Концепції сучасного природознавства - Карпов Я. С. - 2.8 Виникнення класичної механіки

2.8.1 Механіка Г. Галілея

Спадкоємцем епохи Відродження, який продовжив ЇЇ тенденції, що сприяли розвитку нового природознавства, став великий італійський учений і мислитель Галілео Галілей (1564-1642). Він значно розширив сферу застосування експериментально-математичних методів, подолавши тим самим у тогочасному процесі пізнання історичні недоліки, які не відповідали вимогам побудови нової картини світу,

Галілео Галілей народився в Пізі. Виховувався в монастирі Воломброза у Флоренції, з 1581 р. навчався в Пізанському університеті: вивчав медицину, а з 1585 р. — математику й механіку. У1589-1592 — професор Пізанського, у 1592-1610 — Падуан-ського університетів. Викладаючи в Падуї, захопився механікою. У цей час він написав ряд робіт з фортифікації: "Коротка настанова з військової архітектури" і "Трактат з фортифікації". У невеликій роботі "Механіка" він обгрунтував загальну теорію простих машин. Одночасно почав дослідження зі статики, динаміки й механіки матеріалів. У 1609-1610 pp. зробив ряд відкриттів в астрономії. У ці ж роки Галілей став переконаним послідовником геліоцентричної системи М. Коперника. У 1610 р. переїхав до Флоренції як придворний математик Козимо II Медичі. У 1612 р. опублікував свій перший антиарістотелівський твір, який у 1616 р. було оголошено безглуздим і єретичним. Із цього моменту підтримувати ідеї Коперника стає небезпечно. У 1632 р. Галілей видав книгу "Діалог про дві найголовніші системи світу" — Птолемееву й Коперникову, за яку був притягнутий інквізицією до відповідальності і на чотирьох допитах (із 12 квітня по 21 червня 1633 р.) змушений був відмовитися від учення Коперника. "Діалог" було заборонено, а Галілея позбавлено права що-небудь публікувати. Протягом дев'яти років він офіційно вважався в'язнем інквізиції і жив спочатку в Римі, потім на своїй віллі під Флоренцією. У 1637 р. Галілей осліп, але, незважаючи на хворобу й заборону публікуватися, продовжував працювати.

У 1638 р. у Голландії були видані його "Бесіди і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки, що належать до механіки і місцевого руху". У перших двох діалогах книги розробляються основи опору матеріалів і будівельної механіки.

Два останні діалоги присвячені дослідженню прямолінійного руху, рівномірного й рівноприскореного, а також руху тіла, кинутого під кутом до горизонту. Тут розглядаються також закони руху тіла, що котиться по похилій площині. Галілей розробив найважливіші положення динаміки: ідею про інерцію, закони додавання рухів і швидкостей, закони падіння тіл (вільного падіння тіла; тіла на похилій площині; тіла, кинутого горизонтально); установив пропорційність між квадратами періодів коливання маятників і їх довжинами, застосував теорію можливих переміщень для встановлення умови рівноваги. Таким чином, він повністю довів помилковість динаміки Арістотеля й накреслив шлях до створення нової — ньютонівської — динаміки.

У галузі математики Галілей був попередником Ф. Б. Кавальєрі у створенні числення неподільних, а також одним із попередників у розробці теорії імовірностей.

Найбільший суспільний резонанс викликали астрономічні відкриття й твори Галілея. Ім'я Галілея набуло популярності в широких колах Італії і всієї Європи після того, як він відкрив за допомогою телескопа, винайденого в Голландії в першому десятилітті XVII ст., супутники Юпітера, кратери на Місяці, зоряну природу Молочного Шляху, фази Венери й сонячні плями.

Історичні заслуги Галілея в галузі природознавства величезні: він розмежував поняття рівномірного й нерівномірного прискореного руху; сформулював поняття прискорення; показав, що результатом дії сил на тіло, що рухається, є не швидкість, а

прискорення; вивів формулу, що пов'язує прискорення, шлях і час S = ""о-J сформулював принцип інерції та поняття інерційної системи; обґрунтував принцип відносності руху; відкрив закон незалежності дії сил (принцип суперпозиції).

Судовий процес над Галілеєм започаткував жорстоку реакцію, що надовго затримала розвиток природознавства в Італії. Після смерті учнів Галілея в історії наукового розвитку країни почався період тривалого занепаду, і дуже скромні досягнення тогочасної науки не нагадували про блискучий початок століття. Основна причина — переміщення торговельних та індустріальних центрів. На цьому тлі розгорнулася діяльність єзуїтів і терор інквізиції.

Отже, можна зробити висновок, що дослідження Галілея заклали надійний фундамент не тільки динаміки, а й методології класичного природознавства. Подальші дослідження лише поглиблювали й зміцнювали цей фундамент. З повним правом Галілея можна назвати батьком сучасного природознавства.