Первые телескопические наблюдения

Галилео Галилей (1564—1642) один из основателей современного естествознания. Уже в ранние годы, сначала немногие близкие друзья, а затем и ученые, знакомившиеся с его идеями, увидели в нем не только талантливого университетского лектора, но и решительного и глубокого критика тех самых официальных взглядов в науке, которые ему приходилось излагать в своих лекциях по физике и астрономии. В письмах к друзьям и ученикам, получавших затем распространение в рукописных копиях, а также в работах, остававшихся долгое время неопубликованными, Галилей в 90-е годы XVI в. начал наступление на безнадежно устаревшую, но остававшуюся догмой физику Аристотеля, на узаконенную католической церковью геоцентрическую систему мира Птолемея, на традиционную схоластическую науку. Физика в то время сводилась к механике, проблемами которой Галилей занимался в течение всей жизни. Вместе с тем она охватывала широкий круг общих мировоззренческих, по существу, космологических проблем. До Галилея в ней в течение веков господствовали представления аристотелевской школы перипатетиков о принципиальном различии земных (точнее, подлунных) и небесных, или космических, явлений, о существовании насильственных и естественных движений. К первым относили движения под действием механической силы. При этом считалось, что они могут продолжаться, лишь пока действует сила. Второй вид движений якобы определялся самой природой тела и геометрическими свойствами замкнутого пространства Вселенной. По Аристотелю, тяжелые тела в своем естественном движении должны были падать с различной скоростью в зависимости от своей тяжести (веса). Аристотель полагал, что независимым от веса падение было бы лишь в пустоте, существование которой он как физик-экспериментатор отрицал. Галилей совершил подлинную революцию в механике, полностью разрушив представления аристотелевой физики, сложившиеся на основе слишком грубого повседневного наблюдения, либо, напротив, чисто умозрительные. Галилей впервые построил экспериментально-математическую науку о движении — кинематику, законы которой он вывел в результате обобщения данных специально поставленных научных опытов. Сравнивая движение тел по наклонной плоскости с их свободным падением, он установил единство обоих движений, открыл законы свободного падения тел (в частности, независимость скорости такого падения от веса тела), установил законы качания маятника и построил теорию равномерно ускоренного движения. Этим не исчерпывается его вклад в механику. С ее помощью он заложил основы более общего научного метода выявления законов природы вообще. Прежде всего, он ввел в механику точный количественный эксперимент и математическое описание явлений, утверждая, что «книга природы написана языком математики». Метод же его экспериментально-теоретического исследования заключался в количественном анализе наблюдаемых частных явлений и постепенном мысленном приближении этих явлений к некоторым идеальным условиям, в которых законы, управляющие ими, могли бы проявиться так сказать, в чистом виде. Такой метод получил название индуктивного. Единственно, в чем Галилей остался аристотелианцем — было его представление об инерциальном движении как движении по кругу. Начав эти исследования с небольшой работы «Диалог о движении», Галилей завершил их в своем последнем труде «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению [учение о местном движении развилось впоследствии в динамику] с приложением о центрах тяжести различных тел» (1638). Это сочинение явилось вершиной и итогом творчества Галилея — физика. С именем Галилея связано не только открытие основных законов равномерно-переменного и ряда более сложных видов движения, но и установление основных понятий кинематики и динамики и открытие общего принципа классической механики (принцип относительности Галилея). Исследования его в области механики, которые он сам считал основными в своей деятельности, в значительной степени определили дальнейшее развитие этой науки и, наряду с законами Кеплера, легли в основу классической ньютоновской физики и физической картины мира. Однако в той грандиозной ломке мировоззрения в области естествознания, которая началась в эпоху позднего Возрождения (XVI—XVII вв.), первостепенную роль сыграли, прежде всего, собственные астрономические открытия Галилея с помощью введенных им в астрономию новых способов наблюдения и защита на этой основе учения Коперника. Древнее аристотелево учение об идеальности, вечности и неизменности небесных тел, птолемеева система мира с неподвижной Землей в центре Вселенной — все это превратилось ко времени Галилея в предмет слепой веры. Новое, гелиоцентрическое учение Коперника все еще оставалось теорией, не только не подтвержденной, но отчасти противоречившей наблюдениям того времени (у звезд не наблюдалось параллактических годичных смещений, у внутренних планет Меркурия и Венеры ни один астроном не улавливал явления смены фаз). Во времена Галилея даже тех немногих, кто начинал склоняться к признанию гелиоцентрической системы, хотя бы по причине ее большей простоты и логичности, немало смущал тот удивительный факт, что лишь у нашей Земли имеется спутник — Луна. Это, казалось, нарушало сам принцип гелиоцентризма (единственного центра вращения во Вселенной) и все еще выделяло Землю. Астрономические исследования Галилея изложены в его знаменитом «Звездном вестнике» (1610), в не менее знаменитом письме «О солнечных пятнах» (1613) к его ученику Б. Кастелли и в основном астрономическом сочинении Галилея — «Диалоге о двух главнейших системах мира, птолемеевой и коперниковой» (1632). В «Звездном вестнике» он описал также историю создания своего телескопа.