Галилей


Борьба за новую науку

В 1600 г. на Площади Цветов в Риме был сожжен на костре Джордано Бруно. Инквизиция расправилась с ним за его «еретические» учения, в которых видное место занимали теория Коперника и движение Земли.

Незадолго перед этим молодой итальянский ученый Галилей, изучая астрономию, пришел к твердому убеждению, что теория' Коперника правильна, что дальнейшее развитие астрономии возможно только на основе учения о движении Земли. Перед Галилеем стал трудный вопрос: как поступить? Открыто, широко и смело проповедывать новое учение, как делал это Джордано Бруно?

Прекрасны и жизнь и смерть Бруно. Семь лет до казни томился он в застенке инквизиции, но ни убеждения, ни пытки не сломили его духа: он не отказался от своих убеждений и пал, борясь за истину. Но означало ли это, что все ученые-коперниканцы должны следовать его примеру?

Если бы Галилей, еще молодой и мало известный ученый, открыто заявил о том, что разделяет учение Коперника, он был бы уничтожен инквизицией, не успев почти ничего сделать для популяризации новых идей. Галилей решил, что борцы за новую науку не должны безрассудно подвергать себя опасности и давать инквизиции возможность уничтожать неугодных ей ученых поодиночке. И Галилей применил другую тактику. Он решил не вступать сразу в открытую борьбу с еще слишком сильным противником. Образно выражаясь, вместо штурма твердынь мракобесия Галилей применял осаду, отвоевывая у противника пока только слабейшие его позиции и накопляя силы для прямого удара в дальнейшем.

Мы употребили выражение «борцы за новую науку». Под новой наукой мы подразумеваем не только учение Коперника. Новая наука — это углубленное, свободное исследование природы, опытное знание, которое противопоставлялось средневековой науке, схоластике. Схоластический ученый считал, что все можно узнать из книг — из библии, из произведений некоторых древних писателей, главным образом, Аристотеля. Схоласт слепо верил этим авторитетам, и изучение живой действительности, самой природы, считал чуть ли не преступлением. Против этой мертвой схоластики и вел борьбу Галилей и подобные ему ученые. Борьба велась упорная и непримиримая. Схоласты, поддерживавшиеся церковью и всеми реакционными силами того времени, не останавливались ни перед какими средствами: участь Бруно это ярко иллюстрирует. Но и соратники Галилея не сдавались, они знали, что за них сама жизнь, что рано или поздно они победят. И сам Галилей, как бы он ни был порой покорен на вид, на самом деле ни на минуту не складывал оружия. Под знаком этой борьбы против тьмы и невежество средневековья, против мертвой схоластики прошла вся жизнь Галилея.

Первые работы

Дом в Пизе, где родился ГалилейГалилео Галилей родился в 1564 г. в Пизе. Отец его Винченцо Галилей принадлежал к роду флорентийских нобилей. Когда-то богатая семья Галилеев оскудевала. Винченцо Галилей, человек по тому времени образованный, был учителем музыки и, кроме того, торговал сукном. Галилео Галилей обучался сначала дома, потом в монастырской школе. В 1580 г. Галилей стал студентом факультета искусств Пизанского университета. Видимо, под влиянием со-ветов отца Галилей избрал своей специальностью медицину. Но медицина мало его привлекала. Уже в ранней юности Галилей интересовался математикой и практической механикой. Около 1583 г. он изобрел прибор для измерения пульса, основанный на применении маятника. В 1586 г. Галилей написал сочинение: «Маленькие весы», где изложил известный гидростатический закон Архимеда и указал способ определения удельного веса тела при помощи гидростатических весов, изобретенных самим Галилеем.

Дом Галилея во ФлоренцииВ 1585 г. Галилей оставил университет, невидимому, из-за недостатка средств. После этого в течение 4 лет он не мог найти себе никакой должности, пока ему не помог известный механик Гвидо Убальди маркиз дель Монте, который сумел рано заметить и оценить блестящие способности Галилея. В 1589 г. при содействии Гвидо Убальди двадцатипятилетний Галилей занял кафедру математики в Пизанском университете.

В 1591 г. умер отец Галилея, и на Галилея легла обязанность материально поддерживать мать, брата и сестер. В Пизе он получал совершенно ничтожный оклад — в переводе на знакомые нам денежные единицы около 155 зол. руб. в год. Повидимому, именно материальные соображения заставили Галилея переселиться в 1592 г. в Венецианскую республику, где он занял кафедру математики в Падуанском университете. Здесь ему были предложены лучшие условия, кроме того, в Венецианской республике Галилей мог рассчитывать на частный заработок, который в действительности и составил большую часть его доходов в Падуе. Здесь он приобрел многочисленных друзей и учеников. Вообще в Венецианской республике Галилея ценили. Венецианский сенат постепенно увеличил, его годовой оклад с 180 до 1000 флоринов в год. В 1610 г. Галилей возвратился в Тоскану, во Флоренцию, поступив на службу к герцогу Тосканскому Козимо II Медичи. Здесь он получил титул «первого математика и философа великого герцога» и «первого математика Пизанского университета». Основное условие, которое поставил при этом Галилей, это предоставление ему достаточного досуга для серьезной научной работы.

Борьба со схоластикой

Галилей уже в начале своей научной деятельности понял всю бесплодность метода схоластов, которые считали себя последователями Аристотеля и слепо ему верили. Это приводило их к многочисленным ошибкам даже не только в тех местах, где ошибался сам-Аристотель: ведь Аристотеля в средние века очень плохо переводили, плохо по-нимали и порой совершенно бессмысленно истолковывали. Кроме того, и это всего хуже, непосредственное изучение явлений природы схоласты заменяли штудированием Аристотеля и его истолкователей. Существует рассказ об одном схоласте, которому анатом продемонстрировал на трупе, что нервная система начинается в мозгу, а не в сердце, как учил Аристотель. «Вы все это так хорошо показали,— заявил схоласт анатому,— что, если бы у Аристотеля не было нескольких мест, опровергающих то, что я видел собственными глазами, я охотно бы согласился с вашим утверждением». Конечно, это анекдот, но анекдот, правдиво характеризующий ярых схоластов. И если сейчас учение схоластов кажется нам смешным, то во времена Галилея виковая сила традиции и, главное, авторитет церкви, которая всецело стояла на стороне схоластов, делали борьбу с ними трудной и даже опасной.

Титульный листь Звездного вестникаНо сама жизнь требовала решительной борьбы со схоластикой. Схоластическая наука соответствовала феодальному способу производства и могла кое-как удовлетворить запросам жалкой техники средневековья. Однако со временем положение изменилось. Развитие ремесл, торговли и денежных операций постепенно расшатывало старый феодальный порядок. Новый класс — буржуазия — все более резко противопоставлял себя феодалам. Росли производительные силы, развивались новые отрасли призводства. Средневековая техника, средневековая наука уже совершенно не удовлетворяли запросам хозяйства. Строительство дорог, возведение плотин и шлюзов, добыча руд, изготовление пушек и снарядов, постройка крепостей, судостроение и морские путешествия, - все это вызвало мощное развитие математики, механики, астрономии и оптики. Но развитие производительных сил неразрывна связано с классовой борьбой. И эта классовая борьба происходила не только в области экономики и политики, но, как это всегда бывает, и в области идеологии, искусства, науки. Феодалы отчаянно боролись не только против увеличения экономического и политического значения буржуазии, но и против новой науки. При этом католическая церковь оставалась вер-ной опорой и знаменем феодальной реакции. В XVII в. феодально-католическая реакция особенно свирепствовала именно на родине Галилея, в Италии, во всех областях, за исключением Венецианской республики. Найдя ряд грубых ошибок в учении схоластов, убедившись в бесплодности самого их метода, Галилей отнюдь не спешил высказывать свои сомнения и теории. Он был одним из основоположников экспериментального метода, который требует тщательной проверки теории путем наблюдений и опытов. Поэтому Галилей продвигался вперед чрезвычайно медленно, накопляя тщательно проверенный материал для строго научного доказательства.

Основной вопрос, в котором Галилей разошелся со схоластами, был вопрос о движении земных и небесных тел. Для схоластов это были два совершенно разных вопроса: небесные тела, совершенные по своей природе, движутся и совершенным движением — круговым, которое вечно и неизменно.

Земные тела имеют только одно естественное движение — прямолинейное, направленное к центру Земли; остальные виды движения на Земле — это принужденные движения, которые кончаются, как только устраняется их причина.

Нелегко было разобраться во всей этой путанице. Но Галилей в конце концов правильно решил основные вопросы земной механики и сумел связать ее с небесной. Так например, установив крайне важный закон — закон инерции, он опроверг при его помощи один из сильнейших доводов против теории Коперника.

Антикоперниканцы говорили: если бы Земля двигалась, то, например, яблоко, упавшее с яблони, падало бы не под дерево, а далеко в сторону, так как за время падения яблока Земля успела бы значительно переместиться. Теперь мы знаем, что, и оторвавшись от дерева, яблоко продолжает участвовать в движении Земли благодаря инерции и поэтому не отстает от земной поверхности и во время полета. Но впервые на это указал только Галилей,(на самом деле, тело, падающее с высоты, несколько отклоняется от направления отвеса, но не к западу, а к востоку, так как, чем выше (чем дальше от центра Земли), тем больше его окружная скорость. Незначительное отклонение падающих тел к востоку наблюдается на опыте и служит одним из непосредственных доказательств вращения Земли.)

Астрономические открытия

Титульный лист Весов для золотаОбширный материал, подтверждающий теорию Коперника, был получен Галилеем при помощи телескопа. В 1609 г. Галилей узнал об изобретенной в Голландии зрительной трубе. Воспользовавшись этой идеей, он изготовил более совершенную трубу и первый применил ее для астрономических наблюдений. Новый мир открылся перед Галилеем. Он ясно увидел лунные горы и измерил их высоты по теням, которые они отбрасывают. Он открыл солнечные пятна и по ним определил скорость вращения Солнца вокруг своей оси. Он увидел, что Млечный Путь представляет собой скопление огромного количества звезд. Он открыл четырех спутников Юпитера и наблюдал у Венеры фазы, подобные фазам Луны. Самое замечательное то, что эти фазы Венеры с несомненностью доказывали обращение Венеры вокруг Солнца, как это утверждает Коперник, а не вокруг Земли, как утверждали схоласты, как учила церковь, ссылаясь на «священное писание». Результаты первых наблюдений при помощи телескопа были опубликованы Галилеем в книге «Звездный вестник». Эта книга произвела сенсацию, и вообще телескопические наблюдения создали Галилею мировую известность. В «Звездном вестнике» Галилей уже недвусмысленно высказывался в пользу системы Коперника. И замечательно, что почти одновременно с изданием «Звездного вестника» он переселился из Венецианской республики, которая очень не ладила с папой, в Тоскану, где инквизиторы распоряжались, как у себя дома. Чем объяснить этот смелый шаг?

Дело в том, что ставка Галилея была на то, чтобы убедить высшее католическое духовенство в нецелесообразности гонения на учение Коперника. А для этого Галилей прежде всего хотел показать, что он сам верный сын церкви, что он не прячется, не скрывается в Венецианской республике.

Как мы увидим дальше, расчеты Галилея не оправдались. Он не учел, что вопрос об учении Коперника был вопросом не только науки, но и вопросом классовой борьбы и политики, и именно поэтому никакие убеждения тут подействовать не могли.

Из своих астрономических открытии сам Галилей придавал наибольшее значение открытию спутников Юпитера, причем значение не только чисто научное, но и практическое. Будучи гениальным теоретиком, Галилей прекрасно чувствовал неразрывную связь теории с практикой. В своих теоретических изысканиях он постепенно отталкивался от практики и, наоборот, теоретические выводы успешно применял к разрешению практических задач. Галилей был не только ученым, но и хорошим инженером-конструктором и изобретателем. Какую все же практическую пользу рассчитывал он извлечь из открытия спутников Юпитера?

Дело в том, что с развитием мореходства огромное значение получила задача определения географической долготы в открытом море. Значение, которое придавали этой задаче, видно хотя бы из того, что в начале XVII в. различные государства назначили за ее успешное разрешение огромные по тому времени премии: Голландские штаты — 100 тыс. гульденов, Испания — 100 тыс. талеров. Для определения долготы нужно было уметь определить местное время и время нулевого меридиана. Разница во времени в 1 час сответствует 15° долготы. Труднее всего было определять время нулевого меридиана, так как точных часов, которые сохраняли бы это время в течение долгого плавания, тогда не существовало. И вот Галилей решил, что стоит изучить движение спутников Юпитера и составить для них таблицы, и задача будет разрешена. Юпитер со спутниками будет служить настоящими часами, идущими точно и одинаково, с какого бы места Земли на них ни взглянули. Сам Галилей не довел до конца этой задачи, но идея была вполне правильной и впоследствии получила практическое осуществление.

Борьба за систему Коперника

Галилеевы часы с маятникомСлава Галилея росла, но заветная его мечта не осуществилась: добиться легализации учения Коперника ему не удалось. Феодально-католическая реакция усиливалась. В 1616 г. был издан декрет, в котором учение о движении Земли объявлялось ересью и запрещалось. Галилею в то же время было сделано инквизицией особое внушение — отказаться от этой ереси и ни в коем случае не распространять ее.

Но Галилей и тут не смирился. Он продолжал упорно собирать все новые доказательства в пользу теории Коперника, обработал их и написал блестящую книгу «Диалог о двух важнейших системах мира». Книга написана в форме беседы трех лиц: Сильванти, Сагредо и Симпличио. Сильванти защищает теорию Коперника, Сагредо его поддерживает, а Симпличио пытается опровергнуть. Симпличио - схоласт, имя его можно связать с именем Симплиция — одного из толкователей Аристотеля, но вместе с тем симпличио значит — простак, дурачок.

Телескоп ГалилеяРазговорная форма книги — прежде всего военная хитрость: Галилей формально не показывает, с кем из собеседников он согласен. Но жалкие возражения Симпличио настолько ничтожны по сравнению со строгими и точными доводами Сильванти и Сагредо, что непредубежденный читатель, прочтя книгу, вполне убеждался в правильности учения Коперника.

С громадным трудом, используя борьбу партий внутри самого папского лагеря. Галилею удалось получить разрешение на издание книги. В 1632 г. «Диалог Галилео Галилея о двух важнейших системах мира — Птоломея и Коперника» был издан. Но инквизиция быстро спохватилась. Галилея вызвали в Рим под угрозой, что в случае неявки он будет доставлен силой, в цепях, и предан суду инквизиции.

После унизительной процедуры отречения от учения Коперника: от учения, в котором был глубочайше убежден сам Галилей и проповедь которого составляла дело всей его жизни, Галилея должны были заключить в тюрьму. Только заступничество высокопоставленных друзей, гласным образом, французского посланника графа де Ноайль, избавило Галилея от заточения. После суда в 1633 г. ему разрешили жить сначала в Сиене, затем, Арчетри. Но инквизиция до самой смерти Галилея уже не прекращала строгого надзора за ним.

Последние работы

Однако ни годы, ни разочарования не сломили железной энергии и несокрушимого мужества Галилея. Семидесятилетний старец продолжал свои научные занятия. Чувствуя, что ему не долго уже остается жить, он с лихорадочной поспешностью писал свою последнюю книгу «Беседы и математические обоснования двух новых наук, касающихся механики и местного движения». В этом замечательном произведении Галилей действительно положил начало двум новым наукам — сопротивлению материалов и динамике. Уже первые теоретические соображения Галилея относительно сопротивления материалов (хотя далеко не все в них верно) давали возможность практику-строителю гораздо более точно рассчитать проектируемое сооружение. Главное же — научный подход к вопросу о прочности сооружений дал толчок для дальнейшего развития этой науки. Но еще замечательнее та часть «Бесед», где говорится о проблемах движения. Здесь основы новой науки (которую потом уже назвали динамикой), науки о движении тел под действием сил, даны Галилеем совершенно правильно и точно.

Вид лунной поверхности (рис. Галилея)Простейшее движение под действием силы — это падение тела. Движение это наблюдали постоянно, о нем написали много книг, однако только Галилей дал правильные законы падения. До Галилея считали, что тело, в десять раз более тяжелое, и падает в десять раз быстрее. Этот очевидный абсурд Галилей опроверг и путем остроумных рассуждений и, главное, путем непосредственных опытов. Он показал, что, если пренебречь сопротивлением воздуха, скорость падения тела не зависит ни от веса тела, ни от его плотности. Галилей нашел закон, по которому ускоряется движение падающего тела, доказал, что тела, брошенные под углом, движутся по параболам и т. д. Можно смело сказать, что современная научная механика начинается со времен Галилея.

И «Диалог о двух главнейших системах мира» и «Беседы» написаны вопреки традициям того времени не по-латыни, а по-итальянски. Значит, эти главные произведения Галилея были рассчитаны не на узкий круг ученых, а па более широкий круг читателей. Это значительно усиливало эффективность пропаганды новых идей и особенно ожесточало инквизицию против Галилея.

В 1637 г. Галилея постигло новое несчастье: он ослеп. Но и слепой, он продолжал работать. Умер Галилей в 1642 г., 78 лет от роду.

***

За свою долгую, полную труда и борьбу жизнь необычайно много сделал Галилей для создания новой науки. Ставя на первое место наблюдения над природой и опыт, проверяя научные положения практикой, он в корне подорвал средневековую веру в авторитеты и веру в авторитет «священного писания» и церкви. Галилей способствовал освобождению науки от оков религии, заложив фундамент современного научного миросозерцания, материализма и атеизма.

Луизов А. В.
"Наука и Жизнь", №02/1939 г.
09.04.2009

Поделиться мнением о статье