Галілео Галілей

Протягом років хлопчика юності Галілея практично безроздільно панували уявлення, сформовані ще у період античності. Деякі їх, наприклад, геометрія Евкліда і статика Архімеда, зберегли своє значення й у наші дні. Великий багаж нагромадили й чужі спостереження астрономів, що призвели до виникнення прогресивної для свого часу системи світу Птолемея (2 в. зв. е.). Проте багато хто становища античної науки, здобули зі часом статус незаперечних догм, не витримали випробування часом і виявилися відринутим, коли головним арбітром у науці визнано опыт.

Передусім, це стосується механіці Аристотеля тощо його природничонауковим уявленням. Саме це помилкові становища стали фундаментом офіційного «ідеологічного кредо», і були потрібні як здатність до незалежному мисленню, а й просто мужність, щоб виступити проти. Серед перших цього наважився Галілео Галилей.

Галілей походив із знатної, але збіднілої дворянської родини. Його батько, музикант і математик, хотів, щоб син став лікарем, й у 1581, після закінчення монастирської школи, визначив його за медичний факультет Пизанского університету. Але медицина не захоплювала сімнадцятирічного юнака. Залишивши університет, він поїхав до Флоренції і впав у самостійне вивчення творів Евкліда і Архімеда. За порадою професора філософії Річчі і поступаючись проханню сина, батько Галілео перевів його за філософський факультет, де понад поглиблено вивчалися філософія і математика.

У дитячі роки Галілей захоплювався конструюванням механічних іграшок, майстрував діючі моделі машин, млинів і кораблів. Як розповідав згодом його учень Вивиани, Галілей ще юності вирізнявся рідкісної спостережливістю, завдяки якому зробив свою перше важливе відкриття: спостерігаючи качання люстри в Пизанском соборі, встановив закон изохронности коливань маятника (незалежність періоду коливань від величини відхилення). Деякі дослідники беруть під сумнів розповідь Вивиани про обставини цього відкриття, але достеменно відомо, що Галілей як перевіряв цього закону на дослідах, а й використав його для визначення проміжків часу, що, зокрема, було захоплено прийнято медиками.

Уміння стати й робити з побаченого завжди відрізняло Галілея. Ще замолоду вона зрозуміла, що «…явища природи, хіба що незначні, хіба що як не глянь маловажны видавалися, нічого не винні бути зневажувані філософом, але всі мають бути, у однаковій мірі шановані. Природа сягає великого малими засобами, і її прояви однаково дивні». Фактично, це висловлювання вважатимуться декларацією експериментального підходу Галілея до вивчення явищ природы.

У 1586 Галілей публікує опис сконструйованих їм гидростатических терезів, виділені на виміру щільності твердих тіл та визначенням центрів тяжкості. Ця, як і про його роботи, виявляється поміченою. Результатом цього періоду життя Галілея були невеличке твір «Маленькі ваги» (1586, вид. 1655), у якому описано побудовані Галилеем гідростатичні ваги до швидшого визначення складу металевих сплавів, і геометричне дослідження про центрах тяжкості тілесних постатей. Ці праці принесли Галілей першу популярність серед італійських математиков.

В нього з’являються впливові покровителі, і завдяки їхнім протекції то здобуває в 1589 місце професора в Пизанском університеті (щоправда, з мінімальним окладом).

Почавши читати лекцій з філософії та математиці в університеті, Галілей виявився перед непростим вибором. З одного боку здобули статус непорушних догм погляди Аристотеля, з іншогоплоди власних міркувань і, що ще важливіше, досвіду. Аристотель стверджував, що швидкість падіння тіл пропорційний їхній вазі. Це вже викликало сумніви, а проведені Галилеем у присутності численних свідків контролю над падінням з Пізанською вежі куль різного ваги, але однакових розмірів, наочно спростовували його. Аристотель вчив, що різним тілах властиво різне «властивість легкості», чому одні тіла падають від інших, що поняття спокою абсолютно, що з здобуття права тіло рухалася, його постійно повинен підштовхувати повітря, отже, рух тіл свідчить про відсутність пустоты.

Вже 1590, за рік від початку роботи у Пізі, Галілей пише трактат «Про русі», у якому виступає із різкими запереченнями проти поглядів числа перипатетиків у (послідовників Аристотеля). Не могло б не викликати різко несхвального ставлення до нього представників казенної схоластичної науки. З іншого боку, Галілей тоді був дуже обмежений у засобах, і тому радів отримати (знову завдяки своєму покровителю) запрошення уряду Венеціанської республіки працювати в університет у Падую.

Перехід в 1592 в Падуанський університет, де Галілей зайняв кафедру математики, ознаменував собою початок плодотворнейшего періоду у житті. Ось він впритул наближається до вивченню законів динаміки, досліджує механічні властивості матеріалів, винаходить перший із фізичних приладів на дослідження теплових процесів термоскоп, удосконалює підзорну трубу й першим здогадується використовувати її для астрономічних спостережень, тут є найактивнішим і авторитетним прибічником системи Коперника, знаходячи подяку і повагу нащадків та активну ворожість численних современников.

Найважливішим досягненням Галілея у поступовій динаміці було визнано створення принципу відносності, що є основою сучасної теорії относительности.

Рішуче відмовившись від уявлень Аристотеля про рух, Галілей дійшов висновку, що рух (маю на увазі лише механічні процеси) щодо, тобто не можна казати про русі, не уточнивши, стосовно якому «тілу відліку» воно відбувається; закони руху безотносительны, і тому, перебувають у закритою кабіні (він образно писав «участь у закритому приміщенні під палубою корабля»), не можна ніякими дослідами встановити, спочиває ця кабіна або ж рухається рівномірно і прямолінійно («без поштовхів», за словами Галилея).

У Галілео Галілея вперше зв’язок космології з наукою про рух придбала усвідомлений характер, як і стала основою створення наукової механіки. Спочатку (до 1610 р.) Галилеем було відкрито закони механіки, але перші публікації й трагічні моменти його життя пов’язані з менш оригінальними роботами з космології. Галілей першим чітко розумів два аспекти фізики Архімеда: пошук і загальних математичних законів і експеримент, в якості основи для підтвердження цих законов.

Винахід в 1608 року голландцем Хансом Липперсхеем, виробником очок, телескопа (щоправда, не призначеного для астрономічних цілей), дозволило Галілей, вдосконаливши його, у грудні 1610 року «відкрити нову астрономічну Еру » .

Телескоп Галілео Галилея.

Підзорна труба Галілео Галилея.

Перший термометр винайшов Галилей.

Виявилося, що Місяць покрита горами, Чумацький Шлях складається з зірок, Юпітер оточений чотирма супутниками тощо. «Аристотелевский світ «впав остаточно. Галілей поспішає з публікацією побаченого у своїй «Зоряному віснику », який відбуває о березні 1610 р. Книжку написано латиною і було варта ученых.

У 1632 р. у Флоренції була надрукована найвідоміша робота Галілея, яка послужила визначенню процесу над ученим. Її повна назва — «Діалог Галілео Галілея Линчео, Екстраординарного Математика Пизанского університету та Головного Філософа і Математика Ясновельможного Великого Герцога Тосканського, де у чотирьох денних розмовах ведеться обговорення двох Основних Систем Миру, Птолемеевой і Коперниковой і передбачаються не остаточні філософські і її фізичне аргументи як із одного, і з іншого боку » .

Титульный лист «Діалогів». З наведеного нижче фрагмента «Діалогу…» видно, яке надавав Галілей принципу безперервності руху, сформульованому ще XVI столітті Миколою Оремом: «Сагредо: Отже, віриш, що камінь, перебував у спокої та почав своє природне рух до центра землі, проходить крізь ці ступеня повільності як досягти будь-якої ступеня швидкості? Сальвиатти: Вірую, більше, настільки твердо у цьому впевнений, що, без сумніви, зможу переконати й тебе. Сагредо: Якби будь-якого іншого плоду я — не витяг із сьогоднішньої розмови, крім пізнання цієї речі, вважав би себе досить вознагражденным». Цікавим є подивитися, що тепер, через багато років після написання своїх ранніх праць, належить Галілей до вченню про незмінність неба: «Симпличио: Отже, землі постійно відбуваються народження, знищення, зміни тощо., яких ніколи ні почування, ні переказ і пам’ять наших предків не помічали на небі. Отже, небеса незмінні. Сальвиатти:[…] Необхідно тоді, щоб ти Китаю і Америку вважав небесними тілами. Бо там ти, ясна річ, будь-коли спостерігав ніяких змін, які спостерігаєш тут у Італії, тож із твого міркування виходить, що це частини світу самі є незмінними[…] Бачиш, що сама випадок допоміг знайти неправдивість твого аргументу. Бо коли ти скажеш, що зміни, які простежуються на нашої частини землі, не можна поспостерігати на Америці через велику відстань досяжна, тим меншою мірою можеш побачити ці зміни на Місяці, у сотні разів більш віддаленій ми. Тому речей, що не помічаєш на небі жодних змін, які навіть коли вони ми там були і найбільші, не можеш помітити через надзвичайно велику відстань, то ще й речей, що ніякі наші посланці туди не доходять, адже й дійти що неспроможні, не можеш робити висновок, що в ній немає жодних изменений».

Еще один фраґмент з «Діалогу…» нагадує нам про аргументах Филопона і Буридана: «На цьому доходжу висновку, що лише циркуляція може природним чином бути властивим природним тілах, які існують у всесвіту і розташованим найкраще — прямолінійне ж рух відповідно до природі слід приписати тілах та його частинам, коли вони знаходяться поза своїх місць у неправильному розташуванні і тому потребують поверненні до свого природного стану по найкоротшому пути».

Ця книгу було написано італійською мовою і призначалася для «широкого загалу ». У вашій книзі багато незвичайного. Приміром, із її героїв Симпличио (у перекладі латинського — простак), котрий обстоює точку зору Арістотеля, — явний натяк на видатного коментатора Аристотеля, жив VI столітті - Симпликия. Попри легкість і вишуканість літературної форми, книга сповнена тонких наукових спостережень та обґрунтувань (в частковості таких складних фізичних явищ як інерції, гравітації і інші.) Разом про те, Галілей не створив цільною системы.

У 1638 р. вийшла останню книжку Р. Галілея «Розмови і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки, які стосуються механіки і місцевому руху… », де він стосувався проблем, вирішених їм близько 30 назад.

Механіка Галілея дає идеализированное опис руху тіл поблизу Землі, нехтуючи опором повітря, кривизною земної поверхні, і залежністю прискорення вільного падіння від висоти. У основі «теорії «Галілея лежать чотири прості аксіоми, щоправда вочевидь Галилеем не сформульовані.. Вільне рух щодо горизонтальній площині приміром із постійної за величиною і направлення швидкістю (сьогодні - закон інерції, чи перший закон Ньютона).

Виходячи з цього затвердження можна зрозуміти, що тіло ковзне без тертя по горизонтальній поверхні нічого очікувати не прискорюватися, не сповільнюватися ні відхилятися убік. Це твердження перестав бути прямий наслідок спостережень і експериментів. У законі зазначено про рух, що ніколи немає. Будучи послідовником Архімеда, Галілей вважав, що фізичні закони нагадують геометричні аксіоми. У природі немає ідеальних речей і предметів. Але не нехтував ускладненнями внесеними тертям, повітрям — він намагався поставити експеримент що складає незначність цих ефектів. Свій закон руху Галілей отримав ні з реальному житті і експериментів, та якщо з уявної досвіду.. Вільно падаюче тіло з постійним прискоренням. Равноускоренным називається рух, у якому швидкість тіла за рівні часові відтинки поповнюється те ж величину: [pic]. Розглянемо як Галілей прийшов до цього висновку. Спочатку він припустив, що спочатку спочиваюче тіло поступово збільшує свою швидкість від початкового значення V=0. За часів Галілея вважали, що тільки на тіло починає діяти гравітація, воно миттєво набуває швидкість і це швидкість тим більше коштів, чим важче тіло. Галілей подумки поставив експеримент, які свідчили що тіло, падаюче зі стану спокою, має рухатися надто повільно, а, по мері падіння збільшувати швидкість. Далі Галілей думав, що рух падаючих тіл має описуватися простим законом.

На яке цей час він вирішив, що це закон: [pic], равные збільшення швидкості, за рівні інтервали відстані. Але він відкинув цього закону, коли зрозумів якби він був справедливий, то тіло, спочатку спочиваюче, залишилося в спокої навсегда.

Перевірити закон у початковому вигляді було неможливо. У той час немає точних годин, найкоротший проміжок часу який можна визначити 10 секунд. За 10 секунд вільно падаюче тіло пролітає 490 метрів ! У цій застосування закону йому знадобився постулат:. Тіло, ковзне без тертя під укіс, з постійним прискоренням [pic].

[pic] кут нахилу площині до обрію Вільне падіння можна як окреме питання руху по похилій площині [pic], а закон інерції відповідає горизонтальній площині. Використовуючи у експериментах похилу площину із малими кутами нахилу, Галілей зміг перевірити гіпотезу сталості прискорення при вертикальному падінні. З закону випливає, що кінцева швидкість тіла, ковзаючого без тертя по похилій площині зі стану спокою, залежить лише від висоти, з якою тіло початок рухатися, але з залежить від кута нахилу площині: [pic] .Галілей пишався цієї формулою, оскільки він дозволяла визначити швидкість з допомогою геометрії. Вимірювання швидкістю той час було малонадежной процедурою з за відсутності точних годин. Нині можна виміряти лише відстань. Якщо ми захочемо надати тілу швидкість [pic], потрібно зіштовхнути його я з висот [pic], припускаючи відсутність тертя.. Принцип відносності Галілея Уявімо корабель рухомий із постійною швидкістю. З його щогли скидають предмет, куди він впаде? Співвітчизники Галілея сказали б, що він впаде відхиливши от.

Підстави щогли убік корми на своєму шляху корабля, і відхилився взагалі чи корабель нерухомий. Проте Галілей довів, що траєкторія падаючого тіла збочує з вертикалі тільки від опору повітря. У вакуумі тіло впав би точно під точкою, з котрої почала падати, якщо корабель з постійної швидкістю і з однаковим напрямом. Траєкторія падіння тіла для спостерігача з берега буде парабола.

Р. Галілей, вирішуючи завдання про описі падіння каменю, аналізовану ще Арістотелем, закладає основу природною науки Нового часу. Основою його побудов не емпіричне спостереження, а теоретичне переконання, що природа «прагне застосувати в різних своїх пристосуваннях найпростіші й легені средства… поэтому, коли помічаю, — каже Р. Галілей у „Розмовах… “ , — що камінь, виведений із стану спокою і падаючий зі значною висоти, набуває дедалі нове і винесла нове прирощення швидкості, ні я думати, що таке прирощення відбувається у самої простий і ясною будь-кого формі? Якщо ми уважно вдивимося до справи, то знайдемо, що немає збільшення більш простого, ніж те що завжди рівномірно… ». Схема «фізичної «роботи Галілея, яскраво продемонстрована у великому відступі «про зниження тіл без неї «під час «1-го дня «» Розмов… », така: задається закон руху — тіла падає з однаковою швидкістю, і цього уявних фізичних експериментів відбувається створення елементів фізичної модели.

Зазначимо використання Галилеем поняття «порожнечі «такий ідеальної середовища, де ідеальне і втратило реальний падіння тіла збігаються, і поняття «середовища «- те, що відхиляє реальне падіння від ідеального. Цю ж сама думка ми виявляємо у Ньютона, яка має місце равноускоренного падіння займає рівномірний прямолінійне рух, а місце середовища — сила: якщо тіло збочує з рівномірного прямолінійного руху, отже (по визначенню, роль якого грає 2-ї закон Ньютона) нею діє сила, пропорційна прискоренню тіла. Галілей у цьому не зупиняється. До створеному ним теоретичного побудові підходить як інженер до проекту, тобто. він ставить собі завдання у матеріал визначення — проект цієї ідеальної среды-пустоты. Він робить це час створеного їм експерименту, створюючи «гладкі похилі площині «та інші «конструктивні елементи «інженерної конструкции.

На відміну від Ф. Бэкона, Г. Галілей орієнтувався на зразок теоретичної науки, яким у час була геометрія Евкліда. У ньому через систему аксіом вводяться первинні поняття, які ми називати «фундаментальними ідеальними об'єктами «(ФИО) — точка, пряма, площину, у тому числі будуються інші «ідеальні об'єкти «- геометричні постаті. |ФИО існують (задаються) не власними силами, а рамках структури даного | |розділу науки. Структуру, задающую розділ науку й пов’язані з нею ФИО ми| |називатимемо «ядром розділу науки «(ЯРН) Г. Галілей розвинув однослойную | |эвклидовскую структуру до тришаровій. Галілей, поруч із математичним | |шаром — шаром «математичного уявлення «(МП), |.

мовою пропорції v1: t1=v2:t2 зафіксував закон равномерно-ускоренного падіння тіла, в теоретичної частини (Т) ввів іще одна теоретичний шар — шар «фізичної моделі «(ФМ) (схема 2).Слой «фізичної моделі «містить такі елементи, як «тіло », «порожнеча », «середовище », і навіть вимірні величини — час, швидкість, відстань. Цей двухслойный теоретичний блок доповнюється третім нетеоретическим шаром «емпіричного матеріалу «(ЕМ), що містить «конструктивні елементи «(КЭ) типу похилих площин і процедури виміру (І) для вимірюваних величин, фігуруючих у шарі «фізичних моделей ». Включення цього інженерного компонента у процес формування ФИО визначає її на відміну від натурфілософії. Г. Галілей створив основу структури природною науки Нового времени.

Схема № 1.

Схема № 2.

Термоскоп фактично з’явився прообразом термометра, і щоб підійти до його винаходу, Галілей мав радикально переглянути наявні в той час ставлення до теплі і холоде.

Перші звістки про винайдення у Голландії підзорної труби сягнули Венеції вже у 1609. Зацікавившись цим відкриттям, Галілей значно удосконалив прилад. 7 січня 1610 сталася подія: спрямувавши побудований телескоп (приблизно від 30-кратным збільшенням) на небо, Галілей зауважив біля планети Юпітер три світлі точки; що це супутники Юпітера (пізніше Галілей виявив і четвертий). повторюючи спостереження через певні інтервали часу, він переконався, що супутники звертаються навколо Юпітера. Саме це стало наочної моделлю кеплеровской системи, переконаним прибічником якої зробили Галілея роздуми і опыт.

Бували й інші важливі відкриття, що ще більше підривали довіру до офіційної космогонії з її догмою про незмінність світобудови: з’явилася нова зірка; винахід телескопа дозволило знайти фази Венери й переконатися, що Чумацький Шлях складається з величезної кількості зірок. Відкривши сонячні плями і спостерігаючи їх переміщення, Галілей цілком правильно пояснив це обертанням Сонця. Вивчення поверхні Місяці показало, що вона покрита горами і порита кратерами. Навіть цей побіжний перелік дозволило б зарахувати Галілея до найбільшим астрономам, та його роль була виняткової хоча б тому, що він зробив воістину революційний переворот, поклавши початок інструментальної астрономії в целом.

Сам Галілей розумів важливість виявлених астрономічних відкриттів. Він описав свої спостереження яка, яка вийшла 1610 під гордим назвою «Зоряний вестник».

Найбільшим із усіх чудес є та, що відкрив чотири нові планети і спостерігав притаманні їм власні руху, і розбіжності у їх рухах щодо одне одного й щодо руху інших зірок. Ці нові планети рухаються навколо іншої вельми великий зірки як і, як Венера, і Меркурій, і, можливо, інші відомі планети рухаються навколо Солнца.

(Галілео Галилей.).

Продолжая телескопічні спостереження, Галілей відкрив фази Венери, сонячні плями і обертання Сонця, вивчав рух супутників Юпітера, спостерігав Сатурн. У 1611 Галілей їздив у Рим, де їй було зроблений захоплений прийом при папському дворі та де в нього зав’язалася дружба з князем Чези, засновником Академії деі Линчеи («Академії Рысьеглазых»), членом якою він став. По наполяганню герцога Галілей опублікував своє перше антиаристотелевское твір — «Міркування про тілах, перебувають у воді, і тих, котрі її рухаються» (1612), де застосував принцип рівних моментів висновку умов рівноваги в жидкихтелах.

После виходу «Зоряного вісника» з присвятою новому Тосканскому герцогу Козімо II Медічі Галілей приймає запрошення герцога повернутися в Флоренцию, де стає придворним «філософом» і «першим математиком» університету, без зобов’язання читати лекції. На той час слава про роботах Галілея прокотилася у всій Італії, викликаючи захоплення одним і шалену ненависть інших. Щоправда, що час ворожі почуття не виявлялися. Понад те, як у 1611 Галілей приїхав до Рим, їй було зроблений захоплений прийом «першими особами» міста Київ і церкви. Він тоді ще не знав, що з ним заснована секретна слежка.

До 1612 наступ противників Галілея посилилося. У 1613 його учень абат Кастеллі, професор Пизанского університету, надає, що піднято питання несумісності відкриттів Галілея зі Священним Писанням, причому у числі обвинувачів активно виступає й мати герцога Тосканского.

У листи-відповіді Кастеллі, що виявився власне програмним документом, Галілей дав глибокий і розгорнутий у відповідь всі закиди, вчинивши спробу чітко розмежувати сфери науку й церкви. Майже двох років церква мовчала, можливо, які мають лист точних відомостей, хоча про нього було відомо в Пізі, Римі, де Флоренції. Коли ж копія листи (при цьому з навмисними спотвореннями) була в інквізицію, то котрий дізнався звідси Галілей на початку 1616 їде під Рим з думкою відстояти своє учение.

Обставини на цей раз сприяли Галілей. Незадовго до його його до Рима з’явилося твір одного священика, у якому висловлювалася думка, що вчення Коперника який суперечить релігії. Рекомендаційні листи герцога Тосканського переконали інквізицію, що обвинувачення Галілея в єресі безпідставні. Галілей, проте, потрібно було вирішити найтяжчу завдання: легалізувати свої наукові погляди, і він почав действовать.

За спогадами сучасників, Галілей мав блискучим задарма популяризатора і полеміста, та її численні виступи мали безсумнівний успіх. Але він переоцінив силу наукових доказів і недооцінив силу влади захисників ідеологічних догм. У тому 1616 конгрегація єзуїтів випустила декрет, у якому оголосила вчення Коперника єретичним, яке книжки забороненими. Ім'я Галілея в декреті був названо, але приватним дивом наказали принести покаяння церкві та відмовитися від своїх взглядов.

Галілей формально підкорився наказу і вимушені змінив тактику. У надувалася протягом багатьох років не виступав із відкритою пропагандою вчення Коперника. За цей період Галілей випустив єдине велике твір політичний трактат «Пробірні ваги» (1623) щодо трьох комет, що з’явилися в 1618. За формою, дотепністю і вишуканості стилю це одне з найкращих творів Галилея.

У 1623 на папський престол під назвою Урбана VIII вступив друг Галилеля кардинал Маффео Барберіні. Для Галілея ця подія здавалася рівносильним визволенню від уз інтердикту (декрету). У 1630 він приїхав до Рим вже з готової рукописом «Діалогу про приливах і відтінках» (першоназву «Діалогу про суть двох найголовніших системах світу»), у якому системи Коперника і Птолемея представлені у розмовах трьох співрозмовників: Сагредо, Сальвиати і Симпличо.

Папа Урбан VIII погодився на видання, у якій вчення Коперника містилося б існувати як одне з можливих гіпотез. Після тривалих цензурних поневірянь Галілей отримав довгождане дозволу надрукування з деякими змінами «Діалогу»; книжка у Флоренції на італійському мові у грудні 1632. За кілька місяців після виходу книжки Галілея отримав наказ з Риму припинити подальший продаж видання. По вимозі інквізиції Галілей був у лютому 1633 приїхати до Рима. Проти Галілей був збуджений процес. На чотирьох допитах — від 12 квітня до 21 червня 1633 — Галілей зрікся вчення Коперника і 22 червня приніс на колінах публічне покаяння у церкві Maria Sopra Minerva. «Діалог» був заборонено, а Галилель 9 років офіційно вважався «в'язнем інквізиції». Спочатку він жив у Римі, в герцогському палаці, потім у своєї віллі Арчетри, під Флоренцією. Йому було заборонені розмови з кимось про рух Землі та друкування праць. Попри папський інтердикт, в протестантських країнах з’явився латинський переклад «Діалогу», у Голландії було надруковано міркування Галілея про відносини Біблії природознавства. Нарешті, в 1638 у Голландії видали одне з важливих творів Галелея, подводящее підсумок його фізичним здобутків і що містить обгрунтування динаміки, — «Розмови і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки… », в якої підсумовував результати всіх своїх колишніх праць із різним відділам механіки. Книжка була видрукувана фірмою Эльзевиров в Лейдені в 1638 р. Частина книжки, присвячена механічним властивостями будівельних матеріалів і дослідженню міцності балок, є перший друкований праця викладачів у області опору матеріалів; датою її друком починається історія механіки пружних тел.

Всі роботи Галілея з механіки матеріалів увійшли до перші двоє діалогу книжки про суть двох нових науках. Своє виклад він починає посиланням на деякі спостереження, допущені ним при відвідини венеціанського арсеналу, і обговоренням властивостей геометрично подібних споруд. Його буква стверджує, що якщо будувати геометрично подібні, то збільшення їх абсолютних розмірів вони ставати дедалі слабшими. Для пояснення он. указывает: «Невеликі обеліск, колона чи інша будівельна деталь можуть бути зволікається без жодної небезпеки завалення, тоді як дуже великі елементи цього розпадаються на частини через найменших причин, або навіть просто під впливом свою власну ваги». Щоб підтвердити це, він розпочинає працю з дослідження міцності матеріалів при простому розтягненні й встановлює, що міцність бруса пропорційна площі його поперечного перерізу й залежить від його довжини. Таку міцність бруса Галілей називає «абсолютним опором розриву» і призводить кілька числових значень, характеризуючих міцність міді. Визначивши абсолютне опір бруса, Галілей досліджує опір руйнації тієї самої бруса у разі, що він використовують як консоль і навантажений на вільному кінці .

За підсумками своєї теорії Галілей отримує низку дуже важливих висновків. Розглядаючи балку прямокутного поперечного перерізу, він порушує питання: «Чому і о котрій раз брус, чи, краще, призма, ширина якої більший від товщини, надасть більше опору зламу, коли сила прикладена в напрямі її ширини, ніж тому разі, коли він чи діє у напрямі товщини?». З свого припущення, він надає пошук правильної відповіді: «Будь-яка лінійка чи призма, ширина якої більший від товщини, надасть більше опір зламу, коли він поставлена на ребро, ніж коли він лежить долілиць, до того ж у стільки разів більше, скільки ширина більше толщины».

Продовжуючи дослідження завдання про балке—консоли постійного поперечного перерізу, Галілей укладає, що изгибающий момент ваги балки зростає пропорційно квадрату довжини. Зберігаючи довжину кругових циліндрів, але змінюючи радіуси їх підстав, Галілей знаходить, що й момент опору пропорційний кубам радіусів. Цей результат випливає з той факт, що «абсолютне» опір пропорційно площі поперечного перерізу циліндра, а плече моменту опору одно радіусу цилиндра.

Порівнюючи геометрично подібні консолі, навантажені власним вагою, Галілей укладає, що й изгибающий той час у сечении закладення пропорційний четвертого ступеня довжини, то момент опору пропорційний кубу лінійних розмірів. Це зазначає, що геометрично подібні балки не равнопрочны.

Принаймні зростання розмірів геометрично подібні балки стають дедалі менш вже непохитними й зрештою за досить великих обсягах можуть зруйнуватися під впливом самого власної ваги. Він помічає також, що задля збереження постійної міцності розміри поперечного перерізу потрібно збільшувати більшому відношенні, ніж те, у якому зростають длины.

Всі ці міркування наводять Галілея ось до чого важливого зауваженню загального характеру: «Ви ясно бачите неможливість як мистецтва, так природи збільшувати розміри власних творів до надмірно величезних; так само неможливо й спорудження кораблів, палаців чи храмів колосальних розмірів, якщо ми хочемо, щоб їх весла, рета, балки, скріпи, коротше, все взагалі, їхня частини трималися б існувати як одне; сама природа не виробляє дерев надзвичайної величини, інакше галузі їх поламалися від власної тяжкості; неможливо було також створити, й скелет людини, конях або будь-якої іншої тваринного, те щоб він пручався і виконував би свої нормальні функції, якби розміри цих живих істот було б непомірно збільшено висоту; таке зростання в висоту міг би виявитися здійсненним лише тому випадку, якби їм використали більш твердий, і міцний матеріал, чи якби їх кістки були збільшено й у ширину, чому за формою і по виглядом ці істоти стали б скидатися скоріш на чудовиськ… Якщо, навпаки, розміри тіла скоротити, то міцність його хоч і зменшиться, але не тієї мірі; і вони справді, що менше тіло, тим більше коштів його відносна міцність. Приміром, маленька собачка змогла б, мабуть, віднести у своїй спині пару і навіть три як-от вона, собачки, кінь ж, швидше за все, нездатна було б підняти та однієї собі подобной».

Галілей досліджує також балку, що лежить двома опорах, і знаходить, що изгибающий момент приймає найбільше значення у тому точці прольоту, де прикладена навантаження, отож у здійснення зламу з найменшої навантаженням це слід розмістити у середину прольоту. Він помічає, що саме надають можливість заощадити на матеріалі, зменшуючи поперечне перетин поблизу опор.

Галілей дає повне вирішення завдання про консолі рівного опору, поперечне перетин которой—прямоугольник. Розглядаючи спочатку призматическую консоль, він помічає, що коли частина матеріалу можна з її видалити, не завдаючи шкоди міцності її. Він показує також, що коли ми видалимо половину матеріалу, надавши консолі форму клину, то міцність у кожному проміжному поперечному сечении виявиться недостатньою. Щоб моменти опору перебували між собою у те ж саме відношенні, що і изгибающие моменти, ми мусимо дати повздовжньому обрису консолі параболічну форму. Це задовольняє вимозі рівної прочности.

На закінчення Галілей досліджує міцність порожніх балок, вказуючи, що такі балки «знаходять найрізноманітніші застосування в технике—а найчастіше в природе—в цілях можливо більшого збільшення міцності без зростання в вазі; прикладами тому можуть бути кістки птахів та різного виду очерети: і й інші вирізняються великою легкістю й те водночас добре пручаються як вигину, і зламу. То пшеничний стебло, яким підтримується перевищує його за вазі колос, було б сформований із тієї самої кількості матеріалу суцільним стрижнем, він міг би надати менше опір вигину і зламу. Перевірений і підтверджений практикою досвід вказує, що порожнисті піки чи труби, чи це дерев’янний чи з металу, завжди виявляються значно більше міцними, ніж відповідні суцільні стрижні тієї самої ваги за тієї ж довжині…». Порівнюючи порожній циліндр зі суцільним тієї ж площі поперечного перерізу, Галілей помічає, що й абсолютні опору розриву однакові, а так як моменти опору рівні абсолютним сопротивлениям, помноженим на зовнішнє радіус, то міцність на вигині труби перевищуватиме відповідну міцність суцільного циліндра у стільки ж разу під скільки раа діаметр труби більше діаметра суцільного цилиндра.

У 1637 Галель осліп. Він помер 8 січня 1642. У 1737 була виконана остання воля Галілея — його прах був перенесён до Флоренції до церкви Санта-Кроче, де було погребён поруч із Микеланджело.

Вплив Галилеля в розвитку механіки, оптики та астрономії в 17 в. неоціненно. Його наукова діяльність, величезної ваги відкриття, наукова сміливість мали вирішальне значення для перемоги геліоцентричної системи світу. Особливо значна робота Галілея зі створення основних принципів механіки. Якщо основні закони руху, і не висловлені Галилель з тим чіткістю, із якого зробив І. Ньютон, то суті закон інерції і закон складання рухів були ним цілком усвідомлені і застосовані до вирішення практичних завдань. Історія статики починається з Архімеда; історію динаміки відкриває Галилель Він перший висунув ідею про відносності руху (Галілея принцип відносності), вирішив ряд основних механічних проблем. Сюди відносяться передусім вивчення законів вільного падіння тіл і падіння їх за похилій площині; закони руху тіла, кинутого під кутом до обрію; встановлення збереження механічної енергії при коливанні маятника. Галилель нанёс удар аристотелевским догматичним уявленням про абсолютно легких тілах (вогонь, повітря); у низці дотепних дослідів, а також, що повітря — тяжке тіло і навіть визначив його питомий вагу стосовно воде.

Основа світогляду Галилель — визнання об'єктивного існування світу, т. е. його існування поза навіть від людської свідомості. Світ нескінченний, вважав він, матерія вічна. В усіх життєвих процесах, які у природі, ніщо не знищується і породжується — відбувається лише зміна взаємного розташування тіл чи його частин. Матерія складається з абсолютно неподільних атомів, її рух — єдине, універсальне механічне переміщення. Небесні світила подібні Землі підпорядковуються єдиним законам механіки. Усе змінилося на природі підпорядковане суворої механічної причинності. Справжню мета науки Галилель бачив у знаходженні причин явищ. Відповідно до Галилелю, пізнання внутрішньої необхідності явищ є вища щабель знання. Вихідним пунктом пізнання природи Галилель вважав спостереження, основою науки — досвід. Відкидаючи спроби схоластів добути істину з зіставлення текстів визнаних авторитетів і шляхом відвернених розмірковувань, Галилель стверджував, що завдання ученого — «…це вивчати велику книжку природи, що є справжнім предметом філософії» («Діалог про перші два найголовніших системах світу птоломеевой і коперниковой», М. — Л., 1948, з. 21). Тих, хто сліпо дотримується думки авторитетів, не бажаючи самостійно вивчати явища природи, Галилель називав «раболіпними умами», вважав їх негідними звання філософа і таврував як «докторів зубрёжки». Проте, обмежений умовами свого часу, Галилель ні послідовний; він поділяв теорію двоїстої істини яка припускалася божественний первотолчок.

Одарённость Галилеля обмежувалося областю науки: він був музикантом, художником, любителем мистецтв, і блискучим літератором. Його наукові трактати, більшість яких читається на народному італійському мові, хоча Галілей досконало знав латинську, можна віднести також до художнім творам за простотою та викладу і блиску літературного стилю. Галілей перекладав із грецької мови на латину, вивчав античних класиків і поетів Відродження (роботи «Нотатки до Аріосто», «Критика Тассо»), виступав у Флорентійської навчального питанням вивчення Данте, написав бурлескну поему «Сатира на які мають тогу». Галілей — співавтор канцони А. Сальвадорі «Про звёздах Медичей» — супутниках Юпітера, відкритих Галилеем в 1610.

Додаткова литература:

1. Галілей Р. — Обрані праці.- М. 1964. 2. Кузнєцов Б. Р. Галілео Галілей. М., 1964. 3. Шмутцер Еге. Ш. У. Галілео Галілей. М., 1987. 4. Анучин Д. Люди зарубіжної науки. — М.: Наука, 1960.

5. Брехт Б. Життя Галілея: Драма. — М.: Художня література, 1988.

6. Гиндикин С. Г. Розповіді про фізиках і математиках. — М.: Наука, 1985.

7. Чистяков В. Д. Розповіді про астрономах. — Мінськ: Наука, 1969.