Презентация по физике на тему: Жизнь Галилео Галилея и его исследования по механике. Выполнила: ученица 10 класса Ермакова Татьяна

Биография ГАЛИЛЕЙ, ГАЛИЛЕО (Galilei, Galileo) (1564– 1642), итальянский физик, механик и астроном, один из основателей естествознания Нового времени. Родился 15 февраля 1564 в Пизе в семье, принадлежавшей к знатному, но обедневшему флорентийскому роду.

Пизанский университет в наши дни. Отец Галилео, Винценцо, музыкант и математик, хотел, чтобы сын стал врачом, и в 1581, после окончания монастырской школы, определил его на медицинский факультет Пизанского университета. Но медицина не увлекала семнадцатилетнего юношу. Вскоре финансовое положение отца ухудшилось, и он оказался не в состоянии оплачивать. Оставив университет он уехал во Флоренцию и погрузился в самостоятельное изучение сочинений Евклида и Архимеда. Здесь ему удалось найти замечательного учителя математики Остилио Риччи, который на своих занятиях обсуждал не только чисто математические проблемы, но и применял математику к практической механике, в особенности к гидравлике. Результатом четырехлетнего флорентийского периода жизни Галилея стало небольшое сочинение Маленькие гидростатические весы (La bilancetta, 1586). Работа преследовала чисто практические цели: усовершенствовав уже известный метод гидростатического взвешивания, Галилей применил его для определения плотности металлов и драгоценных камней. Он изготовил несколько рукописных копий своей работы и попытался их распространить. Этим путем он познакомился с известным математиком того времени – маркизом Гвидобальдо дель Монте, автором Учебника по механике.

Монте сразу оценил выдающиеся способности молодого ученого и, занимая высокий пост генерал-инспектора всех крепостей и укреплений в герцогстве Тосканском, смог оказать Галилею важную услугу: по его рекомендации в 1589 последний получил место профессора математики в том самом Пизанском университете, где ранее был студентом. Там он начал проводить самостоятельные исследования по механике и математике. Однако и на этот раз Галилей пробыл в Пизе недолго и за неуживчивый характер был спустя три года отставлен от кафедры. В 1592 году, благодаря протекции маркиза Гвидобальдо, Галилей получил место в Падуанском университете (Венецианская республика), где преподавал астрономию, механику и математику. Маркиз Гвидобальдо дель Монте

Годы пребывания в Падуе наиболее плодотворный период научной деятельности Галилея. Вскоре он стал самым знаменитым профессором в Падуе. Студенты толпами стремились на его лекции, венецианское правительство непрестанно поручало Галилею разработку разного рода технических устройств, с ним активно переписываются молодой Кеплер и другие научные авторитеты того времени. В эти годы он написал труды «О движении» и «Механика», в которых описаны эксперименты с маятником и свободно падающими телами. Фактически содержание книг представляет собой полный разгром аристотелевой динамики. Взамен Галилей выдвигает свои принципы движения, проверенные на опыте. Поводом к новому этапу в научных исследованиях Галилея послужило появление в 1604 году новой звезды, называемой сейчас сверхновой Кеплера. Это пробуждает всеобщий интерес к астрономии, и Галилей выступает с циклом лекций, доказывая истинность гелиоцентрической модели мира. Узнав об изобретении в Голландии зрительной трубы, Галилей в 1609 году конструирует собственноручно первый телескоп (поначалу трёхкратного увеличения) и направляет его в небо..

Три из четырёх галилеевых спутников 7 января 1610 произошло знаменательное событие: направив построенный телескоп на небо, Галилей заметил возле планеты Юпитер три светлые точки; это были спутники Юпитера (позже Галилей обнаружил и четвертый). Повторяя наблюдения через определенные интервалы времени, он убедился, что спутники обращаются вокруг Юпитера. Это послужило наглядной моделью кеплеровской системы, убежденным сторонником которой сделали Галилея размышления и опыт. Были и другие важные открытия, которые еще больше подрывали доверие к официальной космогонии с ее догмой о неизменности мироздания: появилась новая звезда; изобретение телескопа позволило обнаружить фазы Венеры и убедиться, что Млечный Путь состоит из огромного числа звезд. Открыв солнечные пятна и наблюдая их перемещение, Галилео Галилей совершенно правильно объяснил это вращением Солнца. Изучение поверхности Луны показало, что она покрыта горами и изрыта кратерами. Даже этот беглый перечень позволил бы причислить Галилея к величайшим астрономам, но его роль была исключительной уже потому, что он произвел поистине революционный переворот, положив начало инструментальной астрономии в целом.

Свои первые открытия с телескопом Галилей описал в сочинении «Звёздный вестник» (лат. Sidereus Nuncius), изданном во Флоренции в 1610 году. Книга имела сенсационный успех по всей Европе, даже коронованные особы спешили заказать себе телескоп. В эти годы Галилей вступает в гражданский брак с венецианкой Мариной Гамба (Marina Gamba). Он так и не обвенчался с Мариной, но стал отцом сына Винченцо и двух дочерей: Вирджинии и Ливии. Сына Галилей позже официально узаконил (1619), обе дочери закончили жизнь в монастыре. Общеевропейская слава и нужда в деньгах толкнули Галилея на губительный, как позже оказалось, шаг: в 1610 году он покидает спокойную Венецию, где он был недоступен для инквизиции, и перебирается во Флоренцию. Герцог Козимо II Медичи, сын Фердинанда, обещал Галилею почётное и доходное место советника при тосканском дворе. Обещание он сдержал, что позволило Галилею решить проблему огромных долгов, накопившихся после выдачи замуж двух его сестёр. Обязанности Галилея при дворе герцога Козимо II были необременительны обучение сыновей герцога и участие в некоторых делах как советника и представителя тосканского герцога. Галилей продолжает научные исследования и открывает фазы Венеры, пятна на Солнце, а затем и вращение Солнца вокруг оси. Свои достижения (а зачастую и свой приоритет) Галилей зачастую излагал в задиристо-полемическим стиле, чем нажил немало новых врагов (в частности, среди иезуитов).

Статуя Галилея во Флоренции Рост влияния Галилея, независимость его мышления и резкая оппозиционность по отношению к учению Аристотеля способствовали формированию агрессивного кружка его противников, состоящего из профессоров-перипатетиков и некоторых церковных деятелей. Особенно возмущали недоброжелателей Галилея его пропаганда гелиоцентрической системы мира, поскольку вращение Земли противоречило текстам Псалмов (Псал.103:5), стиху из Экклезиаста (Екк.1:5), а также эпизоду из «Книги Иисуса Навина» (Нав.10:12), где говорится о неподвижности Земли и движении Солнца. Кроме того, подробное обоснование концепции неподвижности Земли и опровержение гипотез о её вращении содержалось в трактате Аристотеля «О небе» и в «Альмагесте» Птолемея. В 1611 году Галилей, в ореоле своей славы, решил отправиться в Рим, надеясь убедить Папу, что коперниканство вполне совместимо с католицизмом.

Он принят хорошо, избран шестым членом научной «Академии деи Линчеи», знакомится с Папой Павлом V, влиятельными кардиналами. Продемонстрировал им свой телескоп, пояснения давал осторожно и осмотрительно. Кардиналы создали целую комиссию для выяснения вопроса, не грешно ли смотреть на небо в трубу, но пришли к выводу, что это позволительно. Обнадёживало и то, что римские астрономы открыто обсуждали вопрос, движется ли Венера вокруг Земли или вокруг Солнца (смена фаз Венеры ясно говорила в пользу второго варианта). Осмелев, Галилей в письме к своему ученику аббату Кастелли (1613) заявил, что Священное Писание относится только к спасению души и в научных вопросах не авторитетно: «ни одно изречение Писания не имеет такой принудительной силы, какую имеет любое явление природы». Более того, он опубликовал это письмо и ряд аналогичных, чем вызвал появление доносов в инквизицию. Последней ошибкой Галилея стал призыв к Риму высказать окончательное отношение к коперниканству (1615). Всё это вызвало реакцию, обратную ожидаемой. Встревоженная успехами Реформации, католическая церковь решила укрепить свою духовную монополию в науке в частности, запретив коперниканство.

Позицию церкви проясняет письмо влиятельного кардинала Беллармино, направленное 12 апреля 1615 года теологу Паоло Антонио Фоскарини, защитнику коперниканства. Кардинал поясняет, что церковь не возражает против трактовки коперниканства как удобного математического приёма, но принятие его как реальности означало бы признание того, что прежнее, традиционное толкование библейского текста было ошибочным. А это, в свою очередь, пошатнёт авторитет церкви. 5 марта 1616 года Рим официально определяет гелиоцентризм как опасную ересь Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию. Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения. Папа Павел V утвердил это решение. Книга Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления». Декрет конгрегации предписал:…Чтобы никто отныне, какого бы он ни был звания и какое бы ни занимал положение, не смел печатать их или содействовать печатанию, хранить их у себя или читать, а всем, кто имеет или впредь будет иметь их, вменяется в обязанность немедленно по опубликовании настоящего декрета представить их местным властям или инквизиторам. Всё это время (с декабря 1615 по март 1616) Галилей провёл в Риме, безуспешно пытаясь повернуть дело в иную сторону.

Он смог добиться только заверений, что лично ему ничего не грозит, однако впредь всякая поддержка «коперниканской ереси» должна быть прекращена. Церковный запрет гелиоцентризма, в истинности которого Галилей был убеждён, был неприемлем для учёного. Он вернулся во Флоренцию и стал размышлять, как, формально не нарушая запрета, продолжать защиту истины. В конце концов он решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы и выжидая благоприятного момента. После рокового декрета 1616 года Галилей на несколько лет сменил направление борьбы теперь он сосредотачивает усилия преимущественно на критике Аристотеля, чьи сочинения также составляли базу средневекового мировоззрения. В 1623 году выходит книга Галилея «Пробирных дел мастер» (итал. Il Saggiatore); это памфлет, направленный против иезуитов, в котором Галилей излагает свою ошибочную теорию комет (он полагал, что кометы не космические тела, а оптические явления в атмосфере Земли). Позиция иезуитов (и Аристотеля) в данном случае была ближе к истине: кометы внеземные объекты. Эта ошибка не помешала, однако, Галилею изложить и остроумно аргументировать свой научный метод, из которого выросло механистическое мировоззрение последующих веков.

В том же 1623 году новым Папой, под именем Урбан VIII, был избран Маттео Барберини, давний знакомый и друг Галилея. В апреле 1624 года Галилей поехал в Рим, надеясь добиться отмены эдикта 1616-го года. Он принят со всеми почестями, награждён подарками и лестными словами, однако в главном вопросе ничего не добился. Эдикт был отменён только два столетия спустя, в 1818 году. Урбан VIII особо похвалил книгу «Пробирных дел мастер» и запретил иезуитам продолжать полемику с Галилеем. В 1624 году Галилей опубликовал «Письма к Инголи»; это ответ на анти- коперниканский трактат богослова Франческо Инголи. Галилей сразу оговаривает, что не собирается защищать коперниканство, а желает всего лишь показать, что у него имеются прочные научные основания. Этот приём он использовал позже и в своей главной книге, «Диалоги о двух системах мира»; часть текста «Писем к Инголи» была просто перенесена в «Диалоги». В своём рассмотрении Галилей приравнивает звёзды к Солнцу, указывает на колоссальное расстояние до них, говорит о бесконечности Вселенной. Он даже позволил себе опасную фразу: «Если какая-либо точка мира может быть названа его [мира] центром, то это центр обращений небесных тел; а в нём, как известно всякому, кто разбирается в этих вопросах, находится Солнце, а не Земля». Он заявил также, что планеты и Луна, подобно Земле, притягивают находящиеся на них тела.

Но главная научная ценность этого сочинения закладка основ новой, неаристотелевской механики, развёрнутая 12 лет спустя в последнем сочинении Галилея, «Беседы и математические доказательства двух новых наук». Уже в «Письмах к Инголи» Галилей ясно формулирует принцип относительности для равномерного движения: …Результаты стрельбы будут всегда одинаковые, к какой бы стране света она ни была направлена… это произойдет потому, что так же должно получаться, будет ли Земля в движении или стоять неподвижно… Дайте движение кораблю, и притом о какой угодно скоростью; тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы [в происходящем]. В современной терминологии, Галилей провозгласил однородность пространства (отсутствие центра мира) и равноправие инерциальных систем отсчёта. Следует отметить важный анти-аристотелевский момент: аргументация Галилея неявно предполагает, что результаты земных опытов можно переносить на небесные тела, то есть законы на Земле и на небе одни и те же. В конце своей книги Галилей, с явной иронией, выражает надежду, что его сочинение поможет Инголи заменить его возражения против коперниканства на другие, более соответствующие науке.

В 1628 году великим герцогом Тосканы стал 18-летний Фердинанд II, воспитанник Галилея; его отец Козимо II умер семью годами раньше. Новый герцог сохранил тёплые отношения с учёным, гордился им и всячески помогал. Ценную информацию о жизни Галилея содержит сохранившаяся переписка Галилея с его старшей дочерью Вирджинией, в монашестве принявшей имя Мария-Челеста. Она жила во францисканском монастыре в Арчетри, близ Флоренции. Монастырь, как положено у францисканцев, был бедный, отец часто посылал дочери продукты и цветы, взамен дочь готовила ему варенье, чинила одежду, копировала документы. К сожалению, сохранились только письма от Марии-Челесты письма от Галилея, скорее всего, монастырь уничтожил после процесса 1633 года. Вторая дочь, Ливия, жила в том же монастыре, но в это время была часто больна и в переписке участия не принимала. В 1629 году Винченцо, сын Галилея, женился и поселился у отца. В следующем году у Галилея появился внук, названный в его честь. Вскоре, однако, встревоженный очередной эпидемией чумы, Винченцо с семьёй уезжают. Галилей обдумывает план переселиться в Арчетри, поближе к любимой дочери; этот замысел осуществился в сентябре 1631 года.

Фронтиспис «Диалога» Галилея В марте 1630 года книга «Диалог о двух главнейших системах мира птолемеевой и коперниковой», итог почти 30-летней работы, в основном завершена, и Галилей, решив, что момент для её выхода благоприятен, предоставляет тогдашнюю версию своему другу, папскому цензору Риккарди. Два года он ждёт его решения, затем решает пойти на хитрость. Он добавляет к книге предисловие, где объявляет своей целью развенчание коперниканства и передаёт книгу тосканской цензуре, причём, по некоторым сведениям, в неполном и смягчённом виде. Получив положительный отзыв, он пересылает его в Рим. Римская цензура требует прислать им экземпляр окончательной версии для собственной оценки; Галилей, ссылаясь на трудности пересылки из-за эпидемии чумы согласен прислать только предисловие и заключение. Наконец, летом 1631 года ватиканский секретарь Чиамполи, симпатизировавший Галилею, присылает долгожданное разрешение.

Впоследствии Урбан VIII отрицал, что он давал такое разрешение, и сместил Чиамполи с его должности. В начале 1632 года «Диалог» вышел в свет. Книга написана в форме диалога между двумя сторонниками Коперника и Симпличио, приверженцем Аристотеля и Птолемея. В книге нет авторских выводов, но сила аргументов говорит сама за себя. Характерно, что книга написана не на учёной латыни, а на «народном» итальянском языке. Галилей надеялся, что Папа отнесётся к его уловке так же снисходительно, как ранее к аналогичным по идеям «Письмам к Инголи», однако просчитался. В довершение всего он сам безрассудно рассылает 30 экземпляров своей книги влиятельным духовным лицам в Риме. Выше уже говорилось, что незадолго перед тем (1623) Галилей вступил в конфликт с иезуитами; защитников у него в Риме осталось мало, да и те, оценив опасность ситуации, предпочли не вмешиваться. Большинство биографов сходится во мнении, что в простаке-Симпличио римский Папа узнал самого себя, свои аргументы, и пришёл в ярость. Историки отмечают такие характерные черты Урбана, как деспотизм, упрямство и невероятное самомнение. Сам Галилей позже считал, что инициатива процесса принадлежала иезуитам, которые представили Папе крайне тенденциозный донос о книге Галилея (см. ниже письмо Галилея к Диодати).

Уже через несколько месяцев книга была запрещена и изъята из продажи, а Галилея вызвали в Рим (невзирая на эпидемию чумы) на суд Инквизиции по подозрению в ереси. После неудачных попыток добиться отсрочки по причине плохого здоровья и продолжающейся эпидемии чумы (Урбан на это пригрозил доставить его насильно в кандалах) Галилей подчинился, отбыл положенный чумной карантин и прибыл в Рим 13 февраля 1633 года. Никколини, представитель Тосканы в Риме, по указанию герцога Фердинанда II поселил Галилея в здании посольства. Следствие тянулось с 21 апреля по 21 июня 1633 года. Галилей перед судом инквизиции. Картина Жозефа-Николя Робер- Флёри, 1847, Лувр.

Папа явно не был заинтересован в жестоком обращении с 70-летним учёным, своим бывшим другом; кроме того, он не хотел раздражать влиятельного тосканского герцога Фердинанда II, непрестанно хлопотавшего о смягчении участи своего старого учителя. Поэтому Галилей провёл в тюрьме всего 18 дней (с 12 по 30 апреля 1633 года). Историки исследовали вопрос, применялась ли к Галилею пытка в период заключения. К сожалению, документы процесса опубликованы Ватиканом не полностью, а то, что увидело свет, возможно, подверглось предварительному редактированию Посол Никколини продолжал хлопотать о смягчении участи Галилея, но Урбан был непреклонен: «Я еще раз повторяю, что нельзя сделать никакого облегчения Галилею… Синьор Галилей был моим другом; мы часто беседовали с ним запросто и ели за одним столом, но дело идет о вере и религии». 16 июня инквизиция провела пленарное заседание с участием Урбана VIII, где постановила: Ознакомившись со всем ходом дела и выслушав показания, Его Святейшество определил допросить Галилея под угрозой пытки и, если устоит, то после предварительного отречения как сильно подозреваемого в ереси… приговорить к заключению по усмотрению Святой Конгрегации.

Ему предписано не рассуждать более письменно или устно каким-либо образом о движении Земли и о неподвижности Солнца… под страхом наказания как неисправимого. Последний допрос Галилея состоялся 21 июня. Галилей подтвердил, что согласен произнести требуемое от него отречение; на этот раз его не отпустили в посольство и снова взяли под арест. 22 июня был объявлен приговор: Галилей виновен в распространении книги с «ложным, еретическим, противным Св. Писанию учением» о движении Земли. Галилей был осуждён к тюремному заключению на срок, который установит Папа. Его объявили не еретиком, а «сильно заподозренным в ереси»; такая формулировка также была тяжким обвинением, однако спасала от костра. После оглашения приговора Галилей на коленях произнёс предложенный ему текст отречения. Общеизвестна легенда, по которой после суда Галилей сказал «И всё- таки она вертится!». Однако доказательств тому нет. В своей книге Витторио Мессори пишет, что данный миф был создан и запущен в обращение в 1757 году журналистом Джузеппе Баретти.

Последние годы Папа не стал долго держать Галилея в тюрьме. После вынесения приговора Галилея поселили на одной из вилл Медичи, откуда он был переведен во дворец своего друга, архиепископа Пикколомини в Сиене. Спустя 5 месяцев Галилею было разрешено отправиться на родину, и он поселился в Арчетри, рядом с монастырём, где находилась его дочь. Здесь он провёл остаток жизни под домашним арестом (под постоянным надзором инквизиции), ему не дозволялось посещение городов, и все его печатные работы подлежали особо тщательной цензуре. В первые годы ему запрещено было принимать гостей под страхом перевода в тюрьму. Впоследствии режим был несколько смягчён, и друзья смогли навещать Галилея. Однако инквизиция следила за пленником до конца его жизни. Только один раз, незадолго до смерти, Галилею было разрешено ненадолго покинуть Арчетри. Тито Лесси. Галилей и Вивиани. Музей истории науки, Флоренция

В 1634 году умерла старшая дочь Вирджиния (Мария-Челеста), любимица Галилея, преданно ухаживавшая за больным отцом. Вскоре Галилей теряет зрение, но продолжает научные исследования, опираясь на верных учеников: Кастелли, Кавальери, Торричелли и Вивиани (автора первой биографии Галилея). Отметим, что в протестантской Голландии издание «Диалога» продолжалось (1635, в переводе на латинский). Сохранилось письмо Галилея к его другу Элиа Диодати (1634), где он делится новостями о своих злоключениях и их причинах. Письмо было послано через доверенное лицо, и Галилей в нём вполне откровенен: В Риме я был приговорён Святой инквизицией к заточению по указанию Его Святейшества… местом заточения для меня стал этот маленький городок в одной миле от Флоренции., со строжайшим запрещением спускаться в город, встречаться и беседовать с друзьями и приглашать их… Когда я вернулся из монастыря вместе с врачом, посетившим мою больную дочь перед её кончиной, причём врач сказал мне, что случай безнадёжный и что она не переживёт следующего дня (как оно и случилось), я застал дома викария-инквизитора. Он явился, чтобы приказать мне, по распоряжению Св. инквизиции в Риме…, что я не должен был обращаться с просьбой разрешить мне вернуться во Флоренцию, иначе меня посадят в настоящую тюрьму Св. инквизиции…

Это происшествие и другие, о которых писать было бы слишком долго, показывает, что ярость моих весьма могущественных преследователей постоянно возрастает. И они в конце концов пожелали раскрыть своё лицо: когда один из моих дорогих друзей в Риме, тому около двух месяцев, в разговоре с падре Христофором Гринбергом, иезуитом, математиком этой коллегии, коснулся моих дел, этот иезуит сказал моему другу буквально следующее: «Если бы Галилей сумел сохранить расположение отцов этой коллегии, он жил бы на свободе, пользуясь славой, не было бы у него никаких огорчений и он мог бы писать по своему усмотрению о чём угодно даже о движении Земли» и т. д. Итак, Вы видите, что на меня ополчились не из-за того или иного моего мнения, а из-за того, что я в немилости у иезуитов. В конце письма Галилей высмеивает невежд, которые «подвижность Земли объявляют ересью» и сообщает, что намерен анонимно опубликовать новый трактат в защиту своей позиции, но прежде хочет закончить давно задуманную книгу по механике. Из этих двух планов он успел осуществить только второй. Последней книгой Галилея стали «Беседы и математические доказательства двух новых наук», где излагаются основы кинематики и сопротивления материалов. Бросая вызов инквизиции, Галилей вывел в новой книге тех же трёх персонажей, что и в запрещённом ранее «Диалоге о двух главнейших системах мира».

В мае 1636 года учёный ведёт переговоры об издании своего труда в Голландии, а затем тайно переправляет туда рукопись. «Беседы…» выходят в свет в июле 1638 года, а в Арчетри книга попадает почти через год в июне 1639 года. Этот труд стал настольной книгой Гюйгенса и Ньютона, завершивших начатое Галилеем построение оснований механики. Галилео Галилей умер 8 января 1642 года, в возрасте 78 лет, в своей постели. Папа Урбан запретил хоронить Галилея в семейном склепе собора Санта Кроче во Флоренции. Похоронили его в Арчетри без почестей, ставить памятник Папа тоже не позволил. Младшая дочь, Ливия, умерла в монастыре. Позже единственный внук Галилея тоже постригся в монахи и сжёг хранившиеся у него бесценные рукописи учёного как богопротивные. Он был последним представителем рода Галилеев. Гробница Галилео Галилея. Собор Санта Кроче, Флоренция.

В 1737 году прах Галилея, как он и просил, был перенесён в собор Санта Кроче, где 17 марта он был торжественно погребён рядом с Микеланджело. В 1758 году Папа Бенедикт XIV велел вычеркнуть работы, защищавшие гелиоцентризм, из «Индекса запрещённых книг»; впрочем, эта работа проводилась неспешно и завершилась только в 1835 году. С 1979 по 1981 годы по инициативе Римского Папы Иоанна Павла II работала комиссия по реабилитации Галилея, и 31 октября 1992 года Папа Иоанн Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника.

Научные достижения Галилей по праву считается основателем не только экспериментальной, но в значительной мере и теоретической физики. В своём научном методе он осознанно сочетал продуманный эксперимент с его рациональным осмыслением и обобщением, и лично дал впечатляющие примеры таких исследований. Иногда из-за недостатка научных данных Галилей ошибался (например, в вопросах о форме планетных орбит, природе комет или причинах приливов), но в подавляющем большинстве случаев его метод приводил к цели. Характерно, что Кеплер, располагавший более полными и точными данными, чем Галилей, сделал правильные выводы в тех случаях, когда Галилей ошибался. До Галилея научные методы мало отличались от теологических; Галилей же провозгласил, что законы Вселенной постижимы усилиями человеческого разума, и судьёй в научных спорах должен выступать эксперимент. Тем самым наука получала свой собственный критерий истины и светский характер. Отсюда берёт начало универсальный рационализм Декарта.

Механика Физика и механика в те годы изучались по сочинениям Аристотеля, которые содержали надуманные и необоснованные рассуждения о «первопричинах» природных процессов. В частности, Аристотель утверждал: Скорость падения пропорциональна весу тела. Движение происходит, пока действует сила, и в отсутствии силы прекращается. Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от веса тела, таким образом опровергнув первое утверждение Аристотеля. 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. Последний труд Галилея по основам механики

Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь пропорционально квадрату времени. В своей последней книге Галилей доказал, что брошенное под углом к горизонту тело летит по параболе, и максимальная дальность полёта достигается для угла 45° (ранее это предположение высказал Тарталья, который, однако, не смог его строго обосновать). На основе этой модели Галилей составил первые артиллерийские таблицы. Галилей опроверг и второй из приведённых законов Аристотеля, сформулировав первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. Правда, он допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который был позже назван в его честь. Галилей заметил, что при одинаковых начальных условиях любое механическое явление протекает одинаково в изолированной системе, находящейся в покое либо движущейся прямолинейно и равномерно. В «Диалогах о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом:

Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия. Эти открытия Галилея, кроме всего прочего, позволили ему опровергнуть многие доводы противников гелиоцентрической системы мира, утверждавших, что вращение Земли заметно сказалось бы на явлениях, происходящих на её поверхности (например, падающие предметы на вращающейся Земле заметно сносило бы в сторону запада). Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от его амплитуды (это приблизительно верно для малых амплитуд). Галилей также обнаружил, что периоды колебаний маятника соотносятся как квадратные корни из его длины. Результаты Галилея привлекли внимание Гюйгенса, который изобрёл часы с маятниковым регулятором (1657); с этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике. В статике Галилей ввёл фундаментальное понятие момента силы (итал. momento).

Зарисовки Луны из рабочей тетради Галилея Астрономия В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Отметим, что термин телескоп придумал именно Галилей. Ряд телескопических открытий Галилея способствовали утверждению гелиоцентрической системы мира, которую Галилей активно пропагандировал, и опровержению взглядов геоцентристов Аристотеля и Птолемея. 7 января 1610 года Галилей первый направил зрительную трубу на небо. Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта горами и кратерами и тем самым является телом, подобным Земле. Известный с древних времен пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй.

Все это опровергало учение Аристотеля о противоположности «земного» и «небесного»: Земля стала телом принципиально той же природы, что и небесные светила. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор. У Юпитера обнаружились собственные луны четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилеевы спутники Юпитера (современные фотографии)

Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море. Сам он не смог разработать реализацию подобного подхода, хотя работал над ней до конца жизни; первым успеха добился Кассини (1681), однако из-за трудностей наблюдений на море метод Галилея применялся в основном сухопутными экспедициями, а после изобретения морского хронометра (середина XVIII века) проблема была закрыта. Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса) солнечные пятна. Существование пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о совершенстве небес (в отличие от «подлунного мира»). По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.

Фазы Венеры Галилей установил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца (насчёт чего в астрономии предшествующего периода не было ясности). С другой стороны, порядок смены фаз соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета была всегда ближе к Земле, чем Солнце, и «полновенерие» было невозможно. Галилей отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя. Полвека спустя кольцо Сатурна открыл и описал Гюйгенс, в распоряжении которого был 92-кратный телескоп. Галилей показал, что при наблюдении в телескоп планеты видны как диски, видимые размеры которых в различных конфигурациях меняются в таком соотношении, какое следует из теории Коперника.

Однако диаметр звёзд при наблюдениях с телескопом не увеличивается. Это опровергало оценки видимого и реального размера звезд, которые использовались некоторыми астрономами как аргумент против гелиоцентрической системы. Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды (что подтвердило догадку Демокрита), и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд. Галилей разъяснил причину предварения равноденствий, для объяснения которого Коперник ввёл «третье движение» Земли. Галилей показал на опыте, что ось свободно движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой («Письма к Инголи»): 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 и обращение вокруг Солнца. Будучи пламенным сторонником Коперника, Галилей, однако, отверг систему Кеплера с эллиптическими орбитами планет.

Математика К теории вероятности 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. Он сформулировал «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя бо́льшая часть чисел не являются квадратами. Это подтолкнуло в дальнейшем к исследованию природы бесконечных множеств и их классификации; завершился процесс созданием теории множеств.

Термометр Галилея (современная модель) Галилей изобрёл: Гидростатические весы для определения удельного веса твёрдых тел. Пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле. Первый термометр, ещё без шкалы. Усовершенствованный компас для применения в артиллерии. Микроскоп, плохого качества (1612); с его помощью Галилей изучал насекомых. Занимался также оптикой, акустикой, теорией цвета и магнетизма, гидростатикой, сопротивлением материалов, проблемами фортификации. Определил удельный вес воздуха. Провёл эксперимент по измерению скорости света, которую считал конечной (без успеха).

Зонд «Галилео» исследует Ио, спутник Юпитера (рисунок) В честь Галилея названы: Открытые им «галилеевы спутники» Юпитера. Кратер на Луне (-63º, +10º). Кратер на Марсе (27º, +6º). Астероид 697 Галилея. Принцип относительности и преобразование координат в классической механике. Космический зонд НАСА «Галилео» ( ). Европейский проект «Galileo» спутниковой системы навигации. Внесистемная единица ускорения «Гал» (Gal), равная 1 см/сек². В ознаменование 400-летия первых наблюдений Галилея Генеральная Ассамблея ООН объявила 2009 год годом астрономии.