Николай Коперник и Галелео Галелей

Заканчивается «Малый комментарий» следующим утверждением: «Таким образом, всего тридцати четырех кругов достаточно для объяснения устройства Вселенной  и всего хоровода планет».

Коперник необычайно гордился своим открытием, ибо видел в  нем наиболее гармоничное решение  проблемы, сохранявшее принцип, в  силу которого все движения планет можно интерпретировать как сложения движений по окружности.

 «О вращении небесных  сфер»

В «Малом комментарии» Коперник не дает математических доказательств своей теории, замечая, что «они предназначены для более обширного сочинения». Это сочинение - «О вращении небесных сфер. Шесть книг» («De revolutionibns orbium coelestium») - издано в Регенсбурге, в 1543г., оно разделено на шесть частей и печаталось под наблюдением лучшего и любимейшего ученика Коперника, Ретикуса. Автор имел отраду видеть и держать в руках это творение хоть на смертном одре.

В первой части говорится  о шарообразности мира и Земли, а  также изложены правила решения  прямоугольных и сферических  треугольников; во второй даются основания  сферической астрономии и правила  вычисления видимых положений звезд  и планет на небесном своде. В третьей  говорится о прецессии или  предварении равноденствий, с объяснением  ее попятным движением линии пересечения  экватора с эклиптикой. В четвертой - о Луне, в пятой о планетах вообще, и в шестой - о причинах изменения широт планет.

Написание «главной книги  жизни» заняло больше 20 лет упорного труда. Астроном считал, что разработка гипотезы должна быть непременно доведена до чисел, больше того - до таблиц, чтобы  полученные с ее помощью данные можно  было сравнить с действительными  движениями светил.

В начале книги Коперник вслед за Птолемеем излагает основы действий с углами на плоскости и, главное, на сфере, относящиеся к  сферической тригонометрии. Здесь  учёный внес в эту науку много  нового, выступив как незаурядный математик и вычислитель. Среди прочего Коперник приводит таблицу синусов (правда, это название не применяет) с шагом в десять угловых минут. Но, оказывается, это лишь выдержка из более обширных и точных таблиц, которые он вычислил для своих расчетов. Их шаг составляет одну угловую минуту, а точность - семь десятичных знаков! Для этих таблиц Копернику потребовалось вычислить 324 тыс. величин. Эта часть сочинения и подробные таблицы были позже изданы отдельной книгой.

Книга «О вращениях» содержит описания астрономических приборов, а также новый, более точный, чем  у Птолемея, каталог неподвижных  звезд. В ней разбирается видимое  движение Солнца, Луны и планет. Поскольку  Коперник использовал только круговые равномерные движения, ему пришлось потратить много сил на поиски таких соотношений размеров системы, которые бы описывали наблюдаемые  движения светил. После всех усилий его гелиоцентрическая система  оказалась ненамного точнее птолемеевской. Сделать точной ее удалось только Кеплеру и Ньютону.

Книга также была снабжена анонимным предисловием, которое, как  установил позднее И. Кеплер, было написано лютеранским богословом Осиандером. Последний, желая завуалировать прямые противоречия между Библией и учением Коперника, пытался представить его только как «удивительную гипотезу», не связанную с действительностью, но упрощающую вычисления. Однако истинное значение системы Коперника не только для астрономии, но и для науки вообще, было вскоре широко понято.

Значение учения Коперника  для развития науки безмерно велико: оно произвело настоящую революцию  не только в астрономии, но и во всем человеческом мировоззрении. Действительно, со взглядом на строение Солнечной системы неразрывно связан вопрос о положении Земли, а с ней и человека во Вселенной. Следовательно, астрономия входит как существенный элемент в миропонимание, обнимающее как философские, так и религиозные вопросы.

До Коперника, почти в  течение 15 веков, Земля считалась  единственным неподвижным телом  Вселенной, центральной и важнейшей  частью мироздания; все религии считали, что небесные светила созданы  для Земли и человечества. Согласно же учению Коперника Земля - рядовая  планета, движущаяся вокруг Солнца вместе с другими, ей подобными, телами. Поскольку Земля лишилась своего центрального положения и стала такой же, как и все остальные наблюдавшиеся на небе планеты, утверждение церковников о противоположности «земного» и «небесного» потеряло смысл. Возникла новая идея - о единстве мира, о том, что «небо» и «земля» подчиняются одним и тем же законам. Человек перестал быть «венцом творения», а превратился в обитателя одной из планет Солнечной системы. Из учения Коперника следовал общий вывод о том, что видимость есть только одно из проявлений многогранной действительности, ее внешняя сторона, а истинный механизм явлений лежит гораздо глубже.

Учение Коперника заставило  пересмотреть и другие отрасли естествознания, в частности, физику, и освободить науку от устаревших и схоластических традиций, тормозивших ее развитие. После Коперника исследование природы, по существу, освободилось от религии  и развитие науки пошло гигантскими  шагами. Ф. Энгельс писал: «Революционным актом, которым исследование природы  заявило о своей независимости  и как бы повторило лютеровское сожжение папской буллы, было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил - хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре - вызов церковному авторитету в вопросах природы. Отсюда начинает своё летосчисление освобождение естествознания от теологии..."

Новое научное мировоззрение  завоевывало свои права в ожесточенной борьбе со старым мировоззрением, ярыми  приверженцами которого были религиозные  фанатики и реакционные ученые. Вначале  все они отнеслись терпимо  к учению Коперника, считая его систему  мира лишь простой геометрической схемой, более удобной, чем система Птолемея, для вычисления положений светил на небе. Церковь не обратила внимания на философские следствия самой  возможности постановки Земли в  один ряд с другими планетами. Но уже к началу XVII в. религиозные круги хорошо поняли всю опасность для них учения Коперника и предприняли против него ожесточенное гонение. В 1616 году декретом инквизиции книга «О вращении небесных сфер» была внесена «впредь до исправления» в «Индекс запрещенных книг» и оставалась под запретом до 1832года.

3 Галилео Галилей.

3.1 История жизни

Галилео Галилей – основатель современной наблюдательной опытной  науки, был ставших их пятерых  детей Винченцо и Юлии Галилео, родился 18 февраля 1564 года в Итальянском городе Пизе. В детстве начинал изучать церковную латынь. До 18 лет Галилей совершенно не знал математики. Позже, как и отец, стал заниматься музыкой, любил рисование. Школьный период жизни великого человека приближался к концу. Галилей в то время, может быть ещё не чувствовал своего призвания, а может быть и не хотел огорчать отца непослушанием, а потому согласился на его желание и поступил в 1853 году  в Пизанский университет с намерением  изучать медицину. По счастью, в таинства этой науки или или искусства посвящали не сразу, а нужно было прослушать до этого приготовительный курс аристотелевской или перипатической философии, состоящей из метафизики и математики. И последняя живо привлекла к себе внимание Галилея. Он стал брать дополнительные уроки. Чисто литературное и художественное образование, полученное Галилеем в Юности, а затем усиленное занятие математикой с целью наверстать потерянное время, нисколько не лишило его наблюдательности и не отвлекало его внимания от действительного мира.

В Пизанский университе он впервые познакомился с физикой Аристотеля, с самого начала показавшейся ему неубедительной. Галилей обратился к чтению древних математиков – Евклида и Архимеда. Архимед стал его настоящим учителем. Увлечённый геометрией и механикой, Галилей бросил медицину и вернулся во Флоренцию, где провёл 4 года, изучая математику. Результатом этого периода жизни Галилея были небольшое сочинение «Маленькие весы» (1586, изд. 1655), в котором описаны построенные Галилеем гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов, и геометрическое исследование о центрах тяжести телесных фигур.

Эти работы принесли Галилею  первую известность среди итальянских  математиков. В 1589 г. он получил кафедру  математики в Пизе, продолжая научную  работу. В рукописях сохранился его  «Диалог о движении», написанный в Пизе и направленный против Аристотеля. Часть выводов и аргументация в этой работе ошибочны, и Галилей впоследствии от них отказался. Но уже здесь, не называя имени Коперника, Галилей приводит доводы, опровергающие возражения Аристотеля против суточного вращения Земли.

В 1592 г. Галилей занял кафедру  математики в Падуе. Падуанский период жизни Галилея (1592–1610) – время наивысшего расцвета его деятельности.

Одарённость Галилея не ограничивалась областью науки: он был музыкантом, художником, любителем искусств и  блестящим литератором. Его научные  трактаты, большая часть которых  написана на народном итальянском языке, хотя Галилей в совершенстве владел латынью, могут быть отнесены также  к художественным произведениям  по простоте и ясности изложения  и блеску литературного стиля. Галилей переводил с греческого языка на латынь, изучал античных классиков и поэтов Возрождения (работы «Заметки к Ариосто», «Критика Тассо»), выступал во Флорентийской академии по вопросам изучения Данте, написал бурлескную поэму «Сатира на носящих тогу». Галилей – соавтор канцоны А. Сальвадори «О звёздах Медичей» – спутниках Юпитера, открытых Галилеем в 1610 г.

В 1637 г. Галилей ослеп; он умер 8 января 1642 г. В 1737 г. была исполнена  последняя воля Галилея – его  прах был перенесён во Флоренцию  в церковь Санта-Кроче, где он был погребён рядом с Микеланджело.

3.2 Научная деятельность Галелео Галелея

Основоположником экспериментально-математического  метода исследования природы был  великий итальянский ученый Галилео  Галилей (1564- 1642).  Леонардо да Винчи  дал лишь наброски такого метода изучения природы, Галилей же оставил развернутое  изложение этого метода и сформулировал  важнейшие принципы механического  мира. Убедившись в бесплодии  схоластическо учености он углубился в математические науки.  Став в дальнейшем профессором математики Падуанского университета,  ученый развернул  активную научно-исследовательскую деятельность, особенно вобласти механики и астрономии.  Для торжества теории Коперника и идей,  высказанных Джордано Бруно,  а следовательно, и для прогресса материалистического мировоззрения вообще огромное значение имели  астрономические  открытия,  сделанные Галилеем с помощь сконструированного им телескопа.  Он обнаружил кратеры и  хребты на Луне (в его представлении - "горы" и "моря"),  разглядел бесчисленные,  скопления звезд,  образующих  Млечный  Путь,  увидел спутники,  Юпитера,  разглядел пятна на Солнце и т. д. Благодаря этим открытиям Галилей стяжал всеевропейскую славу "Колумба неба".  Астрономические открытия Галилея, в первую очередь спутников Юпитера,  стали наглядным доказательством истинности  гелиоцентрической теории Коперника,  а явления,  наблюдаемые на Луне, представлявшейся планетой,  вполне аналогичной Земле, и пятна на Солнце подтверждали идею Бруно о физической однородности Земли и неба.  Открытие же звездного состава Млечного Пути явилось  косвенным доказательством бесчисленности миров во Вселенной.

    Указанные открытия  Галилея положили начало  его  ожесточенной полемике со схоластиками и церковниками, отстаивавшими аристотелевско-птолемеевскую картину мира.  Если до сих пор католическая церковь по изложенным выше причинам была вынуждена терпеть воззрения тех ученых, которые признавали теорию Коперника в качестве одной из гипотез,  а ее идеологи считали, что доказать эту гипотезу невозможно,  то теперь, когда эти доказательства появились, римская  церковь принимает решение запретить пропаганду взглядов Коперника даже в качестве гипотезы,  а сама книга Коперника вносится  в "Список запрещенных книг" (1616 г.).  Все это поставило деятельность Галилея под удар,  но он продолжал работать над совершенствованием  доказательств  истинности теории Коперника.  В этом отношении огромную роль сыграли работы Галилея и в  области механики.  Господствовавшая  в  эту эпоху схоластическая физика, основавшаяся на поверхностных наблюдениях и  умозрительных  выкладках,  была  засорена представлениями о движении вещей в соответствии с их "природой" и целью,  о естественной тяжести и легкости тел, о "боязни пустоты", о совершенстве кругового движения и другими ненаучными домыслами,  которые сплелись  в  запутанный узел с религиозными догматами и библейскими мифами.  Галилей путем ряда блестящих экспериментов постепенно распутал его и  соз-дал важнейшую отрасль механики - динамику, т. е. учение о движении тел.

Занимаясь вопросами механики, Галилей открыл ряд ее фундаментальных законов:  пропорциональность пути, проходимого падающими телами,  квадратам времени их падения; равенство скоростей падения тел различного веса в  безвоздушной  среде  (вопреки  мнению Аристотеля  и  схоластиков о пропорциональности скорости падения тел их весу);  сохранение прямолинейного равномерного  движения, сообщенного какому-либо телу,  до тех пор, пока какое-либо внешнее воздействие не прекратит его (что впоследствии получило название закона инерции), и др.

Философское значение законов  механики,  открытых Галилеем,  и законов движения планет вокруг Солнца,  открытых Иоганном Кеплером (1571 - 1630),  было громадным.  Понятие закономерности, естественной необходимости родилось,  можно сказать, вместе с возникновением философии.  Но эти первоначальные  понятия  были  не свободны  от значительных элементов антропоморфизма и мифологии, что послужило одним из гносеологических оснований их дальнейшего толкования в идеалистическом духе.  Открытие же законов механики Галилеем и законов движения планет Кеплером,  давшими строго математическую  трактовку понятия этих законов и освободившими понимание их от элементов антропоморфизма,  ставило это  понимание на физическую почву.  Тем самым впервые в истории развитие человеческого познания понятие закона природы приобретало строго научное содержание.

Законы механики были применены Галилеем и для  доказательства теории Коперника,  которая была непонятна большинству людей,  не знавших этих законов. Например, с точки зрения "здравого рассудка"  кажется  совершенно естественным,  что при движении Земли в мировом пространстве должен возникнуть сильнейший вихрь, сметающий все с ее поверхности.  В этом и состоял один из самых "сильных" аргументов против теории Коперника.  Галилей же  установил, что равномерное движение тела нисколько не отражается на процессах,  совершающихся на его поверхности.  Например, на движущемся корабле падение тел происходит так же, как и на неподвижном. Поэтому обнаружить равномерное и прямолинейное движение  Земли  на самой Земле.

Все эти идеи великий ученый сформулировал В "Диалоге о двух главнейших  системах  мира - птолемеевой и коперниковой" (1632), научно доказавшем истинность теории Коперника.  Эта книга послужила поводом для обвинения Галилея со стороны католической церкви.  Ученый был привлечен к суду римской инквизицией;  в 1633 г. состоялся  его  знаменитый  процесс,  на котором он был вынужден формально отречься от своих "заблуждений". Его книга была запрещена,  однако приостановить дальнейшее торжество идей Коперника, Бруно и Галилея церковь уже не могла.  Итальянский мыслитель вышел победителем.