Галилео ди Винченцо Бонульти де Галилей (15 февраля 1564 г. - 8 января 1642 г.), которому было 77 лет, был итальянским астрономом, физиком и инженером, основателем современных естественных наук в Европе.Галилей известен как «отец наблюдательной астрономии», «отец современной физики», «отец научных методов» и «отец современной науки».
Галилей изучал скорость и ускорение, гравитацию и свободное падение, теорию относительности, инерцию и принципы движения снаряда, а также занимался прикладными научными и технологическими исследованиями.Он описал свойства маятников и «равновесие стоячей воды», изобрел термометры и различные военные компасы, использовал телескопы для астрономических научных наблюдений.Его вклад в наблюдательную астрономию включает использование телескопов для подтверждения фазы Венеры, открытие четырех крупнейших спутников Юпитера, наблюдение колец Сатурна и анализ солнечных пятен.
Защита Галилеем гелиоцентризма и Николая Коперника вызывала споры на протяжении всей его жизни, поскольку большинство людей поддерживали геоцентрическую модель (например, систему Тихона), но он столкнулся с противодействием со стороны астрономов, которые сомневались в гелиоцентризме из-за отсутствия звездного параллакса.Этот вопрос был расследован римской инквизицией в 1615 году, и был сделан вывод, что гелиоцентризм был «глупым и абсурдным с точки зрения философии».Из-за явных противоречий с папским правлением во многих местах оно формально является еретическим.Позже Галилей отстаивал свои взгляды в «Диалоге о двух главных мировых системах» (1632 г.), который, казалось, нападал на папу Урбана VIII и дистанцировал его от иезуитов, которые всегда поддерживали Галилея.Его судил религиозный трибунал, у него были серьезные подозрения в ереси, и он был вынужден отступить.
Остаток жизни он провел под домашним арестом.Во время домашнего ареста он написал «Две новые науки», в которых подытожил свои работы сорок лет назад по двум наукам, ныне известным как кинематика и прочность материалов.

Галилей родился 15 февраля 1564 года в Пизе, Италия (часть Флорентийского герцогства).Он был первым из шести детей Лютенса, католика, композитора и теоретика музыки Винченцо Галилея и Джулии (урожденной Амманати).[2]
Имя Источник
Галилей имел обыкновение обращаться к себе только по имени.В то время в Италии фамилии были необязательными, и его фамилия имела то же происхождение, что и фамилия Галилей.Его имя и фамилия происходят от его предка Галилео Бонайути, который был важным врачом, профессором и политиком во Флоренции 15 века.В конце 14 века в память о нем его потомки назвали себя Галилеями.Галилео Бониути был похоронен в той же церкви, что и церковь Святого Креста во Флоренции, а примерно 200 лет спустя был похоронен и его более известный потомок Галилео Галилей.Когда он упоминает свое имя, он иногда использует Галилео Галилея Линсео, имея в виду, что он является членом элитной научной организации Академии Линчеи среди итальянских людей.В середине 16 века тосканские семьи обычно называли старшего сына по фамилиям родителей.Следовательно, Галилео Галилео не обязательно может быть назван в честь его предка Галилео Бониути.Итальянское мужское имя — «Галилео» (отсюда и фамилия «Галилео»), которое происходит от латинского слова «Galil æ us», что означает «Галилея».Это важный регион в Библии северного Израиля.
Библейские корни имени и фамилии Галилея станут темой известных каламбуров.В 1614 году, во время инцидента с Галилеем, один из противников Галилея, доминиканский священник Томмазо Каччини, произнес Галилею спорную и влиятельную проповедь.Он указал в нем в Деяниях 1:11: «Галилеяне, что вы смотрите на небо?».

Период детства
Подобно ситуации ребенка среднего класса, он получил частное образование.Примерно в 10-летнем возрасте его семья переехала из Пизы во Флоренцию, где Галилей продолжил обучение и позже был отправлен в Камальдолезский монастырь в Валламброзо.Галилей сказал своей семье, что хочет пройти обучение, чтобы стать миссионером, но его отец хотел, чтобы Галилей пошел по стопам своих коллег-знаменитостей и стал врачом.Винченцо отправил Галилея обратно во Флоренцию, где он продолжил изучать религию заочно.

Рабочий период
Галилей изучал медицину в Пизанском университете в 1580 году.
Кардинал Беллами однажды написал в 1615 году, что систему Коперника нельзя защитить без достоверного доказательства того, что «Солнце не вращается вокруг Земли, а Земля вращается вокруг Солнца».Галилей считал, что его теория приливов предоставляет такие доказательства.Эта теория была для него настолько важна, что первоначально он намеревался называть свой диалог о «двух основных мировых системах» «диалогом о взлетах и ​​падениях моря».Термин «прилив» был удален из названия по постановлению религиозного трибунала.
Для Галилея приливы были вызваны движением воды вперед и назад в океане, которое было связано с вращением Земли и ее орбитой вокруг Солнца, вызывая небольшое ускорение и замедление на поверхности Земли.Он передал свое первое описание приливов кардиналу Орсини в 1616 году. Его теория позволила впервые понять важность формы бассейна для определения размера и времени приливов;Например, он правильно объяснил незначительные по сравнению с концом приливы и отливы в центральной части Адриатического моря.Однако как общее объяснение причины приливов его теория терпит неудачу.
Если эта теория верна, то кульминация будет только одна в день.Галилей и его современники осознавали этот недостаток, поскольку Венеция испытывала два оргазма каждый день, а не один, с интервалом примерно в 12 часов.Галилей исключил, что это аномальное явление было вызвано какими-то второстепенными факторами, в том числе формой, глубиной и другими факторами моря.Позже Альберт Эйнштейн заявил, что Галилей разработал свои «удивительные аргументы» и принял их без критики из-за желания получить физические доказательства движения Земли.Галилей также опроверг идею о том, что Луна, известная древнему и современному Джону Кеплеру, вызывает приливы.Галилея также не интересовали эллиптические орбиты планет Кеплера.В своем диалоге (Четвертая Джорната) Галилей продолжал отстаивать свою теорию приливов.

Спор между кометами и метеорами
В 1619 году Галилей бесконечно спорил со студентом иезуитского колледжа Романо и профессором математики Орацио Грасси.Сначала шли дебаты о природе комет, но к тому времени, когда Галилей опубликовал «Саджиаторе» в 1623 году (его последний залп в дебатах), это превратилось в широко распространенный спор о сущности самой науки.На титульном листе этой книги Галилей описан как философ и «Matematico Primario» великого герцога Тосканы.[7]
Из-за того, что в нем содержатся богатые идеи Галилея о том, как заниматься наукой, «аналитик» известен как его научный манифест.В начале 1619 года отец Грейси анонимно опубликовал буклет под названием «Астрономический спор трех комет в 1618 году», в котором обсуждались свойства кометы, появившейся в конце ноября 1618 года. Грейси пришел к выводу, что эта комета представляет собой горячий объект, движущийся по большой дуге. находится на постоянном расстоянии от Земли, и поскольку он движется по небу медленнее, чем Луна, он должен находиться дальше, чем Луна.[1] [8]
Аргументы и выводы Грейси подверглись критике в последующих статьях, в том числе в «Комете дискурса», ученицы Галилея и одного из юристов по имени Флоренс, опубликованной от имени Марио Гике-чи, хотя она в основном была написана самим Галилеем.Галилей и Гуидуччи не предоставили окончательной теории о свойствах комет, хотя и выдвигали некоторые временные предположения, люди догадывались неправильно.(В то время Тихо Браге предложил правильный метод изучения комет.) В начале слов Галилея и Гедеона он несправедливо оскорбил иезуитов.Кристофер Шнер вместе с различными профессорами делал пренебрежительные комментарии в адрес Римской академии, разбросанные по всей работе.Иезуиты были возмущены и быстро вступили в дискуссию с Грейси о его собственном балансе Дао, астрономии и философии.Его псевдонимом был Сарсио Сигенсано, который, судя по всему, был его собственным учеником.

Оценщик — это разрушительный ответ Галилея на астрономический баланс.Его широко считали шедевром диалектической литературы, в котором аргумент «Сарси» подвергался пренебрежению.Он получил широкую похвалу, особенно восхищался новым Папой Урбаном VIII.В первое десятилетие существования Рима Барберини, будущий город Урбана VIII, пал на сторону Галилея и Академии Лициена.
Спор между Галилеем и Грейси заставил многих иезуитов, первоначально симпатизировавших ему, навсегда дистанцироваться, и Галилей и его друзья твердо верили, что именно эти иезуиты стали причиной его последующего осуждения.Однако доказательства этого в лучшем случае неоднозначны.

механика
Галилей был первым ученым, который ввел эксперименты в механику, и он использовал сочетание экспериментов и математики, чтобы определить некоторые важные законы механики.Около 1582 года, после длительного периода экспериментальных наблюдений и математических расчетов, он получил закон изохронности маятника, а затем бросил школу в 1585 году из-за финансовых трудностей в семье.Во время своего отсутствия в Пизанском университете он углубился в работы древнегреческих ученых, таких как Евклид и Архимед.Он написал свою первую статью под названием «Баланс», основанную на принципах рычага и плавучести.Вскоре после этого он написал статью под названием «О гравитации», в которой впервые раскрыл сущность гравитации и центра тяжести и дал точные математические выражения, чем приобрел большую известность.В то же время он подверг сомнению многие взгляды Аристотеля.
Галилей был первым человеком в истории, который провел количественные исследования динамики.С 1589 по 1591 год он производил подробные наблюдения за свободным падением предметов, опровергая теорию Аристотеля о падающем движении (тяжелые предметы падают быстрее легких), господствовавшую на протяжении двух тысяч лет как экспериментально, так и теоретически.Он указывал, что если пренебречь сопротивлением воздуха, то на землю одновременно падают предметы разного веса, причем скорость падения предмета не зависит от его веса.По записям более позднего ученика Галилея В. Вивиани, эксперимент по падению проводился на Пизанской башне, но в трудах Галилея это событие не зафиксировано, поэтому его обычно считают недостоверным.Первым человеком в истории, осуществившим такой эксперимент, был Стефан.В «Истории естествознания» записано, что голландец Стефан завершил этот эксперимент в 1586 году, используя два свинцовых шара разного веса, и доказал, что теория Аристотеля неверна.Спустя столетия после эксперимента Стефана астронавт Аполлона-15 Дэвид Скотт повторил эксперимент 2 августа 1971 года, используя молоток и перо на безвоздушной поверхности Луны, доказав и позволив телезрителям на Земле стать свидетелями одновременного падения на поверхность двух объектов. луны.

Галилей провел детальное исследование основных понятий движения, включая центр тяжести, скорость, ускорение и т. д., и предоставил строгие математические выражения.В частности, введение понятия ускорения является важной вехой в истории механики.При понятии ускорения динамическая часть механики может быть установлена ​​только на научной основе, тогда как до Галилея только статическая часть имела количественные описания.Галилей также проводил эксперименты и наблюдения за движением объектов на наклонных плоскостях и снарядов.На основе этих исследований он предложил концепцию ускорения и ее математическое выражение.Он неофициально предложил закон инерции и законы движения объектов под действием внешних сил, а также предложил принцип относительности движения (теперь известный как теория относительности Галилея).Принцип относительности был предложен в ответ на критику системы Коперника, но его значение выходит далеко за рамки этого.Оно было первым, кто ввёл понятие инерциальной системы отсчёта (инерциальной системы отсчёта), которую Эйнштейн называл принципом относительности Галилея и был предшественником специальной теории относительности.Они заложили основу для формального предложения Ньютона первого закона Ньютона и второго закона Ньютона.Галилей также предложил теорему моментов и законы движения снарядов.Можно сказать, что Галилей был пионером Ньютона в создании классической механики.
Галилей проводил длительные наблюдения и исследования движения маятников.В более поздних исследованиях было указано, что период простого маятника прямо пропорционален квадратному корню из его длины.Это правило послужило основой для создания в дальнейшем механизмов времени (маятниковых часов).В 1641 году он, ослепший, поручил сыну нарисовать для него чертеж маятниковых часов.

Вклад Галилея в механику многогранен.Это подробно описано в его более поздней работе по механике «Диалог между двумя новыми науками о механике и позиционном движении».В этом бессмертном произведении, кроме динамики, много содержания и о механике материала.Например, он подробно остановился на испытаниях на изгиб и теоретическом анализе балок, правильно определив взаимосвязь механического подобия между изгибающей способностью и геометрическими размерами балок.Он указывал, что для цилиндрических балок одинаковой длины изгибающий момент пропорционален кубическому радиусу.Он также проанализировал просто опертые балки при сосредоточенных нагрузках и правильно указал, что максимальный изгибающий момент возникает под нагрузкой и пропорционален произведению его расстояния до двух точек опоры.Галилей также проанализировал вопросы, на которые следует обратить внимание при практическом использовании теории изгиба балок, указав, что размеры инженерных сооружений не должны быть слишком большими, так как они разрушатся под собственным весом.Из эксперимента он пришел к выводу, что при уменьшении размеров тела животного сила его тела не уменьшается пропорционально.Он также использовал эту взаимосвязь, чтобы объяснить, почему более крупные животные не способны нести свой собственный вес в такой степени, как более мелкие животные, написав: «Маленькая собачка может нести на своей спине двух или трех маленьких собачек, но я считаю, что лошадь не может этого сделать». быть в состоянии нести лошадь такого же размера, как она».
Во время заключения Галилей описал свои достижения в механике в форме беседы трех человек в книге «Диалог о двух новых науках о механике и позиционном движении» (опубликовано в 1638 году).

астрономия
Галилей был первым учёным, добившимся значительных результатов в наблюдении небесных тел в телескоп.В 1609 году, узнав, что у голландцев есть телескопы, Галилей создал астрономический телескоп (позже известный как телескоп Галилея) и использовал его для наблюдения небесных тел, открыв множество ранее неизвестных астрономических явлений.Он обнаружил, что количество видимых звезд увеличивается с увеличением увеличения телескопа;Млечный Путь состоит из бесчисленного множества отдельных звезд;Поверхность Луны шероховатая и неровная (первую лунную карту я нарисовал лично), и феномен прибылей и убытков Венеры;У Юпитера есть четыре спутника (фактически самый большой из многих спутников Каллисто, ныне известных как спутники Галилея).Он также открыл солнечные пятна и считал, что солнечные пятна — это явления на поверхности Солнца.На основе периода вращения солнечных пятен на поверхности Солнца он определил, что период вращения Солнца составляет 28 дней (на самом деле 27,35 дней).В 1637 году, несмотря на плохое зрение, он также открыл воскресный и воскресный переводы Луны.Эти открытия открыли новую эру в астрономии.
Галилей первым наблюдал с помощью телескопа кольца Сатурна, солнечные пятна, лунные горы, взлеты и падения Венеры и Меркурия, а также равные окружности спутников Юпитера и Венеры.В своих экспериментах он обобщил законы свободного падения, инерции и принцип относительности Галилея.Таким образом, он опроверг многие предположения в физике Аристотеля, заложил основы классической механики, опроверг геоцентрическую систему Птолемея и решительно поддержал гелиоцентрическую теорию Коперника.
Эта серия астрономических открытий произвела в то время сенсацию в Европе, и Галилей защитил гелиоцентрическую теорию Коперника в двух своих недавно открытых книгах: «Межзвездный вестник» (1610 г.) и «Письма о солнечных пятнах» (1613 г.).Галилей способствовал распространению теории Коперника через наблюдаемые им факты.В то время Италия все еще находилась под строгим правлением церкви, и многие люди отказывались признавать новые идеи и вещи, противоречащие Библии и трудам Аристотеля.В 1613 году книга Коперника «О движении небесного тела» была запрещена религиозным судом, а Галилея также предупредили отказаться от теории Коперника.Галилей не получил предупреждения и продолжал писать.В 1632 году был опубликован его «Диалог двух мировых систем», вызвавший возмущение церкви.Религиозный суд привлек Галилея к суду, осудил его, приказал покаяться, отказаться от доказанное им учение и запретил распространение «Диалога».В 1633 году он был приговорен к пожизненному заключению и отправлен на жительство в пригород Флоренции.Последние несколько лет своей жизни он продолжал усердно учиться.В 1634 году он написал книгу по механике под названием «Разговор и математическое доказательство двух новых наук».

наука
Галилей уделял большое внимание роли наблюдения и экспериментов в изучении динамики, изгиба луча или астрономии.Он также умеет предлагать гипотезы, основанные на результатах наблюдений, использовать математические инструменты для дедуктивных рассуждений и проверять, соответствуют ли они результатам экспериментов или наблюдений.В эксперименте свободного падения он заставлял капли воды падать из одного и того же места одну за другой, с одинаковым интервалом времени между двумя каплями.Он заметил, что расстояние между двумя последовательными падениями в любой данный момент находится в ряду с равными разностями.Он применил параболические свойства в математике, чтобы вывести квадратическую зависимость между расстоянием падения и временем.Стоит отметить, что он также очень строг в теоретических выводах.Хотя свойства парабол были известны уже в Древней Греции, существующие рукописи Галилея свидетельствуют о том, что он пересчитал формулу парабол с нуля.
Точные эксперименты и наблюдения невозможны без измерительных приборов.Галилей часто лично проектировал и изготавливал инструменты.Помимо вышеупомянутых телескопов, он проектировал и производил такие инструменты, как гидростатические весы, пропорциональные датчики, термометры, маятниковые импульсные измерители и т. д.
В научных исследованиях, начавшихся с Галилея, научные эксперименты впервые заняли важное место в изучении механики.Экспериментальная наука, начавшаяся с Галилея, стала началом современного естествознания.К основным работам Галилея относятся «Диалог о двух мировых системах» (1632 г.) и «Диалог о двух новых науках» (1638 г.).

философия
Галилей на протяжении всей своей жизни упорно боролся со схоластической философией церкви, выступая за использование конкретных экспериментов для понимания законов природы и полагая, что эксперименты являются источником теоретического знания.Он не признает существования абсолютной истины и абсолютного авторитета в мире, выступает против суеверий и слепого повиновения.Он признает объективность, многообразие и бесконечную природу материи, что имеет важное значение для современной философии.Однако в силу исторических ограничений он подчеркивал, что объективно присутствуют только материальные атрибуты, которые можно обобщить как количественные характеристики.Галилей отказался от гелиоцентрической теории после того, как был заключен в тюрьму за ее поддержку.Он сказал: «Учитывая различные препятствия, самая короткая линия между двумя точками не обязательно является прямой», и это очень современная точка зрения.Именно из-за подобных мыслей отказ на время ради вечной поддержки не постигла судьба Джордано Бруно, но мог продолжать вносить вклад в науку.