15 февраля этого года исполняется 447 лет со дня рождения одного из основателей современного точного естествознания, выдающегося итальянского физика Галилео Галилея. Именно с него берёт начало физика, как наука.
Но сначала он хотел посвятить свою жизнь медицине, поступив в 1581 году в Пизанский университет. Но, прочитав труды Архимеда и Евклида, оставил университет и четыре года самостоятельно занимался математикой. Уже в 1582 году, наблюдая за маятниками, Галилей открыл закон изохронности - независимости периода колебаний маятника от размаха колебаний и массы груза - и выдвинул идею применения маятников в часах. Применив математику не только к механике, но и к гидростатике, изобрёл в 1586 году гидростатические весы, которые нашли применение при взвешивании драгоценных металлов и их сплавов.
В последующие 20 лет он экспериментально и теоретически устанавливает основные начала механики. Прежде всего, это принцип относительности для прямолинейного и равномерного движения и принцип постоянства ускорения под действием силы тяжести. Первый принцип позднее привёл Ньютона к понятию инерционной системы отсчёта, а второй - к понятию инертной массы. А Эйнштейн, распространив принцип относительности Галилея на все физические процессы (в частности на свет), и толкуя второй его принцип как эквивалентность сил инерции и тяготения, создал общую теорию относительности.
В 1609 Галилей создаёт свой первый телескоп и начинает систематические астрономические наблюдения. Он открывает горы на Луне, четыре спутника Юпитера.
Обнаруживает, что млечный путь состоит из множества звёзд. Открывает пятно на солнце и его вращение, фазы у Венеры. Эти астрономические открытия приносят Галилею и его телескопу такую широкую популярность, что он даже налаживает производство телескопов. А в 1610-14 годах, комбинируя и подбирая расстояние между линзами, изобретает микроскоп. Эти два прибора в последующие века послужили мощным орудием научных исследований.
А сам Галилей исследовал природу света, цвета, занимался вопросами физической оптики.
Сформулировал идею конечности скорости распространения света, и провёл эксперименты по её определению.
Астрономические открытия Галилея были обобщены им в вышедшем в 1632 году трактате «Диалог о двух главнейших системах мира», практическим путём подтвердившем правильность учения Коперника о гелиоцентрической системе мира. Эта книга разъярила церковников. Инквизиция наложила запрет на книгу, а самого Галилея в 1633 году заставила отречься от своих взглядов и отлучила от церкви. В той же церкви, где в 1600 году был приговорён к сожжению так и не отрёкшийся от своих взглядов Джордано Бруно, Галилей, стоя на коленях, произнес предложенный ему текст отречения.
Умер Галилео Галилей 8 января 1642 года в возрасте 78 лет. Похоронен без почестей и надгробия. В 1737 году, через 95 лет его прах был перенесен во Флоренцию, в церковь Санта-Кроче. А в 1992 году, только через 350 лет после смерти Галилея, Римский Папа Иоанн Павел II после работы специальной комиссии признал гелиоцентрическую систему мира и снял обвинения с великого учёного.
Чтобы подробно рассказать обо всем, чем обогатил науку итальянский ученый Галилео Галилей. Он проявил себя и в математике, и в астрономии, и в механике, и , и в .
Астрономия
Главная заслуга Г.Галилея перед астрономией заключается даже не в его открытиях, а в том, что он дал этой науке рабочий инструмент – телескоп. Некоторые историки (в частности, Н.Будур) называют Г.Галилея плагиатором, присвоившим изобретение голландца И.Липпершнея. Обвинение несправедливо: о голландской «волшебной трубе» Г.Галилей знал только из венецианского посланника, который не сообщал о конструкции прибора.
Г.Галилей сам догадался об устройстве трубы и сконструировал ее. Кроме того, труба И.Липпершнея давала трехкратное увеличение, для астрономических наблюдений этого было недостаточно. Г.Галилей сумел добиться увеличения в 34,6 раза. С таким телескопом можно было наблюдать небесные тела.
С помощью своего изобретения астроном увидел на Солнце и по их движению догадался, что Солнце вращается. Он наблюдал фазы Венеры, увидел горы на Луне и их тени, по которым рассчитал высоту гор.
Труба Г.Галилея позволила увидеть и четыре самых больших спутника Юпитера. Г.Галилей назвал их Медичийскими звездами в честь своего покровителя Фердинанда Медичи, герцога Тосканского. Впоследствии им дали другие названия: Каллисто, Ганимед, Ио и Европа. Значение этого открытия для эпохи Г.Галилея трудно переоценить. Шла борьба между сторонниками геоцентризма и гелиоцентризма. Открытие небесных тел, вращающихся не вокруг Земли, а вокруг другого объекта, было серьезным аргументом в пользу теории Н.Коперника.
Другие науки
Физика в современном понимании начинается с трудов Г.Галилея. Он является основателем научного метода, сочетающего эксперимент и его рациональное осмысление.
Именно так он изучал, например, свободное падение тел. Исследователь обнаружил, что вес тела не влияет на его свободное падение. Наряду с законами свободного падения он открыл движения тела по наклонной плоскости, инерции, постоянного периода колебаний, сложения движений. Многие идеи Г.Галилея были впоследствии развиты И.Ньютоном.
В математике ученый внес значительный вклад в развитие теории вероятностей, а также заложил основы теории множеств, сформулировав «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя большая часть чисел не является квадратами.
Изобретения
Телескоп – не единственный прибор, сконструированный Г.Галилеем.
Этот ученый создал первый термометр, правда, лишенный шкалы, а также гидростатические весы. Пропорциональный циркуль, изобретенный Г.Галилеем, до сих пор используется в чертежном деле. Сконструировал Г.Галилей и микроскоп. Большого увеличения он не давал, но для изучения насекомых подходил.
Влияние, оказанное открытиями Г.Галилея на дальнейшее развитие науки, было поистине судьбоносным. И прав был А.Эйнштейн, назвав Г.Галилея «отцом современной науки».
Введение
1. Формирование взглядов Галилея в свете истории
2. Галилей как основоположник экспериментально-математического метода исследования природы
Заключение
Библиографический список
Введение
В середине XVI столетия гуманизм платоновской школы в Италии перешел свой зенит, его основное время ушло. Во второй половине XVI и в начале XVII в. на сцену выходит специфическая философская область - философия природы. Философия природы типичное выражение природы Ренессанса. Ее родиной была Италия, наиболее знаменитым представителем Джордано Бруно. Параллельно с философией природы развивается новое естествознание, реализующее радикальную переоценку старых традиций и предпосылок. Оно приносит ряд эпохальных открытий, становится одним из важнейших источников новой философии. Отбрасываются господствовавшие в средние века философские и методологические основы науки, и создаются новые. Схоластическое учение о природе, высший уровень которого был достигнут парижской и оксфордскими школами в XIV в., в сущности никогда не переходило границ теоретических спекуляций. В противоположность этому ученые Ренессанса на первый план выдвигают опыт, исследование природы, экспериментальный метод исследований. Видное место завоевывает математика, принцип математизации науки соответствует основным прогрессивным тенденциям развития науки, научного и философского мышления.
Новые тенденции в науке получили отражение в творчестве Леонардо да Винчи (1452-1519) , Николая Коперника (1473-1543) , Иоганна Кеплера (1571-1630) и Галилео Галилея (1546-1642) .
Важнейшим полем боя, на котором происходило сражение между новым и старым миром, между консервативными и прогрессивными силами общества, религией и наукой, была астрономия. Средневековое религиозное учение было основано на представлении о Земле как богом избранной планета и о привилегированном положении человека во вселенной. Изучая астрономические объекты ученые того времени на практике постигали законы движения небесных тел и заложили фундаментальные понятия для развития другой науки-физики. Одним из основоположников фундаментальных законов физики и стал Галилео Галилей.
В представленной работе нами даны краткие биографические сведения об ученым, а также раскрыты его взгляды на мир природы в философском и научном плане, поскольку ученые того времени познавая мир природы и осмысляя его в философском плане делали глубокие научные выводы, основываясь на применяемых ими логических методах философии.
1. Краткая биографическая справка
Основоположником экспериментально-математического метода исследования природы был великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564- 1642) . Леонардо да Винчи дал лишь наброски такого метода изучения природы, Галилей же оставил развернутое изложение этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира.
Галилей родился в семье обедневшего дворянина в городе Пизе 15февраля 1564 года (недалеко от Флоренции) в семье знатной, но обедневшей. Отец ученого был композитором и музыкантом, однако на вырученные деньги жить было скудно, и последний подрабатывал торговлей сукном.. До 11 лет Галилей учился в обычной школе, но после переезда семьи во Флоренцию стал учится в школе при монастыре бенедиктинцев,а в 17 лет поступил в Пизанский университет и стал готовиться к профессии врача.Первая научная работа Галилея «Маленькие гидростатические весы» вышла в свет в 1586 году и она принесла некоторую известность Галилею в среде ученых. По рекомендации одного из них- Гвидо Убальде дель Монте Галилей в 1589 году получил кафедру математики в Пизанском университете и в 25 лет стал профессором.
Галилей преподавал студентам математику и астрономию в соответствии с учением Птолемея и к этому же периоду времени относятся его опыты,которые он ставил,бросая различные тела с наклонной Пизанской башни,чтобы убедиться падают ли они в соответствии с учением Аристотеля- тяжелые быстрее, чем легкие. Ответ получился отрицательным.
В работе « О движении» вышедшей в 1590 году Галилей подверг критике аристотелевское учение о падении тел. Критика Галилеем взглядов Аристотеля вызвала недовольство и ученый принял предложение занять кафедру математики в Падуанском университете. Биографы ученого отметили падуанский период как самый плодотворный и счастливый в его жизни. Здесь Галилей обрел семью,женившись на Марине Гамба и у него родились две дочери: Вирджиния (1600), Ливия (1601) и сын Винченцо (1606). В 1606 году Галилей увлекся астрономией
Для торжества теории Коперника и идей, высказанных Джордано Бруно, а следовательно, и для прогресса материалистического мировоззрения вообще огромное значение имели астрономические открытия, сделанные Галилеем с помощью сконструированного им телескопа. Он обнаружил кратеры и хребты на Луне (в его представлении - "горы" и "моря") , разглядел бесчисленные, скопления звезд, образующих Млечный Путь, увидел спутники, Юпитера, разглядел пятна на Солнце и т.д. Благодаря этим открытиям Галилей стяжал всеевропейскую славу "Колумба неба". Астрономические открытия Галилея, в первую очередь спутников Юпитера, стали наглядным доказательством истинности гелиоцентрической теории Коперника, а явления, наблюдаемые на Луне, представлявшейся планетой, вполне аналогичной Земле, и пятна на Солнце подтверждали идею Бруно о физической однородности Земли и неба. Открытие же звездного состава Млечного Пути явилось косвенным доказательством бесчисленности миров во Вселенной. Работы Галилея по астрономии в марте 1610 года он опубликовал в своем труде «Звездный вестник », и это стало началом его новой жизни. тосканский герцог Козимо 11 Медичи предложил Галилею стать придворным математиком и тот принял предложение,возвратившись на жительство во Флоренцию.
Указанные открытия Галилея положили начало его ожесточенной полемике со схоластиками и церковниками, отстаивавшими аристотелевско-птолемеевскую картину мира. Если до сих пор католическая церковь по изложенным выше причинам была вынуждена терпеть воззрения тех ученых, которые признавали теорию Коперника в качестве одной из гипотез, а ее идеологи считали, что доказать эту гипотезу невозможно, то теперь, когда эти доказательства появились, римская церковь принимает решение запретить пропаганду взглядов Коперника даже в качестве гипотезы, а сама книга Коперника вносится в "Список запрещенных книг" (1616 г.) . Все это поставило деятельность Галилея под удар, но он продолжал работать над совершенствованием доказательств истинности теории Коперника. В этом отношении огромную роль сыграли работы Галилея и в области механики. Еще будучи студентом Галилео Галилей наблюдал в соборе города Пиза,.что люстры различных размеров и веса,но имеющие одинаковую длину,имеют и одинаковые периоды колебаний. Он сравнил люстры с маятником и на основании этого сделал вывод что период колебаний маятника будет тем больше, чем маятник будет длиннее. Так как в то время механические часы еще не были изобретены для измерения времени при определении периода колебаний Галилей использовал удары собственного пульса.
Господствовавшая в эту эпоху схоластическая физика, основавшаяся на поверхностных наблюдениях и умозрительных выкладках, была засорена представлениями о движении вещей в соответствии с их "природой" и целью, о естественной тяжести и легкости тел, о "боязни пустоты", о совершенстве кругового движения и другими ненаучными домыслами, которые сплелись в запутанный узел с религиозными догматами и библейскими мифами. Галилей путем ряда блестящих экспериментов постепенно распутал его и создал важнейшую отрасль механики - динамику, т.е. учение о движении тел.
Уже с 1616 года Галилея обвиняли в стремлении к ереси, так как учение Коперника в этом году 11 богословов признали ложным и книга Коперника «Об обращении небесных сфер» внесена в индекс запрещенных книг, соответственно запрещалась любая пропаганда учения Коперника.
В 1623 году под именем Урбана V111 папой становиться друг Галилея кардинал Маффео Барберини и Галилей надеялся на отмену указанного выше запрета,но получив отказ вернулся во Флоренцию. Там Галилей продолжил работу над своей книгой «Диалог о двух главнейших системах мира» и в 1632 году она увидела свет. Выход книги вызвал острую реакцию церкви и ученого вызвали в Рим. В одном из своих писем Галилей писал: « Я прибыл в Рим 10 февраля 1633 года и положился на милость инквизиции и святого отца…. Сначала меня заперли в замке Троицы на горе,а на следующий день меня посетил комиссар инквизиции и увез меня в своей карете. По дороге он задавал мне разные вопросы и высказал пожелание, чтобы я прекратил скандал,вызванный в Италии моим открытием,касающимся движения земли… На все математические доказательства, которые я мог ему противопоставить, он отвечал мне словами из священного писания: «Земля была и будет неподвижна во веки веков» ».
Следствие по делу Галилея тянулось с апреля по июнь 1633 года и 22 июня Галилей, произнес перед судом инквизиции текст отречения, а после этого выслан на свою виллу. находясь под домашним арестом Галилей пишет «Беседы и математические доказательства,касающиеся двух новых областей науки», где в частности излагает основы динамики(закон свободного падения , закон сложения перемещений, учение о сопротивлении материалов) однако книгу отказываются печатать и она выходит только в Голландии в июле 1638 года, однако ослепший ученый так и не смог увидеть свой труд воочию, а мог лишь пощупать его руками.
В ноябре 1979 года римский папа Иоанн Павел 11 официально признал, что инквизиция в 1633 году в отношении ученого допустила ошибку заставив его силой отречься от теории Коперника.
«ШколаЛа» приветствует всех своих читателей, желающих много знать.
Когда-то давно все думали так:
Земля — это плоский огромный пятак,
Но взял телескоп один человек,
Открыл нам дорогу в космический век.
Кто это, как вы думаете?
Среди учёных, известных всему миру, – Галилео Галилей. В какой стране родился и как учился, что открыл и чем прославился – вот те вопросы, ответы на которые мы сегодня с вами будем искать.
План урока:
Где рождаются будущие учёные?
Небогатая семья, где родился в 1564 году маленький Галилео Галилей, проживала в итальянском городе Пиза.
Отец будущего учёного был настоящим мастером в разных областях, от математики до искусствоведения, поэтому совсем неудивительно, что ещё с детства юный Галилео полюбил живопись и музыку и тяготел к точным наукам.
Когда мальчику исполнилось одиннадцать, семья из Пизы, где жил Галилео, переехала в другой город Италии – Флоренцию.
Там у него началось обучение в монастыре, где юный ученик демонстрировал блестящие способности в изучении наук. Он даже задумывался о карьере священнослужителя, но отец не одобрил его выбор, желая, чтобы сын стал доктором. Именно поэтому в свои семнадцать Галилео перешёл в Пизанский университет на медицинский факультет и начал старательно учить философию, физику и математику.
Однако окончить университет он не смог по простой причине: семья не смогла оплатить его дальнейшее обучение. Уйдя с третьего курса, студент Галилей приступает к самообразованию в области физико-математических наук.
Благодаря дружбе с богатым маркизом дель Монте юноше удалось получить оплачиваемую научную должность преподавателя астрономии и математики в Пизанском университете.
Во время университетской работы он проводил различные опыты, результатом которых стали открытые им законы свободного падения, движения тела по наклонной плоскости и сила инерции.
Начиная с 1606 года, учёный плотно занимается астрономией.
Интересные факты! Полное имя учёного – Галилео ди Винченцо Бонайути де Галилей.
О математике, механике и физике
Говорят, что, будучи профессором университета в городке Пиза, Галилей проводил опыты, сбрасывая предметы разного веса с высоты Пизанской башни, чтобы опровергнуть теорию Аристотеля. Даже в некоторых учебниках можно отыскать такую картинку.
Только вот эти опыты нигде в работах Галилея не упомянуты. Скорее всего, как сегодня считают исследователи, это миф.
А вот по наклонной плоскости предметы учёный катал, замеряя время по собственному сердечному пульсу. Часов-то тогда точных не было! Эти самые опыты были положены в законы движения тел.
Галилею отдана пальма первенства в изобретении термометра в 1592 году. Прибор тогда называли термоскоп, и был он совсем примитивным. К стеклянному шарику припаивали тонкую трубочку из стекла. Эту конструкцию помещали в жидкость. Воздух в шаре нагревался и вытеснял жидкость в трубочке. Чем выше температура, тем больше воздуха в шаре и ниже уровень воды в трубке.
В 1606 году появилась статья, где Галилей выложил чертёж пропорционального циркуля. Это простой инструмент, который переводил снимаемые размеры в масштаб и использовался в архитектуре и чертёжном деле.
Галилею приписывают изобретение микроскопа. Он в 1609 году сделал «маленький глаз» с двумя линзами – выпуклой и вогнутой. При помощи своего изобретения учёный рассматривал насекомых.
Своими исследованиями Галилей заложил основы классической физики и механики. Так, на основе его заключений об инерции впоследствии Ньютоном был зафиксирован первый закон механики, по которому любое тело покоится или равномерно движется при отсутствии внешних сил.
Его исследования колебаний маятника легли в основу изобретения часов с маятниковым регулятором и дали возможность делать точные измерения в физике.
Интересные факты! Галилей не только преуспевал в естественных науках, но ещё был творческим человеком: он отлично знал литературу и сочинял стихи.
Об астрономических открытиях, которые потрясли мир
В 1609 году до учёного дошёл слух о существовании прибора, помогающего рассматривать отдалённые предметы при помощи сбора света. Если вы уже догадались, назывался он телескоп, что с греческого переводится как «далеко смотреть».
Для своего изобретения Галилео модифицировал зрительную трубу при помощи линз, и этот прибор был способен увеличивать предметы в 3 раза. Раз за разом он собирал новую комбинацию из нескольких телескопов, и она давала всё больше и больше увеличения. В результате галилеевский «дальновидец» стал приближать в 32 раза.
Какие открытия в области астрономии принадлежат Галилео Галилею и прославили его на весь мир, став настоящими сенсациями? Чем помогло учёному его изобретение?
- Галилео Галилей рассказал всем, что – это планета, сравнимая с Землёй. Он увидел на её поверхности равнины, кратеры и горы.
- Благодаря телескопу Галилей открыл четыре спутника у Юпитера, называемые сегодня «галилеевыми», а предстал для всех в виде полосы, рассыпающейся на множество звёзд.
- Приставив к телескопу закопчённое стекло, учёный смог рассмотреть , увидеть на нём пятна и доказать всем, что именно Земля вращается вокруг него, а не наоборот, как считал Аристотель и гласила религия и Библия.
- Он первым увидел у окружение, принятое им за спутники, сегодня нам известные как кольца, нашёл разные фазы у Венеры и дал возможность наблюдать неизвестные прежде звёзды.
Свои открытия Галилео Галилей объединил в книге «Звёздный вестник», подтвердив гипотезу о том, что наша планета подвижна и вращается вокруг оси, а солнечное светило отнюдь не крутится вокруг нас, чем вызвал осуждение церкви. Его работа была названа ересью, а сам учёный лишился свободы передвижения, попав под домашний арест.
Интересные факты! Довольно удивительно для нашего развитого мира, что только в 1992 года Ватикан и Папа Римский признали правоту Галилея о вращении Земли вокруг Солнца. До этого времени католическая церковь была уверена, что происходит всё наоборот: наша планета неподвижна, а вокруг нас «ходит» Солнце.
Вот так кратко вы можете рассказать о жизни выдающегося учёного, давшего толчок в развитии астрономии, физики и математики.
Именем Галилео Галилея была названа известная научно-развлекательная телевизионная программа. Ведущий этой программы Александр Пушной и его коллеги проводили всякие-разные опыты и пытались давать объяснения тому, что у них получалось. Предлагаю прямо сейчас посмотреть отрывок из этой замечательной программы.
«ШколаЛа» ненадолго прощается, чтобы снова и снова искать и делиться с вами полезной информацией.
Между современниками была основана главным образом на великих открытиях, которые он сделал при помощи телескопа. Действительно они дали много очень важных новых знаний о небесных светилах, и почти каждое из них служило новым доказательством истины системы Коперника . Пятна на освещенной части луны, изломанные очертания на краю освещенной части её, рассматриваемые в телескоп, оказались неровностями на её поверхности, и Галилей уже сравнил их с горами нашего земного шара. Наблюдая солнце, Галилей открыл на нем пятна, по движению которых стало очевидно, что солнце вращается около своей оси. Наблюдая Венеру, Галилей увидел, что она имеет такие же фазы, как луна. (Коперник уже говорил, что необходимо должно быть так). Галилей открыл спутники Юпитера, и делал очень много наблюдений над ними, чтоб определить закон их вращения около их планеты; он понял, что разницы времени, какое показывают часы под разными долготами при наблюдении затмения того или другого спутника Юпитера, могут служить для определения разницы этих долгот, и старался составить такие таблицы движений спутников Юпитера, которые имели бы точность, нужную для этого определения. Голландское правительство понимало важность этого пособия для мореплавания и просило Галилея не бросать работы, пока она не будет доведена до конца; но смерть прекратила ее раньше окончания.
Галилей открыл кольцо Сатурна. (При слабости телескопов, посредством которых он делал свои наблюдения, это кольцо казалось составляющим часть самой планеты; то, что оно отделено от неё расстоянием, увидел уже только Гюйгенс ). Открытиями Галилея были также получены новые важные знания и о звездах. Он увидел, что Млечный путь состоит из звезд, слабое сияние которых сливается для простого глаза в светлую полосу; точно так же многие из туманных пятен оказались состоящими из звезд.
Портрет Галилео Галилея. Художник Д. Тинторетто, ок. 1605-1607
Но как ни блистательны астрономические открытия Галилея, не менее важны его открытия в механике; только его труды возвели ее на степень науки. Он рассеял прежние ошибочные понятия о законе движения, нашел истинные представления о нем. Ложные мнения Аристотеля о сущности движения , оставаясь господствующими, сильно мешали раскрытию законов движения. Понятия Архимеда были единственными основаниями для вывода истины. Гвидо Убальди и голландский математик Стевин уж взяли за основание своих трудов положения Архимеда и расширили некоторые из них. Но сбивчивые, совершенно ошибочные понятия о движении продолжали господствовать. До Галилея почти вовсе не было попыток рассматривать факты движения с математической точки зрения. Галилей положил прочные основания механике своими исследованиями о движении падающих и взброшенных тел, о качаниях маятника, о падении тела по наклонной плоскости. Законы движения, найденные им и основанные на понятии ускорения свободного падения, стали исходными истинами для всех последующих исследований механического порядка явлений природы. Без открытий Галилея в механике едва ли были бы возможны открытия Ньютона .
Ученики Галилея продолжали его работы. Один из них, Кастели (род. в 1577, ум. 1644), успешно применил к движению воды выработанные Галилеем понятия об общих законах движения и благодаря тому успешно исполнил данное ему Урбаном VIII поручение регулировать течение рек папского государства. Другой ученик Галилея, Торичелли (род. в 1618, ум. в 1647) прославился открытием, что воздух имеет тяжесть; этим было устранено ошибочное мнение, что природа не терпит пустоты (horror vacui).
