Научная деятельность
Несмотря на неоконченное образование, Галилео Галилей получил возможность работать, применять свои таланты на практике и заниматься научными исследованиями. Благодаря стараниям маркиза дель Монте, молодой человек занял должность преподавателя в Болонском университете. Он вел лекции, а в свободное время занимался любимыми науками: механикой и математикой.
В 1589 году Галилей вновь вернулся в Пизанский университет, где когда-то учился. Но в этот раз он приехал туда не в качестве студента, а в качестве преподавателя математики.
На тот момент Галилео не исполнилось и 26 лет, но он уже имел степень профессора. Здесь молодой ученый продолжил свои опыты и написал свой знаменитый трактат «О движении падающих тел», который положил начало современной динамики.
В 1592 году Галилео Галилей переехал в Венецианскую республику, а именно, в город Падую. Здесь он провел 18 самых важных лет своей жизни и достиг больших высот в научной деятельности.
Работа в Падуанском университете
Переехав в Падую, Галилео Галилей активно приступил к обязанностям преподавателя в местном университете. Его лекции приобрели огромную популярность. Благодаря Галилео, в город стекались молодые люди из разных европейских стран, мечтающие получить возможность обучаться у талантливого ученого. Иногда для его лекций отводилась аудитория, вмещающая 2000 слушателей.
Продолжив занятия наукой, Галилео написал и издал книги «О движении» и «Механика». Этими трудами он опроверг многие идеи Аристотеля.
Интересы Галилео Галилея не ограничились математикой
Его внимание привлекла астрономия, и чтобы иметь возможность проводить исследования, он изобрел телескоп. Благодаря этому прибору, ученый сделал множество величайших астрономических открытий, которые принесли ему огромную славу
В 1610 году Галилео Галилей вернулся во Флоренцию ко двору герцога тосканского.
Основные идеи и открытия
Во Флоренции Галилео занялся исключительно научной деятельностью, положив все силы на развитие астрономии. В данный период своей жизни он сделал заключение о своеобразной форме Сатурна и о наличии у него спутников, провел наблюдения за фазами Венеры, сделал открытие, что Млечный Путь – это скопление звезд, и в научном литературном труде описал пятна на Солнце. Кроме того, ученый первым обнаружил горы на Луне и составил карту ее поверхности.
Изобретения Галилео Галилея
За годы своей научной деятельности Галилео Галилей изобрел пять предметов, которые продолжают использоваться в науке и в настоящее время:
- Телескоп (1609 год). С помощью этого устройства ученый сделал множество открытий и вывел астрономию как науку на новый уровень.
- Гидростатические весы для определения плотности тел (1586 год). Устройство данной конструкции изобретатель описал в своем трактате La bilancetta.
- Термометр (1592 год). В то время прибор представлял собой небольшой стеклянный шар с трубкой, наполненной жидкостью. Шар следовало растереть в руках. Таким образом он нагревался и вытеснял жидкость в трубке, показывая степень повышения температуры. Впоследствии данное изобретение было усовершенствовано учеником и последователем изобретателя – Фернандо Медичи.
- Микроскоп (1609 год). С помощью данного прибора Галилео Галилей занимался изучением насекомых.
- Пропорциональный циркуль (1606 год). Этот простой прибор позволил без труда изменять масштаб снимаемых размеров. Достигается это благодаря подвижности ножек циркуля. Например, если сместить центр вращения таким образом, что две части ножек прибора станут в 3 раза длиннее двух других, то соотношение масштабов составит величину 1:3.
Телескоп
Одним из наиболее значимых изобретений ученого считается телескоп. Появление этого прибора стало мощнейшим толчком к познанию солнечной системы.
Первое устройство было представлено на суд общественности в 1609 году. В качестве основы изобретения ученый использовал так называемую зрительную трубу, которую придумал Иоганн Липперсгейем – голландский мастер, занимавшийся изготовлением очков.
Поверхность и карта Луны
30 ноября 1609 года ученый направил свое устройство на Луну. Он был не первым исследователем, который наблюдал за Луной с помощью телескопа. Однако именно Галилею удалось определить причину неравномерного угасания. Оно было связано со световым затенением от гор и кратеров. Также ученый составлял топографические карты, определяя высоту гор.
Спутники Юпитера
7 января 1610 года Галилей увидел в телескопе объекты, которые он описал как «3 неподвижные звезды». Через некоторое время он установил, что эти тела вращаются вокруг Юпитера. Таким образом ученому удалось выявить 3 из 4 крупнейших спутника планеты. Четвертый спутник он нашел 13 января. Ученый назвал объекты в честь своего покровителя Козимо II Медичи. Однако впоследствии они были переименованы в галилеевы спутники.
Фазы Венеры и пятна на Солнце
В сентябре 1610 года ученый увидел, что Венера имеет полный набор фаз, как и Луна. Его наблюдения позволили опровергнуть геоцентрическую модель Птолемея. Открытие Галилеем фаз Венеры стало важным вкладом в поэтапный переход от полного геоцентризма к гелиоцентризму.
Также ученый занимался исследованием солнечных пятен. Интерпретация их существования привела к длительной и ожесточенной вражде Галилео Галилея с иезуитом Кристофом Шайнером.
Образование
Родители Галилео позаботились об образовании мальчика. Уже с юных лет трудно было не заметить, что ребенок стремится к обучению и проявляет таланты в разных сферах, как в искусстве, так и в точных науках. Это заложило фундамент для его дальнейшего развития на пути к великим достижениям.
Начальное образование
В раннем детстве родители отдали Галилео на обучение в школу при монастыре бенедиктинцев Валломброза. Именно в это время у мальчика проявились способности к языкам, рисованию и точным наукам. Кроме того, он унаследовал прекрасный музыкальный слух отца. Но уже в этом раннем возрасте стало заметно, что по-настоящему юного Галилео увлекает только наука.
Студенческие годы
В 17 лет молодой человек покинул Флоренцию и отправился в Пизу для изучения медицины в местном университете. Он преуспевал в овладении профессией, прекрасно показал себя в изучении основных предметов и во врачебной практике, но не ограничился этим. В студенческие годы он начал посещать занятия математикой, благодаря чему его привычный внутренний мир претерпел большие изменения. Геометрия и алгебра поменяли его мировоззрение.
За три года университетской жизни Галилео Галилей досконально изучил работы великих мыслителей и ученых Древней Греции, а также познакомился с гелиоцентрической теорией Коперника.
Через три года после поступления в университет молодой человек вынужден был прервать обучение и вернуться во Флоренцию. Причиной тому стали финансовые затруднения его родителей. Отец больше не мог оплачивать его образование. Руководство учебного заведения, несмотря на большие таланты юноши, не пошло ему на уступки и не предоставило возможности завершить курс бесплатно, чтобы получить ученую степень.
У молодого Галилео к этому времени появился влиятельный покровитель – маркиз Гвидобальдо дель Монте. Он восхищался изобретательскими талантами юноши и выхлопотал для него жалование при дворе тосканского герцога Фердинанда I Медичи.
Где рождаются будущие учёные?
Небогатая семья, где родился в 1564 году маленький Галилео Галилей, проживала в итальянском городе Пиза.
Отец будущего учёного был настоящим мастером в разных областях, от математики до искусствоведения, поэтому совсем неудивительно, что ещё с детства юный Галилео полюбил живопись и музыку и тяготел к точным наукам.
Когда мальчику исполнилось одиннадцать, семья из Пизы, где жил Галилео, переехала в другой город Италии – Флоренцию.
Там у него началось обучение в монастыре, где юный ученик демонстрировал блестящие способности в изучении наук. Он даже задумывался о карьере священнослужителя, но отец не одобрил его выбор, желая, чтобы сын стал доктором. Именно поэтому в свои семнадцать Галилео перешёл в Пизанский университет на медицинский факультет и начал старательно учить философию, физику и математику.
Однако окончить университет он не смог по простой причине: семья не смогла оплатить его дальнейшее обучение. Уйдя с третьего курса, студент Галилей приступает к самообразованию в области физико-математических наук.
Благодаря дружбе с богатым маркизом дель Монте юноше удалось получить оплачиваемую научную должность преподавателя астрономии и математики в Пизанском университете.
Во время университетской работы он проводил различные опыты, результатом которых стали открытые им законы свободного падения, движения тела по наклонной плоскости и сила инерции.
Начиная с 1606 года, учёный плотно занимается астрономией.
Достижения в науках
Галилео Галилей был настолько гениальным ученым, что оставил после себя значимый след в разных отраслях наук.
Физика
Он был основателем экспериментальной физики. Значение его открытий трудно переоценить. Ему принадлежат 2 принципа механики:
- относительности для равномерного и прямолинейного движения;
- постоянства ускорения силы тяжести.
Эту базу взяли за основу Ньютон, Эйнштейн и другие ученые, создавая свои открытия. Кроме этого, Галилей обосновал и другие законы физики, касающиеся инерции, свободного падения, периода колебаний, движения тел в определенных условиях.В то время науке пока неведомо было отличие между скоростью и ускорением, а Галилео это осознал, бросая с высоты объекты разного веса и размеров. Закон инерции он вообще открыл с помощью лишь умозрительных заключений, представляя себе шар, движущийся по наклонной плоскости. Когда он наблюдал за предметами, катящимися по наклонной, время замерял по своему пульсу.
Математика
Знания по математике Галилей успешно применял в других науках. Кроме того, свои интересные умозаключения о теории вероятности он изложил в труде “Рассуждения об игре в кости”. Также ученый в “Беседах о двух новых науках” изложил свои исследования и расчеты на тему натуральных чисел и их квадратов.
Рис. 7. Статуя Галилея во Флоренции, скульптор Котоди (1839)
Философия и мировоззрение
Если кратко, то основные его идеи о видении мира в том, что он существует вне зависимости от нашего сознания. Материя постоянна и Вселенная является бесконечной. В окружающем мире ничто не исчезает и не возникает из ниоткуда. Просто происходят изменения состояния природных объектов или их составляющих. Материя, которая непрерывно двигается, представляет собой комплекс атомов, которые неделимы. И все движения в природе, космосе, подчиняются законам механики. По Галилею цель науки — найти причины природных явлений. Наблюдения и опыт — основа познания. Многие его открытия появились на свет лишь благодаря тому, что он полагался на собственные опыты, наблюдения, эксперименты, а не на установленные признанными авторитетами догмы. Истинными философами Галилей считал тех, кто “изучает книгу природы” сам, а не зубрил то, что утверждали признанные “светила” науки.
Его мысли и изыскания были изложены во многочисленных сочинениях, трактатах, письмах коллегам, друзьям и покровителям. Они подчеркивают его несомненный литературный дар. Писал он на итальянском языке, хотя отлично знал и латынь. Ученый настолько четко и доступно излагал свои мысли, умел ярко и доходчиво писать, что его научные труды вполне можно считать литературными произведениями.Галилео Галилея можно по праву считать ответственным за рождение современной науки. Оставаясь преданным католиком, он все же отстаивал свою точку зрения до самой смерти и выдал множество трудов, которые взяли за основу другие ученые следующих веков. Это дало большой толчок развитию всех отраслей науки. Галилео Галилеем восхищаются во всем мире не только как одним из самых умных людей своего времени, но и как одним из самых смелых. Еще больше интересных фактов из биографии Галилео Галилея узнайте из видео ниже.
Как праздновать День Галилея?
15 февраля, в день рождения Галилея, люди всего мира отмечают неофициальный праздник в честь этого великого ученого. Лучший способ отметить День Галилея – собрать друзей на праздничный ужин, а затем всем вместе заняться чем-нибудь, связанным с астрономией – например, пойти вместе смотреть на звезды или пройти астрономический тест о знаменитых астрономах прошлого.
Кто первым разработал гелиоцентрическую систему? Какой астроном был сожжен на костре за свои взгляды? Проверьте свои знания о знаменитых астрономах с помощью нашего теста.
Если погода не располагает к прогулкам, вы можете наблюдать звездное небо, не выходя из дома, с помощью приложения Star Walk 2! Где бы вы ни были, это приложение поможет вам узнать, какие звезды, созвездия и планеты находятся над вами. Всё, что вам нужно это запустить приложение и навести телефон на небо.
Еще одно приложение, с помощью которого вы сможете погрузиться в мир астрономии, не выходя из дома – это Solar Walk 2. Это настоящий 3D-планетарий с реалистичными моделями небесных объектов и множеством полезной информации о них.
Мы желаем вам хорошо отпраздновать День Галилея. Обязательно поделитесь с нами праздничными фотографиями в соцсетях!
Биография[]
Галилей родился в 1564 году в итальянском городе Пиза, в семье родовитого, но обедневшего дворянина Винченцо Галилея, видного теоретика музыки и лютниста. Полное имя Галилео Галилея: Галилео ди Винченцо Бонайути де Галилей (итал. Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei). Представители рода Галилеев упоминаются в документах с XIV века. Несколько его прямых предков были приорами (членами правящего совета) Флорентийской республики, а прапрадед Галилея, известный врач, тоже носивший имя Галилео, в 1445 году был избран главой республики.
В семье Винченцо Галилея и Джулии Амманнати было шестеро детей, но выжить удалось четверым: Галилео (старшему из детей), дочерям Вирджинии, Ливии и младшему сыну Микеланджело, который в дальнейшем тоже приобрел известность как композитор-лютнист. В 1572 году Винченцо переехал во Флоренцию, столицу Тосканского герцогства. Правящая там династия Медичи была известна широким и постоянным покровительством искусству и наукам.
О детстве Галилея известно немного. С ранних лет мальчика влекло к искусству; через всю жизнь он пронёс любовь к музыке и рисованию, которыми владел в совершенстве. В зрелые годы лучшие художники Флоренции — Чиголи, Бронзино и др. — советовались с ним о вопросах перспективы и композиции; Чиголи даже утверждал, что именно Галилею он обязан своей славой. По сочинениям Галилея можно сделать также вывод о наличии у него замечательного литературного таланта.
Начальное образование Галилей получил в расположенном неподалёку монастыре Валломброза. Мальчик очень любил учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он взвешивал возможность стать священником, но отец был против.
В 1581 году 17-летний Галилей по настоянию отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. В университете Галилей посещал также лекции по геометрии (ранее он с математикой был совершенно не знаком) и настолько увлёкся этой наукой, что отец стал опасаться, как бы это не помешало изучению медицины.
Галилей пробыл студентом неполных три года; за это время он успел основательно ознакомиться с сочинениями античных философов и математиков и заработал среди преподавателей репутацию неукротимого спорщика. Уже тогда он считал себя вправе иметь собственное мнение по всем научным вопросам, не считаясь с традиционными авторитетами.
Вероятно, в эти годы он познакомился с теорией Коперника. Астрономические проблемы тогда живо обсуждались, особенно в связи с только что проведённой календарной реформой.
Астрономические открытия
Он написал множество писем, в которых недвусмысленно показал всю общую структуру небосвода. Он также заявил, что все эти тесты были предоставлены Копернику. способность отвергать геоцентрическую систему Птолемея. В этот раз, к сожалению, эти идеи заинтересовали исследователей. Однако они выступили за противоположное решение и начали подозревать, что Коперник был еретиком.
Последний этап жизни Галилео Галилея начался, когда он поселился во Флоренции в 1610 году. В эти годы уже была издана книга о солнечных пятнах, обнаруженных немецким иезуитом Кристофом Шайнером. Галилей уже наблюдал эти солнечные пятна раньше и показывал их некоторым важным людям, когда был в Риме. Эта поездка в Рим очень ему помогла, поскольку он стал членом Accademia dei Lincei. Это общество было первым, посвященным науке, которая существовала во времени.
В 1613 году астрономические исследования История и демонстрации солнечных пятен и их аварий, где Галилей столкнулся с интерпретацией Шайнера. Немецкий иезуит считал, что пятна были внесолнечным эффектом. Текст вызвал большой спор о том, кто первым обнаружил солнечные пятна. Это сделало иезуита стал одним из самых яростных врагов Галилео Галилея в области науки и исследований.
Конечно, все это дошло до ушей инквизиции. Галилея вызвали в Рим, чтобы ответить на некоторые обвинения. Астронома встретили в городе с большим уважением, и по мере развития дебатов по поводу его обвинений инквизиторы не сгибали руки и не соглашались охотно следовать веским аргументам, которые он приводил.
В 1616 году он получил увещевание не преподавать теории Коперника публично. Наконец, в возрасте 70 лет Галилей уже был мудрым человеком и Он умер на рассвете 9 января 1642 года.
Я надеюсь, что биография Галилео Галилея поможет вам узнать больше об ученых, которые произвели революцию в астрономии.
Пропорциональный циркуль
В 1606 году ученый опубликовал статью с идеей и чертежами своего нового изобретения – пропорционального циркуля. Он представлял собой простое приспособление, которое позволяло менять масштаб измеряемых показателей. Такого эффекта удалось добиться благодаря тому, что ось вращения ножек циркуля была подвижной.
При этом измерение размеров и их отображение в измененном масштабе осуществляется концами ножек, которые имеют противоположное расположение. Если разместить ось четко в среднем положении, масштаб не изменится. Если сместить центральную часть так, что две части ножек будут втрое длиннее двух других, удастся получить пропорцию 1:3.
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.
Философия и научный метод
Хотя в древней Греции были замечательные инженеры (Архимед, Герон и другие), сама идея экспериментального метода познания, который должен дополнять и подтверждать дедуктивно-умозрительные построения, была чужда аристократическому духу античной физики. В Европе ещё в XIII веке Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон призвали к созданию экспериментальной науки, которая на математическом языке сможет описать природные явления, однако до Галилея в реализации этой идеи не было существенного продвижения: научные методы мало отличались от теологических, и ответы на научные вопросы по-прежнему искали в книгах древних авторитетов. Научная революция в физике начинается с Галилея.
Механика
Физика и механика в те годы изучались по сочинениям Аристотеля, которые содержали метафизические рассуждения о «первопричинах» природных процессов. В частности, Аристотель утверждал:
- Скорость падения пропорциональна весу тела.
- Движение происходит, пока действует «побудительная причина» (сила), и в отсутствие 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.
В своей последней книге Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени. В соответствии со своим научным методом он тут же привёл опытные данные, подтверждающие открытые им законы. Более того, Галилей рассмотрел (в 4-й день «Бесед») и обобщённую задачу: исследовать поведение падающего тела с ненулевой горизонтальной начальной скоростью. Он совершенно правильно предположил, что полёт такого тела будет представлять собой суперпозицию (наложение) двух «простых движений»: равномерного горизонтального движения по инерции и равноускоренного вертикального падения.
Геометрический и военный компас
В эпоху Возрождения многие изобретатели предпринимали попытки разработать универсальный инструмент, который был бы пригоден для выполнения арифметических расчетов и геометрических операций. Особенно остро необходимость в таком инструменте ощущалась в военной области, где технология изготовления огнестрельного оружия требовала все более точных математических знаний. Чтобы удовлетворить эту потребность, в 1597 году Галилей сконструировал геометрический и военный компас.
Этот сложный и универсальный вычислительный инструмент состоял из трех частей:
- двух ножек, гравированных шкалами и скрепленных шарниром;
- градуированного квадранта, который крепился с помощью гаек к отверстиям в ножках компаса;
- зажима, вставленного в одну из ножек и способного держать инструмент в вертикальном положении.
С помощью компаса Галилея стало возможным выполнять все виды арифметических и геометрических операций, в том числе извлечение квадратных и кубических корней, расчет площадей и объемов, рисование полигонов, вычисление процентов. Компас использовали военные офицеры и инженеры, чтобы определить, сколько пороха требуется для пушечного ядра определенного типа.
Открытия в точных науках
Кроме астрономии, Галилей также совершал открытия в механике и физике: установил и подтвердил много законов, которые в дальнейшем легли в основу современных наук (в частности, законы падения и полёта тела, инерции, принцип относительности), а также сформулировал расчёт формулы колебания маятников.
Он много рассуждал о философии и математике. И по своим рассуждениям установил тезисы, близкие к теории вероятности. Кроме того, исследователь выступил автором многих научных трактатов о числах. Увы, его современники не могли в полной мере оценить стремления и открытия учёного. И только позже люди смогут по-новому посмотреть на эти умозаключения.
Философия и мировоззрение
Главной задачей философии, по мнению Галилея, было познание первоосновы бытия. Сам учёный видел эту первооснову как неодушевлённую материю, состоящую из множества частиц, лишённых каких-либо качеств. Количество материи в мире не уменьшается и не увеличивается, она просто время от времени приобретает новые формы. Галилей отказывается от взглядов античных философов, наделявших материю одушевлённостью. Для Галилея материя была мертва, но подчинена ряду физических законов, простых самих по себе, но вместе дающих достаточно сложную картину мира.
По мнению учёного, весь мир однороден, все его части подчиняются одним и тем же физическим законам. Галилею приписывается знаменитое утверждение: «Книга природы написана на языке математики». Это высказывание даёт своеобразный ключ к пониманию Галилеем окружающего мира. Естествоиспытатель верил, что существует универсальный способ познания природы, и, в отличие от своих предшественников, для которых математика существовала только в виде арифметики и геометрии, сумел использовать эту науку для описания физических явлений. Например, через математику Галилею удалось выразить траекторию движения предметов, в том числе, небесных светил.
Безусловно, как человек, живший на рубеже XVI-XVII, Галилей не мог полностью избавиться от идеалистических представлений и создать сугубо материалистическую теорию. Но роль отводимая богу во взглядах Галилея была весьма невелика: божество в своё время стало первопричиной движения, но вся последующая динамика тел и частиц материи зависит уже исключительно от законов физики, постигаемых человеческим разумом. Однако заслуги Галилео Галилея как философа очень велики. Ему удалось очистить философию от пережитков мифологии, антропоморфизма и иррациональности и сделать её настоящей наукой.