Galileo Galilei - täppisteaduse rajaja

Väljapaistva itaalia teadlase Galileo Galilei (Galileo Galilei) nimi on tuntud isegi inimestele, kes pole füüsikast, matemaatikast ja astronoomiast kaugel. Tema põhiteostel ja leiutistel oli oluline mõju XVI - XVII sajandi ja sellele järgnenud ajastute teadusliku mõtte arengule.

Elulugu

Galileo Galilei oli uskumatu ratsionalist, kes uskus, et kõigil loodusnähtustel ja loodusseadustel on oma seletused ja need on inimmõistuse allutatud. Ta läbis helge, huvitava ja paljuski raske elutee, jättes sügava jälje mitte ainult itaalia keeles, vaid ka maailma ajaloos.

Perekond ja taust

Kodulinn Galileo Galilea oli Pisa. Tulevane teadlane sündis 1564. aastal vaese aadliku, muusiku ja helilooja Vincenzo Galilei peres, kõrgelt valgustatud ja haritud inimene, kes on kahetsusväärse materiaalse olukorra tõttu sunnitud tegelema väikekaubandusega.

Ka Galileo ema Giulia Ammannati kuulus aadlisuguvõsa, teda eristas raske ja viisakas iseloom ning ta pühendas oma elu laste kasvatamisele ja majapidamisele. On teada, et aristokraatliku perekonna järeltulijate hulgas (isa pool) oli teadlasi ja arste ning viiteid mõnele neist, kes pidasid Firenze Vabariigis olulist valitsuse ametikohta (Repubblica fiorentina), leidub XIV sajandist pärinevates dokumentides.

Galileo oli kuuest lapsest vanim (kaks surid lapsekingades). Kui ta oli umbes 11-aastane, otsides paremat elu, kolis pere Firenzesse (Firenze), mis oli sel ajal kogu Euroopa kultuuri, teaduse ja kunsti keskus.

• Soovitan teil lugeda: kuidas saada Pisast Firenzesse

Algharidus

Noor Galileo kasvas üles terviklikult andeka lapsena, kes näitas annet muusikale ja kujutavale kunstile. Ta suutis kogu oma elu kanda loovusearmastust, saavutades selles valdkonnas märkimisväärset edu.

Algharidus saadi Abbazia di Vallombrosa kloostrikoolis, mis asub Firenze provintsis väikeses Reggello kommuunis. Galileo oli usin õpilane: kloostri seintes sama innukuse ja innukusega õppis teoloogiat, iidseid keeli, luulet ja retoorikat, koostas luuletusi, mida eristas eriline talent ja väljendusvõime. Noortele meeldis elu kloostris, temast sai algaja ja unistas preestriliku väärikuse võtmisest.

Üliõpilasaastad

Galileo idee pühenduda jumalateenistusele lükkas isa kategooriliselt tagasi ja 1581. aastal astus ta vanemate nõudmisel, kes unistasid oma järglastele kasumlikumast õppetunnist, arstiteaduskonnas asuvasse Pisa ülikooli (Universita di Pisa).

Paralleelselt põhikursusega noor tudeng õppis entusiastlikult matemaatikat, geomeetriat, füüsikat ja astronoomiat. Noormees kasutas end teoorias ja lakkamatult seadis sisse teaduslikke katseid. Väga kiiresti otsustas ta oma elu äri ja kolis arstiteaduskonnast matemaatika juurde. Üliõpilasena avastas Galileo Koperniku heliotsentrilise teooria, saades selle innukalt järgijaks.

Ülikoolis saavutas ta kuulsuse mitte ainult teadmiste poole püüdleva noore mehena, vaid ka innukana arutlejana, kes ei tundnud diplomaatia kunsti ja kellel oli alati oma arvamus ning ei pidanud vajalikuks seda varjata. Pere rahaliste raskuste tõttu ei saanud koolitust täielikult läbi viia, kuna ta oli läbinud ainult kolm kursust. Noormehe püsivus ja viisakus (pärinud tõenäoliselt emalt) mängisid temaga julma nalja. Hoolimata õpilase andekusest keeldusid õppejõud võimalusest jätkata õpinguid tasuta. Kuna ta ei olnud saanud professorikraadi, naasis Galileo Firenzesse.

Guidobaldo del Monte patroon

Õnneks märkas noormehe talenti tehnikateaduste alal ja silmapaistvaid leidlikke võimeid Guidobaldo del Monte, tunnustatud matemaatik, mehaanikateoreetik, astronoom ja filosoof, keda tema kaasaegsed austasid ja austasid.

Selle mehe, kellel oli palju raha ja positsiooni ühiskonnas, roll osutus Galileo saatuses äärmiselt oluliseks. Guidobaldo del Montest sai noore teadlase patroon, ta tegi kõik endast oleneva, et tutvustada noort talenti Toscana suurhertsogile Ferdinando I Medicile ja hankis talle tasustatud töökoha matemaatikaprofessorina.

Niisiis naasis Galileo juba 1589. aastal, 25-aastaselt, alma materi müüride juurde ja hakkas õpetama. Pisa ülikoolis pidas ta loenguid mehaanikast ja matemaatikast, pidas eksperimente, viis läbi pidevat uurimistööd ja kirjutas traktaate. Tema entusiasm tehnikateaduste vastu ei toonud kahjuks Galileole palju raha, sest tema saadud tagasihoidlik palk erines kümme korda meditsiiniprofessori sissetulekutest.

On tähelepanuväärne, et materiaalsed raskused kummitasid teadlast kogu tema elu. Aastal 1591 suri perekonnapea ning vastutus ema ja kahe õe ülalpidamise eest langes Galileo õlgadele.

Töö Padova ülikoolis

Aastal 1592 kolis Galileo, kes oli juba teeninud teadusringkondades teatava autoriteedi ja kellel oli oma kaasaegsete seas silmapaistva teoreetiku ja leiutaja au, kolida Veneetsia Vabariigi suurde linna Padovasse (Serenissima Repubblica di Venezia). Seal õpetas ta 8 aastat matemaatikat, mehaanikat ja astronoomiat. Galileo juhtis Padova ülikooli (Universita degli Studi di Padova) osakonda, mida peeti Euroopa vanimaks ja parimaks hariduskeskuseks ning see oli tema teaduskarjääri viljakaim periood.

Teadlase isiklik elu

Teadlase peamine ja ainus tõeline kirg oli teadus, ehkki biograafid teavad kindlasti Galileo armastuse lugu naise vastu, kes tõi talle kaks tütart ja poja. Veneetsia päritolu Marina Gamba (Marina di Andrea Gamba) kuulus vaesesse perekonda ja oli madalama sotsiaalse staatusega. Ametlikku kirikuabielu temaga ei sõlmitud, isegi vaatamata kolme ühise lapse olemasolule. Samuti on teada, et paar elas koos perioodil, mil Galileo Paduvas töötas.

Linnast lahkudes võttis professor tütred ja mõne aja pärast ka nooremad järglased. Teadlane tunnistas ametlikult ainult oma poja (isadus kinnitas ta 1619. aastal), tütreid peeti ebaseaduslikuks ning veetis oma elu kloostris Arcetri Püha Matteuse kirikus (Chiesa di San Matteo Arcetris), mis on väike küla Firenze lähedal. Abielust väljaspool sündinud ei olnud neil päevil neil vähimatki võimalust õnneliku abielu sõlmimiseks. Galileo säilitas kogu elu sideme lastega.

Elu ja töö Firenzes, suhted katoliku kirikuga

Au ei päästnud Galileot pidevast rahavajadusest. Aastal 1610 võttis teadlane lootuses parandada oma rahalist seisu hea meelega kutse kolida Firenzesse, kus ta elas kuni 1632. aastani. Kõrgelt tasustatud töö Toscana hertsogi kohtuniku Cosimo II de 'Medici nõuniku ja õpetajana lubas vabaneda kogunenud võlgadest. Samal ajal säilitas ta ametlikult Pisa ülikooli professori ametikoha, mis ei nõua loengute pidamist koormavalt.

Hertsogi õukonnas "esimese matemaatikuna ja filosoofina" jätkas Galileo aktiivselt oma astronoomilisi uuringuid. Ta propageeris laialdaselt maailma heliotsentrilist süsteemi, kogus teaduslikke tõendeid, põhjustades sellega ärritust ja rahulolematust paljude kiriku esindajate ning Aristotelese ja Ptolemaiose esitatud õpetuste järgijate seas. Selleks ajaks oli Galileo, igatsusega taevakehade saladustest aru saada, juba suutnud teha mitmeid revolutsioonilisi avastusi, sealhulgas:

1. Täppide olemasolu päikesel;
2. Päikese pöörlemine ümber oma telje;
3. Maa pöörlemine mitte ainult enda telje, vaid ka Päikese ümber;
4. Ebakorrapärasuste (mäed ja kraatrid) olemasolu Kuu pinnal;
5. Jupiteri kuude tuvastamine;
6. Saturni rõngaste avastamine;
7. Veenuse faaside vaatlemine;
8. Lugematutest tähtedest koosneva Linnutee olemuse selgitus.

Aastal 1611 jõudis teadlane Rooma paavst Paulus V vastuvõtmiseks, et tõestada katoliku kiriku juhatajale vajadust sammu pidada teadusliku mõttega. Ta demonstreeris tehtud teleskoopi, selgitas oma avastuste olemust ning üldiselt võeti teda vastu sooja ja poolehoiuga. On tähelepanuväärne, et hoolimata hilisematest konfliktidest kirikuga pidas Galileo end alati "heaks katoliiklaseks".

Ketserluse süüdistused

Alates 1611. aastast leidis aset rida sündmusi, mis mõjutasid Galileo saatust märkimisväärselt. Alguses kõrgemate vaimulike lahke käitumise õhutusel kirjutas ta (ja hiljem avaldas kergemeelselt) oma õpilasele ja sõbrale Benedetto Castellile kirja, milles teatas avalikult, et pühad pühad on head ainult usule ja meeleparandusele ning ei saa seda olla teadusele autoriteetseks teadmiste allikaks loodusobjektide ja -nähtuste kohta.

Seejärel avaldati 1613. aastal Galileo raamat Päikesepiste kohta, mille põhiolemus oli Koperniku teooriate õigsuse tunnustamine. Selle tulemusel avasid inkvisiitorid kahe aasta pärast esimese juhtumi teadlase vastu. Galileo kohtuprotsess leidis aset 1616. aastal Roomas, samal perioodil tunnistas kirik heriotsentrismi ametlikult ohtlikuks ketserluseks ja kuigi teadlane mõisteti õigeks, kästi tal käsu loobuda Koperniku maailmamudeli avatud toetamisest ja arhailiste võimude trampimisest.

1633. aastal toimus teadlase teine ​​katsetus. Inkvisitsiooni korduva tagakiusamise põhjuseks oli Galileo järgmise traktaadi "Dialoog maailma kahe süsteemi kohta" avaldamine itaalia keeles, mis on kättesaadav laiale lugejaskonnale.

Pärast esimest ülekuulamist viidi Galileo vahi alla: ta veetis 18 päeva vanglas. Paljud biograafid kipuvad arvama, et teadlast piinati isegi julmalt. Ta mõisteti süüdi ketserluses ja talle mõisteti eluaegne vangistus (muudeti hiljem koduaresti), inkvisiitorid nõudsid ka, et Galileo loobuks kõigist oma tõekspidamistest (mida ta ka tegi) ja keelas igasuguse teoreetilise ja uurimistöö avaldamise.

Teadlasele omistatud legendaarne fraas "Eppur si muove" ("Ikka, see keerleb") ei kuulunud talle kunagi ja see pole midagi muud kui kunstiline väljamõeldis.

Viimased elu-, surma- ja surmajärgne taastusravi

Teadlane oli vanemas eas raskelt haige ja 1637. aastal kaotas Galileo täielikult nägemise. Ta ei saanud oma töid avaldada, kuid ei jätkanud teadusega tegelemist, isegi halvenenud tervise tõttu. Inkvisiitorid jälgisid kinnipeetavat tema päevade lõpuni pidevalt, muutes suhtlemise sõprade ja õpilastega raskeks.

Oma ülejäänud elu veetis ta väikeses villas, mis asub Firenze äärelinnas Arcetris, mitte kaugel kloostrist, kus tema tütred teenisid. Hoone on säilinud tänapäevani ja on praegu Galilea majamuuseum (Villa Il Gioiello)kuulub Firenze ülikooli astronoomia teaduskonnale alates 1942. aastast (Universita degli Studi di Firenze, UNIFI).

Aastal 1642 suri suur teadlane 78-aastaselt, teda ümbritsesid tema järgijad ja poeg. Kirik keelas ketseri matmise perekonna krüptos ja talle monumentide püstitamise. Kuulsa perekonna viimane esindaja, Galileo lapselaps, võttis kloostripuu ja põletas vanaisa väärtuslikud käsikirjad. Aastal 1737 maeti teadlase säilmed Firenzes asuvasse Basilica di Santa Croce'i basseini.

Hauda on kaunistatud Galileo marmorkuju ja hilisbaroki stiilis allegooriliste kujudega, mis esindavad geomeetriat ja astronoomiat. Sarkofaagi kaunistamise teostas itaalia skulptor Giovanni Battista Foggini.

Alles 20. sajandi teisel poolel mõistis katoliku kirik Galileo õigeks, eemaldades temalt kõik süüdistused, 1992. aastal tunnistas paavst Johannes Paulus II erikomisjoni töö tulemuste kohaselt ametlikult inkvisitsiooni eksituse.

Teadlaste avastused

Galileot peetakse õigustatult täppisteaduse rajajaks. Tema küsiv meel võimaldas avastada ja sõnastada loodusseadused, millel põhinevad füüsika kui üldine teadus ja eriti mehaanika, nende praeguse arusaama järgi. Galileo tutvustas uusi uurimismeetodeid, mis ei põhine mitte ajalistel mõttekäikudel ja viidetel autoriteetsetele dogmadele, vaid vaatlustel, katsetel ja matemaatilisel analüüsil. Avastused, mis on teaduslikku maailmapilti põhjalikult muutnud, hõlmavad järgmist:

1. Isokronismi seadus (pendli võnkeperiood);
2. Kehade vabalangemise seadus;
3. Kehade liikumise põhimõte kaldu tasapinnal;
4. Liikumiste lisamise seadus;
5. Relatiivsuse põhimõte;
6. Inertsiseadus.

Teadlane andis olulise panuse ka tõenäosuse ja komplektide matemaatilise teooria väljatöötamisse. Ta viis läbi valguse olemuse uuringuid, mõõtis õhu tihedust, tegeles füüsikalise optikaga. Galileo peamised leiutised, mis mõjutasid paljusid inimelu valdkondi, hõlmavad:

• hüdrostaatilised kaalud kehade tiheduse määramiseks;
• termoskoop - kaasaegse termomeetri analoog;
• teleskoop ja seadme tagurpidi versioon - mikroskoop;
• proportsionaalne kompass suumimiseks.

Galileo tegeles leiutamisega varasest east kuni väga vanaduseni, ta tuli pidevalt välja uute instrumentide ja seadmetega.

Teleskoobi valmistamine

Teleskoobi loomist peetakse Galileo üheks peamiseks ja oluliseks leiutiseks, sest seade andis Päikesesüsteemi tundmisele võimsa tõuke.

Esimene eksemplar esitati üldsusele 1609. aastal. Leiutise alusena võttis varem optiliste läätsede jahvatamise tehnoloogia parendamisega tegelenud teadlane "teleskoobi", mille leiutas Middelburgist (Holland) pärit prillimeister Johann (Hans) Lippersgeim.

Galileo täiustas Hollandi optilist seadet ja andis sellele praeguse nime, mis on tõlgitud sõna otseses mõttes vanakreeka keelest „Ma vaatan kaugele“. Itaalia professoril õnnestus erinevalt eelkäijast saavutada kuvandi kolmekümnekordne kasv.

Oma instrumendi abil lõi ta üksikasjalikud visandid Kuu pinnast, avastas laigud Päikesel, uuris Linnutee olemust, tegi oletuse teiste galaktikate olemasolust ja tegi mitmeid muid revolutsioonilisi avastusi, mida on kirjeldatud 1610. aastal avaldatud traktaadis "Tähekese Herald". Raamat sai Euroopas tõeliseks sensatsiooniks, selle kuulsus jõudis isegi Hiinasse. Tähelepanuväärne on see, et Galileo lõi oma elus umbes sada teleskoopi, ta esitas kõrgema vaimulike ja kuninglike inimeste esindajatele leiutise koopiaid, üritas isegi kehtestada tööstustoodangut, kuid ei soovinud läätsede saladust teiste astronoomidega jagada.

Huvitavad faktid

1. Ehkki Galileo sõnastas esimesena universaalse kiirenduse seadused, puuduvad tõendid selle kohta, et ta oleks nende tõestuseks kunagi Pisa kaldtornilt kuulid maha lasknud.
2. Kui Galileo arvas, et on avastanud mitu laupäeva, peitis ta oma leide, kodeerides need anagrammi.
3. Ta visandas erinevate leiutiste ideid, sealhulgas küünlate ja peeglite kombinatsiooni, et peegeldada valgust läbi hoone, automaatse tomati korjaja, lauakaubana kahekordistunud taskukombinaadi ja pastapliiatsi.
4. Pärast isa surma ja pelgades võlgniku vanglat, teenis elatist, kavandades suurtükikuulide sihtimiseks sõjaväe kompassi. Tema varasem leiutis, esimene termomeeter temperatuurikõikumiste mõõtmiseks, nurjus.
5. Lühikest aega töötas Firenzes kunstiõpetajana
6. 1610. aastal avastas Galileo esimene astronoom Jupiteri neli kuud - neid kosmilisi kehasid nimetati tema auks "Galilea kuudeks". Neli Galileaga seotud kuud on Io, Euroopa, Ganymede ja Callisto. Galilea kuude suurim on Ganymede. Nii avastas ta esimesed satelliidid, keda kunagi on tuntud mõne muu planeedi kui Maa orbiidil.
7. 400 aastat hiljem on Galileo teleskoop endiselt säilinud ja saadaval Firenze teaduse ajaloo instituudis ja muuseumis (Istituto e Strasbourg della Scienza) Piazza dei Giudici, 1, 50122 Firenze. Muuseumil on kaks teleskoopi ja objektiivi, mille on ehitanud Galileo ise. Ametlik veebisait: www.museogalileo.it
8. Koduarestis olles ei saanud ma oma raamatut avaldada. Siiski avaldati see 1638. aastal Hollandis.
9. Öeldakse, et Galileo oli pime, kuna ta oli pikka aega Päikest jälginud, kui ta oma teleskoobiga päikesepilte vaatas.
10. See oli kujutatud Itaalia nimiväärtusel 2000 liiri.
11. Pisa rahvusvaheline lennujaam (Aeroporto Internazionale di Pisa, di Aeroporto Galileo Galilei, IATA kood: PSA) on oma nime saanud Itaalia teadlase järgi, see asub 5 kilomeetri kaugusel kesklinnast.
12. Leiti, et õhutakistuse puudumisel kiirendab gravitatsioon kõiki objekte võrdselt, sõltumata nende massist.
13. Galileo oli vastu Kepleri teooriale, mille kohaselt Kuu põhjustab Maal loodete tõusu ja uskus selle asemel, et selle põhjuseks on Maa pöörlemine. Üllataval kombel toetas Kepler Galileot tema töö eest, avaldades sel ajal oma toetuseks kirju.
14. Algselt suutis Galileo teleskoop pilti suurendada vaid kaheksa korda. Kuid ta täiustas seda peagi, et saada kahekümnekordne tõus.