Главная заслуга Г.Галилея перед астрономией заключается даже не в его открытиях, а в том, что он дал этой науке рабочий инструмент – телескоп. Некоторые историки (в частности, Н.Будур) называют Г.Галилея плагиатором, присвоившим изобретение голландца И.Липпершнея. Обвинение несправедливо: о голландской «волшебной трубе» Г.Галилей знал только из венецианского посланника, который не сообщал о конструкции прибора.
Г.Галилей сам догадался об устройстве трубы и сконструировал ее. Кроме того, труба И.Липпершнея давала трехкратное увеличение, для астрономических наблюдений этого было недостаточно. Г.Галилей сумел добиться увеличения в 34,6 раза. С таким телескопом можно было наблюдать небесные тела.
С помощью своего изобретения астроном увидел на Солнце и по их движению догадался, что Солнце вращается. Он наблюдал фазы Венеры, увидел горы на Луне и их тени, по которым рассчитал высоту гор.
Труба Г.Галилея позволила увидеть и четыре самых больших спутника Юпитера. Г.Галилей назвал их Медичийскими звездами в честь своего покровителя Фердинанда Медичи, герцога Тосканского. Впоследствии им дали другие названия: Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. Значение этого открытия для эпохи Г.Галилея трудно переоценить. Шла борьба между сторонниками геоцентризма и гелиоцентризма. Открытие небесных тел, вращающихся не вокруг Земли, а вокруг другого объекта, было серьезным аргументом в пользу теории Н.Коперника.
Физика в современном понимании начинается с трудов Г.Галилея. Он является основателем научного метода, сочетающего эксперимент и его рациональное осмысление.
Именно так он изучал, например, свободное падение тел. Исследователь обнаружил, что вес тела не влияет на его свободное падение. Наряду с законами свободного падения он открыл движения тела по наклонной плоскости, инерции, постоянного периода колебаний, сложения движений. Многие идеи Г.Галилея были впоследствии развиты И.Ньютоном.
В математике ученый внес значительный вклад в развитие теории вероятностей, а также заложил основы теории множеств, сформулировав «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя большая часть чисел не является квадратами.
Телескоп – не единственный прибор, сконструированный Г.Галилеем.
Этот ученый создал первый термометр, правда, лишенный шкалы, а также гидростатические весы. Пропорциональный циркуль, изобретенный Г.Галилеем, до сих пор используется в чертежном деле. Сконструировал Г.Галилей и микроскоп. Большого увеличения он не давал, но для изучения насекомых подходил.
Влияние, оказанное открытиями Г.Галилея на дальнейшее развитие науки, было поистине судьбоносным. И прав был А.Эйнштейн, назвав Г.Галилея «отцом современной науки».
Источники:
Имя Галилео Галилея известно не только деятелям науки, но и многим обычным школьникам. Великий итальянский физик, ученый, астроном и механик, а также филолог и поэт всю свою жизнь провел в борьбе против схоластики и говорил, что основа познания – это опыт.
Родился Галилей 15.02.1564 года в итальянском городе Пизе. Когда малыш подрастет и станет парнем с высшим образованием, он преподнесет миру телескоп, с возможностью 32-кратного увеличения. Галилео Галилей обнаружил пятна на Солнце и горы на Луне, фазы на Венере и четыре спутника Юпитера.
Столь великие открытия были сделаны благодаря умениям ученого следить и делать выводы из всего увиденного. Маэстро заложил азы нынешней теории относительности. Галилео термоскоп, ставший прототипом термометра. Но самое большое открытие Галилея заключается в выдвинутой им гелиоцентрической системе мира. Эта система предполагала движение Земли . До этого открытия люди придерживались точки зрения о том, что планета Земля недвижима и именно вокург неё вращаются все остальные светила.
Из-за своих научных исследований ученый подвергся инквизиции. Католическая церковь назвала еретическим заблуждением, противоречащим Священному Писанию, мысли о движении планеты Земля. Однако степень его вины не была настолько серьезной для того, чтобы сжечь ученого на костре. Галилею предписали тюремное заключение. Лишь в современное время он был оправдан римским папой Иоанном Павлом II.
В январе 1642 года мир потерял Галилео Галилея. Ему было 78 лет, а его заслуги даже не были удостоены того, чтобы ученого похоронили с соблюдением почестей. Галилео Галилей – ученый, который сделал современный мир намного совершеннее.
Научная деятельность Галилео Галилея считается началом существования физики как науки в сегодняшнем понимании этого слова. Помимо своих фундаментальных открытий, этот великий ученый изобрел и сконструировал множество прикладных приборов.
Главными открытиями Галилея считаются два основных принципа механики, они оказали значительное влияние не только на развитие механики, но и физики в целом. Первый из них - принцип постоянства ускорения силы тяжести, второй - принцип относительности для равномерного и прямолинейного движения.
Помимо этих двух принципов Галилео Галилей открыл законы постоянного периода колебания и сложения движений, инерции и свободного падения. Он обнаружил важнейшие закономерности при движении тел, брошенных под углом, а также при их перемещении по наклонной плоскости.
В 1638 году вышла в свет книга Галилея «Беседы и математические доказательства», в которой он изложил свои мысли, касающиеся законов движения, в математизированной и академической форме. Диапазон рассматриваемых в книге проблем был очень широк - от задач статики до изучения сопротивления материалов и законов движения маятника.
В 1609 году Галилей создал прибор, представляющий собой аналог современной подзорной трубы, в его основе лежала оптическая , в которой были задействованы выпуклая и вогнутая линзы. С помощью данного устройства ученый наблюдал за ночным небом. Впоследствии Галилей сделал из этого прибора полноценный для того времени телескоп.
Наблюдения Галилея перевернули представления о космосе, существовавшие в те времена. Он обнаружил, что Луна покрыта горами и впадинами, до этого она считалась гладкой, открыл фазы Венеры и солнечные пятна, указал, что Млечный Путь состоит из звезд, а Юпитер окружен четырьмя спутниками.
Астрономические открытия Галилея, его выводы и обоснования разрешили спор между сторонниками учения Коперника и последователями Аристотеля и Птолемея. Им были приведены очевидные доводы, показывающие, что птолемеевская система ошибочна.
В 1610 году ученый обратную версию телескопа - микроскоп, он просто изменил расстояние между линзами в уже созданном им телескопе. Еще в 1592 году Галилей сконструировал термоскоп - аналог современного термометра, а после этого изобрел множество важнейших прикладных приборов.
Множество статьей посвящено великому итальянскому математику, физику и астроному Галилео Галилею. Конечно же, стоит отметить, что он оказался выдающимся ученным эпохи Ренессанса, в которой свою роль вложила и святая Инквизиция.
Великий ученый прекрасно знал, что в Голландии изобрели трубу, которая позволяет увидеть небо вблизи. Недолго думая ученый создает свою трубу и называет ее телескоп. После тщательных замеров и расчетов, телескоп у Галилея получается невероятно точным (по тем временам), но еще и позволяет Галилею сделать массу открытий.
Самое первое открытие Галилей сделал, после детального изучения поверхности Луны. Он не только доказал, но еще и подробно описал горы, которые находятся на поверхности Луны.
Вторым открытием Галилея стал – Млечный путь. Ученный доказал, что он состоит из скопления множества звезд. Кроме такого скопления звезд, ученый предположил, что в мире существуют и другие галактики, которые могут располагаться в разных плоскостях огромной Вселенной.
Третьим самым весом и значимым открытием стали 4 спутника Юпитера.
Своими наблюдениями Галилей просто и точно доказал, что любое космическое тело может вращаться около других небесных тел и не только около Земли. Великий астроном рассмотрел и подробно описал пятна на Солнце, конечно их видели и другие люди, но никто так и не смог достойным и правильным образом их описать, до тех пор пока это не сделал Галилео Галилей.
Кроме наблюдений за Луной, Галилей также открыл миру фазы планеты Венера. В своих трудах он сравнивал фазы Венеры с фазами Луны. Все такие важные и весомые наблюдения сводились к тому, что Земля вместе с другими планетами нашей галактики вращается вокруг Солнца.
Все свои наблюдения и открытия Галилей описал в научной книге под названием «Звездный Вестник». Именно после прочтения этой книги и открытий, которые сделал Галилей, практически все монархи в Европе потребовали приобрести телескоп. Сам же ученный подарил несколько своих изобретений своим покровителям.
Конечно же, по сравнению с нынешними телескопами типа «Хаббл», телескоп Галилея выглядит незамысловатым и простым. Если вдуматься, что столь примитивный прибор позволил одному человеку сделать огромное количество открытий, то становится ясно, что неважно какой прибор у человека сверхновый или старенький – главное, чтоб человек, смотрящий в него, был незаурядного ума.
Устройство телескопа Галилео Галилея содержало в себе зрительную трубу, на конце которой с одной стороны устанавливалась двояковыпуклая линза, через которую проходил свет и фокусировался на линзе под названием фокус, затем все изображение подавалось в окуляр, где увеличивалось. Самый мощный телескоп Галилея увеличивал изображение в 30 раз. Открытие сверхнового и точного телескопа той эпохи позволило Галилею вести безбедный образ жизни, но он как истинный ученный пытался доказать правоту Коперника, за что и был наказан.
Он получает очень хорошее музыкальное образование. Когда ему было десять лет, его семья переехала в родной город его отца, Флоренцию, а затем Галилей был отправлен в школу в бенедиктинский монастырь. Там, в течение четырех лет, он изучал обычные средневековые дисциплины со схоластами.
Винченцо Галилей выбирает почетную и прибыльную профессию врача для своего сына. В 1581 году семнадцатилетний Галилей был зачислен студентом в университет Пирей на факультет медицины и философии. Но состояние медицинской науки в то время наполнило его недовольством и отталкивало его от медицинской карьеры. В то время он случайно посетил лекцию по математике Остильо Ричи, друга своей семьи и был изумлен логикой и красотой геометрии Евклида.
Он сразу же изучил работы Евклида и Архимеда. Его пребывание в университете становится все более и более невыносимым. Проведя там четыре года, Галилей оставил его незадолго до завершения и вернулся во Флоренцию. Там он продолжил учебу под руководством Ричи, который оценил необычайные способности молодого Галилея. Помимо чисто математических вопросов, он знакомился с техническими достижениями. Он изучает древних философов и современных писателей и за короткое время приобретает знания серьезного ученого.
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.
По его словам, движение тел Земли делится на «естественное», когда они стремятся к своим «естественным местам» (например, движение вниз для тяжелых тел и «восходящее» движение) и «насильственное». Движение останавливается, когда причина исчезает. «Совершенные небесные тела» – это вечное движение в идеальных кругах вокруг центра Земли (и центра мира). Чтобы опровергнуть утверждения Аристотеля, что тела падают на скорости, пропорциональной их весам, Галилей делает свои знаменитые опыты с падением тел с наклоняющейся башни в Пизе.
Это на самом деле первый научный эксперимент в физике и вместе с ним Галилей вводит новый метод приобретения знаний – из опыта и наблюдения. Результатом этих исследований является трактат «Падение тел», в котором излагается основной вывод о независимости скорости от веса падающего тела. Он написан в новом стиле для научной литературы – в форме диалога, в котором раскрывается основной вывод о скорости, не зависящей от веса падающего тела.
Статья по теме: Екатерина Медичи. История королевы
Отсутствие научной базы и низкая плата заставляют Галиея покинуть Университет Пизы до истечения трехлетнего срока контракта. В то время, после смерти его отца, он должен взять на себя семью. Галилею предлагается заняться кафедрой математики в Университете Падуи. Университет Падуи был одним из старейших в Европе и был известен духом свободы мысли и независимости от духовенства. Здесь Галилей работал и быстро заработал имя как отличный физик и очень хороший инженер. В 1593 году были завершены его первые две работы, а также «Механика», в которых он изложил свои взгляды на теорию простых машин, изобрел пропорции, с которыми легко выполнять различные геометрические операции – увеличение рисунка и т. д. Его патенты на гидравлическое оборудование также сохранились.
В лекциях Галилея в университете озвучиваются официальные взгляды, он учит геометрии, геоцентрической системе Птолемея и физике Аристотеля.
В то же время, дома, в среде друзей и учеников, он рассказывает о различных проблемах и излагает свои собственные новые взгляды. Эту двойственность жизни, Галилей вынужден вести долгое время, пока он не станет убедительным в его идеях в общественном пространстве. Считается, что еще в Пизе Галилей познакомился с учением Коперника. В Падуе он уже убежденный сторонник гелиоцентрической системы и имеет в качестве своей главной цели сбор доказательств в эту пользу. В письме к Кеплеру в 1597 году он писал:
«Много лет назад я обратился к идеям Коперника и своей теорией я смог полностью объяснить ряд явлений, которые в целом не могли быть объяснены противоположными теориями. Я придумал много аргументов, которые опровергают противоположные идеи».
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.
Статья по теме: Мария Стюарт королева Шотландии и королева-консорт Франции
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.
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.
В течение двух лет он собирал разрешения от высших духовных властей и цензоров инквизиции, а в начале 1632 года книга вышла из печати. Но очень скоро на нее возникает сильная реакция богословов. Римкого понтифика убедили, что он был изображен под образом Симплицио. Была назначена специальная комиссия богословов, которая объявила работу еретической, а семидесятилетний Галилей был вызван на суд в Риме. Процесс, начатый Инквизицией против него, длится полтора года и заканчивается приговором, согласно которому «Диалог» запрещен.
22 июня 1633 года перед всеми кардиналами и членами инквизиции Галилей читает текст отречения от своих взглядов. Это событие якобы говорит о полном подавлении его сопротивления, но на самом деле это следующий большой компромисс, который он должен сделать для продолжения своей научной работы. Легендарная фраза: «Eppur si muove» (и все-таки она вертится) оправдана его жизнью и работой после процесса. Как говорят, он произнес эут фразу после отречения, однако, на самом деле этот факт является художественным вымыслом 18 века.
