Научная революция XVII века

Первый аргумент имеет в своей основе правильную идею, что тела на Земле удерживаются тяготением. Галилей называет это свойство тел gravità — тяжестью, и физический смысл этого понятия еще не вполне ясен. По мнению Галилея, то, что тела не срываются с поверхности Земли, обусловлено фактом, что любое тело отлетает по касательной к окружности вращения: «Таким образом, если бы камень, отброшенный вращающимся с огромной скоростью колесом, имел такую же естественную склонность двигаться к центру этого колеса, с какой он движется к центру Земли, то ему нетрудно было бы вернуться к колесу или, скорее, вовсе не удаляться от него, ибо раз в начале отрыва удаление столь ничтожно из-за бесконечной остроты угла касания, малейшего уклонения по направлению к центру колеса было бы достаточно, чтобы удержать его на окружности» [16, I, с. 294].

По-видимому, сам Галилей чувствует неудовлетворенность таким доказательством, потому что тут же он приводит другое объяснение, которое кажется более удовлетворительным с точки зрения повседневного опыта. Он говорит, что вращение, при котором полный оборот совершается за 24 часа, является столь медленным, что оно не может являться причиной какого-либо смещения предметов, участвующих в таком вращении, точно так же как камень не может слететь с колеса, вращающегося с такой скоростью. Ясно, что Галилей в этом пункте совершает ошибку — центробежная сила у него получается зависящей исключительно от угловой скорости [16, I, с. 311, 317].

Непосредственно за опровержениями аргументов противников суточного движения Земли Сальвиати сообщает читателям об открытых Галилеем законах падения. Доказательство здесь не приводится, а просто говорится, что правило возрастания скорости в равноускоренном движении «до нашего времени оставалось неизвестным для всех философов и впервые было найдено и доказано трудами Академика, нашего общего друга, который в некоторых своих сочинениях, еще не обнародованных, но доверительно показанных мне и некоторым другим его друзьям, доказывает, что ускорение прямолинейного движения тяжелых тел совершается соответственно ряду нечетных чисел, начиная с единицы... иначе говоря, что пройденные пространства относятся друг к другу как квадраты времен» [16, I, с. 322].

Другое важное замечание относительно характера равноускоренного движения состоит в том, что впервые ускорение рассматривается как непрерывный процесс. Это обстоятельство, важность которого часто ускользала от внимания историков науки, было особенно существенным для современников Галилея. Дело в том, что, как указывалось выше, в эпоху позднего Средневековья и Возрождения ускорение мыслилось многими учеными как скачкообразный процесс — тело приобретало определенный «градус скорости», затем в течение некоторого времени двигалось равномерно с этим градусом скорости, затем приобретало новый градус скорости, с которым вновь двигалось равномерно некоторое время, и т. д. Не избежал влияния такого представления и Галилей, что можно увидеть в его рукописях, относящихся к раннему периоду творчества, но вот в «Диалоге» он вносит полную ясность в представление о процессе. Он говорит: «Ускорение движения свободно падающего тела растет постоянно с мгновения на мгновение» — и поясняет далее, очевидно имея в виду идеи своих предшественников: «В самом деле, если приращение скорости в ускоренном движении идет непрерывно, то нельзя разбить его на какое-то определенное число постоянно возрастающих степеней скорости, потому что, изменяясь каждое мгновение, они бесчисленны» [16, I, с. 328].

Здесь же Галилей дает геометрическое доказательство того факта, что тело, движущееся равноускоренно, проходит за некоторое время путь, вдвое меньший, чем путь, пройденный тем же телом, движущимся равномерно, за то же время, но со скоростью, равной конечной скорости равноускоренного движения. Этот результат, эквивалентный известному мертоновскому правилу, позднее им был предсказан в «Беседах».

Наконец, во Втором дне «Диалога» находит свое отражение еще один результат, полученный Галилеем еще в юности, а именно изохронизм движения маятника: «Колебания одного и того же маятника происходят одинаково часто, велики эти колебания или малы» [16, I, с. 330].

Третий день «Диалога» посвящен проблеме годового движения Земли. Главное возражение против такого движения заключается в том, что если бы Земля двигалась вокруг Солнца, то должно было бы наблюдаться изменение положения неподвижных звезд, чего на самом деле не наблюдается. Галилей так отвечает на этот аргумент: смещения неподвижных звезд неощутимы из-за огромного расстояния между ними и Землей, расстояния, которое в невообразимо большое число раз превышает размер земной орбиты. В продолжение дискуссии о величинах межзвездных расстояний он выдвигает также предположение о бесконечности Вселенной, которое, впрочем, не получает дальнейшего развития.