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…
Закон движения маятника
Учась в Пизе с его наблюдаемостью и острым умом, он обнаруживает закон движения маятника (период зависит только от длины, а не от амплитуды или веса маятника). Позже он предлагает конструкцию устройства с маятником для измерения через равные промежутки времени. В 1586 году Галилей завершил свое первое одиночное исследование гидростатического равновесия и построил новый тип гидростатического баланса. В следующем году он написал чисто геометрическую работу «Теоремы твердого тела».
Первые трактаты Галилея не были опубликованы, но быстро распространяются и выходят на первый план. В 1588 году, по заказу Флорентийской академии, он прочитал две лекции по форме, положению и размеру ада Данте. Они заполнены теоремами механики и многочисленными геометрическими доказательствами, они используются в качестве предлога для развития географии и идей для всего мира. В 1589 году великий князь Тосканский назначил Галилея профессором на факультете математики в Пизанском университете.
В Пизе молодой ученый снова сталкивается с учебной средневековой наукой. Галилей должен научиться геоцентрической системе Птолемея, которая, наряду с философией Аристотеля, адаптированной к нуждам церкви, признается. Он не общается со своими коллегами, спорит с ними и сначала сомневается во многих заявлениях Аристотеля о физике.
[править] Научные открытия
Галилей. Борьба за небо
Галилео впервые описал наблюдения естественных спутников Юпитера. Это наблюдение меняло устоявшееся мнение о том, что все небесные тела должны обращаться вокруг Земли. Полное описание своих наблюдений Галилео опубликовал в Sidereus Nuncius (1610).
Галилео Галилей был основоположником экспериментально-математического метода исследования природы, провозгласив принцип математизации научного знания. Он оставил развернутое изложение этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира. Его исследования кардинально повлияли на развитие научной мысли. Именно от него берет начало физика как наука. Важнейшим вкладом Галилео Галилея в науку была сознательная и последовательная замена пассивного наблюдения активным экспериментом. Результатами этих экспериментов стали сделанные ученым научные открытия.
Механика
Галилею человечество обязано двумя принципами механики, которые сыграли большую роль в развитии не только механики, но и всей физики. Сформулировав принцип относительности движения для прямолинейного и равномерного движения, закон свободного падения тел, механику их движения по наклонной плоскости (1604—1609) и тела, брошенного под углом к горизонту, идею о изохронизм колебания маятника (1583), идею инерции (1609), Галилей заложил основы механической системы отсчета, а второй принцип, связанный со свободным падением тел, привел к появлению понятия инертной и тяжелой массы. В специальной теории относительности Альберт Эйнштейн распространил механический принцип относительности Галилея на все физические процессы, в частности на свет, и вывел из него следствия о природе пространства и времени (при этом преобразования Галилея заменены преобразованиями Лоренца). Объединение же второго галилеевского принципа, который Эйнштейн объяснил как принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения, с принципом относительности привело его к созданию общей теории относительности.
Изобретения
Первым серьезным изобретением Галилея были гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов (1586). Галилей определил удельный вес воздуха, изобрел термоскоп, являющийся прообразом термометра, Создал один из первых телескопов, выдвинул идею применения маятника в часах, сделал также ряд физических исследований, посвященных гидростатике, прочности материалов.
Астрономические исследования
Узнав об изобретенной в Голландии подзорной трубе, Галилей в 1609 года построил свой первый телескоп с трехкратным увеличением, а чуть позже — с увеличением в 32 раза, как он сам писал впоследствии, «построил себе прибор к тому замечательный, что с его помощью предметы казались почти в тысячу раз больше и более чем в тридцать раз ближе, чем при наблюдении невооруженным глазом». С их помощью Галилей сделал несколько важных астрономических открытий — горы и кратеры на Луне, оценил размеры звезд и их колоссальную удаленность, пятна на Солнце, открыл 4 спутника Юпитера (Ио, Европу, Ганимед и Каллисто), фазы Венеры, кольца Сатурна, охарактеризовал Млечный Путь как скопление отдельных звезд и др.
Галилей наладил производство телескопов.
В 1610—1614, изменяя расстояние между линзами, он создал микроскоп, считается одним из изобретателей микроскопа. Благодаря Галилею линзы и оптические приборы стали мощным орудием научных исследований. Как отмечал С. Вавилов, «именно от Галилея оптика получила наибольший стимул для дальнейшего теоретического технического развития». Оптические исследования Галилея посвящены также учению о цвете, вопросам природы света, физической оптике. Галилею принадлежит идея конечности скорости распространения света и постановка (1607) эксперимента по ее определению.
Создание телескопа и астрономические открытия получили Галилею широкую популярность. Эти открытия безусловно усиливали позиции гелиоцентрической системы Коперника в борьбе с системой Птолемея. После процесса над ним Галилей был объявлен «узником святой инквизиции» и он был вынужден жить сначала в Риме, а затем — в Арчетри в Флоренции. Однако научную деятельность Галилей не прекратил, до своей болезни (в 1637 году Галилей окончательно потерял зрение) он завершил работу «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки», которая подводила итог его физических исследований.
До наших времен дошло несколько интересных и поучительных высказываний Галилея; в частности, он отмечал: «В науке тихое замечание одного человека ценнее гласные утверждение тысячи единомышленников.»
Диалог по двум основным системам мира – Птолемей и Коперник
В последующие годы Галилей был погружен в работу над основной книгой, которая отражала результаты его 30-летних исследований и размышлений, опыт, накопленный в прикладной механике и астрономии и его общие философские взгляды на мир. В 1630 году завершена обширная рукопись под названием «Диалог по двум основным системам мира – Птолемей и Коперник».
Экспозиция книги была построена в форме беседы между тремя людьми: Сальвиатти, убежденным сторонником Коперника и новой философией; Сагредо, который является мудрым человеком и согласен со всеми аргументами Сальвиатти, но изначально нейтральный; и Симпличчио, защитником традиционной аристотелевской концепции. Имена Сальвиатти и Сагредо носили два друга Галилея, а Симплисио был в честь знаменитого комментатора Аристотеля VI века Симплиция, а по-итальянски это означает «простой».
Диалог дает представление о почти всех научных открытиях Галилея, а также о его понимании природы и возможностях ее изучения. Он стоит на материалистических позициях; считает, что мир существует независимо от человеческого сознания и вводит новые методы исследования – наблюдение, опыт, мысленный эксперимент и количественный математический анализ вместо оскорбительных рассуждений и ссылок на авторитет и догму.
Галилей считает мир единым и изменчивым, не разделяя его на «вечную» и «переменную» субстанцию; отрицает абсолютное движение вокруг фиксированного центра мира: «Могу ли я разумно задать вам вопрос о том, есть ли какой-либо центр мира вообще, потому что ни вы, ни кто-либо еще не доказали, что мир является конечным и имеет определенную форму, а не бесконечную и неограниченную». Галилей прилагал большие усилия, чтобы его работа была напечатана. Он делает ряд компромиссов и пишет читателям, что он не придерживается учения Коперника и предоставляет гипотетическую возможность, которая не соответствует действительности и должна быть отвергнута.
Запрет учений Коперника
Поскольку на Галилея и его учеников уже были первые атаки, он чувствует необходимость говорить и писать свое знаменитое письмо Кастелли. Он провозгласил независимость науки от богословия и ненужность Писания в исследованиях ученых: «… в математических спорах, мне кажется, Библия принадлежит к последнему месту». Но распространение мнений о гелиоцентрической системе серьезно обеспокоило теологов и в марте 1616 года, с указом Святой Конгрегации, учения Коперника запрещены.
Для всей активной среды сторонников Коперника начинается много лет молчания. Но система становится очевидной только тогда, когда в 1610-1616 гг. основным оружием против геоцентрической системы были астрономические открытия. Теперь Галилей поражает самые основы старого, ненаучного мировоззрения, воздействуя на самые глубокие физические корни мира. Борьба возобновилась с появлением в 1624 году двух произведений в том числе и «Письмо к Инголи». В этой работе Галилей излагает принцип относительности. Обсуждается традиционный аргумент против движения Земли, а именно: если бы Земля вращалась, камень, выброшенный с башни, отставал бы от поверхности Земли.
Галилейская трубка
В конце 1608 года Галилея достигает известие, что в Нидерландах открыли оптическое устройство, которое позволяет видеть удаленные объекты. Галилей после упорной работы и обработки сотен деталей из оптического стекла, построил свой первый телескоп с увеличением в три раза. Это система линз (окуляров), теперь называемая Галилейской трубкой. Его третий телескоп с 32-кратным увеличением смотрит на небо.
Лишь спустя несколько месяцев наблюдения он опубликовал удивительные открытия в книге: • Луна не является идеально сферической и гладкой, ее поверхность покрыта холмами и впадинами, похожими на Землю. • Млечный Путь – это собрание многочисленных звезд. • На планете Юпитер есть четыре спутника, которые кружатся вокруг него подобно Луне вокруг Земли.
Несмотря на то, что книгу разрешено печатать, эта книга на самом деле содержит серьезный удар по христианским догматам – уничтожен принцип разницы между «несовершенными» земными телами и «совершенными, вечными и неизменными» небесными телами.
Движение спутников Юпитера использовалось в качестве аргумента в пользу системы Коперника. Первые смелые астрономические достижения Галилея не вызывают внимания инквизиции, напротив, они принесли ему огромную популярность и влияние как прославленного ученого по всей Италии, в том числе и у духовенства.
В 1610 году Галилей был назначен «первым математиком и философом» во дворе правителя Тосканы и его бывшего ученика Козимо II Медичи. Он покидает Университет Падуи после 18 лет проживания там и переезжает во Флоренцию, где он освобождается от какой-либо учебной работы и может заниматься только своими исследованиями.
К аргументам в пользу системы Коперника в скором времени добавлено открытие фаз Венеры, наблюдение кольца Сатурна и солнечных пятен. Он посетил Рим, где его приветствовали кардиналы и папа. Галилей надеется, что логическая безупречность и экспериментальное оправдание новой науки заставят церковь признать это. В 1612 году вышел его важный труд «Отражение на плавающих телах». В нем он дает новые доказательства закону Архимеда и выступает против многих аспектов схоластической философии, утверждая право разума не подчиняться властям. В 1613 году он написал по-итальянски с большим литературным талантом трактат о солнечных пятнах. В то время он также почти обнаружил вращение Солнца.
