21 Экспериментальный метод Галилео Галилея

Основоположником экспериментально-математического метода исследования природы был великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564-1642). Если Леонардо да Винчи лишь дал наброски такого метода изучения природы, то Галилей же оставил развернутое изложение этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира.

Отец Галилея, Винценцо, был весьма сведущ в литературе и теории музыки. Он со всем тщанием занялся воспитанием и обучением своего старшего сына. 16-ти лет от роду Галилей был отправлен в пизанский университет для слушания курса философии, с тем, что затем заняться медициной. В то время главным арбитром в науке стал признаваться опыт и под его давлением не выдерживали испытания многие положения античной науки, особенно механика Аристотеля. Но для перехода к новому мышлению требовались не только способности к независимому мышлению, но и просто мужество. Одним из первых на это отважился Галилео Галилей.

Официальным было дедуктивное мышление, когда из положений Аристотеля выводили явления природы. Так, перипатетики учили, что тело, весящее в десять раз более другого тела, падает в десять раз быстрее. Ещё в 19 лет Галилей подметил, что продолжительность качаний маятника не зависит от величины размахов.. Это наблюдение было им сделано в соборе над уменьшающимися качаниями люстры, причем время он измерял биением собственного пульса.

Под руководством своего учителя Риччи Галилей хорошо ознакомился с «Элементами геометрии» Эвклида и потом сам изучал творения Архимеда. Чтение гидростатики Архимеда навело Галилея на мысль устройства гидростатических весов для измерения удельного веса тел. Проведя опыты над падением тел по вертикальной линии с пизанской наклонной башни, он открыл закон возрастания скорости падающего тела пропорционально времени и независимо от веса тела.

Став профессором математики Падуанского университета, Галилей развернул активную исследовательскую деятельности, особенно в области механики и астрономии. Он сконструировал телескоп и с его помощью 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. Благодаря этим открытиям он стяжал европейскую славу «Колумба неба». Открытия 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 звездного состава Млечного Пути явилось косвенным доказательством бесчисленности миров во Вселенной.

Противоречие результатов, полученных Галилеем, с общепринятыми тогда воззрениями последователей Аристотеля, возбудили неудовольствие и раздражение последних против Галилея. Им вскоре представился повод к удалению ученого с кафедры за неодобрительный отзыв, данный относительно нелепого проекта машины, представленного одним из побочных сыновей Медичи. В Падуе оказалась вакантной кафедра математики и до 1610 года Галилей работал здесь, окруженный учениками и многими друзьями.

В Падуе Галилей придумал пропорциональный циркуль особого устройства, изобрел воздушный термометр и устроил телескоп, увеличивающий в 30 раз. Наблюдения с помощью телескопа привели Галилея к выводу, что Луна обращена всегда одною своей стороною к Земле, что она покрыта горами, высоту которых он измерил по величинам их теней. Он определил период обращения спутников Юпитера и высказал мысль, что затмения спутников помогут при определении долгот на море. Он наблюдал фазы Венеры и изменения видимого диаметра Марса. В 1612 году Галилей устроил первый микроскоп.

Названные открытия положили начало ожесточенной полемике Галилея со схоластиками и церковниками, отстаивавшими аристотелевско-птолемеевскую картину мира. Раньше церковь признавала теорию Коперника в качестве одной из гипотез. Но с появлением доказательств, римская церковь принимает решение запретить пропаганду взглядов Коперника даже в качестве гипотезы, а сама книга Коперника вносится в «Список запрещенных книг» в 1616 году. Такое решение церкви поставило под удар научную деятельность Галилея, но он продолжал исследования.

После ряда блестящих экспериментов Галилей создал важнейшую отрасль механики – динамику, т.е. учение о движении тел. Открытие законов механики Галилеем и законов движения планет Кеплером, давшим строго математическую трактовку понятия этих законов, поставило понятие закона природы на научную почву.

Галилей установил, что равномерное движение тела нисколько не отражается на процессах, совершающихся на его поверхности. На движущемся корабле падение тел происходит так же, как и на неподвижном. Поэтому можно обнаружить равномерное и прямолинейное движение на самой движущейся Земле.

Все эти идеи великий ученый сформулировал в «Диалоге о двух главнейших системах мира – птолемеевой и коперниковой» (1632), научно доказавшем истинность теории Коперника. Книга послужила поводом для обвинения Галилея со стороны католической церкви. Ученый был привлечен к суду римской инквизицией. В 1633 году состоялся знаменитый процесс, на котором Галилей вынужден был формально отречься от своих «заблуждений». Его книга была запрещена.

Галилей создает теорию двойственной истины, решительно отделяя науку от религии. Он утверждал, что природа должна изучаться с помощью математики и опыта, а предмет религии «благочестие и послушание», сфера моральных поступков человека. Галилей пришел к выводу о возможности безграничного познания природы, Ученый сделал вывод, что познание истины есть бесконечный процесс. А в таком случае традиционная логика пригодна лишь при исправлении логически несовершенных мыслей и при передаче другим уже открытых истин. Но традиционная логика не способна привести к открытию новых истин, а тем самым к изобретению новых вещей. К открытию новых истин должна приводить подлинно научная методология. Заслуга Галилея состоит в том, что он разработал принципы научного исследования природы, о которых мечтал Леонардо. Опыт не сводился Галилеем к простому наблюдению, а рассматривался как планомерно поставленный опыт, т.е. эксперимент. В эксперименте ученый как бы задает природе интересующие его вопросы и получает на них ответы.

Исследуя природу, ученый, по мнению Галилея, должен был пользоваться двойным методом: резолютивным (аналитическим) и композитивным (синтетическим). Под композитивным методом Галилей подразумевает дедукцию. Он понимает её не как простую силлогистику, вполне приемлемую и для схоластики, а как путь математического исчисления фактов, интересующих ученого. Галилей показал большое значение количественного анализа, точного определения количественных отношений при изучении явлений природы. Тем самым, он нашел точку соприкосновения опытно-индуктивного и абстрактно-дедуктивного способов исследований природы, дающую возможность связать абстрактно научное мышление с конкретным восприятием явлений и процессов природы.

Сам Галилей по-преимуществу разрабатывал аналитический метод познания, количественный анализ. Это не случайно. В ту эпоху был расцвет мануфактурного производства, с определяющим для него расчленением производственного процесса на ряд операций, а механика изучала простейшую форму движения материи – перемещение тел в пространстве. И тем не менее, Галилей тесно увязывал атомистическое истолкование природы с математикой и механикой. Книгу природы, говорил он, невозможно понять, если не овладеть математическим языком, знаки которого суть треугольники, круги и другие математические фигуры.

В механическом взгляде Галилея на мир, все чувственные качества тел возникают лишь в воспринимающем субъекте. Он высказывает мысль о внеопытном происхождении всеобщих и необходимых истин.

Папа Урбан V111 создал специальную комиссию для суда над ученым. Галилей должен был принести присягу в том, что он отрекается от ереси Коперника. Почти год ученого держали в заточении, там он лишился зрения и скончался. Согласно его последней воле прах Галилея был перенесен во Флоренцию в церковь Санта-Кроче, где он погребен рядом с Микеланджело. Благодаря деятельности Галилея был создан задел для нового этапа развития европейской философии и науки.