Открытая Физика. Галилео Галилей
Галилео Галилей
Галилей (Galilei) Галилео (1564 1642)
Итальянский ученый, один из основателей естествознания.
Свое первое открытие закон колебания маятника сделал еще в юности. С 1589 читает лекции в Пизанском университете. В 1590 Галилей пишет трактат О движении , в котором выступает с резкими возражениями против воззрений Аристотеля и открывает, что ускорение свободного падения тел не зависит от их массы. В 1592 получает кафедру университета в Падуе.
Важнейшим достижением Галилея в динамике было создание принципа относительности, ставшего основой современной теории относительности. Решительно отказавшись от представлений Аристотеля о движении, Галилей пришел к выводу, что движение (имеются в виду только механические процессы) относительно, то есть нельзя говорить о движении, не уточнив, по отношению к какому телу отсчета оно происходит; законы же движения безотносительны, и поэтому, находясь в закрытой кабине (он образно писал в закрытом помещении под палубой корабля ), нельзя никакими опытами установить, покоится ли эта кабина или же движется равномерно и прямолинейно ( без толчков , по выражению Галилея).
Первые известия об изобретении в Голландии подзорной трубы дошли до Венеции уже в 1609. Заинтересовавшись этим открытием, Галилей значительно усовершенствовал прибор. 7 января 1610 произошло знаменательное событие: направив построенный телескоп (примерно с 30-кратным увеличением) 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.
Изобретение телескопа позволило обнаружить фазы Венеры и убедиться, что Млечный Путь состоит из огромного числа звезд. Открыв солнечные пятна и наблюдая их перемещение, 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.
В десятых годах XVII века начались гонения. Галилею удалось отстоять свое учение, но ненадолго: после выхода в 1632 Диалога о приливах и отливах , где в форме разговора трех собеседников дано представление о двух главных системах мира Птолемея и Коперника, ему было предписано явиться в Рим. Допросы, угроза пыток сломили больного ученого, и 22 июня в монастыре св. Минервы Галилей отрекается от своих взглядов и приносит публичное покаяние. Теперь до конца жизни он стал узником инквизиции и принужден был жить на своей вилле Арчетри близ Флоренции. И лишь в 1992 папа Иоанн Павел II объявил решение суда инквизиции ошибочным и реабилитировал Галилея.
Смотрите также:
Математика,
Английский язык,
Химия,
Биология,
Физика,
География,
Астрономия.
А также: библиотека ЭОРов и образовательный онлайн-сервис с тысячами интерактивных работ «Облако знаний».
Что открыл Галилео Галилей? | Культура
Но сначала он хотел посвятить свою жизнь медицине, поступив в 1581 году в Пизанский университет. Однако прочитав труды Архимеда и Евклида, оставил университет и четыре года самостоятельно занимался математикой.
- Уже в 1582 году, наблюдая за маятниками, Галилей открыл закон изохронности — независимости периода колебаний маятника от размаха колебаний и массы груза — и выдвинул идею применения маятников в часах.
- Применив математику не только к механике, но и к гидростатике, изобрёл в 1586 году гидростатические весы, которые нашли применение при взвешивании драгоценных металлов и их сплавов.
В последующие 20 лет он экспериментально и теоретически устанавливает основные начала механики. Прежде всего, это принцип относительности для прямолинейного и равномерного движения и принцип постоянства ускорения под действием силы тяжести.
Первый принцип позднее привёл Ньютона к понятию инерционной системы отсчёта, а второй — к понятию инертной массы. А Эйнштейн, распространив принцип относительности Галилея на все физические процессы (в частности, на свет) и толкуя второй его принцип как эквивалентность сил инерции и тяготения, создал общую теорию относительности.
Фото: ru.wikipedia.org
В 1609 году Галилей создаёт свой первый телескоп и начинает систематические астрономические наблюдения. Он открывает горы на Луне, четыре спутника Юпитера.
Обнаруживает, что Млечный путь состоит из множества звёзд. Открывает пятно на Солнце и его вращение, фазы у Венеры. Эти астрономические открытия приносят Галилею и его телескопу такую широкую популярность, что он даже налаживает производство телескопов.
А сам Галилей исследовал природу света, цвета, занимался вопросами физической оптики. Сформулировал идею конечности скорости распространения света и провёл эксперименты по её определению.
Феликс Парра, «Галилео демонстрирует новые астрономические теории в университете Падуи», 1873 г.Фото: Источник
Астрономические открытия Галилея были обобщены им в вышедшем в 1632 году трактате «Диалог о двух главнейших системах мира», практическим путём подтвердившем правильность учения Коперника о гелиоцентрической системе мира. Эта книга разъярила церковников.
Инквизиция наложила запрет на книгу, а самого Галилея в 1633 году заставила отречься от своих взглядов и отлучила от церкви.
В той же церкви, где в 1600 году был приговорён к сожжению так и не отрёкшийся от своих взглядов Джордано Бруно, Галилей, стоя на коленях, произнес предложенный ему текст отречения.
Кристиано Банти, «Галилей перед Инквизицией», 1857 г.
Фото: ru.wikipedia.org
Умер Галилео Галилей 8 января 1642 года в возрасте 78 лет. Похоронен без почестей и надгробия. В 1737 году, через 95 лет, его прах был перенесен во Флоренцию, в церковь Санта-Кроче. А в 1992 году, только через 350 лет после смерти Галилея, Римский Папа Иоанн Павел II после работы специальной комиссии признал гелиоцентрическую систему мира и снял обвинения с великого учёного.
Теги: Галилео Галилей, великий ученый
Галилео Галилей | Основоположник современной физики
Юстус Сустерманс
Галилео Галилей был основоположником современной физики.
Чтобы оценить такое утверждение, мы должны совершить гигантский скачок воображения, чтобы перенестись в состояние невежества даже в отношении самых элементарных принципов физики. Сегодня простые законы движения, определенные, например, Исааком Ньютоном, известны даже самым скромным ученикам, однако Галилей провел свою жизнь, разгадывая эти тайны.
Его многочисленные открытия включают закон инерции, позже использованный Исааком Ньютоном как первый закон движения, параболу как траекторию снаряда, отношения между расстоянием и скоростью, между расстоянием и временем и непрерывность ускорения. Он изо всех сил пытался понять непрерывность, хотя работа должна была ждать, пока Ньютон и Готфрид Лейбниц не создадут исчисление бесконечно малых, чтобы справиться с этой трудностью.
Культурное приключение в Италии эпохи Возрождения: исследуйте Флоренцию и Болгью в туре для новых ученых
Галилей и эпоха Возрождения
Галилей жил во времена, когда многовековой Альмагест египетского ученого Клавдия Птолемея был написан в 139 г.
н.э., все еще использовалась Церковью как «доказательство» и «подтверждение» аристотелевской идеи о том, что Земля находится в центре Вселенной. Галилей был частью Ренессанса, многовекового брожения, ускоренного и усиленного изобретением книгопечатания в середине 15-го века. Он был не один. Более или менее современниками ему были физики и математики Виллеброрд Снелл (голландец, открывший закон преломления света), бельгиец Симон Стевин и четверо французов Марин Мерсенн, Пьер де Ферма, Рене Декарт и Блез Паскаль. И все же именно имя Галилея сохранилось как «основателя» физики.
Мы должны хотя бы вкратце понять социологический, политический и религиозный климат времен Галилея. Италия, например, больше не была великой Римской империей. Он был разделен на небольшие государства, часто враждующие друг с другом. Тот, в котором родился Галилей, был автократией, Великим Герцогством Тосканским, со столицей во Флоренции и вторым городом в Пизе, где он родился. Правило семейство Медичи. Рядом с Тосканой стояло государство во главе с Венецией – Венецианская республика – настолько близкая к демократии, насколько это было возможно в 16 веке.
Он отказался подчиниться авторитету Рима и Церкви. Он изгнал иезуитов и бросил вызов Папе. У него был свой знаменитый университет в Падуе (из которого, как мы помним, должен был выйти ученый доктор Белларио, чтобы защитить Антонио от Шейлока в 9 г.0015 Венецианский купец , которую Уильям Шекспир написал в 1594 году, когда Галилей был в Падуе).
Реклама
Молодость
Будучи юным студентом в Пизе, Галилей был очень умным, наблюдательным и любознательным, доставлял удовольствие первоклассным учителям и раздражал второсортных, которые, как обычно, составляли большинство. Он писал стихи, был искусным музыкантом и художником. Он был высококультурным и происходил из семьи мелкого дворянства. Винченцио Галилей, его отец, тоже был музыкантом с оригинальными взглядами, а также в некоторой степени математиком. Галилей должен был изучать медицину и таким образом иметь возможность зарабатывать на жизнь. Однако резкие зимние ветры Флоренции того времени вынудили двор переехать в Пизу.
Его поддержал придворный математик Маттео Риччи. Галилей наткнулся на Риччи, рассказывающего молодым пажам о Евклиде, и сразу же был очарован. Позже, встретившись с Риччи, Галилей также узнал об Архимеде, латинская версия труда которого была опубликована в 1543 году. Вот и все. Архимед стал «тем самым божественным человеком», и Галилей увидел в Евклиде чудо геометрии, особенно в работе над отношениями, которую Галилей впоследствии расширил и использовал до предела.
Его разум был насторожен к волнению и важности математики, применяемой к практическим задачам, то есть к физике. Он замерил время качания люстр в соборе и сразу абстрагировался от сути проблемы, так что сделал маятники из веревки и грузиков и установил зависимость между длиной и временем качания, используя для измерения собственный пульс, ибо существовали нет устройства для точного хронометража. Позже Галилей использовал это явление, чтобы сделать свой pulsilogium , устройство для измерения пульса человека, и на смертном одре 70 лет спустя он разработал регулируемый маятником спуск для предполагаемых часов.
Покинув университет, он поддерживал себя частным преподаванием и чтением лекций, а затем написал свою первую научную работу в возрасте 22 лет. Она была связана с историей о том, что Архимед нашел способ узнать, сделана ли корона для царя Гиерона Сиракузы на самом деле были из чистого золота, как предполагалось, или были разбавлены более дешевым металлом. Согласно рассказу, он сделал это, найдя вес воды, вытесненной из полной чаши. Галилей не мог поверить, что такой гений, как Архимед, мог использовать такой грубый метод. Поэтому Галилей решил разработать метод значительной точности.
Bilancetta
Он сделал для себя специальные весы, с помощью которых он мог измерить точные пропорции двух металлов в смеси или сплаве. Он понял, что достаточно тонкие маркировки будет слишком трудно прочитать, поэтому он намотал вдоль части одного плеча весов тугую спираль из очень тонкой латунной проволоки, протянувшуюся от места, где подвешенный груз уравновешивал металл А (подвешенный в воде), к где он будет уравновешивать металл B (взвешенный в воде).
Затем он уравновесил погруженную смесь, перемещая груз. Он измерил количество витков своей спирали, проводя по ней тонким ножом-стилетом, при этом каждый виток издавал слышимый «звон». Таким образом, с его тонким музыкальным слухом он мог сосчитать количество оборотов, а значит и расстояние. Таким образом, он смог указать пропорцию А к В в смеси. Это крошечное эссе, которое он назвал La Bilancetta очаровательна.
В этой небольшой оригинальной работе содержится многое из того, что нам нужно знать о методах Галилея. Это, прежде всего, его выдающееся и тонкое ручное мастерство. Что еще более важно, он всегда настаивает на точных измерениях, а также на повторяемости измерений. И есть использование математики, в данном случае принципа рычага, который он много раз использовал в более поздних работах. Более того, его математической основой были Евклид и Архимед.
В своей работе Галилей был оригинален в динамике, гидростатике, механике и сопротивлении материалов, оптике и астрономии.
Он продолжал развиваться, исправляя прежние ошибки, признавая свое незнание «тайн» и питая отвращение к абстрактным понятиям. Его интересовало только то, что он мог увидеть, услышать, потрогать и, главное, измерить.
Подзорная труба и телескопы Галилея
В 1609 году произошло самое сенсационное открытие в его жизни. Он услышал о фламандце, который сделал «подзорную трубу», и бросился экспериментировать, не желая отставать. И ему удалось сделать телескоп, знакомый сегодня каждому, кто читал элементарную книгу по оптике. Это поразило и восхитило всех, а когда ему удалось сделать одно из восьми увеличений, а потом даже и 20 (отшлифовав собственные линзы!) он сделал небесные наблюдения, которые потрясли как мир астрономии, так и наиболее ученых перипатетиков (аристотелевских философов). ). Он видел горы на Луне (это очень антиаристотелевски), затем спутники, вращающиеся вокруг Юпитера, которые он нанес на карту с такой точностью, что его орбитальное время почти не отличается от расчетного сегодня.
Что он видел солнечные пятна и описывал их вариации. В конце концов он заметил, что у Венеры есть фазы, очень похожие на фазы Луны, и это наблюдение подтвердило аргумент Коперника. В 1610 году он опубликовал Звездный вестник . Он подарил телескопы дожу Венеции (и заставил стареющих советников взбираться на колокольни, чтобы увидеть торговые корабли в море) и своему бывшему ученику и другу Козимо II, великому герцогу Тосканы. Он прославился на всю Европу. Сегодня в науке он был эквивалентом лауреата Нобелевской премии.
Покинув Падую и Венецию, он вернулся в свой дом недалеко от Флоренции и закончил свою книгу по гидростатике, в которой интересно отметить, что он был сбит с толку тем фактом, что тонкая пластинка черного дерева, хотя и более плотная, чем вода, тем не менее плавать. Это понравилось его оппонентам-перипатетикам, которые вместе с Аристотелем утверждали, что тонуть или плавать — это просто вопрос формы. У Галилея действительно была проницательность, чтобы понять, что эффект был, вероятно, таким же, как если бы капля воды осталась на капустном листе.
Конечно, поверхностное натяжение было неизвестным явлением.
Дело Галилея
Через год он опубликовал свои три письма о солнечных пятнах. К тому времени он был очень влиятельным человеком и вызвал зависть и негодование. У него было так много благодарных друзей в высших эшелонах власти, включая бывших учеников, что он, вероятно, считал себя в безопасности. Большинство его врагов работали тихо, как крысы в подвале, но некоторые не работали. Был, например, ненавистный человек Кристофер Шайнер, иезуит, который претендовал на первенство в наблюдении солнечных пятен и, конечно же, давал им аристотелевское объяснение. Его книга самым злобным образом бросила вызов Галилею.
Похоже, наверху было мнение оставить Галилея в покое, но тут он ошибся. Он написал письмо своему другу и бывшему ученику Бенедетто Кастелли, в котором обсуждал Библию, особенно отрывок, в котором говорилось, что Иисус Навин приказал Солнцу остановиться, факт, который доказывал бы, что Солнце должно было двигаться раньше, поскольку Аристотель и Птолемей сказали.
Комментарий Галилея заключался в том, что, хотя Библия была словом Божьим, ее не следует понимать слишком буквально, слово в слово, поскольку она написана не для интеллектуалов, а для простых людей. Шпионы были поблизости, и какой-то доминиканец каким-то неизвестным образом раздобыл копию и отправил ее инквизиции в Рим.
Почти одновременно громогласный и непопулярный доминиканский священник выступил с откровенной атакой на всех математиков и сторонников Галилея. Галилей увидел опасность и поспешил в Рим. Там кардинал Беллармин после некоторого разговора убедил Галилея согласиться не преподавать теорию Коперника как истину. На самом деле никто точно не знает, что обещал Галилей на этой встрече в 1616 году, но его враги, используя гангстерскую уловку, намного позже представили неподписанный документ (намного позже смерти Беллармина), в котором утверждалось, что Галилей обещал не учить и не рекламировать учение Коперника. Он не вступал в полемику до тех пор, пока в 1623 году он не выпустил ставшую теперь известной полемическую книгу под названием «9».
0015 The Assayer , признанный вершиной спорного письма. Это было против иезуита, который писал о кометах и был манифестом интеллектуальной свободы в науке.
В 1623 году его друг во Флоренции, Маффео Барберини, был избран Папой, и Галилей не мог дождаться, чтобы добраться до Рима, чтобы увидеть его, и прием был сердечным. Все, казалось, шло хорошо, и, должно быть, казалось, что вес Галилея и остального научного мира может преуспеть и добиться тщательного пересмотра ортодоксальной науки. Галилей написал свою знаменитую книгу под названием «9».0015 Диалог и т. д. между перипатетиком, метко названным Симплицио, венецианским джентльменом Сагредо (фактически близким другом Галилея в прежние времена) и ученым флорентийцем Сальвацио, который на самом деле высказывал мнения самого Галилея. Предметом диалога были две мировые системы, система Птолемея и система Коперника.
Разрешение, официальная лицензия на издание книги, было получено от папской цензуры, и книга была опубликована в 1632 году.
Галилей написал благочестивое предисловие, в котором высмеивал теорию Коперника как дикую, фантастическую и противоречащую Священному Писанию. В таком виде цензура пропустила книгу. Цензор потерял работу, когда благочестивое предисловие обрушило смех на Церковь, обманутую столь очевидным предлогом. По всей Европе люди читали Галилея, в то время как Папа Римский и кардиналы кипели.
Говорят, что Шайнер, услышав это в римском книжном магазине, побагровел и сильно затрясся. Но он и его товарищи-ненавистники и интриганы не были побиты. На самом деле им это удалось. Кажется вероятным, что инквизиция хотела бы ничего не делать, но была вынуждена сделать это подробными и задокументированными свидетельствами, утверждающими, что Галилей на самом деле был еретиком. Против Галилея работал и другой факт. Дело в том, что Папа рассердился и стал настроен против Галилея, когда узнал о событиях 1616 года, о которых он никогда не был проинформирован. Он считал себя обманутым хитростью Галилея. Галилею было приказано предстать перед инквизицией.
Отречение Галилея
Несмотря на то, что он был болен, стар и частично ослеп, он отправился, получив от герцога Тосканского «носилки», запряженные лошадьми, хотя Венеция предложила убежище. В Риме он был удобно размещен, и 13 апреля на первом слушании он сослался на незнание неподписанного документа и пообещал предъявить документ, подписанный Беллармином в 1616 году. Он почти выиграл день. За кулисами последовала значительная активность — кардиналы, вероятно, ненавидели Шайнеров, — и Франческо Барберини, брат Папы, который оставался верным и обожающим другом Галилея, был очень активен. Он появился еще раз и затем месяцами оставался в напряжении. В конце концов Папа принял решение о пожизненном заключении. Из 10 кардиналов трое отказались подписать приговор, Франческо потребовал помилования, а когда ему было отказано, он убедил своего брата превратить пожизненное «тюремное заключение» в домашний арест в доме сочувствующего епископа. Чтобы заплатить за это, Галилея заставили преклонить колени и признать свое тщеславие и честолюбие, а также отвергнуть учение Коперника как ошибочное.
«Я, Галилео Галилей, будучи на семидесятом году жизни, имею перед глазами Святое Евангелие, которого касаюсь руками, отрекаюсь [отрекаюсь], проклинаю и ненавижу заблуждение и ересь движения Земли».
«И все же оно движется»
Церковники опубликовали отречение Галилея по всей Европе, чтобы продемонстрировать свою силу заставить людей отречься. Это было огромное унижение, и Галилей остался сломленным человеком, почти психически ненормальным из-за месяцев давления. Но добрый епископ Асканио Пикколомини восстановил его психическое здоровье, и в конце концов власти Рима разрешили ему вернуться домой, хотя он все еще находился под домашним арестом. Возможно, именно по этому поводу Галилей вызывающе произнес свою знаменитую вспышку: «Eppur si muove» («И все же оно движется»).
Почему Галилей произнес это заклинание на суде, признав то, что, как он знал, было ложью? Был ли он трусом? Думал ли он, что важнее вернуться к делу своей жизни? Кто мы такие, чтобы судить?
Именно у себя дома Галилей возобновил работу своей жизни, посвященную механике и движению.
Его памятником можно считать книгу Две новые науки и т. д. , изданную в 1638 году. Он умер 8 января 1642 года. Менее чем через год родился Исаак Ньютон.
Эта статья К. Л. Больца первоначально была опубликована в New Scientist 7 апреля 19 года.83
| |||||||||||||
Он родился в Пизе и
был старшим из шести детей в семье. Когда он был молодым человеком, отец отправил его изучать медицину в
Пизанский университет, но вместо этого Галилей изучал математику. Позже он стал профессором и заведующим кафедрой математики в университете.
Примерно до 1609 г.он преподавал математику и сделал несколько открытий в физике. Он помог математически
описывают баллистику и силу трения применительно к движению. После экспериментов с движущимися объектами он установил
его «Принцип инерции», который был похож на Первый закон Ньютона.
Но Галилей считал, что орбиты большинства планет имеют круглую форму, тогда как на самом деле
они эллиптические, как показал Иоганн Кеплер. Тем не менее, наблюдения Галилея подтвердили модель Коперника.
гелиоцентрической Солнечной системы. Они опровергли основные принципы космологии Птолемея и
положил конец теории Аристотеля о том, что небеса «совершенны и неизменны», которую поддерживала католическая церковь.
Но Церковь по-прежнему позволяла Галилею проводить свои исследования, пока он открыто не отстаивал свои открытия.
Галилей продолжал писать
о физике, а в 1632 г. он выдвинул свою концепцию основ относительности в физике, которую можно сформулировать следующим образом: «законы механики будут одинаковыми для всех наблюдателей, движущихся с одинаковой скоростью и направлением относительно
друг к другу». Эта фундаментальная концепция впоследствии легла в основу Специальной теории относительности Эйнштейна.
Он всегда проецировал изображение Солнца на поверхность. Помните, как и Галилей, НИКОГДА не смотрите прямо на Солнце! 