Галилей демонстрирует свой телескоп (автор Анри-Жюльен Детуш, общественное достояние) Галилей демонстрирует свой телескоп Анри-Жюльен ...

Ранняя жизнь

Галилео Галилей родился в Пизе, Италия, 15 февраля 1564 года. Его семья принадлежала к мелкому дворянству, но ей не повезло. Галилей унаследовал интерес к науке от своего отца, Винченцо Галилея (ок. 1520-1591), который писал трактаты, основанные на его практических экспериментах в области музыкальной науки. Винченцо, возможно, и заслужил признание в музыке, но деньги он зарабатывал как торговец тканями, семья его жены и матери Галилея Джулии занималась этим ремеслом. С 1581 года Галилей изучал медицину в Пизанском университете, но больше всего ему нравилась математическая часть курса (в то время входившая в традиционное медицинское образование). Настолько, что Галилей уехал из Пизы, не получив диплома, и занял должность учителя математики во Флоренции. Галилей стремился оставить свой след, и результатом его частных исследований стал его первый вклад в постоянно растущее знание о научной революции. Галилей изучал действие маятников и сформировал свою теорию постоянного движения. Знания Галилея в математике были таковы, что в 1589 году ему была присвоена должность в этой области в Пизанском университете; три года спустя он стал профессором математики в Падуанском университете.

[Он] мог соперничать с лучшими лунатиками Тосканы, давать советы художникам и поэтам по вопросам художественного вкуса и декламировать наизусть огромные отрывки из Петрарки, Данте и Ариосто. Но его главной силой, как сказал Галилей, ведя переговоры о должности при дворе Медичи в 1610 году, была философия, на изучение которой он потратил больше лет, чем месяцев на математику. (v)

Короче говоря, Галилей "был не больше (или меньше!) математиком, чем музыкантом, художником, писателем, философом или изготовителем гаджетов…Галилей преуспел бы в любой из нескольких профессий" (там же).

Именно в 1590-х годах Галилей начал отходить от чисто математических исследований в сторону экспериментов, хотя история о том, как он сбрасывал пушечные ядра с Пизанской башни, является апокрифической. Отвергая старое аристотелевское понимание физики, Галилей изучал такие предметы, как равномерное ускорение, инерция и механика в своей частной мастерской. Он открыл всевозможные поразительные физические факты, такие как падающий объект имеет одинаковое ускорение независимо от своего веса (что означает, что при устранении сопротивления воздуха два падающих объекта, хотя и разного веса, ударятся о землю одновременно), что снаряд движется по параболе от одного места к другому и что тело, движущееся по идеально гладкой поверхности, катится с постоянной скоростью и в вакууме будет делать это бесконечно. Этот последний пункт был использован Галилеем для объяснения извечной проблемы. Если Земля вращается вокруг Солнца, то что заставляет ее двигаться? Галилей продемонстрировал, что, предполагая, что Бог начал это при сотворении мира, не требовалось никакого постоянного воздействия.

Окуляр телескопа Галилея

Окуляр телескопа Галилея

Музей науки, Лондон (CC BY-SA)

Галилей глубоко заинтересовался астрономией и с 1597 года начал длительную переписку с другим великим мыслителем и астрономом Иоганном Кеплером (1571-1630). Этим двум людям предстояло найти вещественные доказательства, подтверждающие противоречивые теории Николая Коперника (1473-1543) и, наконец, похоронить устаревшие теории Птолемея (ок. 100-170). Коперник верил, что Земля вращается вокруг Солнца, в то время как Птолемей верил, что Солнце вращается вокруг Земли (точка зрения, поддерживаемая Церковью). Галилей отказался от традиционных методов работы средневекового астронома, которые заключались в составлении подробных графиков и таблиц с использованием сложной математики, и вместо этого сосредоточил свой телескоп на непосредственных наблюдениях и открытиях. В этом смысле "Галилей фундаментально изменил представление о том, чем занималась астрономия" (Burns, 63).

ЕГО НОВЫЕ ОТКРЫТИЯ СДЕЛАЛИ ГАЛИЛЕЯ ТАКИМ ЖЕ ЗНАМЕНИТЫМ, КАК КОЛУМБ, ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЬ НОВОГО СВЕТА.

Телескоп Галилея

Первый телескоп был изобретен в Нидерландах около 1608 года, возможно, Хансом Липперши (ок. 1570-ок. 1619). Простая идея использования выпуклой и вогнутой линз на обоих концах трубки вскоре распространилась по Европе и достигла ушей Галилея в течение года или двух. Галилей построил свою собственную версию, используя превосходные линзы, которые он шлифовал сам (хотя он никому не сказал бы, как именно). Пройдя через несколько прототипов, Галилей пришел к телескопу с увеличением в 33 диаметра, гораздо более мощному, чем любой из имевшихся у его современников. Телескоп Галилея, который он называл occhiale ("очко"), имел две линзы, установленные на обоих концах свинцовой трубки длиной около 60 см (24 дюйма). Она была настолько мощной и хорошо сделанной, что другим ученым было трудно поверить в то, что Галилей утверждал, что видел через нее, поскольку их собственные телескопы не смогли обнаружить то, что мог видеть итальянец. Галилей даже изобрел бинокль, но идея не прижилась. Другие устройства, изобретенные Галилеем в ранних версиях, включают термометр (фактически термоскоп), гидростатические весы и компас (то, что мы сегодня назвали бы военным компасом или сектором). Однако именно телескоп произвел революцию в мышлении в 17 веке.

Галилей использовал свой новый телескоп для изучения небес в потрясающих деталях, опубликовав результаты своих исследований в Sidereus Nuncius ("Звездный вестник") в 1610 году. Галилею удалось понаблюдать за Луной и отметить, что ее поверхность казалась похожей на земную с горами и долинами, что наводит на мысль, что она не была, как многие думали ранее, сделана из какого-то совершенно другого вещества. Галилей впервые обнаружил четыре крупнейших спутника Юпитера (теперь мы знаем, что их больше), изучил состав Млечного Пути и определил фазы Венеры, что доказало, что она вращается вокруг Солнца. Галилей строил теории на основе того, что он видел, например, движение спутников Юпитера должно означать, что они вращаются вокруг Юпитера (а не какого-либо другого тела, такого как Солнце). Он полагал (правильно), что точно так же, как мы можем видеть сияние Луны, на Луне можно видеть сияние Земли, то есть отраженный свет Солнца. Эти новые открытия сделали Галилея таким же знаменитым, как Христофор Колумб (1451-1506), первооткрыватель Нового Света, с которым Галилея часто сравнивали как первооткрывателя нового Космоса.

Карта Луны Галилея

Galileo's Map of the Moon

Приветственные изображения (CC BY)

Однако самым важным открытием Галилея были не детали Луны или спутников Юпитера, а его наблюдения за солнечными пятнами на Солнце с помощью своего телескопа. Солнечные пятна были замечены в древности, но теперь Галилей мог, используя фильтры, видеть то, чего раньше никто никогда не видел. Галилей описал то, что он увидел:

Темные пятна, наблюдаемые на солнечном диске с помощью телескопа, вовсе не удалены от его поверхности, а либо примыкают к ней, либо разделены промежутком, настолько малым, что они совершенно незаметны…Они варьируются по продолжительности от одного или двух дней до тридцати или сорока. По большей части они имеют самую неправильную форму, и их очертания постоянно меняются, некоторые быстро и сильно, другие медленнее и умереннее…Помимо всех этих беспорядочных движений, их объединяет общее равномерное движение по поверхности солнца параллельными линиями. Из особых характеристик этого движения можно узнать, что солнце абсолютно сферическое, что оно вращается с запада на восток и вокруг своего собственного центра, увлекает за собой пятна по параллельным кругам и совершает полный оборот примерно за лунный месяц.

(Ферми, 57).

Чтобы обеспечить себе положение при дворе Козимо II Медичи, великого герцога Тосканского (р. 1609-1621), Галилей придумал названия открытым им спутникам Юпитера "звезды Медичи" в честь семьи Медичи. Конечно же, в 1610 году Галилей был назначен официальным математиком и натурфилософом герцога (последнее звание теперь позволяло Галилею представлять теории о месте Земли во Вселенной, чего не мог сделать скромный математик). В 1611 году Галилей был принят в престижное научное общество в Риме под названием Academia dei Lincei. В 1612 году Рассуждения Галилея о плавающих телах подвергли критике натурфилософию Аристотеля. В 1613 году Галилей изложил свои Прокоперниковские теории в Письмах о солнечных пятнах, работе, которая доставила ученому серьезные неприятности.