Сторінка
1

Галілео Галілей

Це ім'я відоме усім. Галілео Галілей (1564—1642) є основоположником експериментально-математичного методу дослідження природи, він сформулював найважливіші принципи механічного світу, які згодом стали фундаментом для побудови теорії тяжіння Ньютона.

Галілей народився в родині збіднілого дворянина в місті Пізі (недалеко від Флоренції). Він поглиблено вивчав точні науки і згодом став професором математики Падуанського університету. Через те що Галілей жваво цікавився астрономією, незабаром він розгорнув активну науково-дослідницьку діяльність, особливо в області астрономії й механіки.

Галілей, який сконструював і першим застосував телескоп для астрономічних спостережень, своїми відкриттями підтвердив теорії Коперника й ідеї Джордано Бруно. Якщо спиратися на історичні факти, то винахід телескопа приписується голландському оптикові Хансу Ліпперсгею. У 1609 р. Галілей довідався про винахід і виготовив власні інструменти, один із яких дав 30-кратне збільшення. Спостерігаючи за Місяцем, він виявив хребти й кратери (у його уявленні — «гори» і «моря»), роздивився тисячі й тисячі зір, які утворюють Молочний Шлях, побачив супутники Юпітера, розглянув плями на Сонці та ін. Завдяки відкриттю ним супутників Юпітера, запанувала істинність геліоцентричної теорії Коперника, яку спочатку Галілей вважав непереконливою. А явища, що спостерігаються на Місяці, який раніше уявлявся аналогічною до Землі планетою, підтверджували ідею Бруно про фізичну однорідність Землі й неба. Спостереження плям на поверхні Сонця допомогли Галілеєві з'ясувати, що світило обертається навколо своєї осі. Спостережувана періодична зміна фаз Венери «розсипала» систему Птолемея, тому що це явище не знаходило в його роботах пояснення. Відкриття ж зоряного складу Молочного Шляху виявилося побічним доказом незліченності світів у Всесвіті.

Галілей також домігся значних успіхів у розвитку механіки, створив найважливішу її галузь — динаміку, тобто відкрив вчення про рух тіл, а результати усіх своїх досліджень він опублікував у роботі під назвою «Діалог про дві найголовніші системи світу» — Птолемея й Коперника. «Діалог» викликав лють батьків католицької церкви, у результаті чого Галілей був підданий суду інквізиції, яка змусила його зректися ідей Коперника, які він пропагував. Після суду, що відбувся в 1633 p., Галілея відправили у заслання, а в 1642 р. він помер. «Діалог» був заборонений, але призупинити подальшу перемогу ідей Коперника, Бруно й Галілея церква вже не могла.

Займаючись питаннями механіки, Галілей відкрив ряд її фундаментальних законів: пропорційність шляху, який проходять падаючі тіла, до квадратів часу їхнього падіння; рівність швидкостей падіння тіл різної ваги в безповітряному середовищі (усупереч твердженням Арістотеля і схоластиків про пропорційність швидкості падіння тіл до їхньої ваги); збереження прямолінійного рівномірного руху, наданого якому-небудь тілу, доти, поки який-небудь зовнішній вплив не припинить його (що згодом одержало назву закону інерції), та ін. Учений використовував також для доказу теорії Коперника закони механіки, що пояснювали явища, які відбуваються в космосі. Так, наприклад, обиватель, не ознайомлений із законами механіки, вважав природним, що при русі Землі у світовому просторі обов'язково повинен виникнути найсильніший вихор, який змете усе на своєму шляху. Галілей також встановив, що рівномірний рух тіла ніяк не відбивається на процесах, які відбуваються на його поверхні.

Серед безлічі відкриттів Галілей встановив математичне співвідношення між відстанню, яку проходить падаюче тіло, і часом його падіння. Тут Галілей відкрив закон рівноприскореного руху, при якому швидкість тіла, що рухається з прискоренням, виявилася пропорційною до часу, а не відстані, як було прийнято вважати раніше.

Галілей також відкрив, що, якщо не враховувати опору повітря, і легкі, і масивні тіла упадуть на землю з однаковим прискоренням. Наприклад, якщо з великої висоти скинути два різні за вагою предмети, вони вдаряться об землю одночасно. Це відкриття суперечило уявленню, яке існувало на той час, про те, що чим предмет важчий, тим скоріше він повинен падати. Крім того, Галілей спростував вчення Арістотеля, що безповітряного простору немає. Учений довів існування вакууму і продемонстрував його отримання в штучно створених умовах.

Досліди Галілея йшли врозріз із фізикою Арістотеля. Так, Галілей стверджував, що тіло може здійснювати одночасно два різні типи руху. Наприклад, за Арістотелем, випущена стріла повинна рухатися по прямій доти, поки цей рух не припиниться, після чого стріла упаде вертикально вниз на землю. А за Галілеєм, стріла, випущена горизонтально, пройде за рівні відрізки часу рівні відстані й до того ж впаде в напрямку до землі відповідно до закону падіння тіл; якщо ж стріла буде пущена під кутом догори, то вона рухатиметься за тими самими законами.

У своїх «Бесідах» Галілей майже впритул підійшов до того, що тепер ми називаємо першим законом Ньютона. Він стверджував, що якщо якому-небудь тілу надати деякої швидкості, то воно рухатиметься в заданому напрямку, поки на нього не буде здійснено вплив, що перешкоджає цьому рухові. Незалежно від своєї ваги, тіло, що рухається в горизонтальній площині, не відчуває ані прискорення, ані уповільнення. Зроблений Галілеєм висновок був своєрідним варіантом закону інерції. Галілей також увів поняття «кругової інерції», зміст якого полягав у тому, що при відсутності яких-небудь сил тіло зможе продовжувати рух по окружності. Тут для прикладу розглядається рух небесного тіла. Так, у невеликих, земних масштабах тіла рухаються по прямих, але, оскільки Земля має кулясту форму, «горизонтальна площина», у якій здійснюється рівномірний рух тіла, виявляється в кінцевому рахунку рівнобіжною до земної поверхні. Не можна уявити собі такий рух, який би вічно відбувався по прямій лінії: Земля й планети рухаються навколо Сонця по кругових орбітах без видимого впливу на них яких-небудь зовнішніх сил, тому здійснюваний ними круговий рух слід, за Галілеєм, вважати природним.

Відкриття Кеплером законів руху планет навколо Сонця і галілеївське філософське значення законів механіки перевернули всі колишні уявлення про будову Сонячної системи. Вони дали суворо математичне трактування поняття закономірності, що споконвічно ґрунтувалося на елементах антропоморфізму й міфології, поставивши, таким чином, це поняття на фізичний грунт. Своїми працями Кеплер і Галілей вперше в історії розвитку людського пізнання надали поняттю закону природи власне науковий зміст. Галілей, у свою чергу, показав, що для підтримання сили руху наявність сили необов'язкова, що тіла можуть одночасно здійснювати рухи різних видів, що падаючі тіла зазнають однакового прискорення незалежно від їхньої ваги і що вакуум усе-таки існує.

Якщо говорити про поєднання Галілеєм релігійних поглядів із науковими розробками, то необхідно зазначити, що вчений, використовуючи теорію двоїстої істини, рішуче відокремлював науку від релігії, що зовсім не влаштовувало церкву. У зв'язку з тим, що основний предмет науки — це природа і людина, Галілей стверджував, що природа повинна вивчатися за допомогою математики й дослідів. Церква ж пропагувала «благочестя й послух», вивчення природи за допомогою Біблії. Виходячи зі своїх ідей, а в основному з ідеї про нескінченність Всесвіту, Галілей висунув глибоку гносеологічну ідею про нескінченність процесу пізнання істини. У такий спосіб він вступив у конфлікт зі схоластично-догматичними уявленнями про непорушність положень «божественної істини», виступив проти Арістотеля та інших «отців схоластики».