Природа описывается формулами. Галилей. Научный метод

В своей последней работе, «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящиеся к механике и местному движению», Галилей положил начало новой науке о движении, кинематике, изучавшей равномерное и равноускоренное движение, и даже смог точно рассчитать параболическую траекторию снаряда. Большое значение имеют и его рассуждения о принципе инерции, которые Ньютон впоследствии включил в свою систему как первый закон, то есть фундаментальное правило.

Сейчас все студенты начинают изучение физики с идей, концепций и опытов, предложенных Галилеем. «Дерзай знать» (Sapere aude) — девиз, который, по мнению философа Иммануила Канта, лучше всего определял сущность Просвещения, но он так же прекрасно описывал и стремление, которое двигало Галилеем, и смысл всех его научных исследований. У героя нашей книги хватило смелости противостоять авторитету и славного Аристотеля, и грозной Церкви. В столкновении с господствующими идеями ученый использовал весь свой талант, чтобы найти подходящие аргументы и убедить скептиков. Он противостоял власти, которая видела в нем угрозу. Галилей боролся за истину и свободу и утверждал, что они не всегда описаны в известных книгах.

Церковь унизила ученого, заставила его отступить, однако в XX веке Иоанн Павел II решил пересмотреть дело Галилея. Комиссия, созданная для изучения исторического процесса против ученого, постановила, что приговор был несправедливым. Эта реабилитация резко контрастирует с удушающим контролем церковных властей над обществом в эпоху Возрождения.

Характерной чертой науки является то, что с ее развитием место человека в огромной Вселенной все время уменьшается. Гелиоцентризм стал первым большим «унижением» для человечества (поскольку ни Земля, ни, следовательно, человек, больше не были центром мироздания), а за ним последовали и другие, например дарвиновская теория естественного отбора.

Галилей считается не только одним из величайших ученых всех времен, но и одним из лучших писателей. В годы его жизни выбор языка для написания книг был непростой задачей. Латынь была академическим языком, которым ученые пользовались для публикации результатов, но это серьезно препятствовало приобщению к просвещенному миру широких масс. Самые бедные слои населения считались недостойными доступа к «культуре», которая была привилегией немногих избранных. Галилей же ясно понимал, что для успеха его идей они должны стать известны максимальному количеству людей. Он писал с таким непревзойденным блеском и талантом, что некоторые его тексты, например «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой», являются достоянием не только истории науки и философии, но и мировой литературы.

Астрономы уже давно не спорят о том, какое небесное тело находится в центре Вселенной. Сейчас разворачиваются дискуссии о существовании темной материи или энергии либо о еще более далеких горизонтах, например о возможном существовании бесконечного числа Вселенных, помимо нашей. Опыты становятся все более изощренными, и все больше областей жизни являются предметом научного исследования. Такие телескопы, как «Хаббл», позволяют получить немыслимые ранее изображения. Открываются миллионы планет, похожих на нашу. И именно Галилей заложил основы расцвета науки, который мы наблюдаем сейчас.

1564 15 февраля в Пизе в семье Винченцо Галилея родился Галилео Галилей, старший из шести детей.

1581 Галилей поступает на медицинский факультет Пизанского университета. Спустя четыре года он уходит из него, не закончив обучение.

1588 Будущий ученый предлагает свою кандидатуру на место профессора математики в университете Болоньи и получает отказ. Годом позже ему дают кафедру в Пизанском университете. В это же время он пишет диалог De Motu («О движении»).

1591 Умирает отец Галилея, и ученому приходится самому содержать всю семью.

1592 Галилей начинает работать в университете Падуи. Чтобы сводить концы с концами, он, помимо профессорской работы, дает частные уроки и пытается продать свои изобретения.

1600 У Галилея рождается первая дочь Вирджиния от Марины Гамба (вне брака).

1609 Галилей собирает телескоп и представляет его венецианскому сенату.

1610 Ученый открывает четыре спутника Юпитера, пишет «Звездный вестник». Козимо II Медичи назначает его своим философом и математиком. Галилей наблюдает новые объекты вокруг Сатурна.

1613 Публикует «Историю и демонстрацию солнечных пятен», в которой утверждает о существовании пятен на Солнце. Создает так называемые «Коперниковы записки», которые будут дополнены «Письмом Кристине Лотарингской». Их распространение вызовет большое смятение среди теологов.

1615 Монах-кармелит Паоло Фоскарини заявляет, что теория Коперника не противоречит религии. Инквизиция предъявляет Галилею обвинение.

1623 Галилей публикует «Пробирных дел мастера», в котором содержится важное описание научного метода.

1624 Папа Урбан VIII дает Галилею разрешение изложить в качестве гипотезы теорию Коперника.

1632 Галилей публикует «Диалог о двух главнейших системах мира...». Через несколько месяцев Инквизиция приговаривает его к пожизненному заключению, которое впоследствии смягчается до домашнего ареста.

1634 Умирает дочь Галилея, монахиня Мария Челеста.

1638 Галилей публикует «Беседы и математические доказательства...» — книгу, закладывающую основы современной физики.

1642 8 января в возрасте 77 лет ученый умирает на вилле в Арчетри.

ГЛАВА 1

Научный метод

Отличительной чертой научной деятельности является использование наблюдений и опытов, а также стремление систематизировать многообразие природы при помощи математики. Этот подход основан на методологии, главным разработчиком которой был Галилей.

На рубеже XVI и XVII веков, вдохновившись трудами Архимеда, он начал диалог с природой, выступив против традиционных методов, основанных главным образом на учении Аристотеля.

«Отрекаюсь, проклинаю, возненавидев вышеуказанную ересь, заблуждение или секту, не согласную со Святой Церковью», — этими словами астроном и математик Галилео Галилей перед судом Инквизиции отрекся от идей Коперника и от своих главных постулатов, согласно которым Солнце находилось в центре Вселенной, а Земля, низведенная до ранга обыкновенной планеты, вращалась вокруг него.

Шел 1633 год, Галилею было 69 лет, он был стар и болен. Эго унижение спасло жизнь ученому и избавило его от тюрьмы. Его приговорили к домашнему аресту, что, однако, не помешало ему работать и принимать посетителей.

Идеи Галилея разбились о стену невежества и нетерпимости властей того времени, главным образом религиозных. Но напрасно папа заставил Галилея встать на колени: то представление о мире, которое защищал пизанский ученый, было принято последующими поколениями.

Встреча с Инквизицией могла стать последней в жизни ученого, в которой и так было достаточно сложностей и споров, но все пошло иначе. Галилей, страдавший от артрита и заболевания глаз, впоследствии вызвавшего полную слепоту, написал, находясь под домашним арестом на вилле в Арчетри, около Флоренции, новый диалог — «Беседы и математические доказательства...», в котором представил новую науку о движении.

В начале третьего дня этого диалога Галилей описывает свои главные открытия и заключает:

«Справедливость этих положений [касательно равноускоренного движения и параболической траектории снарядов], а равно и многих других, не менее достойных изучения, будет мною в дальнейшем доказана; тем открывается путь к весьма обширной и важной науке, элементами которой будут эти наши труды; в ее глубокие тайны проникнут более проницательные, чем тот, умы тех, кто пойдет дальше»[¹ Здесь и далее текст «Бесед...» в переводе С. Н. Долгова.].