CC BY
420
УДК 771.355.32 ББК 24.123
Светлана Станиславовна Серебрякова,
кандидат педагогических наук, доцент, Забайкальский государственный университет (672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30) e-mail: ssszspu@rambler.ru
Галилео Галилей: истина сквозь линзы телескопа (к 450-летию со дня рождения учёного и 405-летию начала эры телескопической астрономии)
В статье раскрываются основные этапы жизни и деятельности выдающегося итальянского учёного Галилео Галилея; его научные достижения в области механики и создания естественно-научного метода познания; значение его творчества для развития науки и культуры в целом.
Результаты телескопических наблюдений Галилео (горы на Луне, спутники Юпитера, пятна на Солнце, фазы Венеры и др.), проведённых им в 1609-1610 гг., коренным образом изменили существовавшие в то время представления об устройстве мира и утвердили правоту гелиоцентрической системы мира Николая Коперника. Галилео Галилея по праву считают основоположником экспериментального естествознания. Он полагал, что наука должна опираться только на эксперимент как источник и главный критерий истинности научных знаний. Введя в науку эксперимент и математизацию теоретических знаний, Галилей заложил основы новых представлений о движении. Учёный опроверг мнение о том, что скорость падения тел пропорциональна их весу; установил закон движения при падении тел; выявил свойство тел сохранять свою скорость; сформулировал принцип относительности; установил, что действие является причиной изменения скорости движения тела и др.
Ключевые слова: Галилео Галилей, телескопические наблюдения, гелиоцентрическая система мира, механическое движение, научный метод.
Svetlana Stanislavovna Serebryakova,
Candidate of Pedagogy, Associate Professor, Transbaikal State University (30 Aleksandro-Zavodskaya St., Chita, Russia, 672039)
e-mail: ssszspu@rambler.ru
Galileo Galilei: Truth through Telescope Lenses (Commemorating the 450th
Anniversary of the Birth of Galileo Galilei and the 405thAnniversary of
Telescopic Astronomy Era)
The article presents the main stages in life and activity of the prominent Italian scientist Galileo Galilei, his scientific achievements in the fields of mechanics and creation of natural science cognition method, meaning of his creative work for the development of science and culture on the whole.
The results of Galileo’s telescopic observations (mountains on the Moon, Jupiter’s satellites, spots on the Sun, phases of Venus) made in 1609-1610drastically changed the existing views on the world structure and advocated Nicolas Copernicus’s heliocentric system. Galileo Galilei is really considered to be the initiator of natural experimental studies. He believed that science has to rely only on experiment as a source and the main criterion of scientific knowledge validity. Having introduced the experiment and mathematization of theoretic knowledge, Galilei laid the foundations for the new ideas about motion. The scientist disproved that the terminal velocity of a falling object was proportional to its weight, discovered the law of motion of falling bodies, revealed the property of bodies to keep their velocity, formulated the principle of relativity, and established that action was the reason for change in velocity of the body motion, etc.
Keywords: Galileo Galilei, telescopic observations, heliocentric world system, mechanical motion, scientific method.
132
© Серебрякова С. С., 2014
Открытие, сделанное Галилеем, и применение им методов научного рассуждения были одним из самых важных достижений в истории человеческой мысли, и оно отмечает действительное начало физики. Это открытие учит нас тому, что интуитивным выводам, базирующимся на непосредственном наблюдении, не всегда можно доверять, так как они иногда ведут по ложному следу
А. Эйнштейн, Л. Инфельд [10, с. 14]
2014 год - особый год в истории астрономии и науки в целом. В этом году исполнилось 450 лет со дня рождения выдающегося итальянского учёного Галилео Галилея (15 февраля 1564 - 8 января 1642) и 405 лет со дня первого использования в истории человечества телескопа - изобретения, положившего начало периоду удивительных астрономических открытий. Именно Галилео Галилей четыреста пять лет назад, в 1609 г., начал первый обзор неба при помощи телескопа.
Существует достаточное количество историко-научных исследований, посвящённых жизни и творчеству Галилео Галилея, в которых раскрываются основные этапы жизни учёного, значение его научного творчества в развитии науки и культуры в целом. Опираясь на материалы источников [1-10] кратко раскроем основные научные достижения и вехи биографии великого учёного.
Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 г. в старинном итальянском городке Пизе. Его отец, человек обширных знаний, автор трудов по истории и теории музыки хотел, чтобы Галилей стал врачом, и поэтому отдал его на учёбу в Пизанский университет. Однако медицина не привлекала Галилея, с гораздо большим увлечением он читал геометрические трактаты Евклида и труды по механике Архимеда. В конце концов, Галилей оставил университет и занялся точными науками.
Большую роль в формировании пытливого, склонного к широкому мышлению характера Галилея, сыграла сама атмосфера Пизы. Город входил в состав Великого герцогства Тосканского, ставшего одним из центров итальянского Возрождения. Именно там сформировался гуманизм - мировоззрение, во главу угла ставящее права человека на свободу мысли, суждений и критических воззрений, а также на свободу от налагаемых церковью ограничений. Впоследствии Галилей станет известен как величайший учёный, широко образованный человек, прекрасный собеседник, непобедимый в споре, а кроме того, как писатель и музыкант. Он превосходно играл на струнных инструментах и клавикордах, с успехом занимался рисованием и живописью, писал сонеты. Галилео Галилея по праву считают основоположником экспериментального естествознания. В отличие от подавляющего большинства современников, он полагал, что наука должна опираться только на эксперимент как источник и главный критерий истинности научных знаний.
В 1583 г. Галилео, слушая церковную службу, обратил внимание на то, как раскачивался вперёд и назад свисавший с потолка светильник. Отсчитывая по ударам своего пульса время, за которое лампа совершала полное колебание, Галилей заметил, что этот маятник всегда возвращается в исходное положение за одно и то же время. Экспериментируя, учёный обнаружил изохронность колебаний маятника (независимость периода колебаний от их амплитуды), а также обнаружил, что периоды колебаний маятника соотносятся как квадратные корни его длины. Результаты Галилея привлекли внимание Х. Гюйгенса (1629-1695), который изобрел часы с маятниковым регулятором (1657); с этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике.
В 1586 г. Галилео написал и опубликовал свой первый серьёзный и законченный трактат «Маленькие весы», посвящённый методике точного взвешивания тел в воздушной и водной среде (гидростатические весы). Трактат, написанный в очень популярной в то время сатирической манере, привлек внимание многих учёных, что стало для Галилео первым шагом на пути к признанию и славе.
Ещё в Пизе Галилей на опыте опроверг учение перипатетиков (последователей Аристотеля)
Рис. 1. Портрет Галилео Галилея работы Оттави Леони
о том, что тяжёлые тела падают быстрее, чем лёгкие или что скорость падения тел пропорциональна весу тел. Для этого он скатывал медные шары по наклонным плоскостям, обладавшим минимальным трением, и даже, по легенде, сбрасывал с наклонной Пизанской башни различные предметы. Так, сброшенные шары, чугунный и деревянный, одинакового размера, достигали Земли практически одновременно, небольшое различие во времени падения Галилей с полным основанием приписывал сопротивлению воздуха. Свои открытия ученый проанализировал в книге «О движении» (1590). Эти опыты имели огромное методологическое значение. Эксперименты с падением тел проводились и до Галилея, но только он при их постановке сумел отвлечься от множества несущественных обстоятельств: температуры и химического состава бросаемых тел, состояния погоды и т. п. Галилей, в отличие, например, от Леонардо да Винчи, брал тела одинаковой формы и одинакового размера, чтобы сосредоточить внимание на главном - независимости скорости падения тел от силы тяжести - и добился успеха. История физики свидетельствует о том, что только при такой постановке эксперимента его результаты являются достоверными. Галилей был первым учёным, который понял это и осуществил на практике. По существу, это было началом экспериментальной физики.
Продолжая свои исследования в области механики и движения, Галилей также занимался разработкой различных физических приборов. Среди них был самый первый в мире термометр (термоскоп Галилея) и приспособления для выкачивания воды из подземных скважин. В 1596 году Галилей создал улучшенную модель пропорционального геометрического циркуля, оказавшегося очень полезным в артиллерии для более точного прицеливания. Этот циркуль можно было использовать также для вычисления высоты звёзд над горизонтом и измерения угла наклона стен.
В Падуе Галилей провёл 18 лет, с 1592 по 1610 гг., сделав ряд важнейших открытий, принесших ему мировую славу. Именно здесь началась борьба учёного за утверждение теории Коперника, в справедливость которой он уверовал еще в Пизе. В 1597 г. Галилей писал: «К мнению Коперника я пришёл много лет назад и, исходя из него, нашёл причины многих явлений природы, далеко необъяснимых с помощью обычных гипотез. Написал многие соображения и опровержения противных аргументов, которые, впрочем, опубликовать не решился, устрашённый судьбой учителя нашего Коперника. У немногих стяжал он бессмертную славу и бесчисленным множеством - ибо таково число глупцов - осмеян и освистан» [Цит. по: 7, с. 41].
Астрономия как таковая долгое время не входила в круг интересов Галилео, в котором первое место занимали опыты по механике. В октябре 1604 г. произошло очень интересное астрономическое событие, поразившее Галилея и его современников. На ночном небе появилась таинственная звезда. Она разгоралась всё ярче, пока не стала видимой даже днем. В небесных глубинах зажглась сверхновая звезда 1604. Это случилось в правой нижней части созвездия Змееносец. Первым её обнаружил астроном Иоганн Кеплер (1571-1630), и поэтому звезду назвали его именем. Это пробудило всеобщий интерес к астрономии, и Галилей выступил с циклом лекций. Сверхновая звезда
1604 наряду со сверхновой 1572 имели большое значение в развитии астрономии в Европе, так как были использованы в качестве аргумента против аристотелевской идеи, гласившей, что мир за пределами Луны и Солнечной системы неизменен.
Вскоре произошли события, определившие всю дальнейшую судьбу учёного. В июле 1609 г. он узнал о том, что голландский оптик Ханс Липперхей (1570-1619) изобрёл инструмент, позволявший рассматривать предметы на расстоянии. «Месяцев десять тому назад, - рассказывает Галилей об этих событиях, - до наших ушей дошёл слух, что некий нидерландец изготовил «перспективу», с помощью которой зримые предметы, хотя бы и значительно удаленные от глаза наблюдателя, могли быть отчётливо видимы как бы близкие...; это и послужило поводом к тому, что я целиком отдался такой задаче: найти основы устройства подобного инструмента и выяснить также, из каких материалов я мог бы построить его...» [Цит. по: 5, с. 134]. Следует отметить, что название «телескоп» предложил в 1611 г. член Римской Академии Джованни Демизиани. Сам Галилей называл свою зрительную трубу либо регвргсШпт - «перспектива», либо оссЬла1е - «подзорная труба». Галилей не был изобретателем подзорной трубы. Но задача самостоятельного конструирования и отделки нового прибора пришлась ему по душе. Продолжая совершенствовать конструкцию своего телескопа, Галилей постепенно добился 32-кратного увеличения.
Величайшей заслугой учёного является то, что он первым широко использовал подзорную трубу для астрономических целей. В конце 1609 - начале 1610 гг. Галилей впервые посмотрел на ночное небо вооружённым глазом. Даже скромного увеличения галилеевой трубы хватило, чтобы сделать несколько потрясающих открытий. Прежде всего, он направил свой телескоп на самое крупное тело
ночного неба - Луну. Галилей обнаружил, что поверхность Луны очень неровная. Как и на Земле, там есть горы и долины.Неожиданно была раскрыта тайна Млечного Пути. «...При помощи перспективы его можно настолько ощутительно наблюдать, что все споры, которые в течение стольких веков мучили философов, уничтожаются сами собой при наличии наглядной очевидности, да и мы освобождаемся от многословных диспутов. Действительно, Галаксия является не чем иным, как собранием бессчётного множества звёзд, как бы расположенных кучами; в какую бы её область ни направить перспективу, сейчас же взгляду представляется громадное множество звёзд, из которых весьма многие достаточно ярки и вполне ясно различимы; количество же звёзд более слабых не допускает вообще никакого подсчёта...» [Цит. по: 5, с. 134]. Затем Галилей открывает 4 спутника Юпитера, которые он в честь великого герцога тосканского Козимо II Медичи называет «Медичейскими звёздами».
Галилей пишет восторженную книгу «Звездный вестник», в которой подробно рассказывает о результатах первых телескопических наблюдений. Изложенные в ней факты еще больше противоречили системе Птолемея, чем идеи Галилея относительно сверхновой. Новые открытия вызывают ожесточенную полемику. Большинство учёных, открыто или тайно, переходит в лагерь противников Галилея. «Трубы порождают иллюзии», «открытия Галилея являются оптическим обманом» - вот основные тезисы, которые повторяются на разных языках. Сам учёный потрясён не менее других, он имел возможность воочию убедиться в справедливости учения Коперника. Галилей продолжает вести наблюдения и делает не менее удивительные открытия.
Галилей обращает взор к самой далекой, или, в старинной терминологии, «высочайшей», из известных тогда планет - Сатурну. В свой несовершенный инструмент он не разглядел, что за странные пятна постоянно наблюдаются по обе стороны диска этой планеты. Галилей решил, что обнаружил два спутника Сатурна. «Я нашел, - пишет он в письме, - целый двор у Юпитера и двух прислужников у старика (Сатурна); они его поддерживают в шествии никогда не отскакивают от его боков» [Цит. по: 5, с. 135]. Как было принято в те времена, автор открытия публиковал его в зашифрованном виде. Такой путь давал возможность, не торопясь, проверить наблюдения и в то же время сохранить свой приоритет. Галилей, следуя духу времени, предал гласности анаграмму, бессвязный набор 39 латинских букв, в котором две буквы были лишними:
Smiasmrmielmepoetaleumibuvnenugttaviras
Галилей не заставил публику ждать долго и вскоре огласил содержание зашифрованного сообщения. Его фразу следовало читать так:
ЛШззгтитрШпеЬатЬегдеттитоЬзегуат
Высочайшую планету тройною наблюдал
То, что это были кольца Сатурна, спустя полстолетия открыл Христиан Гюйгенс. Далее Галилей замечает, что планета Венера «подражает» Луне: она меняет свой вид. Это служит решающим доказательством того, что Венера, в соответствии с взглядами Коперника, действительно обращается вокруг Солнца. Затем Галилей наряду с другими учёными наблюдает пятна на Солнце и понимает, что пятна являются частью солнечной структуры. Это предположение позволило учёному открыть вращение Солнца и вычислить его период.
Итак, Галилей не был изобретателем подзорной трубы, возможно, и не он первым посмотрел на Луну, Юпитер и Венеру, но он был первым, кто, благодаря настойчивости и проницательности ума, в полной мере понял, «разглядел» великое значение своих открытий (см. табл. 1).
Таким образом, результаты телескопических наблюдений Галилео коренным образом изменили существовавшие в то время представления об устройстве мира. Они противоречили господствовавшей в то время геоцентрической системе мира, принятой в качестве истины католической церковью. Твёрдо веривший в эксперимент и наблюдение, Галилей разрушил привычные тогда представления и подверг сомнению авторитет Священного писания по поводу идеальности небесных тел. Он правильно истолковал свои наблюдения и сделал вывод о том, что телескопические открытия раз и навсегда утверждают правоту гелиоцентрической системы мира Николая Коперника.
Рис. 2. Зарисовки, включённые в «Письма о солнечных пятнах» (1611)
Таблица 1
Телескопические наблюдения Галилео Галилея и их значение
№ Результаты первых телескопических наблюдений, проведённых Галилео Галилеем Научное и мировое значение открытия
1 Шероховатая поверхность Луны Противоречило идее противопоставления земного и небесного
2 Сложная структура Млечного Пути Значительно расширяло представления человечества о размерах мира (Вселенной)
3 4 спутника Юпитера Противоречило господствующему представлению о том, что только Земля может являться центром мира, и только вокруг неё могут обращаться небесные тела
4 Фазы Венеры Противоречило принятой геоцентрической системе мира. Характер смены фаз у Венеры убедительно свидетельствовал о том, что Венера вращается вокруг Солнца
5 Пятна на Солнце Противоречило идее противопоставления земного и небесного
Новые веяния в науке тревожили руководство католической церкви. Поэтому список запрещённых, еретических книг был пополнен, в него вошли сочинения Коперника и Кеплера. В 1616 г. Галилея вызывают в Рим, где ему было сделано устное внушение о недопустимости поддержки учения Коперника, которое признано противоречащим Священному Писанию. Однако критика Птолемея и Аристотеля формально запрещена не была. И Галилей этим воспользовался.
Несколько десятилетий своей жизни Галилей посвятил обоснованию учения Коперника - гелиоцентрической системы мира. Результатом этой работы стал обобщающий труд «Диалог о двух главнейших системах мира - Птолемеевой и Коперниковой», изданный в 1632 г. Галилей написал свой труд не на мёртвой латыни, как тогда было принято, а на живом итальянском языке, его книга была доступна не только учёным, но и любому грамотному человеку. «Диалог» Галилея по праву считают шедевром не только в отношении астрономии и физики, но и в отношении языка. А самого Галилея - основоположником итальянской прозы. На протяжении четырёх дней три человека - Сальвиати, Сагредо и Симпличио ведут спор об устройстве мира, приводя на этот счёт бесчисленные аргументы и контраргументы. Сальвиати и Сагредо - имена двух друзей Галилея, из которых первый выражает мысли самого автора, а второй ему сочувствует. Симпличио (по-итальянски «простак») - персонаж, отстаивающий точку зрения Аристотеля и Птолемея. Галилей стремиться сохранить объективность, не делая никаких выводов, но содержание книги не оставляет ни малейшего сомнения, на чьей стороне автор.
Рис. 3. Титульный лист «Диалога» Галилео Галилея
В течение первого дня дискуссия касается общих философских вопросов, рассматривается учение перипатетиков о противоположности земного и небесного, о достоверности познания и его источнике, о трёхмерности мира и т. д.
Беседа второго дня занимает центральное место в книге. В ней разбираются аргументы против учения о движении Земли, которое якобы должно отразиться на наблюдаемых нами явлениях, например, брошенный с башни камень должен упасть не к подножию башни, а в сторону, противоположную движению Земли, облака и птицы должны отставать от движущейся Земли и т. п. Для опровержения этих аргументов и потребовалась новая механика. Галилей делает новый шаг в выработке важнейшей идеи механики - представлении об инерции. Разбирая движение тела по наклонной плоскости, отвлекаясь от трения (плоскость и шар абсолютно твёрдые и гладкие), Саль-виати подводит своих собеседников к выводу, что шар, скатывающийся по плоскости ускоренно, будет подниматься по плоскости замедленно, если ему сообщить начальную скорость. «Теперь скажите, - продолжает обсуждение Сальвиати, - что будет с тем же телом на плоскости, которая ни вниз не опускается, ни вверх не поднимается?» Из ответов собеседников выясняется, что тело будет равномерно двигаться столько времени, «сколько хватит» такой плоскости. «Если, - подводит итог Сальвиати, - длина ёе будет бесконечна, то и движение будет продолжаться вечно» [Цит. по: 7, с. 44]. Галилей не нашел полной и точной формулировки закона инерции, он не смог оторваться от своей плоскости, не имеющей «ни спуска, ни подъема», и, отождествив эту плоскость с поверхностью шара, считал, что движение тела по такой идеальной сферической поверхности может продолжаться вечно. Тем не менее, Галилео Галилей в путанице земных движений выявил свойство тел сохранять свою скорость. Ядро, выпущенное из пушки, будет продолжать лететь, с заданной ему скоростью, одновременно падая на Землю.
Галилей совершенно правильно применил закон инерции в конкретных примерах и, что особенно важно, привлёк этот закон к обоснованию системы Коперника. Шар, сброшенный с башни, продолжает двигаться вместе с башней и поэтому упадёт к её подножию. Птицы и облака продолжают двигаться вместе с Землей, как и атмосфера. Земля находится в постоянном движении, но мы, перемещаясь вместе с ней, этого не замечаем. Иллюстрируя это, Сальвиати приводит в качестве примера явления, происходящие в трюме корабля: падение капель из ведра, подвешенного к потолку, в сосуд с узким горлышком, поставленный на полу; полёт мух и бабочек, находящихся в трюме; бросание мяча и др. «Наблюдайте хорошенько за всем этим, - говорит Сальвиати, - и заставьте привести в движение корабль с какой угодно быстротой. Если движение будет равно-
мерно, то вы не заметите ни малейшей перемены во всех указанных действиях и ни по одному из них не в состоянии будете судить, движется ли корабль или стоит на месте» [Цит. по: 7, с. 45]. В этом высказывании Сальвиати содержится важнейший физический принцип - принцип относительности Галилея: никаким механическим опытом нельзя установить, покоится система или движется равномерно и прямолинейно, движения в ней протекают одинаково. Установление принципа относительности сняло главные возражения против учения Коперника.
В беседе третьего дня в «Диалоге» приводятся астрономические открытия, в разное время сделанные самим Галилеем: горы на Луне, солнечные пятна, фазы Венеры, спутники Юпитера, свидетельствующие в пользу Коперника и против Аристотеля и Птолемея. Сагредо в книге восклицает: «О Николай Коперник. Как обрадовался бы ты, видя, как подтверждена этими фактами твоя истина!» [Цит. по: 7, с. 45].
Нельзя утверждать, что все рассуждения Галилея безошибочны. Приведённая в беседе четвёртого дня теория приливов и отливов, которую ученый считал важнейшим доказательством в пользу теории Коперника, по сути своей противоречит установленному им же принципу относительности.
Богатое содержание «Диалога» далеко не исчерпывается изложенными выше примерами. Блестящая аргументация произвела сильное впечатление на современников, и книга стала сенсацией, заинтересовав даже людей, далеких от науки. На это сочинение сразу обратила внимание церковь, Галилей был вызван в Рим, где предстал перед судом инквизиции. Учёного обвинили в распространении еретических идей, содержащихся в учении Коперника. 22 июня 1633 г. в той же церкви, где Джордано Бруно выслушал смертный приговор, семидесятилетний Галилео Галилей, стоя на коленях, произнёс предложенный ему унизительный текст отречения. После этого учёному запретили видеться с друзьями и учениками, и поместили его под домашний арест на западную виллу в Арчетри близ Флоренции. До конца жизни Галилей считался «узником инквизиции».
Что заставило учёного отречься от дела жизни?
Одни считают, что больной и немощной старик проявил слабость и осуждают его за это. Другие полагают, что именно отречение могло дать Галилею возможность закончить свой последний труд, положивший начало научной механике. Формально, отрекшись от нового учения о строении мира, Галилей на самом деле остался его убежденным сторонником. Именно благодаря этому отречению появилась вторая великая книга Галилея «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению» (1638), открывшая дорогу «Началам» Ньютона и заложившая основы статики и отдельной науки о сопротивлении материалов. Легенда приписывает учёному слова, произнесенные им сразу после суда: «А всё-таки она вертится», - слова, ставшие символом борьбы за научную истину.
Самой знаменитой, приведшей к конфликту с инквизицией, книгой Галилея считается его «Диалог». Однако в научном смысле намного большее значение имеют «Беседы», в которых учёный подводит итоги своих исследований по механике. «Мы создаем совершенно новую науку, - пишет Галилей в «Беседах», - о предмете чрезвычайно старом. В природе нет ничего древнее движения, и о нём философы написали томов немало и немалых. Однако я излагаю многие присущие ему и достойные изучения свойства, которые до сих пор не были замечены, либо не были доказаны» [2, с. 233]. Введя в науку два новых метода (эксперимент и математизация теоретических знаний), Галилео Галилей начинает выстраивать на их базе новую науку о движении.
Остановимся на цикле опытов, связанном с исследованием движения тел по наклонной плоскости. Для того, чтобы средствами XVII в. измерить скорость перемещения падающего тела, необходимо было значительно ее уменьшить, не изменяя при этом условий падения. Галилею удалось это сделать, используя наклонную плоскость. Он установил, что скорость скатывания меньше скорости падения по вертикали в определённое число раз, соответствующее отношению длины наклонной плоскости к её высоте. Применив наклонную плоскость, Галилей смог опытным путём установить закон движения при падении тел. Он осуществил опыт, подробно описанный в «Беседах»: «гладкий шарик из твердейшей бронзы» скатывался по желобу, «покрытому лощёным пергаментом». Время измерялось водяными часами. Многократно проводя опыт при разных наклонах желоба, Галилей установил фундаментальный физический закон, который мы сейчас записали бы следующим образом:
-
в 2 ’
где 8 - модуль перемещения тела; g - модуль ускорения свободного падения тела; 1 - время движе-
ния.
Далее Галилей устанавливает, что действие является причиной изменения скорости движения; только в пустоте реализуется в точности инерциальное движение. Заслуга Галилея в том, что он увидел сущность совершающихся процессов, скрытую за непосредственной видимостью. Используя приём - мысленный эксперимент, который он сам ввёл в науку, ему удалось ответить на многовековой вопрос о причине изменения скорости движения. Галилей показал, что воззрения Аристотеля, хотя и согласуются с нашим повседневным опытом, но являются ошибочными.
Революционное преобразование методологических основ научных исследований, проведенное Галилео Галилеем состоит в том, что он разработал новый экспериментальный метод исследования природы, придав ему вполне современные черты: создание модели реального процесса, абстрагирование от несущественных фактов, многократные повторения опытов и т. д. В то же время он возродил математический подход Архимеда к исследованию природы.
Научный метод Галилея (естественнонаучный метод познания) включает четыре этапа: факты ^ гипотеза ^ следствие ^ эксперимент. Из наблюдений и опытов формируется предположение -гипотеза, которая хотя и является обобщением опытов, но включает в себя нечто новое, что непосредственно не содержится в каждом конкретном опыте. Гипотеза даёт возможность вывести логическим (математическим) путём определённые следствия, предсказать новые факты; эти факты должны быть проверены на опыте. Экспериментальная проверка следствий подтверждает гипотезу, превращает её в научную теорию или научный закон. Галилео Галилея по праву считают одним из основоположников науки Нового времени.
Более 300 лет спустя в конце XX века (1992 г.) католическая церковь признала свою ошибку в деле Галилея и «реабилитировала» его. В беседе с академиком В. И. Арнольдом папа Иоанн Павел II признал, что наука одна способна установить истину, а религия, по словам понтифика, считает себя более компетентной в оценке возможного использования научных открытий.
Галилей сказал однажды: «Я не хочу верить, что Бог, одаривший нас чувствами, разумом и интеллектом, не хотел, чтобы мы пользовались этими дарами» [Цит. по: 4, с. 31]. Исходя из этого, он пытался объяснить мироустройство с рациональной, математической точки зрения.
Тщательные наблюдения Галилея и в наше время приносят ощутимую практическую пользу. Так, в конце ХХ века, когда католическая церковь официально реабилитировала Галилея, журналы его наблюдений были заново просмотрены историками астрономии. Оказалось, что зимой 16121613 гг. Галилей несколько раз зарисовал звездочку в таком месте, где близко нет ни одной звезды, доступной по яркости его телескопу. Небрежность?.. Ошибка?!.. Вовсе нет. Удалось установить, что Галилей в 1612—1613 гг. наблюдал планету Нептун. Разумеется, в свой крохотный телескоп он не был в состоянии различить диск планеты. Он не мог даже вообразить, что натолкнулся на новую планету. Однако благодаря зоркости Галилея астрономам удалось восстановить на небе точное положение планеты Нептун за 233 года до её открытия [5]. Галилео Галилей и сегодня шагает в ногу со временем!
Следы Галилея сегодня можно встретить повсюду. Имя Галилео Галилея увековечено в названии целого ряда объектов Солнечной системы, космических аппаратов, единицы измерения физической величины, принципа относительности и преобразования координат в классической механике и др. Его математическая формула ускорения свободного падения продолжает использоваться в наши дни в почти первоначальном виде. Но самым долговечным вкладом Галилея в мир науки стал изобретённый им научный метод, основанный на опыте и математической обработке полученных данных. Без этого метода не было бы ни современных, ни грядущих достижений науки.
Список литературы
1. Галилей Г. Избранные труды: в 2 т. Т. 1. М.: Наука, 1964. 640 с.
2. Галилей Г. Избранные труды: в 2 т. Т. 2. М.: Наука, 1964. 572 с.
3. Галилео Галилей. иИЬ: М1р://ги.-тк1ре&а.о^/-тк1/Галилей,_Галилео (дата обращения: 10.04.2014).
4. Галилео Галилей // 100 человек, изменившие ход истории. № 9. иИЬ: М1р:/ДЬигпа1ко.пе1;/=100-сЬе1оуек-ко1;опе^тетИ-181;ог1]и/09^аИ1е] (дата обращения:
10.04.2014).
5. Гурштейн А. А. Извечные тайны неба: кн.для учащихся. 2-е изд., перераб. и доп.
М.: Просвещение, 1984. 272 с.
6. Ильин В. А., Кудрявцев В .В. История и методология физики: учебник для магистров. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2014. 579 с.
7. Кудрявцев П. С. Курс истории физики:учеб.пособие для студентов физ.-мат. фак. пед.ин-тов. М.: Просвещение, 1974. 312 с.
8. Кузнецов Б. Г. Галилео Галилей. М.: Наука, 1964. 423 с.
9. Шмутцер Э., Шютц В. Галилео Галилей / пер. с нем. М.: Мир, 1987. 143 с.
10. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. М.: Молодая гвардия, 1966. 265 с.
References
1. Galilej G. Izbrannye trudy: v 2 t. T. 1. M.: Nauka, 1964. 640 s.
2. Galilej G. Izbrannye trudy: v 2 t. T. 2. M.: Nauka, 1964. 572 s.
3. Galileo Galilej. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Galilej,_Galileo (data
obrashhenija: 10.04.2014).
4. Galileo Galilej / / 100 chelovek, izmenivshie hod istorii. № 9. URL:
http://zhurnalko.net/=100-chelovek-kotorie-izmenili-istoriju/09-galilej (data obrashhenija:
10.04.2014).
5. Gurshtejn A. A. Izvechnye tajny neba: kn.dlja uchashhihsja. 2-e izd., pererab. i dop.
M.: Prosveshhenie, 1984. 272 s.
6. Il’in V. A., Kudrjavcev V .V. Istorija i metodologija fiziki: uchebnik dlja magistrov.
2-e izd., pererab. i dop. M.: Jurajt, 2014. 579 s.
7. Kudrjavcev P. S. Kurs istorii fiziki:ucheb.posobie dlja studentov fiz.-mat. fak. ped.in-tov. M.: Prosveshhenie, 1974. 312 s.
8. Kuznecov B. G. Galileo Galilej. M.: Nauka, 1964. 423 s.
9. Shmutcer Je., Shjutc V. Galileo Galilej / per. s nem. M.: Mir, 1987. 143 s.
10. Jejnshtejn A., Infel’d L. Jevoljucija fiziki. M.: Molodaja gvardija, 1966. 265 s.
Статья поступила в редакцию 19.05.2014
