Эпоха религиозных войн. 1559—1689

В 1609 г. Галилей услышал, что голландцы придумали устройство, с помощью которого можно рассмотреть дальние объекты так, как будто бы они находятся очень близко. Вскоре он сам сконструировал телескоп, который имел тридцатикратное увеличение. В 1610 г. он блестяще презентует свой «Звездный вестник», где говорит о том новом, необычном, что можно увидеть с помощью его телескопа. Луна имеет холмистую поверхность, почти как на Земле, писал он, тем самым доказав, что она состоит из твердой материи, а не иначе, как думал Аристотель. Галилей был поражен различиями между звездами и планетами; когда он смотрел в телескоп, планеты выглядели плотными шарами, но звезды, намного более многочисленные и менее блистающие, чем если бы он смотрел без прибора, не имели точного размера и формы. Они фантастически далеки от Земли, осознал Галилей. Особенно горд он был тем, что обнаружил четыре спутника, вращающиеся вокруг Юпитера. Это открытие заставило его задумать о разнице между Землей и Луной. Позже Галилей обнаружил кольца вокруг Сатурна, понаблюдал за лунными фазами Венеры и заметил вспышки на поверхности Солнца. Все эти открытия все больше и больше подрывали привычный мир птолемеевского космоса. Все демонстрировало, насколько больше экспериментаторы XVII в. могут узнать, чем описано в античных книгах. «Мой дорогой Кеплер, — писал Галилей в 1610 г. — Здесь, в Падуе, один из профессоров философии, которого я долго и упорно просил взглянуть на Луну и планеты через мое стекло, гневно отказался это делать. Почему ты не со мной? Сколько насмешек нам еще придется вынести!»

Галилей знал, что профессора отказывались от телескопа, поскольку это опровергало выводы аристотелевской концепции движения. Аристотель учил, что для того, чтобы тело пришло в движение, необходим был двигатель. Он различал естественное движение, результат внутреннего толчка, и искусственное, результат действия внешней силы. Например, тяжелые тела должны падать самостоятельно с определенной скоростью, потому что они стремились вернуться домой, к центру Вселенной. Легкие тела плавно опускались на свое место. Для последователей Аристотеля предположение, что Луна и планеты могут постоянно летать в космосе при условии, что они такие же тяжелые, как и Земля, разрушало основы природы. Безусловно, Господь не мог допустить, чтобы Земля могла свободно летать вокруг Солнца, которое не является твердым телом.

Оставив позади концепцию Аристотеля, Галилей создал новый подход к динамике, учению о поведении тел в движении. Он постарался объяснить не почему тела движутся, а как они движутся. Серией экспериментов он доказал, что движение тел во времени и пространстве может быть математически описано. Показывая, что маятник определенной длины всегда совершает свои колебания за фиксированное время, проходит ли он длинные или короткие дистанции, Галилей смог вычислить период колебания математически. Аналогично, проследив параболическую траекторию пушечного ядра, он сформулировал общую теорию движения тел. Возможно, Галилей и не сбрасывал в реальности 10 пудов и 1 пуд с Пизанской башни, но он доказал, что тяжелое тело падает с большей скоростью, чем легкое. Поведение всех свободно падающих тел описывается в законе ускорения. Эта серия опытов опровергла учение Аристотеля о разнице между естественным и искусственным движением. Эксперименты Галилея привели его к наиболее фундаментальному открытию инерции. Галилей был первым, кто увидел, что при наличии идеальных физических условий движущийся шар будет продолжать катиться, пока не встретит иную силу. Все мыслители до него ассоциировали инерцию с состоянием покоя, а механика считалась наукой о движении тел. А Галилей приравнял инерцию не только к состоянию покоя, но и к новой форме движения, он понял, что только изменения в движении требуют объяснения. По мнению Галилея, было так же просто понять, что Земля находится в постоянном вращении, как и принять ее в состоянии покоя. Принципы динамики были установлены, и традиционная физика стала так же бесполезна, как и традиционная астрономия.