У Марса противостояния бывают. Кроме того, Галилей не выявил у Марса фаз, заметно отличных от полной освещённости видимого диска. Отсюда и из анализа изменений яркости при движении Марса Галилей сделал вывод, что эта планета тоже вращается вокруг Солнца, но в данном случае Земля находится внутри её орбиты. Аналогичные выводы он сделал для Юпитера и Сатурна.
Таким образом, осталось выбрать между двумя системами мира: Солнце (с планетами) вращается вокруг Земли или Земля вращается вокруг Солнца. Наблюдаемая картина движений планет в обоих случаях одна и та же, это гарантирует принцип относительности, сформулированный самим Галилеем. Поэтому для выбора нужны дополнительные доводы, в числе которых Галилей приводит бо́льшую простоту и естественность модели Коперника. Будучи пламенным сторонником Коперника, Галилей, однако, отверг систему Кеплера с эллиптическими орбитами планет.[91]
Галилей разъяснил, отчего земная ось не поворачивается при обращении Земли вокруг Солнца; для объяснения этого явления Коперник ввёл специальное «третье движение» Земли. Галилей показал на опыте, что ось свободно движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой («Письма к Инголи»):[39]
Подобное явление очевидным образом обнаруживается у всякого тела, находящегося в свободно подвешенном состоянии, как я показывал многим; да и вы сами можете в этом убедиться, положив плавающий деревянный шар в сосуд с водою, который вы возьмете в руки, и затем, вытянув их, начнете вращаться вокруг самого себя; вы увидите, как этот шар будет поворачиваться вокруг себя в сторону, обратную вашему вращению; он закончит свой полный оборот в то же самое время, как вы закончите ваш.
Вместе с тем, Галилей сделал серьёзную ошибку, полагая, что явление приливов доказывает вращение Земли вокруг оси.[72] Впрочем, он приводит и другие серьёзные аргументы в пользу суточного вращения Земли:[92]
Трудно согласиться с тем, что вся Вселенная совершает суточный оборот вокруг Земли (особенно учитывая колоссальные расстояния до звёзд); более естественно объяснить наблюдаемую картину вращением одной Земли. Синхронное участие планет в суточном вращении нарушало бы также наблюдаемую закономерность, согласно которой, чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется.
Даже у огромного Солнца обнаружено осевое вращение.
Галилей описывает здесь же мысленный эксперимент, который мог бы доказать вращение Земли: пушечный снаряд или падающее тело за время падения немного отклоняются от вертикали; однако приведенный им расчёт показывает, что это отклонение ничтожно.[93] Он сделал верное замечание, что вращение Земли должно влиять на динамику ветров.[94] Все эти эффекты были обнаружены много позже.
[править]
Математика
К теории вероятностей относится его исследование об исходах при бросании игральных костей. В его «Рассуждении об игре в кости» («Considerazione sopra il giuoco dei dadi», время написания неизвестно, опубликовано в 1718 году) проведён довольно полный анализ этой задачи.
В «Беседах о двух новых науках» он сформулировал «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя бо́льшая часть чисел не являются квадратами.[95] Это подтолкнуло в дальнейшем к исследованию природы бесконечных множеств и их классификации; завершился процесс созданием теории множеств.
[править]
Другие достижения
Галилей изобрёл:
Гидростатические весы для определения удельного веса твёрдых тел. Галилей описал их конструкцию в трактате «La bilancetta» (1586).[96]
Первый термометр, ещё без шкалы (1592).[97]
Пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле (1606).[98][99]
Микроскоп, плохого качества (1612); с его помощью Галилей изучал насекомых.[100][101]
—— Некоторые из изобретений Галилея ——
Телескоп Галилея (современная копия)
Термометр Галилея (современная копия)
Геометрический и военный компас
Занимался также оптикой, акустикой, теорией цвета и магнетизма, гидростатикой, сопротивлением материалов[102], проблемами фортификации. Провёл эксперимент по измерению скорости света, которую считал конечной (без успеха). [103] Он первым опытным путём измерил плотность воздуха, которую Аристотель считал равной 1/10 плотности воды; эксперимент Галилея дал значение 1/400, что намного ближе к истинному значению (около 1/770).[104] Ясно сформулировал закон неуничтожимости вещества.[105]
[править]
Ученики
Среди учеников Галилея были:
Борелли, продолживший изучение спутников Юпитера; он одним из первых сформулировал закон всемирного тяготения.[106] Основоположник биомеханики.
Вивиани, первый биограф Галилея, талантливый физик и математик.
Кавальери, предтеча математического анализа, в судьбе которого поддержка Галилея сыграла огромную роль.
Кастелли, создатель гидрометрии.
Торричелли, ставший выдающимся физиком и изобретателем.
[править]
Память
Зонд «Галилео» исследует Ио, спутник Юпитера (рисунок)
В честь Галилея названы:
Открытые им «галилеевы спутники» Юпитера.
Кратер на Луне (-63º, +10º).
Кратер на Марсе (6º с.ш., 27º з.д.)[107]
Область Галилео (Galileo Regio) на Ганимеде.
Астероид 697 Галилея[108].
Принцип относительности и преобразование координат в классической механике.
Космический зонд НАСА «Галилео» (1989—2003).
Европейский проект «Galileo» спутниковой системы навигации.
Единица ускорения «Гал» (Gal) в системе СГС, равная 1 см/сек².
Научная развлекательно-познавательная телепрограмма Galileo, показываемая в нескольких странах. В России она идёт с 2007 года на СТС.
Аэропорт в Пизе.
В ознаменование 400-летия первых наблюдений Галилея Генеральная Ассамблея ООН объявила 2009 год годом астрономии.[109]
[править]
Оценки личности
Лагранж так оценил вклад Галилея в теоретическую физику:[110]
Требовалась исключительная сила духа, чтобы извлечь законы природы из конкретных явлений, которые всегда были у всех перед глазами, но объяснение которых тем не менее ускользало от пытливого взгляда философов.
Эйнштейн назвал Галилея «отцом современной науки» и дал ему такую характеристику:[111]
Перед нами предстаёт человек незаурядной воли, ума и мужества, способный в качестве представителя рационального мышления выстоять против тех, кто, опираясь на невежество народа и праздность учителей в церковных облачениях и университетских мантиях, пытается упрочить и защитить своё положение. Необычайное литературное дарование позволяет ему обращаться к образованным людям своего времени на таком ясном и выразительном языке, что ему удаётся преодолеть антропоцентрическое и мифическое мышление своих современников и вновь вернуть им объективное и причинное восприятие космоса, утраченное с упадком греческой культуры.
Выдающийся физик Стивен Хокинг, родившийся в день 300-летней годовщины смерти Галилея, писал: [112]
Галилей, пожалуй, больше, чем кто-либо другой из отдельных людей, ответствен за рождение современной науки. Знаменитый спор с Католической Церковью занимал центральное место в философии Галилея, ибо он одним из первых объявил, что у человека есть надежда понять, как устроен мир, и, более того, что этого можно добиться, наблюдая наш реальный мир.
Оставаясь преданным католиком, Галилей не поколебался в своей вере в независимость науки. За четыре года до смерти, в 1642 г., находясь всё ещё под домашним арестом, он тайно переправил в голландское издательство рукопись своей второй крупной книги «Две новые науки». Именно эта работа, в большей степени, чем его поддержка Коперника, дала рождение современной науке.
[править]
Галилей в литературе и искусстве
Бертольд Брехт. Жизнь Галилея. Пьеса. — В книге: Бертольт Брехт. Театр. Пьесы. Статьи. Высказывания. В пяти томах. — М.: Искусство, 1963. — Т. 2.
Лилиана Кавани (режиссёр) «Галилей» (кинофильм) (англ.) (1968). Архивировано из первоисточника 13 августа 2011. Проверено 2 марта 2009.
Джозеф Лоузи (режиссёр) «Галилей» (кинофильм, экранизация пьесы Брехта) (англ.) (1975). Архивировано из первоисточника 13 августа 2011. Проверено 2 марта 2009.
Филип Гласс (композитор), опера «Галилей».
Haggard (рок-группа) — The Observer (построена на нескольких фактах биографии Галилея)[113]
«И всё-таки она вертится»
Общеизвестна легенда, по которой после показного отречения Галилей сказал «И всё-таки она вертится!». Однако доказательств тому нет. Как обнаружили историки, данный миф был запущен в обращение в 1757 году журналистом Джузеппе Баретти (Giuseppe Baretti)[114][115] и стал широко известен в 1761 году после перевода книги Баретти на французский.
[править]
Галилей и Пизанская башня
Существует легенда, что Галилей сбрасывал объекты разной массы с вершины Пизанской башни и измерял скорость их падения. Галилей действительно совершал подобные эксперименты, но к знаменитой наклонной башне в Пизе они вряд ли имели отношение. Документально подтверждено, что Галилей измерял время спуска шаров по наклонной плоскости (1609).[116] Следует принимать во внимание, что точных часов тогда не было (для измерения времени Галилей использовал несовершенные водяные часы и собственный пульс), поэтому скатывание шаров было удобнее для измерений, чем падение. При этом Галилей проверил, что полученные им законы скатывания качественно не зависят от угла наклона плоскости, и, следовательно, их можно распространить на случай падения.