняли публичный характер. Но вместе с тем начали появляться случаи проверочных наблюдений, подтверждающих справедливость открытий Галилея. От этих открытий уже нельзя было отмахнуться, что еще больше злило врагов Галилея.
С 1610 г. начинается трудный и драматичный период в жизни Галилея. После выхода в свет «Звездного вестника» друзья упорно убеждают Галилея остаться в Падуе, поскольку Венецианская республика была одним из менее досягаемых для инквизиции мест в Италии. Но Галилей рвется в родную Флоренцию, считая, что там сильные мира сего защитят его не хуже. После долгих хлопот в 1610 г. он переезжает во Флоренцию и поступает на службу при дворе Медичи.
В 1612 г. Галилей издает свой труд «Рассуждения о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся». Работа была направлена против механики Аристотеля. Вслед за ней появляется письмо Галилея о солнечных пятнах. Это было уже столкновение с Аристотелем на главном участке, и оно не могло пройти не замеченным церковью. В своих доносах в святую инквизицию перипатетики обвиняли Галилея в том, что он доказывает движение Земли и неподвижность Солнца; они пытаются добиться запрещения учения Коперника.
5 марта 1616 г. учение Коперника как «ложное и целиком противное священному писанию» было запрещено. Его трактат «О вращениях небесных сфер» попал в «Индекс запрещенных книг» «впредь до исправления». Однако в декрете от 5 марта не упоминалось имя Галилея, а в перечне задержанных и осужденных книг не было ни «Звездного вестника», ни «Писем о солнечных пятнах». Галилея же вызвали к кардиналу Беллармино для предупреждения, чтобы он впредь, по крайней мере публично, не выступал с защитой гелиоцентрической системы мира. Галилею было выдано негласное свидетельство с постановлением о том, что «учение Коперника противно священному писанию и его нельзя ни защищать, ни придерживаться». Так Галилей получил от святой инквизиции приказ молчать.
С 1616 по 1623 г. Галилей хотя и молчит, но много работает, скрывая результаты своих трудов от внешнего мира. В 1629 г. Галилей закончил свою основную работу «Диалог о двух главнейших системах мира: Птолемеевой и Коперниковой». По этому поводу он писал: «Я довел почти до пристани мой «Диалог» и раскрыл весьма явственно многое, что мне казалось почти необъяснимым».
В 1630 г. Галилей отправляется в Рим и начинает усиленные хлопоты по опубликованию своего «Диалога». Галилею пришлось приложить много усилий, проявить незаурядные дипломатические способности, прежде чем в феврале 1632 г. во Флоренции книга увидела свет. В «Диалог» вошли все произведения Галилея, все то, что было создано им с 1590 по 1625 г.
Цель ученого - представить не только астрономические, но и механические доводы в пользу истинности учения Коперника. Место действия «Диалога» Венеция. Во дворце четыре дня подряд собираются трое: Симпличио (по-итальянски простак) защищает взгляды Аристотеля и Птолемея. Точку зрения Галилея развивает и доказывает Сальвиати, сочувствует ему Сагредо. Галилей специально выбрал форму диалога, чтобы «не быть ответственным» за взгляды спорщиков. Автор как бы стоял в стороне, стараясь лишь объективно излагать обе точки зрения. Но несмотря на форму изложения, на предисловие и заключение, которые Галилей вынужден был написать в духе требований папских цензоров, слишком доказательно звучала точка зрения Сальвиати.
Опровергая аргументы Птолемея против вращения Земли путем разбора множества механических явлений, Галилей приходит к открытию закона инерции и механического принципа относительности. Открытием закона инерции было ликвидировано многовековое заблуждение, выдвинутое Аристотелем, о необходимости постоянной силы для поддержания равномерного движения. Оказалось, что равномерное и прямолинейное движение, равно как и покой, может существовать при отсутствии всяких сил. Это имело огромное не только чисто научное, но и мировоззренческое значение. Как известно, к инерциальным системам отсчета относятся покоящиеся (неподвижные) системы и системы, которые движутся относительно неподвижных равномерно и прямолинейно. Равноправность таких систем Галилей доказывает различными опытами и логическими рассуждениями. В результате он приходит к очень важному выводу: «Никакими механическими опытами, проведенными внутри системы, невозможно установить, покоится система или движется равномерно и прямолинейно». Это и есть механический принцип относительности.
Разговоры собеседников о различных астрономических открытиях (неровностях Луны, пятнах на Солнце, фазах Венеры, спутниках Юпитера) утверждают мысль о справедливости теории Коперника.
Успех «Диалога» был потрясающим. Единомышленники восторженно приветствовали Галилея с открытием новой эры в изучении природы. Противники не остались в долгу. Они даже распустили слух, что под маской Симпличио выведен сам папа. Началась травля Галилея.
«Диалог» вышел в феврале, а уже в сентябре Галилею было передано повеление папской инквизиции явиться в Рим. Галилей болен, он просит рассмотреть его дело во Флоренции. Но ему дают лишь небольшую отсрочку, а затем грозят доставить в Рим в кандалах. В феврале 1633 г. Галилей прибывает в Рим.
На допросе Галилей выбрал остроумную тактику: вопреки очевидности, он категорически отрицал, что разделял учение Коперника после того, как инквизиция объявила его еретическим. Галилей твердо стоял на том, что в дискуссионном порядке о гелиоцентрической системе мира и писать и говорить не запрещалось. А сама книга была выпущена в свет с разрешения цензуры. Получалось, что формально ученый ни в чем не виноват.
После допроса Галилей был арестован и заключен в камеру инквизиции. Для того чтобы вырвать у него отречение, церковники пошли на подлог. В течение 18 дней ученого увещевал комиссар инквизиции... После этого он представил следствию письменное заявление, где говорилось, что Галилей, еще раз перечитав «Диалог», признал, что многие места его книги выражены неудачно и скорее могут укрепить «ложное мнение», чем облегчить его опровержение. Но в то же время обвиняемый решительно отвергал наличие злого умысла. В итоге Галилей был признан «сильно заподозренным в ереси», а не «неисправимым еретиком». Значит, ему грозил не костер, а тюремное заключение.
22 июня 1633 г. в церкви Святой Марии при большом стечении народа состоялся последний акт судилища над Галилеем. Галилей в покаянном наряде, стоя на коленях, выслушал приговор. По этому приговору его книга запрещалась, а сам он подлежал тюремному заключению, длительность коего была оставлена на усмотрение Святой службы. После оглашения приговора Галилею вручили текст отречения, который он должен был прочитать внятно и громко. Приговор и отречение произвели тяжелое впечатление.
Унизительный акт судилища и отречения сильно подорвал здоровье и без того уже больного семидесятилетнего ученого. Но Галилей не сломлен. К 1633 г. он уже мысленно видит свое будущее произведение «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки», в котором идеи «Диалога» получали дальнейшее развитие.
«Беседы…» были закончены Галилеем в 1637 г. Несмотря на запрет инквизиции печатать какие бы то ни было книги, новая работа Галилея выходит в Лейдене в 1638 г., незадолго до смерти ученого. Форма книги такая же, как и в предыдущем случае. Темы развиваются в виде диалога. В книге обобщено все то, что сделал Галилей в области механики.
Именно «Беседы...» являются лучшим доказательством непримиримости ученого. «Упрямый Галилей», по словам Пушкина, вводит в действие прежних героев, а в посвящении подчеркивает, что снова воодушевлен на борьбу со своими противниками.
В 1642 г. Галилея не стало. Ушел из жизни один из замечательных мыслителей, великий астроном, механик, физик, математик. Он умер на 78-м году жизни вблизи Флоренции на руках своих учеников Вивиани и Торричелли. И только через 95 лет была исполнена его последняя просьба: его прах был перенесен в церковь Санта Кроче во Флоренции, где он и покоится рядом с Микеланджело. Только в 1971 г. католическая церковь отменила решение об осуждении Галилея.
Галилей по праву считается одним из основоположников опытного естествознания и новой науки. Именно он впервые сформулировал требования к научному эксперименту, состоящие в устранении побочных обстоятельств, в умении видеть главное и отвлечься от несущественного. Путем эксперимента Галилей опроверг учение Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела. Он был первым, кто направил зрительную трубу на небо в научных целях, тем самым значительно расширив сферу познания. Это был переворот в мировоззрении и методе науки: бесконечная Вселенная могла исследоваться методами земной механики.
Галилей верил в силу человеческого разума, в бесконечность познания: «Кто возьмет на себя смелость, поставить предел человеческому духу? Кто решится утверждать, что мы знаем все, что может быть познано?» Большое внимание он обращал на полноту и точность формулировок выдвигаемых положений. Следует заметить, что работы Галилея написаны языком, близким к современному.
Что же Галилей конкретно сделал в механике? Он пришел к открытию закона инерции и сформулировал механический принцип относительности движения, обобщенный позднее А. Эйнштейном. Галилей впервые дал строгое определение равноускоренного движения, нашел законы изменения скорости и пути в этом движении. Он показал, что такое движение свойственно свободно падающему телу.
Галилей доказал, что тело, брошенное под углом к горизонту, будет лететь по параболе. Он дал метод расчета траектории для любых углов вылета и различных начальных скоростей, показав, что наибольшая дальность полета достигается при вылете тела под углом 45° к горизонту.
Галилей впервые установил, что период колебаний маятника зависит лишь от длины подвеса (если массой подвеса можно пренебречь по сравнению с массой тела) и не зависит от амплитуды качаний (если она мала). Так как движение маятника можно рассматривать как последовательный ряд падений и подъемов тела по дуге окружности, то в случае независимости скорости падения тела от его тяжести маятники одинаковой длины должны иметь равные периоды колебаний независимо от веса грузов. Взяв два маятника с одной и той же длиной подвеса, одинаковые по форме и размерам, но разные по весу, Галилей установил одинаковость их периодов колебания, опровергнув тем самым положение Аристотеля о большей скорости падения тяжелых тел.
Что касается оптики, то Галилей впервые не только предположил, что скорость света является конечной величиной, но и сделал первую попытку определить ее в земных условиях. (Это общеизвестный опыт с двумя наблюдателями, у каждого из которых имелся зажженный фонарь.) Хотя опыт окончился неудачей (иначе и не могло быть из-за большого значения скорости света, о чем Галилей не предполагал), но сама попытка доказать конечность скорости света и в принципе верная методика были для того времени, несомненно, очень смелым и прогрессивным шагом.
Галилей расчистил путь для творцов классической и современной физики, и его бессмертные творения будут всегда служить примером того, как гениально он «всю жизнь читал открытую для всех великую книгу природы».
Факел научного знания, зажженный Галилеем, подхватил И. Ньютон. В его трудах и открытиях дело жизни итальянского ученого нашло свое блестящее завершение.
Ф.М.Дягилев. Из истории физики и жизни ее творцов.
Другие биографии категории:
Бор Нильс Хенрик ДавидВольта Алессандро
Леонардо да Винчи (как геометр, механик, инженер)
Вавилов Сергей Иванович
Отзывы читателей:
ксюша 2012-09-18 19:55:09
даша 2012-04-01 12:06:41
Пожелания, уточнения, дополнения:
