Галилей и естественная наука нового времени. Галилей как научный деятель

      МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования 

«РОССИЙСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

Доклад  по дисциплине Концепция Современного Естествознания

На тему:

ГАЛИЛЕЙ И ЕСТЕСТВЕННАЯ НАУКА  НОВОГО ВРЕМЕНИ.

ГАЛИЛЕЙ КАК НАУЧНЫЙ ДЕЯТЕЛЬ.

Подготовлен:

Студенткой 2 курса, 3 группы

Проколовой Александрой Максимовной 
 
 
 
 

Научный руководитель:

                                                                                                 

  Кандидат физико-математических наук ,

доктор философских  наук 

Липкин Аркадий  Исаакович

 
 
 

Москва  2011

Галилео Галилей  был основателем того направления естествознания XVII столетия, которое вылилось, затем в ньютоновскую физику и вместе с ней господствовало над умами в области физического мышления в течение двухсот лет. Главный труд Исаака Ньютона Philosophiae naturalis principia mathematica («Математические начала натуральной философии») увидел свет в 1687 году.

Такой компетентный математик и физик  как Жозеф Луи Лагранж так  отозвался о важнейшем вкладе Галилея в учение о движении:

«Требовалась  исключительная сила духа, чтобы извлечь  законы природы из конкретных явлений, которые всегда были у всех перед  глазами, но объяснение которых тем не менее ускользало от пытливого взгляда философов».

Астрономические открытия Галилея.

У современников  Галилей прославился своими астрономическими открытиями.

Ниже  приведено несколько примеров из них:

• В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Отметим, что термин телескоп ввёл в науку именно Галилей (сам термин предложил ему Федерико Чези, основатель «Академии деи Линчеи»)¹.
• У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна.
• Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна. По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.
• Галилей отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя.²
• Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды (что подтвердило догадку Демокрита), и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд.

Механика

Физика  и механика в те годы изучались  по сочинениям Аристотеля, которые  содержали метафизические рассуждения  о «первопричинах» природных  процессов.

В частности, Аристотель утверждал:

• Скорость падения пропорциональна весу тела.
• ·Движение происходит, пока действует «побудительная причина» (сила), и в отсутствие силы прекращается.

Находясь  в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от веса тела, таким образом опровергнув первое утверждение Аристотеля.

В своих  книгах Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает  пропорционально времени, а путь - пропорционально квадрату времени.³

Галилей опроверг и второй из приведённых  законов Аристотеля, сформулировав  первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. То, что мы называем инерцией, Галилей  поэтически назвал «неистребимо запечатлённое  движение». Правда, он допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности.

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который также был позже  назван в его честь. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей  сформулировал принцип относительности следующим образом⁴:

«Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия».

Многие  рассуждения Галилея представляют собой наброски открытых много позднее  физических законов. Например, в «Диалоге»  он сообщает, что вертикальная скорость шара, катящегося по поверхности сложного рельефа, зависит только от его текущей  высоты, и иллюстрирует этот факт несколькими  мысленными экспериментами ⁵:сейчас мы бы сформулировали этот вывод как закон сохранения энергии в поле тяжести. Аналогично он объясняет (теоретически незатухающие) качания маятника. 

В XVIII и XIX веках, с развитием классической механики и физики, все выше

оценивалось значение его вклада в создание основ  науки. Вместе с тем все

менее выделялась и подчеркивалась революционная  сторона научной

деятельности  Галилея в создании нового мировоззрения.

Галилее и острым зрением наблюдателя природы, и изобретательностью

инженера  и экспериментатора, и силой мысли теоретика, стремящегося

охватить  цельным учением доступные ему области знания, и широтой подхода 

философа, которому нужно все отобразить в  единой картине мира.

Галилео став во главе всего передового, что было в мыслящей Европе того

времени, преодолевает в тяжелой борьбе упорное  сопротивление схоластов

средневековья.

Другие  достижения

Галилей изобрёл:

• Гидростатические весы для определения   удельного веса твёрдых тел. Галилей описал их конструкцию в трактате «La bilancetta» (1586).
• Первый термометр, ещё без шкалы (1592).
• Пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле (1606).
• Микроскоп, плохого качества (1612); с его помощью Галилей изучал насекомых.

Занимался также оптикой, акустикой, теорией цвета и магнетизма,

гидростатикой, сопротивлением материалов, проблемами фортификации.

Научная деятельность Галилея, при всей ее многосторонности, оказалась в

итоге поразительно целостной. Все в ней взаимно связалось: механика, оптика,

астрономические открытия, учение о строении вселенной, размышления о

методах и средствах научного познания мира. В значительной мере все это

вошло в основные произведения Галилея — «Диалог» и «Беседы».

Произведения Галилея занимают центральное место: «Диалог»— в первом,  

«Беседы»  — во втором томе. Другие произведения Галилея естественным

образом сводятся в две группы: те, в которых преобладает астрономическое

содержание, примыкают к «Диалогу», те же, в  которых главное место занимают

вопросы механики, тяготеют к «Беседам».

«Диалог о двух главнейших системах мира»  — произведение необычайно

емкое. Когда мы ограничиваемся утверждением, что Галилей сокрушил

геоцентрическую систему, мы резко упрощаем и постановку проблемы у

Галилея, и объем данного им решения. Тот мир, который, по убеждению

противников Галилея, вращался вокруг неподвижной Земли, был строго

упорядоченным, сравнительно малым по размерам. Он состоял из нетленной и

неизменной  «пятой сущности» в противоположность  тем разрушимым

четырем элементам или стихиям (земля, вода, воздух, огонь), из которых, по

 мнению  древних, состояла земная материя.  Телескоп и астрономические

открытия  Галилея сразу раздвинули пределы вселенной и сделали особенно

неправдоподобными представления о Земле как центре мироздания. Его анализ

наблюдений  новых звезд 1572 и 1604 годов доказал, что и в небесах происходят

изменения. То, что он разглядел на поверхности Луны, привело к мысли, что ее

материя вряд ли принципиально отличается от земной. Иерархия небесных

сфер, так  хорошо соответствовавшая всему духу средневековья, заменилась у

Галилея огромной вселенной, в колоссальных пространствах которой горят и

зажигаются бесчисленные солнца, подобные нашему. В космосе Коперника

еще был центр. Вселенная же Галилея неизмеримо громадней. Она едина

сущностью составляющих ее тел и закономерностями происходящих в ней

процессов. Галилей в «Диалоге» ввел в действие все свои астрономические

открытия. Он использовал их вместе с упрощающей анализ видимого движения

планет кинематикой Коперника, чтобы полностью обновить картину мира.

Против  коперниковой системы мира выступала не только традиционная

астрономия, но и традиционная физика, утверждавшая, что на вращающейся

вокруг  своей оси и движущейся поступательно вокруг Солнца Земле должен

был бушевать ветер, вызываемый отставанием воздуха от ее поверхности,

движения в восточном направлении обязаны были совершаться быстрее, чем

в западном; предметы, падающие с башен, не должны были опускаться к их

подножию  и т. д. Чтобы разбить все эти возражения, Галилею надо было

критически  проанализировать множество наблюдений и опытов, прийти к

понятию движения по инерции, сломав попутно противопоставление движения

покою, создать первый в истории науки принцип относительности, приступить

к научному анализу трудной проблемы вращательного движения. Поэтому в

«Диалоге» развернуты многие положения механики. «Диалог» был плодом

многих  лет упорной и напряженной работы. Справедливость общих