Галилео Галилей и его вклад в науку

     Галилей опроверг и второй из приведённых законов Аристотеля, сформулировав первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. То, что мы называем инерцией, Галилей поэтически назвал «неистребимо запечатлённое движение». Правильную формулировку закона позднее дали Декарт и Ньютон; тем не менее общепризнанно, что само понятие «движение по инерции» впервые введено Галилеем, и первый закон механики по справедливости носит его имя.[10]

     Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который также был позже назван в его честь. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом:[11] «для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия».

     Эти открытия Галилея, кроме всего прочего, позволили ему опровергнуть

_________________________

8. Вавилов С. И., Крылов А. Н. Галилео Галилей. День четвёртый. // Математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению. — М.: ГИТТЛ, 1934.

9. Там же.

10. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей. Указ. соч — С. 106-107.

11. Кузнецов Б. Г. Галилей. Указ. соч — С. 170.

многие доводы противников гелиоцентрической системы мира, утверждавших, что вращение Земли заметно сказалось бы на явлениях, происходящих на её поверхности.

     Например, по мнению геоцентристов, поверхность вращающейся Земли за время падения любого тела уходила бы из-под этого тела, смещаясь на десятки или даже сотни метров.

     Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды (это приблизительно верно для малых амплитуд) [12]. Он также обнаружил, что периоды колебаний маятника соотносятся как квадратные корни из его длины. Результаты Галилея привлекли внимание Гюйгенса, который изобрёл часы с маятниковым регулятором (1657); с этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике.

     Многие рассуждения Галилея представляют собой наброски открытых много позднее физических законов. Например, в «Диалоге» он сообщает, что вертикальная скорость шара, катящегося по поверхности сложного рельефа, зависит только от его текущей высоты, и иллюстрирует этот факт несколькими мысленными экспериментами;[13] сейчас мы бы сформулировали этот вывод как закон сохранения энергии в поле тяжести. Аналогично он объясняет (теоретически незатухающие) качания маятника.

     2.2. Астрономия

     В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Ряд телескопических открытий Галилея способствовали

_________________________

12. Гиндикин С. Г. Рассказы о физиках и математиках. — 3-е изд. — М.: 2001. С. 46-48.

13. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей. Указ. соч — С. 103.

утверждению гелиоцентрической системы мира, которую Галилей активно пропагандировал, и опровержению взглядов геоцентристов Аристотеля и Птолемея.

     Телескопические наблюдения небесных тел показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времен пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Всё это опровергало учение Аристотеля о противоположности «земного» и «небесного»: Земля стала телом принципиально той же природы, что и небесные светила, а это, в свою очередь, служило косвенным доводом в пользу системы Коперника: если другие планеты движутся, то естественно предположить, что движется и Земля. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор.[14] У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна.

     Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море.[15] Сам он не смог разработать реализацию подобного подхода, хотя работал над ней до конца жизни; первым успеха добился Кассини (1681), однако из-за трудностей наблюдений на море метод Галилея применялся в основном сухопутными экспедициями, а после изобретения морского хронометра (середина XVIII века) проблема была закрыта.

     Галилей открыл также солнечные пятна. По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.

     Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды и стало видно громадное количество

___________________________________

14. Кузнецов Б. Г. Галилей. Указ. соч — С. 77.

15. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей. Указ. соч — С. 92.

неизвестных ранее звёзд. Это открытие звездного состава Млечного Пути явилось косвенным доказательством бесчисленности миров во Вселенной.

     Благодаря Галилею линзы и оптические приборы стали мощным орудием научных исследований.

     Как отмечал С.И. Вавилов «именно от Галилея оптика получила наибольший стимул для дальнейшего теоретического и технического развития».[16] Оптические исследования Галилея посвящены также учению о цвете, вопросам природы света, физической оптике. Галилею принадлежит идея конечности скорости распространения света, а в 1607 году он поставил эксперимент по ее определению.

     2.3. Математика

     В «Беседах о двух новых науках» он сформулировал «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя большая часть чисел не являются квадратами.[17] Это подтолкнуло в дальнейшем к исследованию природы бесконечных множеств и их классификации; завершился процесс созданием теории множеств.

     К теории вероятностей относится его исследование об исходах при бросании игральных костей. В его «Рассуждении об игре в кости» («Considerazione sopra il giuoco dei dadi», время написания неизвестно, опубликовано в 1718 году) проведён довольно полный анализ этой задачи.

     Он первым опытным путём измерил плотность воздуха, которую Аристотель считал равной 1/10 плотности воды; эксперимент Галилея дал значение 1/400, что намного ближе к истинному значению (около 1/770).[18]

     Философское значение законов механики, открытых Галилеем, и законов движения планет вокруг Солнца, открытых Иоганном Кеплером (1571 - 1630), было громадным. Открытие законов механики Галилеем и законов движения планет Кеплером, давшими строго математическую трактовку понятия этих законов и освободившими понимание их от элементов антропоморфизма, ставило это понимание на физическую почву. Тем самым впервые в истории развитие человеческого познания понятие закона природы приобретало строго научное содержание.

     Законы механики были применены Галилеем и для доказательства теории Коперника, которая была непонятна большинству людей, не знавших этих законов. Например, с точки зрения "здравого рассудка" кажется совершенно естественным, что при движении Земли в мировом пространстве должен возникнуть сильнейший вихрь, сметающий все с ее поверхности. В этом и состоял один из самых "сильных" аргументов против теории Коперника. Галилей же установил, что равномерное движение тела нисколько не отражается на процессах, совершающихся на его поверхности. Используя теорию двойственной истины, Галилей решительно отделял науку от религии. Он утверждал, например, что природа должна изучаться с помощью математики и опыта, а не с помощью Библии. В познании природы человек должен руководствоваться только собственным разумом. Предмет науки - природа и человек. Предмет религии - "благочестие и послушание", сфера моральных поступков человека.

     Заключение

     Влияние Галилея на развитие механики, оптики и астрономии в XVII в. неоценимо. Его научная деятельность, огромной важности открытия, научная смелость имели решающее значение для победы гелиоцентрической системы мира. Основа мировоззрения Галилея — признание объективного существования мира, т. е. его существования вне и независимо от человеческого сознания. Мир бесконечен, считал он, материя вечна.

     При этом все отмечают, что Галилео Галилей выступил как основоположник точного естествознания и его выводы заложили начало физики как науки. Свои физические выводы Галилей в большинстве случаев сделал на основе опытов, сопоставляя и логически опровергая положения Аристотеля.

     Таким образом, в новое время Галилей одним из первых сформулировал деистический взгляд на природу. Этого взгляда придерживалось затем большинство передовых мыслителей XVII - XVIII вв. Научно-философская деятельность Галилея кладет начало новому этапу развития философской мысли в Европе - механистическому и метафизическому материализму XVII - XVIII вв.

     Как основоположник классической физики Галилей сформулировал следующие постулаты:

- впервые высказал идею относительности движения;

- сформулировал в общем виде законы движения тел по наклонной плоскости и законы инерции;

- установил постоянство периода колебания маятника;

- заложил основы оптики.

Имя Галилея вошло в историю мировой науки как одного из крупнейших ученых эпохи Возрождения.

     Список использованных источников и литературы

1. Сборник статей

1. Вавилов С. И., Крылов А. Н., Галилео Галилей (1564—1642). Сборник статей, посвящённый 300-летней годовщине со дня смерти. — М.: АН СССР, 1943.

2. Литература

2. Гиндикин С. Г. Рассказы о физиках и математиках — 3-е изд. — М.: 2001.

3. Кузнецов Б. Г. Галилео Галилей — М.: Наука, 1964.

4. Предтеченский Е. А. Галилео Галилей — В книге: Коперник, Галилей, Кеплер, Лаплас и Эйлер, Кетле. Биографические повествования, Челябинск: Урал, 1997.

5. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей — М.: Мир, 1987. — 140 с.

.

[16]. См. подробнее:  Левшин Л.В. Сергей Иванович Вавилов. ,М., Наука, 1977.

17. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей. Указ. соч. — С. 119.

18. Там же. С. 57.