Галилео Галилей и его открытия

Галилео Галилея по праву считают основоположником современного естествознания. Альберт Эйнштейн даже называл его первым настоящим физиком в мире. Ведь именно Галилей одним из первых стал отходить от античных и средневековых умозрительных методов познания мира, сделав науку активной деятельностью, основанной на знании, полученном эмпирическим путём. Итогом деятельности Галилея стал пересмотр той картины мира, которую предлагали схоласты, со всей её запутанностью, ненаучностью, пристрастностью и алогичностью и создание новой – стройной, рациональной, последовательной и подкреплённой фактами. Учёному удалось заложить принципы механики, позже развитые его последователями в полноценную материалистическую научную парадигму.

Биография Галилео Галилея

Галилео Галилей родился в Пизе в обедневшей, но знатной семье Винченцо и Джулии Галилеев в 1564 году и был старшим из шести детей. С детства будущий учёный проявлял способности к точным наукам, музыке, рисованию и иностранным языкам. В 1572 году семья Галилеев переехала во Флоренцию – мировую столицу культуры, искусства и науки того времени. С десяти до семнадцати лет Галилей учился в монастыре бенедектинцев – Валломброза, а затем поступил на медицинский факультет Пизанского университета. Уже будучи студентом-медиком, Галилей заинтересовался математикой и сменил факультет. Из-за финансовых трудностей семьи Галилею не удалось сразу получить звание профессора и он оставил учёбу. Однако о талантах Галилея уже было известно в высших кругах общества. У молодого учёного появился богатый покровитель – маркиз Гвидобальдо дель Монте, благодаря которому в 1592 году Галилей получил должность преподавателя математики в университете Падуи. Здесь он проработал 18 лет и здесь же были сделаны открытия, сделавшие имя Галилео Галилея бессмертным.

В 1609 году Галилей, взяв за основу обычную зрительную трубу, усилил её мощность до 30 крат и первым в мире стал использовать этот прибор для изучения небесных светил. Полученные данные совершили настоящий переворот в науке и заинтересовали тосканского герцога Козимо Медичи II. Ведь теперь Галилей имел непосредственные доказательства в пользу верности гелиоцентрической теории Коперника, противоречившей официальной позиции церкви. Сам Галилей при этом считал себя примерным христианином, Библию он рассматривал как свод морально-нравственных норм, полный иносказаний, но не как научный трактат. Вера, по мнению Галилея, никак не исключала эмпирического познания законов природы. Поэтому свой телескоп и результаты своих наблюдений учёный представил самому Папе Римскому Павлу V.

Однако вольнодумство Галилея всё же вылилось в неприятные для него последствия. В 1615 году произошёл первый судебный процесс над учёным. Но тогда папский суд был мягок, Галилей даже не был вызван для показаний, комиссия теологов лишь объявила гелиоцентризм ложным и еретическим учением и запретила выступать кому-либо в его поддержку впредь. Но Галилей не оставил попыток поведать миру о своих открытиях. В 1630 году он издал труд «Диалог о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой». В этой работе Галилей описал две системы, постаравшись не давать им никаких оценок. Однако внимательный читатель сразу мог определить, какая из теорий больше импонирует учёному и в пользу какой из них приведены наиболее разумные и убедительные аргументы. Ко всему прочему, книга была написана не на учёной латыни, а на понятном простому народу итальянском языке, что делало её доступной для широкого круга читателей. Церковь мгновенно отреагировала на публикацию этой книги, и Галилей снова попал в поле зрения святой инквизиции. В 1633 году начался второй судебный процесс над естествоиспытателем.

Чтобы избежать пыток и судьбы сожженного на инквизиторском костре в 1600 году Джордано Бруно, Галилею пришлось отречься от некоторых своих идей. Суд приговорил учёного к пожизненному домашнему аресту в его имении Арчетри недалеко от Флоренции. Там он и скончался в 1642 году от лихорадки. Несмотря на суровый надзор инквизиции, за годы ареста ему удалось опубликовать некоторые труды по физике и механике и передать свои знания нескольким ученикам. К трудам Галилея и его опытам всё ещё испытывали интерес представители семьи Медичи, поддерживавшие опального учёного. Католическая церковь признала взгляды Галилея только в 1992 году, когда Папа Иоанн-Павел II публично назвал приговор, вынесенный учёному, несправедливым и признал верность системы Коперника.

В официальном браке Галилео Галилей не состоял, но у него была гражданская жена, с которой он познакомился в Падуе – Марина Гамба. Она родила Галилею двоих дочерей и сына. Последнего Галилей признал своим официальным наследником, а девушкам, так и оставшимся юридически незаконнорожденными, пришлось провести всю жизнь в монастыре.

Философия и мировоззрение

Главной задачей философии, по мнению Галилея, было познание первоосновы бытия. Сам учёный видел эту первооснову как неодушевлённую материю, состоящую из множества частиц, лишённых каких-либо качеств. Количество материи в мире не уменьшается и не увеличивается, она просто время от времени приобретает новые формы. Галилей отказывается от взглядов античных философов, наделявших материю одушевлённостью. Для Галилея материя была мертва, но подчинена ряду физических законов, простых самих по себе, но вместе дающих достаточно сложную картину мира.

По мнению учёного, весь мир однороден, все его части подчиняются одним и тем же физическим законам. Галилею приписывается знаменитое утверждение: «Книга природы написана на языке математики». Это высказывание даёт своеобразный ключ к пониманию Галилеем окружающего мира. Естествоиспытатель верил, что существует универсальный способ познания природы, и, в отличие от своих предшественников, для которых математика существовала только в виде арифметики и геометрии, сумел использовать эту науку для описания физических явлений. Например, через математику Галилею удалось выразить траекторию движения предметов, в том числе, небесных светил.

Безусловно, как человек, живший на рубеже XVI-XVII, Галилей не мог полностью избавиться от идеалистических представлений и создать сугубо материалистическую теорию. Но роль отводимая богу во взглядах Галилея была весьма невелика: божество в своё время стало первопричиной движения, но вся последующая динамика тел и частиц материи зависит уже исключительно от законов физики, постигаемых человеческим разумом. Однако заслуги Галилео Галилея как философа очень велики. Ему удалось очистить философию от пережитков мифологии, антропоморфизма и иррациональности и сделать её настоящей наукой.

Астрономические открытия Галилея

Телескоп позволил Галилею открыть множество абсолютно новых для науки того времени фактов. В том числе:

• Неровности поверхности Луны: Галилей открыл, что поверхность Луны не гладкая, как считалось ранее, а покрыта неровностями, такими как горы и впадины.
• Звёзды в составе Млечного Пути: он обнаружил, что Млечный Путь состоит из множества отдельных звёзд, опровергнув представление о нем как о туманной «полосе».
• Солнечные пятна: Галилей наблюдал солнечные пятна, что позволило ему подтвердить факт вращения Солнца вокруг своей оси, хотя подобные наблюдения также делали другие астрономы.
• Фазы Венеры: он наблюдал фазы Венеры, что стало важным доказательством в пользу гелиоцентрической системы Коперника.
• «Ушки» у Сатурна: Галилей первым увидел «ушки» по бокам Сатурна, которые позже были интерпретированы как кольца планеты, хотя сам он ошибочно предположил, что это спутники или «добавочные звезды».
• Четыре спутника Юпитера: он открыл четыре крупнейших спутника Юпитера — Ио, Европу, Ганимед и Каллисто, теперь известных как Галилеевы спутники.
• Принцип инерции: Галилей описал явление инерции, установив, что тело сохраняет своё движение, если на него не действуют внешние силы. Этот принцип позже был уточнен Исааком Ньютоном.
• Закон изохронизма маятника: Галилей открыл закон изохронизма колебаний маятника, что впоследствии стало основой для разработки маятниковых часов.
• Ускорение свободного падения: Галилей определил, что ускорение свободного падения одинаково для всех тел в отсутствии сопротивления воздуха, независимо от их массы.

Открытия в области физики и математики

Галилея немало занимал вопрос о первопричине движения всего сущего. Для ответа на этот вопрос он провёл немало опытов и наблюдений. Итогом его трудов стал целый ряд формул и физических законов, до сих пор используемых в современной физике. К ним относятся:

• закон свободного падения (Галилею удалось доказать, что ускорение свободного падения не зависит от массы тел);
• закон относительности движения, согласно которому о движении можно говорить только относительно какого-то тела отсчёта (позже этот принцип лёг в основу теории относительности А. Эйнштейна);
• формула для расчёта параболического движения тела;
• закон инерции (Галилей, в принципе, был первым, кто обнаружил такое физическое явление как инерция);
• закон движения маятника, благодаря которому 70 лет спустя появились первые маятниковые часы.

Помимо этого, Галилей сделал ряд важных, хотя и не таких известных открытий в области акустики и оптики. Например, он много времени посвятил изучению частоты звуковых колебаний и особенности распространения звука в воздухе, воде и других средах. Что же касается оптических опытов, то именно они позволили Галилею создать свой телескоп. Также Галилей был одним из первых учёных, кто попытался рассчитать скорость движения света. И хотя успехов на этом поприще он не добился, сам факт подобных исследований был очень важен для дальнейшего развития физики. Поскольку Галилео Галилей с детства обладал незаурядными способностями к рисованию (он даже сам иллюстрировал свои книги), он какое-то время вёл курсы по перспективе и светотени. Некоторые итальянские художники, бывшие его учениками, утверждали, что именно Галилей научил их работать с формой и перспективой, дав необходимые знания в области физики и геометрии.

В математике Галилео Галилея особенно интересовала комбинаторика. Свои исследования в этой теме он изложил в труде «Рассуждения об игре в кости». Кроме того, Галилея занимал факт бесконечности чисел, поскольку он был напрямую связан с представлением о бесконечности Вселенной.

Всё это огромное наследие Галилео Галилея, оставленное им человечеству, позволило нам построить совершенно новую картину мира и отойти от средневековых устаревших взглядов на Вселенную.