Механическая картина мира
луждение и доказал постоянство ускорения свободного падения. Но в
университете механику и астрономию приходилось излагать в духе
Аристотеля и Птолемея. В 1592г он становится профессором университета в
Падуе, где проработал 18 лет (по 1610г.). К концу падуанского периода
Галилей начинает открыто выступать против системы Птолемея –
Аристотеля.
Сделав зрительную трубу с увеличением в 32 раза и направив ее на
небо, Галилей обнаружил неровности Луны; Млечный Путь оказался
состоящим из множества звезд, число которых росло с ростом увеличения
трубы; у Юпитера были найдены четыре спутника. Все это не
соответствовало учению Аристотеля о противоположности земного и
небесного, а подтверждало систему Коперника.
В 1612г Галилей издает “Рассуждения о телах, пребывающих в воде, и
тех, которые в ней движутся”, эта работа была направлена против
механики Аристотеля. Вслед за ней появляется письмо Галилея о
солнечных пятнах. Это было тоже опровержение Аристотеля, но оно не
могло пройти незамеченным церковью, церковь обвиняет Галилея в том, что
он доказывает движение Земли и неподвижность Солнца; они пытаются
добиться запрещения учения Коперника. В 1615г Галилей едет в Рим, чтобы
защитить себя и предотвратить запрещение учения Коперника. Но 5 марта
1616г учение Коперника “как ложное и целиком противное Священному
Писанию” было запрещено, Галилей получил от святой инквизиции негласный
приказ молчать. В 1623г он снова едет в Рим, чтобы добиться отмены
ограничений в своей научной деятельности, но официальной отмены
ограничений ему добиться не удалось. Несмотря на ограничения Галилей
готовит к опубликованию свою основную работу “Диалог о двух главнейших
системах мира: Птолемеевой и Коперниковой”. В феврале 1632г книга вышла
в свет, туда вошли все произведения Галилея , все то, что было создано
им с 1590г по1625г. Цель ученого – представить не только
асторономические, но и механические доводы в пользу истинности учения
Коперника.
Вращение Земли, по словам Птолемея, должно было бы рассеять
находящиеся на ней тела; тела при падении должны были бы двигаться не
вертикально, а наклонно, так как они будут отставать от движущейся
Земли; птицы и облака должны были бы уноситься на запад. Опровергая эти
аргументы Галилей приходит к открытию закона инерции. Открытием этого
закона было ликвидировано многовековое заблуждение, выдвинутое
Аристотелем, о необходимости постоянной силы для поддержания
равномерного движения. Современная формулировка этого закона такова:
Всякое тело сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного
движения до тех пор, пока воздействие со стороны других тел не выведет
его из этого состояния. Галилей определил механический принцип
относительности: никакими механическими опытами, проведенными внутри
замкнутой инерциальной системы, невозможно установить: покоится система
или движется равномерно и прямолинейно.
Разговоры собеседников о различных астрономических открытиях
(неровностях Луны, пятнах на Солнце, фазах Венеры, спутниках Юпитера)
утверждает мысль о справедливости теории Коперника.
Успех “Диалога” был потрясающим, единомышленники восторженно
приветствуют Галилея с открытием новой эры в изучении природы.
Противники же в свою очередь пустили слух, что под маской защитника
Аристотеля и Птолемея выведен сам Папа. Началась травля Галилея, в
сентябре Галилею было передано повеление папской инквизиции явиться в
Рим, но из –за болезни Галилея дают небольшую отсрочку. В феврале 1633г
Галилей прибывает в Рим, на допросе он отрицал, что разделял
Коперниково учение после того, как инквизиция объявила его еретическим.
Галилей твердо стоял на том, что в дискуссионном порядке о
гелиоцентрической системе Мира и писать, и говорить не запрещалось, а
сама книга была выпущена с разрешения цензуры. После допроса Галилей
был арестован и заключен в кандалы инквизиции. 22 июня 1633г в церкви
Святой Марии при большом стечении народа состоялся последний акт
судилища над Галилеем. По приговору его книга была запрещена, а сам он
подлежит тюремному заключению, длительность, которого оставлена на
усмотрение Святой службы. Унизительный акт судилища и отречения сильно
подорвали здоровье больного Галилея, но несмотря не на все Галилей
мысленно видел свое будущее произведение “Беседы и математические
доказательства”, в котором идеи “Диалога” получали свое дальнейшее
развитие. «Беседы» были закончены в 1637г. В книге обобщено все то, что
сделал Галилей в области механики. В 1642г Галилея не стало. Ушел из
жизни один из замечательных мыслителей, великий астроном, механик,
физик, математик.
Галилей считается одним из основоположников опытного естествознания
и новой науки. Именно он сформулировал требования к научному
эксперименту, состоящие в устранении побочных обстоятельств, в умении
видеть главное. Путем эксперимента Галилей опроверг учение Аристотеля о
пропорциональности скорости падения весу тела, показал, что воздух
имеет вес и определил его плотность. Он был первым, кто направил
зрительную трубу на небо в научных целях, тем самым, расширив сферу
познания. Мысленные эксперименты Галилея построены на идеализации
движения шаров, тележек и других материальных объектов по горизонтали и
наклонной плоскости. Мысленный эксперимент получил в дальнейшем широкое
распространение в физике и стал важнейшим методом познания, им
пользовался Максвелл при создании теории электромагнитного поля.
Мысленные эксперименты позволили многим ученым (Максвелл, Больцман,
Карно и др.) установить закономерности в хаотическом тепловом движении
и термодинамики. Таким образом, и принцип относительности Галилея,
получивший свое дальнейшее развитие в теории относительности, и
мысленный эксперимент, введенный в науку им же и ставший необходимым
методом современной физики, свидетельствуют о чрезвычайно высоком
методологическом уровне, на котором в своих исследованиях стоял великий
итальянский ученый.
4.Иоган Кеплер и открытие законов небесной механики.
Иоган Кеплер родился 27 декабря 1571г, отец его, Генрих Кеплер,
разорившийся дворянин, служил простым солдатом, мать – дочь
деревенского трактирщика, не умела читать и писать. При рождении
мальчик чудом остался жив. Когда ему исполнилось четыре года родители
бросили его, в 13 лет он умирал в третий раз, но жизнь не покидала его.
Окончив в 1579г монастырскую школу, Кеплер перевелся в духовную
трехгодичную школу, после которой остался в Тюбингенской семинарии, а
после – в Тюбингенском университете. В университете он познакомился с
учением Коперника, став его горячим сторонником. Работая учителем
математики и философии в училище г. Граца, он вместе с преподаванием
стал заниматься научной работой по астрономии, а также составлять
календари и гороскопы. Кеплер был вынужден заниматься астрологией,
чтобы не умереть с голоду, прокормить свою семью и вести исследования
по астрономии.
За свою жизнь Кеплер написал много работ. Его первая книга,
изданная в 1597г., вышла под интересным названием «Космографическая
тайна». Кеплер поставил задачу найти числовые отношения между орбитами
планет. Пробуя различные комбинации чисел, он пришел к геометрической
схеме, по которой можно было отыскивать расстояния планет от Солнца.
Свою работу Кеплер отослал датскому астроному Тихо Браге и Г.Галилею.
Из-за преследования со стороны католической церкви жизнь на родине
стала невыносимой, и Кеплер едет в Прагу. Там он был назначен имперским
математиком и должен был работать под руководством Тихо Браге –
имперского астронома. В 1601г умирает Тихо Браге и в руках Кеплера
оказался журнал тридцатилетних наблюдений «короля астрономии».
В 1609г появилась на свет книга Кеплера «Новая астрономия или
Небесная физика с комментариями на движение планеты Марс по наблюдениям
Тихо Браге». В течение восьми лет трудился он над расчетами, семьдесят
раз пришлось повторять каждое вычисление, но, не смотря не на все он
сформулировал первые два закона о движении планет:
1. Все планеты движутся по эллипсам, в одном из фокусов которых
находится Солнце.
2. Радиус-вектор, проведенный от Солнца к планете, за равные промежутки
времени описывает равные площади.
Нужда и несчастье продолжает преследовать его, в 1611г умерли его
жена и сын, и он остался с двумя детьми на руках. Материальная нужда
заставила его покинуть Прагу, и он уехал в Линц, где он занял место
преподавателя математики. В 1615г он получает известие об обвинении
его матери в колдовстве. Всю свою силу и находчивость он тратит, чтобы
спасти мать от костра, в 1621 он добивается ее освобождения. Даже после
таких ударов судьбы сила духа не покидает его, и он выпускает новую
работу «Гармония мира», содержащую третий закон небесной механики:
квадраты периодов обращения планет относятся как кубы больших полуосей
их орбит.
Другие наиболее известные работы Кеплера это: «Рудольфовы таблицы»
- астрономические планетные таблицы, над которыми Кеплер работал 20
лет. Названы были в честь императора Рудольфа 2. Эти таблицы служили
морякам и астрономам, составителям календарей и астрологам и только в
19 веке были заменены более точными. Своими работами по математике
Кеплер внес большой вклад в теорию конических
Сечений, в разработку теории логарифмов, способствовал разработке
интегрального исчисления и изобретению первой вычислительной машины.
В1618г начинается Тридцатилетняя война. Казна по прежнему пуста Кеплер
живет случайными заработками, совершая многочисленные поездки в
Регенсбург с хлопотами о выдаче жалованья. Во время одной из таких
поездок Кеплер заболел и умер. В 1774г Петербургская Академия наук
купила большую часть архива Кеплера.
Этому замечательному человеку и большому ученому на его родине, в
Вейле и Регенсбург
| |  скачать работу |
Механическая картина мира |
