Страницы истории науки и техники

До Галилея в науке общепринятой была точка зрения, что скорость движения тела тем больше, чем больше толкающая его сила, а если действие этой силы прекращается, тело остановится. Это положение было четко сформулировано Аристотелем, и на первый взгляд оно отвечает опыту.

Галилей показал, что эта точка зрения ошибочна. Рассмотрим пример с тачкой, толкаемой человеком по горизонтальному пути. Если человек перестает толкать тачку, она прокатится некоторое расстояние и остановится. Казалось бы, Аристотель прав. Не будем, однако, торопиться с выводами. Ну, а если мы сделаем путь, по которому катится тачка, более ровным и уменьшим трение между осями и втулками колес тачки, например за счет лучшей смазки. Очевидно, свободное движение тачки после снятия толкающего ее усилия будет продолжаться дольше, тачка прокатится большее расстояние.

Допустим, что мы сумели сделать путь совершенно ровным и, конечно, абсолютно горизонтальным, трение в колесах тачки упразднили вовсе и даже уничтожили трение между окружающим воздухом и стенками тачки. На самом деле сделать все это невозможно, но предположить можно. Что было бы тогда? Ответим на этот вопрос словами Галилея: «…скорость, однажды сообщенная движущемуся телу, будет строго сохраняться, поскольку устранены внешние причины ускорения или замедления, — условие, которое обнаруживается только на горизонтальной плоскости, ибо в случае движения по наклонной плоскости вниз уже существует причина ускорения, в то время как при движении по наклонной плоскости вверх налицо замедление; из этого следует, что движение по горизонтальной плоскости вечно, ибо, если скорость будет постоянной, движение не может быть уменьшено или ослаблено, а тем более уничтожено»[94].

Следовательно, вместо аристотелевской точки зрения: тело движется только при наличии внешнего на него воздействия — Галилей ввел новый, совершенно другой принцип: если на тело не производится никакого внешнего воздействия, то оно либо находится в состоянии покоя, либо движется прямолинейно с неизменной скоростью. Вот как оценили А. Эйнштейн и Л. Инфельд это открытие Галилея: «Открытие, сделанное Галилеем, и применение им методов научного рассуждения были одним из самых важных достижений в истории человеческой мысли, и оно отмечает действительное начало физики. Это открытие учит нас тому, что интуитивным выводам, базирующимся на непосредственном наблюдении, не всегда можно доверять, так как они иногда ведут по ложному следу»[95].

Прежде чем продолжить рассказ о том, что сделал Галилей в науке, мы хотим познакомить читателя с биографией и некоторыми чертами характера этого гениального человека.

Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 г. (в том же году, что и У. Шекспир) в г. Пизе. Его отец, Винченцо, был музыкантом. Семья была аристократической, но небогатой. В 1574 г. семья переехала из Пизы во Флоренцию. Здесь Галилей был принят в монашеский орден послушником, учился в монастыре; главное, что он узнал за это время и что в дальнейшем было для него весьма полезно, — произведения греческих и латинских писателей. По настоянию отца Галилей покинул монастырь (по причине якобы тяжелой болезни глаз), а в 1581 г. опять-таки под влиянием отца поступил в Пизанский университет для изучения медицины.

Однако к медицине Галилей большого интереса не проявил. Зато он увлекся математикой, механикой, физикой и астрономией. В этом главную роль сыграл друг отца Остилио Риччи, по его совету Галилей читал труды Евклида и Аристотеля. Но, чем ближе Галилей знакомился с трудами Аристотеля, прежде всего механикой и физикой, тем больше сомнений и возражений они у него вызывали.

Научные интересы Галилея окончательно определились. Он целиком посвятил себя занятиям математикой, геометрией, механикой и физикой, оставил Пизанский университет и переселился во Флоренцию.

Имя Галилея стало известно среди итальянских математиков после того, как им были написаны сочинения, в которых приведен способ определения состава сплавов металлов на основе использования гидростатических весов и даны методы вычисления центра тяжести тел различной формы (это было продолжение работ Архимеда).

С 1589 г. Галилей занимал кафедру математики Пизанского университета, а с 1592 г. — Падуанского. По мнению биографов, преподавательскую работу Галилей за время пребывания в Пизанском университете вынужден был вести общепринятым тогда методом, т. е. «по Аристотелю». Что касается его научной деятельности, то дело обстояло иначе. В Пизе Галилеем было написано сохранившееся в рукописи сочинение «О движении», в котором, в частности, рассмотрен вопрос о вращении Земли вокруг собственной оси: не называя имени Коперника, которое он тогда, несомненно, знал, Галилей отстаивал его позицию.

Рис. 1. Циркуль пропорциональный.