Галилео Галилей (1610 год). История первых оптических наблюдений

Трудно сказать, кто первый изобрел телескоп. Известно, что еще древние употребляли увеличительные стекла. Дошла до нас и легенда о том, что якобы Юлий Цезарь во время набега на Британию с берегов Галлии рассматривал в подзорную трубу туманную британскую землю. Роджер Бекон, один из наиболее замечательных ученных и мыслителей XIII века, изобрел такую комбинацию линз, с помощью которой отдаленные предметы при рассматривании их кажутся близкими.

Так ли это было в действительности -- неизвестно. Бесспорно, однако, что в самом начале XVII века в Голландии почти одновременно об изобретении подзорной трубы заявили три оптика -- Липперсгей, Мециус и Янсен. Рассказывают, что будто бы дети одного из оптиков, играя с линзами, случайно расположили две из них так, что далекая колокольня вдруг показалась близкой. Как бы там ни было, в конце 1608 года первые подзорные трубы были изготовлены и слухи об этих новых оптических инструментах быстро распространились по Европе.

В Падуе в это время уже пользовался широкой известностью Галилео Галилей, профессор местного университета, красноречивый оратор и страстный сторонник учения Коперника. Услышав о новом оптическом инструменте, решил собственноручно построить подзорную трубу. Сам он рассказывает об этом так: “Месяцев десять тому назад стало известно, что некий фламандец построил перспективу, при помощи которой видимые предметы, далеко расположенные от глаз, становятся отчетливо различимы, - как-будто они находятся вблизи. Это и было причиной, по которой я обратился к изысканию оснований и средств для изобретения сходного инструмента. Вскоре после этого, опираясь на учение о преломлении, я постиг суть дела и сначала изготовил свинцовую трубу, на концах которой я поместил два оптических стекла, оба плоских с одной стороны, с другой стороны одно стекло выпукло-сферическое, другое вогнутое”.

Этот первенец телескопической техники давал увеличение всего в три раза. Позже Галилео удалось построить более совершенный инструмент, увеличивающий в 30 раз. И тогда, как пишет Галилей, “оставив дела земные, я обратился к небесам”.

7 января 1610 года навсегда останется памятной датой в истории человечества. Вечером этого дня Галилей впервые направил построенный им телескоп на небо. Название “телескоп” было присвоено новому инструменту по решению итальянской Академии наук. Он увидел то, что предвидеть заранее было невозможно. Луна, испещренная горами и долинами, оказалась миром, схожим хотя бы по рельефу с Землей. Планета Юпитер предстала перед глазами изумленного Галилея крошечным диском, вокруг которого обращались четыре необычные звездочки -- его спутники. Картина эта в миниатюре напоминала Солнечную систему по представлению Коперника. При наблюдениях в телескоп планета Венера оказалась похожей на маленькую луну. Она меняла свои фазы, что свидетельствовал о ее обращении вокруг Солнца. На самом Солнце (поместив перед глазами темное стекло) Галилей увидел черные пятна, опровергнув тем самым общепринятое учение Аристотеля о “неприкосновенной чистоте небес”. Эти пятна смещались по отношению к краю солнца, из чего Галилей сделал правильный вывод о вращении Солнца вокруг оси

В темные прозрачные ночи в поле зрения галилеевского телескопа было видно множество звезд, недоступных невооруженным глазу. Некоторые туманные пятна на ночном небе оказались скопищами слабо светящихся звезд. Великим собранием скучено расположенных звездочек оказался и Млечный путь -- беловатая, слабо светящаяся полоса, опоясывавшая все небо.

Несовершенство первого телескопа помешало Галилею рассмотреть кольца Сатурна. Вместо колец он увидел по обе стороны Сатурна два каких-то странных придатка

Открытия Галилея положили начало телескопической астрономии. Но его телескопы, утвердившие окончательно новое коперниковское мировоззрение, были очень не совершенны. Уже при жизни Галилея им на смену пришли телескопы несколько иного типа. Изобретателем нового инструмента был Иоган Кеплер. В 1611 году в трактате “Диоптрика” Кеплер дал описание телескопа, состоявшего из двух двояковыпуклых линз. Сам Кеплер, будучи типичным астрономом - теоретиком, ограничился лишь описанием схемы нового телескопа, а первым, кто построил такой телескоп и употребил его для астрономических целей, был иезуит Шейкер, оппонент Галилея в их горячих спорах о природе солнечных пятен.

Галилей изготовил трубу с увеличением в 30 раз. Эта труба имела длину 1245 мм; объективом у нее была выпуклая линза, диаметром в 53,5 мм; плосковогнутый окуляр имел диаметр в 25 мм. Труба с увеличением в 30 раз была лучшей из труб Галилея; она до сих пор сохраняется в музее во Флоренции. При ее помощи Галилей сделал все свои телескопические открытия.

Галилей открыл на Луне горы и горные цепи, а также несколько темных пятен, которые назвал морем. При первом же знакомстве с поверхностью Луны Галилею бросилось в глаза следующее обстоятельство: поверхность Луны казалась похожей на поверхность Земли -- на лунной поверхности (как и на земной) оказались и большие горы, и горные цепи, и моря, и долины. Галилей первое время предполагал присутствие на Луне воды (в морях) и атмосферной оболочки

В конце 1609 - начале 1610 годов Галилей исследовал при помощи телескопа различные небесные объекты, в том числе млечный Путь. Аристотель считал Млечный Путь атмосферным явлением. Но в телескоп Галилей сразу увидел, что сияние Млечного Пути вызывается бесчисленно скученно расположенными звездочками. Таким образом, Млечный путь оказался скоплением звезд, т. е. явлением космическим, а вовсе не атмосферным.

Изумительное открытие сделал Галилей, наблюдая в начале января 1610 года планету Юпитер. Сохранился журнал наблюдений Галилея, который он начал регулярно вести с 7 января 1610 года. 7 января он увидел около Юпитера три светлые звездочки; две находились к востоку от Юпитера, а третья -- к западу. 8 января он опять направил свою трубу на Юпитер. И что же? Расположение звездочек изменилось. Все три звездочки помещались теперь к западу от планеты и ближе одна к другой, чем в предшествующее наблюдение. “Они, -- пишет Галилей в “Звездном вестнике”, -- по-прежнему стояли на одной прямой линии, но уже были разделены между собой равными промежутками”. 9 января было видно только две, и обе они находились к востоку от Юпитера. 13 января Галилей увидел уже четыре звездочки около Юпитера; затем все четыре звездочки он снова наблюдал 15, 19, 20, 21, 22 и 26 января и окончательно уверился в том, что он сделал совершенно неожиданное открытие: установил существование четырех спутников планеты Юпитер. Этих спутников Галилей решил назвать “светилами Медичи”, посвятив свое открытие герцогу Тосканскому Козимо II Медичи.

В октябре 1610 года Галилей сделал новое сенсационное открытие: он заметил фазы Венеры. Галилей был уверен, что Венера имеет фазы, и нисколько не был удивлен, что их увидел. К концу 1610 года относится еще одно замечательное открытие: Галилей усмотрел на диске Солнца темные пятна. Эти пята приблизительно в тоже время увидели и другие: английский математик Гарриот (1560-1621), голландский астроном Иоганн Фабриций (1587 - 1615) и иезуит Христофор Шейнер (1575 - 1650).

Фабриций первый оповестил ученый мир о своем открытии, издав на латинском языке брошюру “Рассказ о пятнах, наблюдениях о Солнце, и кажущемся их перемещении вместе с Солнцем”. В этой брошюре автор утверждает, что впервые заметил пятно на диске Солнца 9 марта 1611 года. После нескольких дней наблюдений пятно исчезло на западном краю солнечного диска, а недели через две снова появилось на восточном. Из этих наблюдений Фабриций заключил, что пятно совершает обращение вокруг Солнца. Вскоре, однако, он понял, что перемещение пятна по солнечному диску только кажущееся, и что в действительности само Солнце вращается вокруг оси. Герриот увидел три черных пятна на солнечном диске 1 декабря 1610 года. Наконец, иезуит Христофор Шейнер увидел солнечные пятна в 1611 году, но не торопился с опубликованием своего неожиданного открытия.

Открытие Галилея сравнивали с открытием Америки; писали, что текущее столетие будет по праву гордится открытием “новых небес”. Имя Галилея прославлялось в многочисленных письмах, в честь него сочинялись оды. Он сделал в короткое время самым знаменитым ученым Европы. Галилей демонстрировал в телескоп небесные объекты многим своим согражданам и случайным посетителям.

Замечание Галилея относительно природы Луны и относительно лунных гор и горных цепей и сделанные им измерения высот лунных гор показывают, что он стоял на точке зрения Коперника и Бруно. Из чтения “Звездного вестника” читатели могли вывести только такое заключение, что Галилей, на основании своих телескопических наблюдений, считает Луну сходной по своей природе с Землей.

С точки зрения церкви это пахло ересью, так как шло в разрез с освещавшейся церковью идеей Аристотеля о категорическом различие “земного” и “небесного”. В свою трубу Галилей не один раз наблюдал “пепельный свет” молодой Луны; он, как за столетие до этого и Леонардо да Винчи, объяснил совершенно правильно явление пепельного света тем, что темная часть поверхности луны в это время освещается светом Солнца, отраженным от земной поверхности. Галилей использовал свое объяснение в чисто коперническом духе в качестве сильного аргумента в пользу того предложения, что и зама Земля, подобно другим планетам, является светилом. Галилей так и пишет: “При помощи доказательств и естественнонаучных выводов мы стократно подтвердили, что Земля движется, как планета, и превосходит Луну блеском своего света”. Подобное заключение вело прямо к нарушению основного положения учения Коперника, что Земля -- одна из планет, обращающихся вокруг Солнца. Ученые различных лагерей, читавшие “Звездный вестник”, хорошо это понимали. Вот почему “Звездный вестник” одними читался с восторгом, другими -- с отвращением, как книга еретическая, противная церковной традиции и физике Аристотеля. Говоря о спутниках Юпитера. Галилей также открыто заявляет себя коперниканцем.

Против открытий, описанных в “Звездном вестнике”, посыпались печатные возражения. Немецкий астролог Мартин Хорки написал брошюру под заглавием: “Очень краткий поход против “Звездного вестника””. Это произведение -- стряпня астролога, проникнутого верой в свою “науку” и не желавшего “верить галилеевой трубе”, так как “трубы порождают иллюзии”. Спутники Юпитера придуманы Галилеем, утверждал Хорки, “для удовлетворения ненасытной его жадности к золоту”.

Другой оппонент -- итальянец Коломбе -- послал Галилею целый трактат, где, между прочим, возражал против лунных гор и вообще против всякого рода возвышений и углублений на луне. По мнению Коломбе, наблюдавшиеся Галилеем на луне пропасти и впадины заполнены каким-то совершенно прозрачным кристаллическим веществом. Таким образом, Луна все-таки представляет собою точную сферу, как и предполагал “великий учитель Аристотель”.

Флорентинец Франческо Сицци тоже выпустил памфлет против “Звездного вестника”, где свел споры о новых неожиданных открытиях Галилея к чисто богословским тонкостям. Так, Сицци заявляет, что во второй книге Моисея и в четвертой главе книги пророка Захарии будто бы содержаться указания, что число планет на небе равно семи. Число семь вообще является символом совершенства, например, в голове человека -- семь “отверстий” (два уха, два глаза, две ноздри и один рот). Аналогично Бог создал семь планет: две “благодетельные” -- Юпитер и Венеру, две “вредоносные” -- Марс и Сатурн, две являющиеся “светилами” -- Солнце и Луну, и одну “безразличную” -- Меркурий. Отсюда Сицци делает вывод: никаких новых планет (т. е. спутников Юпитера) не может быть, а Галилей с его трубой грубо ошибся.

Таковы были аргументы тогдашних ученых. Однако открытия Галилея скоро были подтверждены. Существование спутников юпитера констатировал Иоганн Кеплер. Он описал свои наблюдения в небольшой брошюре на латинском языке: “Рассказ Иоганна Кеплера о его наблюдениях четырех спутников Юпитера, которых флорентийский математик Галилей по праву открытия назвал Медическими светилами”. Кеплер наблюдал в довольно посредственную трубу. Несколько раз в начале сентября 1610 года Кеплер ясно видел то двух, то трех спутники Юпитера, но в наблюдении четвертого не был уверен. В ноябре 1610 года Пейреск во Франции тоже регулярно, как и Галилей, стал наблюдать спутники Юпитера, задавшись целью составить таблицы их движения. В наблюдениях ему помогали Готье и Гассенди. Таблиц, однако, им составить не удалось, так как наблюдения их были недостаточно точны.

Галилею хотелось подтвердить сделанные им телескопические открытия, отведя нелепые обвинения его в том, что он все это просто придумал. Вскоре ему это удалось. Римская коллегия подтвердила с некоторыми, очень незначительными оговорками действительность телескопических открытий Галилея. Отцы-иезуиты римской коллегии сами наблюдали весьма тщательно и усердно, их записи и чертежи спутников Юпитера сохранились и были опубликованы в миланском издании сочинений Галилея. Таким образом, в ожесточенной борьбе между учеными-новаторами и учеными-схоластиками, занимавшим положение Аристотеля, победил Галилей. Но его победа над упрямыми противниками создала ему множество врагов среди ученых схоластического лагеря. Католическая церковь всячески поддерживала учение Аристотеля, так что печатные выступления Галилея против последнего расценивалось его противниками как выпад против церкви и общепринятого тогда церковного миро представления. Борьба Галилея за новую науку, за новое коперниканское мировоззрение началась. В последующие годы эта борьба еще более развернулась и обострилась.

После того как в 1609 году Галилей впервые направил на небо телескоп, возможности астрономических наблюдений возросли в очень сильной степени. Этот год явился началом новой эры в науке -- эры телескопической астрономии. Телескоп Галилея по нынешним понятиям был несовершенным, однако, современникам казался чудом из чудес. Каждый, заглянув в него, мог убедиться, что Луна -- это сложный мир, во многом подобный Земле, что вокруг Юпитера обращается четыре маленьких спутника, так же как Луна вокруг Земли. Все это будило мысль, заставляло задумываться о сложности Вселенной, ее материальности, о множестве обитаемых миров. Изобретение телескопа вместе с системой Коперника сыграло немалую роль в ниспровержении религиозной идеологии средневековья.

Изобретение телескопа, как и большинство великих открытий, не было случайным, оно было подготовлено всем предыдущим ходом развития науки и техники. В XVI веке мастера-ремесленники хорошо научились делать очковые линзы, а отсюда был один шаг до телескопа и микроскопа.

До конца XIX века основной целью телескопических наблюдений было изучение видимых положений небесных светил. Важную роль играли наблюдения комет и деталей на планетных дисках. Все эти наблюдения производились визуально, и рефракторы с двухлинзовым объективом полностью удовлетворял потребности астрономов.

В конце XIX и особенно в XX веке характер астрономической науки претерпел органические изменения. Центр тяжести исследований переместился в область астрофизики и звездной астрономии. Основным предметом исследования стали физические характеристики Солнца, планет, звезд, звездных систем. Появились новые приемники излучения -- фотографическая пластинка и фотоэлемент. Стала широко применяться спектроскопия. В результате изменились и требования к телескопам.

Рассказ о строении окружающего нас звездного и галактического мира, об управляющих им законах, о путях его эволюции мы в целом воспринимаем сегодня как что-то само собой разумеющееся. В этом, безусловно, проявление уже глубоко укоренившейся в каждом из нас веры в науку, в ее, как представляется, почти неограниченные возможности. При этом мы вспоминаем слова выдающегося французского ученого Репе Декарта (1596 - 1650): “Нет ничего столь удаленного от нас, чего бы мы не смогли открыть”. А также слова его не менее видного соотечественника Блеза Паскаля (1623 - 1662): “Удивительно не то, что Вселенная бесконечна, а то, что человек способен раскрыть ее тайны…”

Библиография

• 1. Бакулин П. И. Курс общей астрономии. -- М., 1977.
• 2. Гинзбург В. Л. Современная астрофизика. -- М., 1970.
• 3. Зигель Ф. Ю. Астрономы наблюдают. -- М.: “Наука” 1985.
• 4. Левитан Е. П. Астрономия: Учебник для 11 класса. -- М.: “Просвещение”, 1994.
• 5. Воронцов-Вельяминов Б. А. Очерки Вселенной. -- М.: “Наука”, 1969.
• 6. Ходж П. Революция в астрономии. -- М.: “Мир”, 1972.
• 7. Баев К. Л. Создатели новой астрономии. Коперник, Бруно, Кеплер, Галилей. -- М.: Учпедгиз, 1948.
• 8. Климишин И. А. Элементарная астрономия. -- М.: “Наука”, 1991.
• 9. Астрономический вестник.
• 10. Томилин А. Занимательно о космологии. -- Л.: “Молодая гвардия”, 1971.
• 11. Токовинин А. А. Орбитальные и оптические телескопы // Космонавтика и астрономия. № 11. 1986.
• 12. Ортенберг Ф. С. Методы инфракрасного зондирования Земли из космоса // Космонавтика и астрономия. № 7. 1987.
• 13. Земля и Вселенная. № 5. 2000.
• 14. Земля и Вселенная. № 1 - 2. 2000.
• 15. Физика в школе. Приложение к газете “1 Сентября”.

«ШколаЛа» приветствует всех своих читателей, желающих много знать.

Когда-то давно все думали так:

Земля — это плоский огромный пятак,

Но взял телескоп один человек,

Открыл нам дорогу в космический век.

Кто это, как вы думаете?

Среди учёных, известных всему миру, – Галилео Галилей. В какой стране родился и как учился, что открыл и чем прославился – вот те вопросы, ответы на которые мы сегодня с вами будем искать.

План урока:

Где рождаются будущие учёные?

Небогатая семья, где родился в 1564 году маленький Галилео Галилей, проживала в итальянском городе Пиза.

Отец будущего учёного был настоящим мастером в разных областях, от математики до искусствоведения, поэтому совсем неудивительно, что ещё с детства юный Галилео полюбил живопись и музыку и тяготел к точным наукам.

Когда мальчику исполнилось одиннадцать, семья из Пизы, где жил Галилео, переехала в другой город Италии – Флоренцию.

Там у него началось обучение в монастыре, где юный ученик демонстрировал блестящие способности в изучении наук. Он даже задумывался о карьере священнослужителя, но отец не одобрил его выбор, желая, чтобы сын стал доктором. Именно поэтому в свои семнадцать Галилео перешёл в Пизанский университет на медицинский факультет и начал старательно учить философию, физику и математику.

Однако окончить университет он не смог по простой причине: семья не смогла оплатить его дальнейшее обучение. Уйдя с третьего курса, студент Галилей приступает к самообразованию в области физико-математических наук.

Благодаря дружбе с богатым маркизом дель Монте юноше удалось получить оплачиваемую научную должность преподавателя астрономии и математики в Пизанском университете.

Во время университетской работы он проводил различные опыты, результатом которых стали открытые им законы свободного падения, движения тела по наклонной плоскости и сила инерции.

Начиная с 1606 года, учёный плотно занимается астрономией.

Интересные факты! Полное имя учёного – Галилео ди Винченцо Бонайути де Галилей.

О математике, механике и физике

Говорят, что, будучи профессором университета в городке Пиза, Галилей проводил опыты, сбрасывая предметы разного веса с высоты Пизанской башни, чтобы опровергнуть теорию Аристотеля. Даже в некоторых учебниках можно отыскать такую картинку.

Только вот эти опыты нигде в работах Галилея не упомянуты. Скорее всего, как сегодня считают исследователи, это миф.

А вот по наклонной плоскости предметы учёный катал, замеряя время по собственному сердечному пульсу. Часов-то тогда точных не было! Эти самые опыты были положены в законы движения тел.

Галилею отдана пальма первенства в изобретении термометра в 1592 году. Прибор тогда называли термоскоп, и был он совсем примитивным. К стеклянному шарику припаивали тонкую трубочку из стекла. Эту конструкцию помещали в жидкость. Воздух в шаре нагревался и вытеснял жидкость в трубочке. Чем выше температура, тем больше воздуха в шаре и ниже уровень воды в трубке.

В 1606 году появилась статья, где Галилей выложил чертёж пропорционального циркуля. Это простой инструмент, который переводил снимаемые размеры в масштаб и использовался в архитектуре и чертёжном деле.

Галилею приписывают изобретение микроскопа. Он в 1609 году сделал «маленький глаз» с двумя линзами – выпуклой и вогнутой. При помощи своего изобретения учёный рассматривал насекомых.

Своими исследованиями Галилей заложил основы классической физики и механики. Так, на основе его заключений об инерции впоследствии Ньютоном был зафиксирован первый закон механики, по которому любое тело покоится или равномерно движется при отсутствии внешних сил.

Его исследования колебаний маятника легли в основу изобретения часов с маятниковым регулятором и дали возможность делать точные измерения в физике.

Интересные факты! Галилей не только преуспевал в естественных науках, но ещё был творческим человеком: он отлично знал литературу и сочинял стихи.

Об астрономических открытиях, которые потрясли мир

В 1609 году до учёного дошёл слух о существовании прибора, помогающего рассматривать отдалённые предметы при помощи сбора света. Если вы уже догадались, назывался он телескоп, что с греческого переводится как «далеко смотреть».

Для своего изобретения Галилео модифицировал зрительную трубу при помощи линз, и этот прибор был способен увеличивать предметы в 3 раза. Раз за разом он собирал новую комбинацию из нескольких телескопов, и она давала всё больше и больше увеличения. В результате галилеевский «дальновидец» стал приближать в 32 раза.

Какие открытия в области астрономии принадлежат Галилео Галилею и прославили его на весь мир, став настоящими сенсациями? Чем помогло учёному его изобретение?

• Галилео Галилей рассказал всем, что – это планета, сравнимая с Землёй. Он увидел на её поверхности равнины, кратеры и горы.
• Благодаря телескопу Галилей открыл четыре спутника у Юпитера, называемые сегодня «галилеевыми», а предстал для всех в виде полосы, рассыпающейся на множество звёзд.
• Приставив к телескопу закопчённое стекло, учёный смог рассмотреть , увидеть на нём пятна и доказать всем, что именно Земля вращается вокруг него, а не наоборот, как считал Аристотель и гласила религия и Библия.
• Он первым увидел у окружение, принятое им за спутники, сегодня нам известные как кольца, нашёл разные фазы у Венеры и дал возможность наблюдать неизвестные прежде звёзды.

Свои открытия Галилео Галилей объединил в книге «Звёздный вестник», подтвердив гипотезу о том, что наша планета подвижна и вращается вокруг оси, а солнечное светило отнюдь не крутится вокруг нас, чем вызвал осуждение церкви. Его работа была названа ересью, а сам учёный лишился свободы передвижения, попав под домашний арест.

Интересные факты! Довольно удивительно для нашего развитого мира, что только в 1992 года Ватикан и Папа Римский признали правоту Галилея о вращении Земли вокруг Солнца. До этого времени католическая церковь была уверена, что происходит всё наоборот: наша планета неподвижна, а вокруг нас «ходит» Солнце.

Вот так кратко вы можете рассказать о жизни выдающегося учёного, давшего толчок в развитии астрономии, физики и математики.

Именем Галилео Галилея была названа известная научно-развлекательная телевизионная программа. Ведущий этой программы Александр Пушной и его коллеги проводили всякие-разные опыты и пытались давать объяснения тому, что у них получалось. Предлагаю прямо сейчас посмотреть отрывок из этой замечательной программы.

Незабудьте подписаться на новости блога, чтобы не пропустить что-нибудь очень важное. А еще вступайте в нашу группу «ВКонтакте» , обещаем много интересного!

«ШколаЛа» ненадолго прощается, чтобы снова и снова искать и делиться с вами полезной информацией.

Чтобы подробно рассказать обо всем, чем обогатил науку итальянский ученый Галилео Галилей. Он проявил себя и в математике, и в астрономии, и в механике, и , и в .

Астрономия

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 : Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. Значение этого открытия для эпохи Г.Галилея трудно переоценить. Шла борьба сторонниками геоцентризма и гелиоцентризма. Открытие небесных тел, вращающихся не вокруг Земли, а вокруг другого объекта, было серьезным аргументом в пользу теории Н.Коперника.

Другие науки

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 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.

Изобретения

Телескоп – не единственный прибор, сконструированный Г.Галилеем.

Этот ученый первый , 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».

К счастью, костры инквизиции в то время в Европе уже поутихли, и ученый отделался только статусом «узника святой инквизиции».

Краткая биография

Галилео Галилей (15 ноября 1564 года – 8 января 1642 года) остался в истории как гениальный астроном и физик. Признается основателем точного естествознания.

Будучи уроженцем итальянского города Пиза, свое образование получал там же - в знаменитом Пизанском университете, обучаясь по медицинской специальности. Однако после ознакомления с сочинениями Евклида и Архимеда будущий ученый так заинтересовался механикой и геометрией, что тут же принял решение оставить университет, всю свою дальнейшую жизнь посвятив естественным наукам.

В 1589 Галилей стал профессором Пизанского университета. Спустя еще несколько лет начал работать в Падуанском университете, где оставался до 1610 года. Дальнейшую свою работу продолжил уже в качестве придворного философа герцога Козимо II Медичи, продолжая заниматься исследованиями в области физики, геометрии и астрономии.

Открытия и наследие

Главными его открытиями являются два принципа механики, оказавшие существенное воздействие на развитие не только самой механики, но и физики в целом. Речь идет о фундаментальном галилеевском принципе относительности для равномерного и прямолинейного движения, а также о принципе постоянства ускорения силы тяжести.

На основе открытого им принципа относительности И. Ньютон создал такое понятие, как инерциальная система отсчёта. Второй же принцип помог ему выработать понятия об инертной и тяжелой массах.

Эйнштейн же и вовсе сумел развить механический принцип Галилея на все физические процессы, в первую очередь на свет, сделав выводы о природе и законах времени и пространства. А объединив второй галилеевский принцип, который он истолковал как принцип эквивалентности инерционных сил силам тяготения, с первым он создал общую теорию относительности.

Кроме этих двух принципов Галилею принадлежит открытие таких законов:

Постоянного периода колебаний;

Сложения движений;

Инерции;

Свободного падения;

Движения тела по наклонной плоскости;

Движения тела, брошенного под углом.

Помимо этих базовых фундаментальных открытий, ученый занимался изобретением и конструированием различных прикладных приборов. Так, в 1609 году он, задействовав выпуклую и вогнутую линзы, создал прибор, представляющий собой оптическую систему – аналог современной подзорной трубы. С помощью этого собственноручно созданного прибора он стал исследовать ночное небо. И весьма преуспел в этом, доработав устройство на практике и сделав полноценный для того времени телескоп.

Благодаря собственному изобретению, Галилей вскоре сумел открыть фазы Венеры, солнечные пятна и мн. др.

Однако пытливый ум ученого не остановился на успешном применении телескопа. В 1610 году, проведя эксперименты и изменив расстояния между линзами, он изобрел и обратную версию телескопа – микроскоп. Роль этих двух приборов для современной науки невозможно переоценить. Он же изобрел и термоскоп (1592 г.) – аналог современного термометра. А также много других полезных приспособлений и приборов.

Астрономические открытия ученого существенно повлияли на научное мировоззрение в целом. В частности, его выводы и обоснования разрешили долгие споры между сторонниками учения Коперника и сторонниками систем, разработанных Птолемеем и Аристотелем. Приведенные очевидные доводы показали, что аристотельская и птолемеевская системы были ошибочны.

Правда, после таких ошеломляющих доказательств (1633г.) ученого тут же поспешили признать еретиком. К счастью, костры инквизиции в то время в Европе уже поутихли, и Галилей отделался только статусом «узника святой инквизиции», запретом работать в Риме (после и во Флоренции, а также и около нее), а также постоянным надзором за собою. Но ученый продолжил относительно активную деятельность. И до болезни, вызвавшей потерю зрения, успел завершить еще один свой известный труд "Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки" (1637г.).

ГАЛИЛЕЙ (Galilei), Галилео

Итальянский физик, механик и астроном, один из основателей естествознания, поэт, филолог и критик Галилео Галилей родился в Пизе в знатной, но обедневшей флорентийской семье. Отец его, Винченцо, известный музыкант, оказал большое влияние на развитие и формирование способностей Галилея. До 11 лет Галилей жил в Пизе, посещал там школу, затем семья переселилась во Флоренцию. Дальнейшее воспитание Галилей получил в монастыре Валломброса, где был принят послушником в монашеский орден.

Здесь познакомился с работами латинских и греческих писателей. Под предлогом тяжёлой глазной болезни отец взял сына из монастыря. По настоянию отца в 1581 г. Галилей поступил в Пизанский университет, в котором изучал медицину. Здесь он впервые познакомился с физикой Аристотеля , с самого начала показавшейся ему неубедительной. Галилей обратился к чтению древних математиков – Евклида и Архимеда. Архимед стал его настоящим учителем. Увлечённый геометрией и механикой, Галилей бросил медицину и вернулся во Флоренцию, где провёл 4 года, изучая математику. Результатом этого периода жизни Галилея были небольшое сочинение «Маленькие весы» (1586, изд. 1655), в котором описаны построенные Галилеем гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов, и геометрическое исследование о центрах тяжести телесных фигур.

Эти работы принесли Галилею первую известность среди итальянских математиков. В 1589 г. он получил кафедру математики в Пизе, продолжая научную работу. В рукописях сохранился его «Диалог о движении», написанный в Пизе и направленный против Аристотеля. Часть выводов и аргументация в этой работе ошибочны, и Галилей впоследствии от них отказался. Но уже здесь, не называя имени Коперника , Галилей приводит доводы, опровергающие возражения Аристотеля против суточного вращения Земли.

В 1592 г. Галилей занял кафедру математики в Падуе. Падуанский период жизни Галилея (1592–1610) – время наивысшего расцвета его деятельности. В эти годы возникли его статические исследования о машинах, где он исходит из общего принципа равновесия, совпадающего с принципом возможных перемещений, созрели его главные динамические работы о законах свободного падения тел, о падении по наклонной плоскости, о движении тела, брошенного под углом к горизонту, об изохронизме колебаний маятника. К этому же периоду относятся исследования о прочности материалов, о механике тел животных; наконец, в Падуе Галилей стал вполне убеждённым последователем Коперника. Однако научная работа Галилея осталась скрытой от всех, за исключением друзей. Лекции Галилея читались по традиционной программе, в них излагалось учение Птолемея. В Падуе Галилей опубликовал только описание пропорционального циркуля, позволяющего быстро производить различные расчёты и построения.

В 1609 г., на основании дошедших до него сведений об изобретённой в Голландии зрительной трубе, Галилей строит свой первый телескоп, дающий приблизительно 3-кратное увеличение. Работа телескопа демонстрировалась с башни св. Марка в Венеции и произвела громадное впечатление. Вскоре Галилей построил телескоп с увеличением в 32 раза. Наблюдения, произведённые с его помощью, разрушили «идеальные сферы» Аристотеля и догмат о совершенстве небесных тел: поверхность Луны оказалась покрытой горами и изрытой кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры и впервые была постигнута их колоссальная удалённость. У Юпитера обнаружилось 4 спутника, на небе стало видно громадное количество новых звёзд. Млечный Путь распался на отдельные звёзды. Свои наблюдения Галилей описал в сочинении «Звёздный вестник» (1610–1611), которое произвело ошеломляющее впечатление. Вместе с тем началась ожесточённая полемика. Галилея обвиняли в том, что всё виденное им – оптический обман, аргументировали и просто тем, что его наблюдения противоречат Аристотелю, а следовательно, ошибочны.

Астрономические открытия послужили поворотным пунктом в жизни Галилея: он освободился от преподавательской деятельности и по приглашению герцога Козимо II Медичи переселился во Флоренцию. Здесь он становится придворным «философом» и «первым математиком» университета, без обязательства читать лекции.

Продолжая телескопические наблюдения, Галилей открыл фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца, изучал движение спутников Юпитера, наблюдал Сатурн. В 1611 г. Галилей ездил в Рим, где ему был оказан восторженный приём при папском дворе и где у него завязалась дружба с князем Чези, основателем Академии деи Линчеи («Академии Рысьеглазых»), членом которой он стал. По настоянию герцога Галилей опубликовал своё первое антиаристотелевское сочинение – «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся» (1612), где применил принцип равных моментов к выводу условий равновесия в жидких телах.

Однако в 1613 г. стало известно письмо Галилея к аббату Кастелли, в котором он защищал взгляды Коперника. Письмо послужило поводом для прямого доноса на Галилея в инквизицию. В 1616 г. конгрегация иезуитов объявила учение Коперника еретическим, книга Коперника была включена в список запрещенных. Имя Галилея в постановлении не было названо, но частным образом ему было приказано отказаться от защиты этого учения. Галилей формально подчинился декрету. В течение нескольких лет он принуждён был молчать о системе Коперника или говорить о ней намёками. Единственным большим сочинением Галилея за этот период был «Пробирщик» (1623) – полемический трактат по поводу трёх комет, появившихся в 1618 г. В отношении литературной формы, остроумия и изысканности стиля это одно из наиболее замечательных произведений Галилея.

В 1623 г. на папский престол под именем Урбана VIII вступил друг Галилея кардинал Маффео Барберини. Для Галилея это событие казалось равносильным освобождению от уз интердикта (декрета). В 1630 г. он приехал в Рим уже с готовой рукописью «Диалога о приливах и отливах» (первое название «Диалога о двух главнейших системах мира»), в котором системы Коперника и Птолемея представлены в разговорах трёх собеседников: Сагредо, Сальвиати и Симпличо.

Папа Урбан VIII согласился на издание книги, в которой учение Коперника излагалось бы как одна из возможных гипотез. После длительных цензурных мытарств Галилей получил долгожданное разрешение на напечатание с некоторыми изменениями «Диалога»; книга появилась во Флоренции на итальянском языке в январе 1632 г. Через несколько месяцев после выхода книги Галилей получил приказ из Рима прекратить дальнейшую продажу издания. По требованию инквизиции Галилей был вынужден в феврале 1633 г. приехать в Рим. Против него был возбуждён процесс. На четырёх допросах – от 12 апреля до 21 июня 1633 г. – Галилей отрекся от учения Коперника и 22 июня принёс на коленях публичное покаяние в церкви Maria Sopra Minerva. «Диалог» был запрещен, а Галилей 9 лет официально считался «узником инквизиции». Сначала он жил в Риме, в герцогском дворце, затем в своей вилле Арчетри, под Флоренцией. Ему были запрещены разговоры с кем-либо о движении Земли и печатание трудов. Несмотря на папский интердикт, в протестантских странах появился латинский перевод «Диалога», в Голландии было напечатано рассуждение Галилея об отношениях Библии и естествознания. Наконец, в 1638 г. в Голландии издали одно из самых важных сочинений Галилея, подводящее итог его физическим изысканиям и содержащее обоснование динамики, – «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки..."

В 1637 г. Галилей ослеп; он умер 8 января 1642 г. В 1737 г. была исполнена последняя воля Галилея – его прах был перенесён во Флоренцию в церковь Санта-Кроче, где он был погребён рядом с Микеланджело.

Влияние Галилея на развитие механики, оптики и астрономии в XVII в. неоценимо. Его научная деятельность, огромной важности открытия, научная смелость имели решающее значение для победы гелиоцентрической системы мира. Особенно значительна работа Галилея по созданию основных принципов механики. Если основные законы движения и не высказаны Галилеем с той чёткостью, с какой это сделал Исаак Ньютон , то по существу закон инерции и закон сложения движений были им вполне осознаны и применены к решению практических задач. История статики начинается с Архимеда; историю динамики открывает Галилей. Он первый выдвинул идею об относительности движения, решил ряд основных механических проблем. Сюда относятся прежде всего изучение законов свободного падения тел и падения их по наклонной плоскости; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; установление сохранения механической энергии при колебании маятника. Галилей нанёс удар аристотелевским догматическим представлениям об абсолютно лёгких телах (огонь, воздух); в ряде остроумных опытов он показал, что воздух – тяжёлое тело и даже определил его удельный вес по отношению к воде.

Основа мировоззрения Галилея – признание объективного существования мира, т.е. его существования вне и независимо от человеческого сознания. Мир бесконечен, считал он, материя вечна. Во всех процессах, происходящих в природе, ничто не уничтожается и не порождается – происходит лишь изменение взаимного расположения тел или их частей. Материя состоит из абсолютно неделимых атомов, её движение – единственное, универсальное механическое перемещение. Небесные светила подобны Земле и подчиняются единым законам механики. Всё в природе подчинено строгой механической причинности. Подлинную цель науки Галилей видел в отыскании причин явлений. Согласно Галилею, познание внутренней необходимости явлений есть высшая ступень знания. Исходным пунктом познания природы Галилей считал наблюдение, основой науки – опыт. Отвергая попытки схоластов добыть истину из сопоставления текстов признанных авторитетов и путём отвлечённых умствований, Галилей утверждал, что задача учёного – «... это изучать великую книгу природы, которая и является настоящим предметом философии». Тех, кто слепо придерживается мнения авторитетов, не желая самостоятельно изучать явления природы, Галилей называл «раболепными умами», считал их недостойными звания философа и клеймил как «докторов зубрёжки». Однако, ограниченный условиями своего времени, Галилей не был последователен; он разделял теорию двойственной истины и допускал божественный первотолчок.

Одарённость Галилея не ограничивалась областью науки: он был музыкантом, художником, любителем искусств и блестящим литератором. Его научные трактаты, большая часть которых написана на народном итальянском языке, хотя Галилей в совершенстве владел латынью, могут быть отнесены также к художественным произведениям по простоте и ясности изложения и блеску литературного стиля. Галилей переводил с греческого языка на латынь, изучал античных классиков и поэтов Возрождения (работы «Заметки к Ариосто», «Критика Тассо»), выступал во Флорентийской академии по вопросам изучения Данте, написал бурлескную поэму «Сатира на носящих тогу». Галилей – соавтор канцоны А. Сальвадори «О звёздах Медичей» – спутниках Юпитера, открытых Галилеем в 1610 г.