Размышления о природе вещей и идей - страница 2

Провозвестник новой физики Альберт Эйнштейн (1879 – 1956)

Гораздо более убедительными являются эксперименты Галилея со скатыванием или скольжением тел по наклонной плоскости, которые позволили ввести в физику понятия коэффициентов трения скольжения и качения. Ещё более значительными стали эксперименты по наблюдению движения небесных тел с помощью сконструированного своими руками телескопа, которые произвели настоящий фурор в научном мире, открыв лунные горы и кратеры, пятна на Солнце, спутники Юпитера, фазы Венеры, вращение Солнца вокруг собственной оси и многие другие эффекты.

Важно отметить, что Галилей сделал немало и чисто теоретических открытий, главным из которых является формулировка принципа относительности движения, получившего имя учёного. Согласно этому принципу, в природе существует особое, выделенное, совершенное движение, которое не требует никаких причин для его поддержания. В отличие от кругового движения по Аристотелю, совершенным считается равномерное и прямолинейное движение, которое впоследствие было названо инерциальным. Любые измерения, сделанные в инерциальных системах, показывают их полную идентичность, независимо от скорости движения любой из этих систем относительно другой инерциальной системы.

В своём трактате «Письма к Инголи» Галилей приравнивает звёзды к Солнцу, указывает на колоссальное расстояние до них. Он пишет: «Если какая-либо точка мира может быть названа его центром, то это центр обращений небесных тел; а в нём, как известно всякому, кто разбирается в этих вопросах, находится Солнце, а не Земля». Он заявил также, что планеты и Луна, подобно Земле, притягивают находящиеся на них тела. В современной терминологии, Галилей провозгласил однородность пространства (отсутствие центра мира) и равноправие инерциальных систем отсчёта Следует отметить важный анти-аристотелевский момент: аргументация Галилея неявно предполагает, что результаты земных опытов можно переносить на небесные тела, то есть законы на Земле и на небе одни и те же. Последней книгой Галилея стали «Беседы и математические доказательства двух новых наук», где излагаются основы кинематики и сопротивления материалов. Фактически содержание книги представляет собой разгром аристотелевой динамики; взамен Галилей выдвигает свои принципы движения, проверенные на опыте. Потомки с полным основанием говорят, что научная революция в физике начинается с Галилея. Он считается одним из основателей механицизма. Этот научный подход рассматривает Вселенную как гигантский механизм, а сложные природные процессы – как комбинации простейших причин, главная из которых – механическое движение.

В своих трудах 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 своей последней книге Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь – пропорционально квадрату времени. Галилей доказал, что указанное, а также любое брошенное под углом к горизонту тело летит по параболе. В истории науки это первая решённая задача динамики. В заключение исследования Галилей доказал, что максимальная дальность полёта брошенного тела достигается для угла броска 45°(ранее это предположение высказал Тарталья, который, однако, не смог его строго обосновать). На основе своей модели Галилей составил первые артиллерийские таблицы.