«Требовалась исключительная сила духа, чтобы извлечь законы природы из конкретных явлений, которые всегда были у всех перед глазами, но объяснение которых тем не менее ускользало от пытливого взгляда философов», - так писал о Галилее известный французский математик и астроном Лагранж.
Открытия Галилео Галилея в астрономии
В 1609 г. Галилео Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Сначала его телескоп давал увеличение примерно в 3 раза. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Сам термин телескоп ввёл в науку тоже Галилей (по предложению Федерико Чези). Ряд открытий, которые сделал Галилей при помощи телескопа, способствовали утверждению гелиоцентрической системы мира , которую Галилей активно пропагандировал, и опровержению взглядов геоцентристов Аристотеля и Птолемея.
Телескоп Галилея в качестве объектива имел одну собирающую линзу, а окуляром служила рассеивающая линза. Такая оптическая схема даёт неперевернутое (земное) изображение. Главными недостатками галилеевского телескопа являются очень малое поле зрения.Такая система все ещё используется в театральных биноклях, и иногда в самодельных любительских телескопах.
Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года. Они показали, что Луна, как и Земля, имеет сложный рельеф - покрыта горами и кратерами. Известный с древних времен пепельный свет Луны Галилей объяснил результатом попадания на нее 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 служило косвенным доводом в пользу системы Коперника: если другие планеты движутся, то естественно предположить, что движется и Земля. Галилей обнаружил также либрацию Луны (медленное ее колебание) и довольно точно оценил высоту лунных гор.
Планета Венера представилась Галилею в телескопе не блестящей точкой, а светлым серпом, подобным лунному.
Интереснее всего оказалось наблюдение яркой планеты Юпитер. В зрительную трубу Юпитер показался астроному уже не яркой точкой, а довольно большим кружком. Около этого кружка на небе были три звездочки, а через неделю Галилей открыл и четвертую звездочку.
Глядя на рисунок, можно удивиться, почему Галилей не сразу открыл все четыре спутника: ведь они так хорошо видны на фотографии! Но нужно вспомнить, что телескоп у Галилея был очень слабым. Оказалось, что все четыре звездочки не только следуют за Юпитером в его движений по небу, но и обращаются вокруг этой большой планеты. Итак, у Юпитера было найдено сразу четыре луны - четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдал Галилей период обращения этих спутников, но точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. 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 (независимо от Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна (тёмные области на Солнце, температура которых понижена примерно на 1500 К по сравнению с окружающими участками).
Существование пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о совершенстве небес (в отличие от «подлунного мира»). По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.
Галилей установил также, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца (насчёт чего в астрономии предшествующего периода не было ясности). С другой стороны, порядок смены фаз соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета была всегда ближе к Земле, чем Солнце, и «полновенерие» было невозможно.
Галилей отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа. 50 лет спустя кольцо Сатурна открыл и описал Гюйгенс, в распоряжении которого был 92-кратный телескоп.
Галилей утверждал, что при наблюдении в телескоп планеты видны как диски, видимые размеры которых в различных конфигурациях меняются в таком соотношении, какое следует из теории Коперника. Однако диаметр звёзд при наблюдениях с телескопом не увеличивается. Это опровергало оценки видимого и реального размера звезд, которые использовались некоторыми астрономами как аргумент против гелиоцентрической системы.
Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, открылся Галилею в виде отдельных звёзд, что подтвердило догадку Демокрита, и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд.
Галилей написал книгу «Диалог о двух системах мира», в которой подробно обосновал, почему он принимает систему Коперника, а не Птолемея. Основные положения этого диалога следующие:
- Венера и Меркурий никогда не оказываются в противостоянии, а это означает, что они вращаются вокруг Солнца, и их орбита проходит между Солнцем и Землёй.
- У Марса противостояния бывают. Из анализа изменений яркости при движении Марса Галилей сделал вывод, что эта планета тоже вращается вокруг Солнца, но в данном случае Земля находится внутри её орбиты. Аналогичные выводы он сделал для Юпитера и Сатурна.
Осталось выбрать между двумя системами мира: Солнце (с планетами) вращается вокруг Земли или Земля вращается вокруг Солнца. Наблюдаемая картина движений планет в обоих случаях одна и та же, это гарантирует принцип относительности , сформулированный самим Галилеем. Поэтому для выбора нужны дополнительные доводы, в числе которых Галилей приводит бо́льшую простоту и естественность модели Коперника (однако отверг систему Кеплера с эллиптическими орбитами планет).
Галилей разъяснил, отчего земная ось не поворачивается при обращении Земли вокруг Солнца; для объяснения этого явления Коперник ввёл специальное «третье движение» Земли. Галилей показал на опыте, что ось свободно движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой («Письма к Инголи»):
«Подобное явление очевидным образом обнаруживается у всякого тела, находящегося в свободно подвешенном состоянии, как я показывал многим; да и вы сами можете в этом убедиться, положив плавающий деревянный шар в сосуд с водою, который вы возьмете в руки, и затем, вытянув их, начнете вращаться вокруг самого себя; вы увидите, как этот шар будет поворачиваться вокруг себя в сторону, обратную вашему вращению; он закончит свой полный оборот в то же самое время, как вы закончите ваш».
Галилей сделал серьёзную ошибку, полагая, что явление приливов доказывает вращение Земли вокруг оси. Но он приводит и другие серьёзные аргументы в пользу суточного вращения Земли:
- Трудно согласиться с тем, что вся Вселенная совершает суточный оборот вокруг Земли (особенно учитывая колоссальные расстояния до звёзд); более естественно объяснить наблюдаемую картину вращением одной Земли. Синхронное участие планет в суточном вращении нарушало бы также наблюдаемую закономерность, согласно которой, чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется.
- Даже у огромного Солнца обнаружено осевое вращение.
Чтобы доказать вращение Земли, Галилей предлагает мысленно представить, что пушечный снаряд или падающее тело за время падения немного отклоняются от вертикали, но приведенный им расчёт показывает, что это отклонение ничтожно.
Галилей также сделал верное замечание, что вращение Земли должно влиять на динамику ветров. Все эти эффекты были обнаружены много позже.
Другие достижения Галилео Галилея
Он изобрел также:
- Гидростатические весы для определения удельного веса твёрдых тел.
- Первый термометр, ещё без шкалы (1592).
- Пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле (1606).
- Микроскоп (1612); с его помощью Галилей изучал насекомых.
Круг его интересов был очень широк: Галилей занимался также оптикой , акустикой, теорией цвета и магнетизма , гидростатикой (наука, изучающая равновесие жидкостей), сопротивлением материалов, проблемами фортификации (военная наука об искусственных закрытиях и преградах). Пытался измерить скорости света. Он опытным путём измерил плотность воздуха и дал значение 1/400 (сравните: у Аристотеля – 1/10, истинное современное значение 1/770).
Галилей также сформулировал закон неуничтожимости вещества.
Познакомившись со всеми достижениями Галилео Галилея в науке, невозможно не заинтересоваться его личностью. Поэтому расскажем об основных этапах его жизненного пути.
Из биографии Галилео Галилея
Родился будущий итальянский ученый (физик, механик, астроном, философ и математик) в 1564 году в Пизе. Как вы уже знаете, он является автором выдающихся астрономических открытий. Но его приверженность к гелиоцентрической системе мира привела к серьезным конфликтам с католической церковью, что очень осложняло его жизнь.
Родился он в дворянской семье, его отец был известным музыкантом и теоретиком музыки. Увлечение искусством передалось и сыну: Галилео занимался музыкой и рисованием, а также имел литературный талант.
Образование
Начальное образование он получил в ближайшем от дома монастыре, учился всю жизнь с большой охотой – в Пизанском университете изучал медицину, одновременно увлекался геометрией. В университете он проучился только около 3 лет – отец не мог больше оплачивать учебу сына, но весть о талантливом юноше дошла до высших лиц, ему покровительствовали маркиз дель Монте и тосканский герцог Фердинанд I Медичи.
Научная деятельность
Позже Галилео преподавал в Пизанском университете, а затем в более престижном Падуанском университете, где начались наиболее плодотворные годы его научной деятельности. Здесь же он активно занимается астрономией – изобретает первый собственный телескоп. Обнаруженные им четыре спутника Юпитера он назвал именами сыновей своего покровителя Медичи (сейчас их называют галилеевыми спутниками). Первые открытия с телескопом Галилей описал в сочинении «Звёздный вестник», эта книга стала настоящим бестселлером своего времени, а жители Европы спешно приобретали себе телескопы. Галилей становится самым знаменитым учёным Европы, в его честь сочиняются оды, где он сравнивается с Колумбом.
В эти годы Галилей вступает в гражданский брак, в котором у него рождаются сын и две дочери.
Конечно, у таких людей, кроме приверженцев, всегда достаточно недоброжелателей, не избежал этого и Галилей. Особенно недоброжелателей возмущала его пропагандагелиоцентрической системы миры, ведь подробное обоснование концепции неподвижности Земли и опровержение гипотез о её вращении содержалось в трактате Аристотеля «О небе» и в «Альмагесте» Птолемея.
В 1611 г. Галилей решил отправиться в Рим, чтобы убедить Папу Павла V , что идеи Коперника вполне совместимы с католицизмом. Его приняли хорошо, он продемонстрировал им свой телескоп, давая осторожные и осмотрительные пояснения. Кардиналы создали комиссию для выяснения вопроса, не грешно ли смотреть на небо в трубу, но пришли к выводу, что это позволительно. Римские астрономы открыто обсуждали вопрос, движется ли Венера вокруг Земли или вокруг Солнца (смена фаз Венеры ясно говорила в пользу второго варианта).
Но начались доносы в инквизицию. А когда Галилей в 1613 г. Галилей выпустил книгу «Письма о солнечных пятнах», в которой открыто высказался в пользу системы Коперника, римская инквизиция начала первое дело против Галилея по обвинению в ереси. Последней ошибкой Галилея стал призыв к Риму высказать окончательное отношение к учению Коперника. Тогда католическая церковь решила запретить его учение с пояснением, что «церковь не возражает против трактовки коперниканства как удобного математического приёма, но принятие его как реальности означало бы признание того, что прежнее, традиционное толкование библейского текста было ошибочным ».
5 марта 1616 г. Рим официально определяет гелиоцентризм как опасную ересь. Книга Коперника была запрещена.
Церковный запрет гелиоцентризма, в истинности которого Галилей был убеждён, был неприемлем для учёного. Он стал размышлять, как, формально не нарушая запрета, продолжать защиту истины. И решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы и выжидая благоприятного момента. Наконец (в 1630 г.) она была закончена, эта книга - «Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и коперниковой» , но вышла только в 1632 г. Книга написана в форме диалога между тремя любителями науки: коперниканцем, нейтральным участником и приверженцем Аристотеля и Птолемея. Хотя в книге нет авторских выводов, сила аргументов в пользу системы Коперника говорит сама за себя. Но в нейтральном участнике Папа римский узнал себя и свои аргументы и пришел в ярость. Уже через несколько месяцев книга была запрещена и изъята из продажи, а Галилея вызвали в Рим на суд Инквизиции по подозрению в ереси. После первого допроса его взяли под арест. Существует мнение, что по отношению к нему применялись пытки, что Галилею угрожали смертью, его допрашивали в зале пыток, где перед глазами узника были разложены страшные орудия: кожаные воронки, через которые в желудок человека вливали огромное количество воды, железные сапоги (в них завинчивались ноги пытаемого), клещи, которыми ломали кости...
Во всяком случае, он был поставлен перед выбором: либо он покается и отречётся от своих «заблуждений», либо его постигнет участь Джордано Бруно. Он не вынес угроз и отрекся от своего сочинения.
Но Галилей остался узником инквизиции до самой смерти. Ему строго запретили разговаривать с кем бы то ни было о движении Земли. И все-таки Галилей тайно работал над сочинением, где утверждал истину о Земле и небесных светилах. После вынесения приговора Галилея поселили на одной из вилл Медичи, а спустя пять месяцев ему было разрешено отправиться на родину, и он поселился в Арчетри, рядом с монастырём, где находились его дочери. Здесь он провёл остаток жизни под домашним арестом и под постоянным надзором инквизиции.
Через некоторое время, после смерти любимой дочери, Галилей полностью потерял зрение, но продолжал научные исследования, опираясь на верных учеников, среди которых был Торричелли. Только один раз, незадолго до смерти, инквизиция разрешила слепому и тяжело больному Галилею покинуть Арчетри и поселиться во Флоренции для лечения. При этом ему под страхом тюрьмы было запрещено выходить из дома и обсуждать «про́клятое мнение» о движении Земли.
Галилео Галилей умер 8 января 1642 года, на 78-м году жизни, в своей постели. Похоронили его в Арчетри без почестей, ставить памятник Папа тоже не позволил.
Позже единственный внук Галилея тоже постригся в монахи и сжёг хранившиеся у него бесценные рукописи учёного как богопротивные. Он был последним представителем рода Галилеев.
Послесловие
В 1737 г. прах Галилея, как он и просил, был перенесён в базилику Санта Кроче, где 17 марта он был торжественно погребён рядом с Микеланджело.
В 1835 г. книги, защищавшие гелиоцентризм, были вычеркнуты из списка запрещенных.
С 1979 по 1981 годы по инициативе Римского Папы Иоанна Павла II работала комиссия по реабилитации Галилея, и 31 октября 1992 года Папа Иоанн Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника.
Итальянский астроном и физик Галилео Галилей известен как один из величайших научных умов. В течение своей жизни, однако, он подвергся гонениям со стороны католической церкви за его убеждения о том, что Солце, а не Земля, находится в центре вселенной. Узнайте больше о знаковом ученом, в том числе и то, изобрел ли он телескоп, какое наказание он получил после суда римской инквизиции и как его средний палец оказался в музее.
Он был отчислен из колледжа
Галилео, отец которого был лютнистом и музыкальным теоретиком, родился в Пизе, в Италии. Несмотря на то что его отец был из знатной семьи, он не был богат. В возрасте десяти лет Галилео начал обучение в монастыре рядом с Флоренцией и собирался стать монахом. Однако его отец был против того, чтобы сын вел религиозную жизнь, поэтому он забрал Галилео из монастыря. В 16 лет Галилео поступил в Пизанский университет, чтобы изучать медицину по настоянию отца. Вместо этого, однако, он заинтересовался математикой и сосредоточился на ней. Галилео покинул университет в 1585 году, не получив диплома. Он продолжил свои математические исследования самостоятельно и зарабатывал деньги, давая частные уроки, а затем вернулся в 1589 году в Университет Пизы, чтобы преподавать там математику.
Он не изобрел телескоп
Галилей не изобрел телескоп - это открытие приписывается голландскому производителю линз Хансу Липпершею. Однако он был первым человеком, систематически использовавшим оптические приборы для изучения неба. Заявление о патенте телескопа Липпершея от 1608 года является самым ранним, однако голландское правительство решило, что телескоп слишком легко скопировать, тем более что годом ранее другой ученый уже демонстрировал подобное устройство, поэтому в патенте было отказано. В 1609 году Галилей узнал об устройстве и разработал собственный вариант, значительно улучшив дизайн. Осенью того же года он направил телескоп на луну и обнаружил, что она покрыта кратерами и горами - тем самым он развенчал общее убеждение в том, что поверхность луны является гладкой.
Его дочери были монахинями
У Галилея было три ребенка с женщиной по имени Марина Гамба, на которой он так никогда и не женился. В 1613 году он отправил двух своих дочерей - Вирджинию, родившуюся в 1600 году, и Ливию, родившуюся годом позже, в монастырь рядом с Флоренцией, где они и остались до конца жизни, несмотря на неприятности отца с католической церковью. Галилей поддерживал тесную связь со своей старшей дочерью, известной как сестра Мария Селеста. В монастыре она шила и пекла для него, когда освобождалась от своих задач. Он, в свою очередь, организовывал поставки пищи и других необходимых вещей в обедневшую обитель. Сын Галилея Винченцо, родившийся в 1606 году, изучал медицину в Университете Пизы, женился и проживал во Флоренции.
Он был приговорен к пожизненному заключению
Гелиоцентрическая теория о том, как функционирует вселенная, бросила серьезный вызов широко распространенной вере в то, что Земля является центром Солнечной системы. В 1616 году католическая церковь объявила теорию еретической, так как она рассматривалась как противоречащая определенным строкам из Библии. Галилей получил разрешение католической церкви на изучение идей Коперника, если он не будет их продвигать или защищать. В 1632 году он опубликовал свою известную книгу, в которой была представлена дискуссия Птолемея и Коперника. Книга была рассмотрена как поддержка идей Коперника, в результате чего год спустя Галилей предстал перед судом римской инквизиции. Он был признан виновным в ереси, был вынужден публично покаяться и приговорен к пожизненному заключению в тюрьме.
Он провел свои последние годы под домашним арестом
Хоть Галилея и приговорили к пожизненному заключению, его приговор был вскоре изменен на домашний арест. Он прожил свои последние годы на вилле в его родном городке Арчетри, рядом с Флоренцией. Он не мог встречаться с друзьями и публиковать книги, но тем не менее его посещали известные люди со всей Европы, такие как философ Томас Гоббс и поэт Джон Мильтон. Кроме того, ему удалось передать рукопись нового произведения, которое было опубликовано в 1638 году - тогда же Галилей окончательно ослеп. Он умер 8 января 1642 года в возрасте 77 лет.
Его средний палец находится в музее
После смерти Галилей был похоронен в приделе церкви Санта-Кроче во Флоренции. Почти столетие спустя, в 1737 году, когда останки ученого перевозились на почетное место захоронения в базилике Санта-Кроче, три пальца, позвонок и зуб были извлечены из тела. Два пальца и зуб Галилея хранил у себя один из его почитателей - части тела ученого передавались из поколения в поколение, в начале 19 века казалось, что они утеряны навсегда, пока они не объявились на аукционе в 2009 году, где были куплены одним из коллекционеров. Между тем третий палец, который является средним пальцем правой руки, был частью экспозиции многих итальянских музеев. Украденный позвонок оказался в итоге в университете Падуи, где Галилео преподавал с 1592 по 1610 годы.
В НАСА назвали космический корабль в его честь
В 1989 году НАСА и команда из Германии запустили космический корабль, получивший имя Галилея. Прибыв на Юпитер в 1995 году, космический аппарат стал первым, который изучал планету и ее спутники в течение длительного промежутка времени.
Ватикан не признавал, что Галилей был прав, до 1992 года
В 1979 году Папа Римский Иоанн Павел II инициировал расследование осуждения Галилея католической церковью. Тринадцать лет спустя и 359 лет после суда инквизиции Папа Римский закрыл расследование и издал официальное извинение, в котором признал ошибки, совершенные судьями в ходе судебного разбирательства.
Середина XVI столетия…Подходит к концу эпоха Возрождения, Европа стоит на пороге Нового времени…Впереди научная революция, величайшие открытия и изобретения, которые перевернут мировоззрение если ещё не всех, то большинства… А пока только делаются первые неуверенные шаги в изменении картины мира. Ещё все верят, что Солнце вертится вокруг Земли, которая является центром Вселенной. На это указывает Библия, это - основы веры.
Но уже прозвучали первые сигналы, что эта теория неверна. Сказал своё слово Николай Коперник. И появились его последователи, которые не побоялись выступить против всемогущей Церкви и её инквизиции. Запылали костры по всей Европе, чтобы выжечь эту ересь. Ведь если все поверят, то получается, что Папы Римские и его конклав столько веков обманывали? И Священное Писание тоже лживо? Ох, как невыгодно это для Рима, какой подрыв авторитета католической веры. И как легко ещё можно вырвать эту идею с корнем, доказательств-то нет, одни предположения и голословные утверждения. И никто не знает, что совсем скоро появится на свет мальчик, который окончательно уничтожит геоцентрическую теорию. И имя ему - Галилео Галилей.
Первые шаги к славе
Отец будущего учёного – Винченцо Галилей – был известным лютнистом и теоретиком музыки, внёс ощутимый вклад в развитие такого жанра, как опера. Мать Джулия занималась домом и воспитывала детей. Их было четверо, самым старшим являлся Галилео. С самого раннего детства мальчик проявлял таланты во многих областях знания - отлично рисовал, показывал литературные способности, с лёгкостью изучал иностранные языки и точные науки. От отца унаследовал любовь к музыке. Но свою жизнь мальчик мечтал посвятить науке.
Первые годы учёбы прошли в монастырской школе. Галилео даже хотел стать священником, но не посмел пойти против воли отца. В 17 лет он поступил в университет Пизы на медицинский факультет, так как отец мечтал видеть сына известным врачом. И именно тут произошёл полный переворот мировоззрения Галилео Галилея - посещение математических курсов по геометрии и алгебры изменило его дальнейшую судьбу. В это же время он впервые столкнулся с теорией Коперника о гелиоцентризме и увлёкся ею. С этого знакомства сформировалась философия Галилея, которой он следовал до конца своих дней.
Талантливый и перспективный студент не смог продолжить учёбу в университете и получить докторскую степень. Финансовое положение семьи было настолько плачевным, что, проучившись три года, Галилей вынужден был вернуться домой. Но за это время он успел уже сделать одно из своих изобретений - гидростатические весы, тем самым обратив на себя внимание и обзавестись покровителем. Маркиз Гвидобальдо дель Монто уговорил тосканского герцога предоставить Галилео оплачиваемую научную должность.
Деятельность в университете
Астрономические открытия
В 1604 году была открыта новая звезда, и это стало толчком для Галилея серьёзно заняться астрономией. Незадолго до это в Голландии была изобретена зрительная труба. Заинтересовавшись этим прибором, Галилей в 1609 году впервые сконструировал телескоп, что позволило ему самому наблюдать за звёздными светилами и сделать ряд важных открытий, которые сыграли немаловажную роль в его дальнейшей жизни. В чём заключались эти открытия?
- Наблюдая за Луной, учёный впервые указал на то, что это - планета, которую можно сравнить с Землёй. Там есть ландшафт - горы, равнины и лунные кратеры.
- Им были открыты спутники Юпитера, которые ошибочно он принял за самостоятельные планеты.
- Млечный путь предстал не сплошной полосой, которую можно наблюдать невооружённым взглядом. В телескоп Галилей рассмотрел, что это - огромное скопление отдельных звёзд.
- Увидел на Солнце пятна. Длительное наблюдение за этой звездой позволило Галилею доказать теорию Коперника - именно Земля вращается вокруг Солнца, а не наоборот. Кроме этого, он доказал, что Солнце, как и наша планета, вращается вокруг своей оси.
- У Сатурна смог увидеть окружение, которые посчитал за планеты. Уже позже было доказано, что это кольца.
- Указал, что Венера находится ближе к Солнцу и у неё есть свои фазы вращения.
Все свои наблюдения он опубликовал в своей книге «Звёздный вестник», чем обратил на себя пристальное внимание церкви и инквизиции. Ведь он привёл прямые доказательства гелиоцентрической теории, что шло вразрез с принятыми догмами католической веры. Периодически на Галилея писались анонимные доносы, но благодаря высоким покровителям в правительстве и друзьям среди священников их удавалось не предавать огласке.
Конфликт с католической церковью
После вынесения этого решения, вызвавшего массу недовольства у астронома, ему разрешили вернуться во Флоренцию. Негодуя и свято веря в свою правоту, Галилей не отказался от коперникианства и не оставил своих попыток доказать, что его теория верна. Только делал он это уже осторожно, критикуя теорию Аристотеля.
На протяжении следующих 16 лет он пишет книгу «Диалог о двух системах мира - птолемеевой и коперниковой», параллельно открыто занимаясь другим видом деятельности - исследованиями в области механики.
И вот в 1630 году завершён главный труд Галилея. Чтобы его напечатали, автору пришлось ждать несколько лет и пойти на хитрость, написав в предисловии, что в книге идёт речь о разоблачении коперникианства. Написана она в форме диалога между ярым приверженцем теории Коперника, нейтральным учёным и последователем Птолемея. В ней приведены неоспоримые доказательства, что Земля не является центром мира и вращается вокруг Солнца.
К тому времени у Галилея практически не осталось сторонников в Риме. К тому же в 1623 году он обратил на себя внимание иезуитов и вступил с ними в конфликт. Это и сыграло решающую роль в его дальнейшей судьбе. Уже спустя два месяца после выпуска, весь тираж книги был изъят из продажи, а на Галилея был написан донос в инквизицию. Плюс Папа Римский сильно обозлился на учёного, узнав в одном из героев себя. Хотя до вступления на Священный престол он был среди друзей и сторонников Галилео.
В качестве наказания для Галилея было выбрано заключение в тюрьме. Но учитывая его преклонный возраст и болезни, оно было заменено на пожизненное проживание на родине, на вилле недалеко от города Арчетри, без права выходить из дома и визитов друзей.
Место для жизни заключённого выбиралось не просто так. Вилла находилась недалеко от монастыря, куда ушли две дочери Галилея. Это была вынужденная мера, так как для рожденных в не венчанном союзе по законам того времени другого выбора не существовало. Старшая и любимая дочь не оставляла больного отца вплоть до своей смерти в 1634 году.
Смерть наступила 8 января 1642 года. Похороны состоялись на той же вилле, где и жил Галилей. Папа не дал своего разрешения на захоронение его останков в семейном склепе, как того хотел сам изобретатель. Лишь в 1737 году его торжественно перезахоронили в базилике Санта-Кроче, рядом с могилой Микеланджело. Спустя несколько десятилетий Папа Бенедикт 14 издал указ о вынесении работ Галилея из списка запрещённых. Полная реабилитация его имени в глазах католической церкви состоялась в 1992 году по распоряжению Папы Иоанна Павла II.
Другие достижения Галилея
- Вывел на первое место в исследованиях практический метода, а не теоретический.
- Стал основоположником экспериментальной механики и принципа относительности.
- Обосновал законы падения и движение брошенных предметов по параболе.
- Изобрёл гидростатические весы, термометр, телескоп, циркуль и микроскоп.
- Ввёл понятие новой науки о сопротивляемости материалов.
Мифы о Галилее
Жизнь величайшего учёного всех времён и народов обросла различными легендами и мифами , которые не нашли подтверждения в исторических хрониках.
Галилео Галилей (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564 - 8 января 1642) - итальянский философ, физик и астроном, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Галилей в основном известен своими наблюдениями планет и звёзд, активной поддержкой гелиоцентрической системы мира и экспериментами по механике.
Галилей родился в 1564 году в Пизе, Италия. В 18 лет он по наставлению отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. Будучи в университете, Галилей заинтересовался математикой и физикой. Вскоре он был вынужден покинуть университет по финансовым причинам и начал заниматься самостоятельным исследованием механики. В 1589 году Галилей вернулся в Пизанский университет по приглашению преподавать математику. Позже он перешёл в Падуанский университет, где он преподавал геометрию, механику и астрономию. В то время он начал совершать значимые научные открытия.
Научные достижения
Механика
Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от массы тела, таким образом опровергая господствовавшее со времен Аристотеля мнение, что «скорость падения» пропорциональна весу тела. Существует легенда об эксперименте, в котором Галилей сбрасывал объекты разной массы с вершины Пизанской башни и позже описал их падение. Вероятно, Галилей в действительности совершал подобные эксперименты, но к знаменитой наклонной башне в Пизе они, скорее всего, не имели никакого отношения.
Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который был позже назван в его честь. Галилей заметил, что при одинаковых начальных условиях любое механическое явление протекает одинаково в изолированной системе, находящейся в покое либо движущейся прямолинейно и равномерно.
Астрономия
В 1609 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. Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта горами и изрыта кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры, и впервые была постигнута их колоссальная удалённость, у Юпитера обнаружились собственные луны - четыре спутника, Млечный путь распался на отдельные звёзды, стало видно громадное количество новых звёзд. Галилей открывает фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца.
Математика
К теории вероятности 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 г.) проведён первый наиболее полный анализ этой задачи.
Проблемы с католической церковью
На основании наблюдений за небом Галилей сделал вывод, что гелиоцентрическая система мира , предложенная Н. Коперником , является верной. Это расходилось с буквальным прочтением Псалмов 93 и 104, а также стиха из Экклезиаста 1:5, где говорится о неподвижности Земли. Галилея вызвали в Рим и потребовали прекратить пропаганду своих взглядов, чему он вынужден был подчиниться.
В 1632 году вышла в свет книга «Диалог о двух главнейших системах мира - птолемеевой и коперниковой ». Книга написана в форме диалога между двумя сторонниками Коперника и одним приверженцем Аристотеля и Птолемея . Несмотря на то, что издание книги было разрешено папой Урбаном VIII, другом Галилея, через несколько месяцев продажу книги запретили, а Галилея вызвали в Рим на суд, куда он прибыл в феврале 1633 года. Следствие тянулось с 21 апреля по 21 июня 1633 года, а 22 июня Галилею пришлось произнести предложенный ему текст отречения. В последние годы жизни ему пришлось работать в тяжелейших условиях. На своей вилле Арчертри (Флоренция) он находился под домашним арестом (под постоянным надзором инквизиции) и ему не дозволялось посещение города (Рима). В 1634 году умерла любимая дочь Галилея, ухаживавшая за ним.
Галилей пишет «Беседы и математические доказательства…», где излагает основы динамики. В мае 1636 года учёный ведёт переговоры об издании своего труда в Голландии, а затем тайно переправляет туда рукопись. Вскоре он теряет зрение. «Беседы…» выходят в свет в Нелей-де в июле 1638 года, а в Арчертри книга попадает почти через год - в июне 1639 года.
Галилео Галилей умер 8 января 1642 года, похоронили его в Арчертри, без почестей и надгробия. Только в 1737 году была исполнена его последняя воля - его прах был перенесён в монашеский придел собора Санта Кроче во Флоренции, где 17 марта он был торжественно погребён рядом с Микеланджело.
С 1979 по 1981 годы по инициативе Римского Папы Иоанна-Павла II работала комиссия по реабилитации Галилея, и 31 октября 1992 Папа Иоанн-Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника .
Важно знать, что Галилео Галилей был верующим человеком. Вот его цитаты:
В действиях природы Господь Бог является нам не менее достойным восхищения образом, чем в божественных стихах Писания.
Священное Писание никогда не может лгать или заблуждаться. Его высказывания абсолютно правильны и невредимы. Само оно не может заблуждаться, только его толкователи могут в различной степени заблуждаться... Священное Писание и природа, оба исходят из Божественного Слова, то как повеление Святого Духа, другая как исполнитель Божьих повелений.
ГАЛИЛЕЙ, ГАЛИЛЕО (Galilei, Galileo) (1564–1642), итальянский физик, механик и астроном, один из основателей естествознания Нового времени. Родился 15 февраля 1564 в Пизе в семье, принадлежавшей к знатному, но обедневшему флорентийскому роду. Отец Галилео, Винценцо, был известным музыковедом, но, чтобы содержать семерых детей, был вынужден не только давать уроки музыки, но и заниматься торговлей сукном.
Начальное образование Галилео получил дома. В 1575, когда семья переехала во Флоренцию, он был направлен в школу при монастыре Валломброса, где изучал тогдашние «семь искусств», в частности грамматику, риторику, диалектику, арифметику, познакомился с работами латинских и греческих писателей. Опасаясь, что сын станет монахом, отец забрал его из монастыря в возрасте 15 лет под предлогом тяжелой болезни глаз, и следующие полтора года Галилео учился дома. Винценцо обучал его музыке, литературе, живописи, но желал видеть сына врачом, полагая, что медицина – занятие почтенное и прибыльное. В 1581 Галилео поступил по настоянию отца в Пизанский университет, где должен был изучать медицину. Однако лекции в университете он посещал нерегулярно, предпочитая им самостоятельные занятия геометрией и практической механикой. В это время он впервые познакомился с физикой Аристотеля , с работами древних математиков – Евклида и Архимеда (последний стал его настоящим учителем). В Пизе Галилей пробыл четыре года, а затем, увлекшись геометрией и механикой, оставил университет. К тому же у его отца нечем было платить за дальнейшее обучение. Галилей вернулся во Флоренцию. Здесь ему удалось найти замечательного учителя математики Остилио Риччи, который на своих занятиях обсуждал не только чисто математические проблемы, но и применял математику к практической механике, в особенности к гидравлике.
Результатом четырехлетнего флорентийского периода жизни Галилея стало небольшое сочинение Маленькие гидростатические весы (La bilancetta , 1586). Работа преследовала чисто практические цели: усовершенствовав уже известный метод гидростатического взвешивания, Галилей применил его для определения плотности металлов и драгоценных камней. Он изготовил несколько рукописных копий своей работы и попытался их распространить. Этим путем он познакомился с известным математиком того времени – маркизом Гвидо Убальдо дель Монте, автором Учебника по механике . Монте сразу оценил выдающиеся способности молодого ученого и, занимая высокий пост генерал-инспектора всех крепостей и укреплений в герцогстве Тосканском, смог оказать Галилею важную услугу: по его рекомендации в 1589 последний получил место профессора математики в том самом Пизанском университете, где ранее был студентом.
Ко времени пребывания Галилея на кафедре в Пизе относится его труд О движении (De Motu , 1590). В нем он впервые приводит доводы против аристотелевского учения о падении тел. Позже эти доводы были сформулированы им в виде закона о пропорциональности пути, пройденного телом, квадрату времени падения (по утверждению Аристотеля, «в безвоздушном пространстве все тела падают бесконечно быстро»). В 1591 умер отец Галилея, и ему пришлось взять на себя заботу об остальных членах семьи. К счастью, маркиз дель Монте добился для своего протеже места, более соответствовавшего его способностям: в 1592 Галилей занял кафедру математики Падуанского университета в Венецианской республике. Он должен был преподавать геометрию, механику, астрономию. Курс астрономии он читал, оставаясь в рамках официально принятых воззрений Аристотеля – Птолемея , и даже написал краткий курс геоцентрической астрономии. Однако его действительные взгляды на систему мироздания были совершенно иными, о чем говорят следующие строки из письма к Кеплеру (4 августа 1597): «К мнению Коперника (о гелиоцентрической системе) я пришел много лет назад и, исходя из него, нашел причины многих естественных явлений». В первые годы своего профессорства Галилей занимался главным образом разработкой новой механики, построенной не по принципам Аристотеля. Он сформулировал более четко «золотое правило механики», которое вывел из открытого им более общего принципа, сформулированного в Трактате по механике (Le Meccaniche , 1594). В этом трактате, написанном для студентов, Галилей изложил основы теории простых механизмов, пользуясь понятием момента силы. Этот труд и записки по астрономии, распространившись среди студентов, создали автору славу не только в Италии, но и в других странах Европы. Кроме того, в устном преподавании Галилей часто пользовался итальянским языком, что привлекало на его лекции многочисленных студентов. В Падуанский период жизни Галилея (1592–1610) созрели его основные работы из области динамики: о движении тела по наклонной плоскости и тела, брошенного под углом к горизонту; к этому же времени относятся исследования о прочности материалов. Однако из всех своих работ того времени Галилей опубликовал только небольшую брошюру об изобретенном им пропорциальном циркуле, позволявшем производить различные расчеты и построения.
В 1608 до Галилея дошли вести о новых инструментах для наблюдения за отдаленными объектами – «голландских трубах». Используя свои познания в геометрической оптике, Галилей посвятил «все свои труды изысканию научных начал и средств, которые делали бы возможным устройство инструментов подобного рода, и скоро нашел желаемое, основываясь на законах преломления света». Историки науки почти единодушно считают, что Галилей если не изобрел, то усовершенствовал телескоп. Он изготовил трубу с увеличением в 30 раз и в августе 1609 продемонстрировал ее сенату Венеции. С помощью своей трубы Галилей начал наблюдение ночного неба. Он обнаружил, что поверхность Луны очень напоминает земную – она такая же неровная и гористая; что Млечный Путь состоит из мириадов звезд; что у Юпитера есть по крайней мере четыре спутника («луны»). Эти спутники Галилей назвал «светилами Медичи » в честь герцога Тосканского Козимо II Медичи. В марте 1610 вышло небольшое сочинение Галилея на латинском языке, содержавшее обзор всех его телескопических открытий. Оно называлось Звездный вестник (Siderius Nuncius ) и было издано очень большим по тому времени тиражом: 550 экземпляров, разошедшихся в течение нескольких дней. Галилей не только демонстрировал в телескоп небесные объекты своим согражданам, но и разослал экземпляры зрительной трубы по дворам многих европейских правителей. «Медичейские звезды» сделали свое дело: в 1610 Галилей был пожизненно утвержден в должности профессора Пизанского университета с освобождением от чтения лекций, и ему было назначено втрое большее жалование, чем он получал прежде. В том же 1610 Галилей перебрался во Флоренцию. Тому было множество причин. И его желание получить место при дворе герцога Тосканского (им к этому времени стал Козимо II Медичи), и семейные проблемы, и напряженные отношения с некоторыми коллегами в университете, не прощавшими его научных успехов и высокого жалования. Закончился 18-летний период пребывания Галилея в Падуе, по его признанию – самый спокойный и плодотворный.
Мысли, высказанные Галилеем в Звездном вестнике , никак не вписывались в рамки аристотелевского мировоззрения. Они совпадали со взглядами Коперника и Бруно. Так, Галилей считал Луну сходной по своей природе с Землей, а с точки зрения Аристотеля (и церкви) не могло быть и речи о подобии «земного» и «небесного». Далее, Галилей объяснял природу «пепельного света» Луны тем, что ее темная сторона в это время освещается светом Солнца, отраженным от Земли, а отсюда следовало, что Земля – лишь одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Аналогичные выводы Галилей делает и из своих наблюдений за движением спутников Юпитера: «...теперь имеется не только одна планета, вращающаяся вокруг другой и вместе с ней – вокруг Солнца, но целых четыре, путешествующих вокруг Юпитера и вместе с ним – вокруг Солнца». В октябре 1610 Галилей сделал новое сенсационное открытие: он наблюдал фазы Венеры. Объяснение этому могло быть только одно: движение планеты вокруг Солнца и изменение положения Венеры и Земли относительно Солнца.
Против астрономических открытий Галилея посыпались возражения. Его оппоненты – немецкий астролог Мартин Хорки, итальянец Коломбе, флорентиец Францеско Сицци – выдвигали чисто астрологические и богословские аргументы, соответствовавшие учению «великого Аристотеля» и взглядам церкви. Однако вскоре открытия Галилея получили подтверждение. Существование спутников Юпитера констатировал Иоганн Кеплер ; в ноябре 1610 Пейреск во Франции начал регулярные наблюдения за ними. А к концу 1610 Галилей сделал еще одно замечательное открытие: он усмотрел на Солнце темные пятна. Их видели и другие наблюдатели, в частности иезуит Христофер Шейнер, но последний считал пятна небольшими телами, обращающимися вокруг Солнца. Заявление Галилея о том, что пятна должны находиться на самой поверхности Солнца, противоречило представлениям Аристотеля об абсолютной нетленности и неизменности небесных тел. Спор с Шейнером поссорил Галилея с иезуитским орденом. В ход пошли рассуждения об отношении Библии к астрономии, споры по поводу пифагорейского (т.е. коперниканского) учения, выпады озлобленного духовенства против Галилея. Даже при дворе великого герцога Тоскансого стали холоднее относиться к ученому. 23 марта 1611 Галилей едет в Рим. Здесь находился влиятельный центр католической учености, т.н. Римская коллегия. Она состояла из ученых-иезуитов, среди которых были хорошие математики. Отцы-иезуиты сами вели астрономические наблюдения. Римская коллегия подтвердила, с некоторыми оговорками, действительность телескопических наблюдений Галилея, и на некоторое время ученого оставили в покое.
По возвращении во Флоренцию Галилей вступил в еще один научный спор – о плавании тел. По предложению герцога Тосканского он написал по этому вопросу специальный трактат – Рассуждение о телах, пребывающих в воде (Discorso intorno alle cose, che stanno in su l"aqua , 1612). В своем труде Галилей обосновывал закон Архимеда строго математически и доказывал ошибочность утверждения Аристотеля о том, что погружение тел в воду зависит от их формы. Католическая церковь, поддерживавшая учение Аристотеля, расценила печатное выступление Галилея как выпад против церкви. Ученому припомнили и его приверженность теории Коперника, которая, по мнению схоластов, не соответствовала Священному Писанию. Галилей ответил двумя письмами, носящими явно коперниканский характер. Одно из них – к аббату Кастелли (ученику Галилея) – послужило поводом к прямому доносу на Галилея в инквизицию. В этих письмах Галилей призывал придерживаться буквальной интерпретации любого фрагмента Библии, если только из какого-нибудь другого источника не следует «явное доказательство» того, что буквальное толкование приводит к ложным выводам. Такой заключительный вывод не противоречил мнению, высказанному ведущим римским теологом, кардиналом Беллармином, согласно которому, если бы было найдено «реальное доказательство» движения Земли, то в буквальную интерпретацию Библии следовало бы внести изменения. Поэтому против Галилея не было предпринято никаких действий. Тем не менее до него дошли слухи о доносе, и в декабре 1615 он едет в Рим. Защититься от обвинений в ереси Галилею удалось: прелаты и кардиналы, даже сам папа Павел V принимали его как ученую знаменитость. Тем временем, однако, был подготовлен удар по учению Коперника: 5 марта 1616 был опубликован декрет Священной Конгрегации по вопросам веры, в котором учение Коперника объявлялось еретическим, а его сочинение О вращении небесных сфер вносилось в «Индекс запрещенных книг» . Имя Галилея не упоминалось, однако Священная Конгрегация поручила Беллармину «увещевать» Галилея и внушить ему необходимость отказаться от взгляда на теорию Коперника как на реальную модель, а не как на удобную математическую абстракцию. Галилей вынужден был подчиниться. Отныне он фактически не мог проводить какую бы то ни было научную работу, поскольку в рамках аристотелевских традиций он эту работу не мыслил. Но Галилей не смирился и продолжал осторожно собирать доводы в пользу учения Коперника. В 1632 после долгих мытарств был опубликован его замечательный труд Диалоги о двух важнейших системах мира – Птолемеевой и Коперниковой (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo ptolemaico e copernicano ). Согласие на издание книги дал папа Урбан VIII (друг Галилея, бывший кардинал Маффео Барберини, вступивший на папский престол в 1623), а Галилей в предисловии к книге, усыпляя бдительность цензуры, заявлял, что хотел лишь подтвердить справедливость запрещения учения Коперника. Свой знаменитый труд Галилей написал в виде бесед: три персонажа обсуждают различные доводы в пользу двух систем мироздания – геоцентрической и гелиоцентрической. Автор не становится на сторону ни одного из собеседников, но у читателя не остается сомнений в том, что победителем в споре является коперниканец.
Враги Галилея, ознакомившись с книгой, сразу поняли, что именно хотел сказать автор. Через несколько месяцев после выходы книги был получен приказ из Рима прекратить ее продажу. Галилей по требованию инквизиции прибыл в феврале 1633 в Рим, где против него начался процесс. Его признали виновным в нарушении церковных запретов и приговорили к пожизненному тюремному заключению. 22 июня 1633 он был вынужден, стоя на коленях, публично отречься от учения Коперника. Ему было предложено подписать акт о своем согласии впредь никогда не утверждать ничего, что могло бы вызвать подозрения в ереси. С учетом этих выражений покорности и раскаяния трибунал заменил тюремное заключение домашним арестом, и Галилей 9 лет оставался «узником инквизиции».
Сначала Галилей жил в доме своего друга архиепископа Сиены, где продолжил исследования по динамике, а затем возвратился на свою виллу под Флоренцией. Здесь, несмотря на папский запрет, он написал трактат Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и законов падения (Discorsi e dimonstrazioni mathematiche intorno à due nuove scienze attenenti alla meccanica ed movimenti locali ), который в 1638 был опубликован в протестантской Голландии. Беседы по своей структуре похожи на Диалоги . В них фигурируют те же персонажи, один из которых является олицетворением старой науки, не укладывающейся в рамки науки, развиваемой Галилеем и другими передовыми учеными его эпохи. Этот труд подытожил мысли Галилея по различным проблемам физики; он содержал основные положения динамики, оказавшие огромное влияние на развитие физической науки в целом. Уже после выхода Бесед Галилей сделал свое последнее астрономическое открытие – он обнаружил либрацию Луны (небольшие периодические покачивания Луны относительно центра). В 1637 зрение Галилея стало ухудшаться, и в 1638 он полностью ослеп. Окруженный учениками (В.Вивиани, Э.Торричелли и др.), он тем не менее продолжал работать над приложениями к Беседам и над некоторыми экспериментальными проблемами. В 1641 здоровье Галилея резко ухудшилось, он умер в Арчетри 8 января 1642. В 1737 была исполнена последняя воля Галилея – его прах был перенесен во Флоренцию, в церковь Санта-Кроче.
