Реферат: Галилео Галилей
Галилео Галилей, великий итальянский ученый, комуочевидно, принадлежит более значительная роль в развил» метода научногоанализа, чем любому другому человеку, родился в 1564 году в городе Пиза. Вмолодости он учился Пизанского университете, но бросил учебу из-за финансовыхпроблем. 1 см не менее в 1589 году ему удалось получить пост преподавателяэтого университета. Несколькими годами позже он начал работать на факультетеПадуанского университета и оставался там до 1610 года. Именно в этот период онсделал большую часть своих научных открытий.
Первое из важнейших открытий Галилей совершил в областимеханики. Аристотель учил, что тяжелые предметы падали с большей скоростью, чемлегкие, и целые поколения ученых принимали это утверждение, признавая авторитетгреческого философа. Однако Галилей решил проверить этот тезис и, проведянесколько экспериментов, вскоре обнаружил, что Аристотель был не прав. Насамом деле тяжелые и легкие предметы падают с одинаковой скоростью, заисключением случаев, когда их движение замедляется из-за трения воздуха.
(Между прочим, распространенная версия о том, чтоГалилей проводил свои эксперименты, бросая предметы с Башни знаний в Пизе, невыдерживает критики.)
Придя к такому заключению, Галилей пошел дальше. Он тщательноизмерил расстояние, которое проходит падающий предмет в данный период времени,и установил, что путь падающего предмета пропорционален квадрату времени, закоторое происходило падение. Это открытие (постоянный коэффициент ускорения)значимо само по себе.
Еще более важным представляется то, что Галилейсумел суммировать результаты целой серии экспериментов в математическойформуле. Широкое использование математических формул и математических методов —важнейшая характерная черта современной науки.
Другим важным достижением Галилея было открытиезакона инерции. Первоначально люди полагали, что движущийся объект имел быестественную тенденцию к замедлению движения, если бы к нему не были приложенысилы, которые заставляли его двигаться дальше. Однако опыты Галилея показали,что это общее представление ошибочно. Если бы силы, задерживающие движение,такие, например, как трение, можно было бы исключить, падающий предметстремился бы продолжать движение бесконечно. Этот важный принцип, которыйНьютон сформулировал заново и включил в свою собственную систему в качествепервого закона движения, является одним из первостепенных принципов физики.
Самые блестящие открытия Галилей совершил в астрономии. Астрономическаянаука в начале 1600-х годов находилась в состоянии великого брожения. В нейпроисходил важный спор между последователями гелиоцентрической теории Коперникаи сторонниками более ранней геоцентрической теории. В 1604 году Галилейобъявил о том, что он верит в правоту Коперника, однако в то время у него небыло способа доказать это. В 1609 году он узнал обизобретении телескопа в Голландии. Хотя у него было только описание этогоприбора, он обладал гениальностью такого свойства, которая позволила eмy вскоре самому изобрести телескоп. Но его телескопбыл гораздо совершеннее. Пользуясь этим новым прибором, он обратил свой талантнаблюдателя к небесам и уже через год сделал целую серию важных открытий.
Он смотрелна Луну и видел, что это не гладкая сфера, потому что на ней имеются многочисленныекратеры и высокие горы. Небесные тела, решил он, вовсе не такие гладкие исовершенные, у них такая же неровная поверхность, что и на Земле. Он смотрел наМлечный путь и видел, что это, в конечном итоге, не молочное, покрытоетуманами тело, а конгломерат, состоящий из огромного количества отдельныхзвезд, которые. находятся так далеко, что невооруженный глаз имеет тенденциюсливать их воедино. Он смотрел на планеты и видел, что вокруг Юпитеравращаются четыре его спутника. Это было ясное доказательство того, чтоастрономическое тело может вращаться не только вокруг Земли, но вокруг любойдругой планеты. Он смотрел на Солнце и видел там солнечные пятна. (Вдействительности и другие люди наблюдали солнечные пятна до Галилея, однакоему удалось более широко оповестить общественность о своих открытиях и привлечьк солнечным пятнам внимание научного мира.) Он заметил, что у Венеры фазыподобны фазам Луны. Все вместе это стало значительным свидетельством в пользутеории Коперника о том, что Земля и Другие планеты вращаются вокруг Солнца.
Изобретение телескопа и совершенные с его помощью oткрытия сделали Галилея знаменитым. Однако, поддерживаятеорию Коперника, он встретил сопротивление в среде влиятельных церковныхкругов, и в 1616 году ему было приказан воздержаться от популяризации ученияКоперника. В течение нескольких лет Галилей роптал против этого ограничения.После смерти папы в 1623 году его сменил человек, который бы почитателемГалилея. В следующем году новый папа Урбан VII сделал намек (хоть и весьмадвусмысленный), что этот запрет больше не будет действовать.
Следующие шесть лет Галилей посвятил написаниюсвоей самого знаменитого труда — «Диалог о двух главнейших системахмира».
Книга явилась мастерским изложением свидетельствв за щиту теории Коперника. Она была издана в 1632 году с разрешения церковнойцензуры. Однако когда книга появилась всвет, церковные власти пришли вярость, и Галилей вскоре предстал перед судом римской инквизиции по обвинению i нарушении запрета 1616 года.
Очевидно,что многие представители церкви были недовольны решением подвергнутьпреследованию знаменитой ученого. Даже по законам церкви того времени дело,возбужденное против Галилея, было весьма сомнительным, и он отделалсясравнительно мягким приговором. В действительности он не был заключен в тюрьму,его приговорили лишь к домашнему аресту на его комфортабельной вилле в Арчетри.
Теоретически ему было отказано в праве приниматьпосетителей, однако этот пункт приговора не соблюдался. Его единственнымнаказанием было требование публично отказаться от. своей теории о том,что Земля движется вокруг Солнца, чтс этот шестидесятидевятилетний ученый исделал во время открытого судебного заседания. Известна знаменитая, но, похоже,не подтвержденная фактами история о том, что, закончив свое отречение, Галилейвзглянул вниз на землю и тихо прошептал: «А все-таки она вертится».В Арчетри он продолжал работать над проблемами механики. Здесь в 1642 году он иумер.
Огромный вклад Галилея в развитие науки нашелсвое признание. Наибольшее значение имеют такие его научные исследования, какоткрытие закона инерции, изобретение телескопа, его астрономические наблюденияи его гениальные труды, в которых он доказал правоту гипотез Коперника. Ещебольшего признания заслуживает его роль в развитии методологии науки. Многиежившие до него философы-натуралисты, ориентирующиеся на Аристотеля, делали упорна качественность своих наблюдений и классификацию явления. Что же касаетсяГалилея, то он подходил к явлению с позиции его точности и делал количественныенаблюдения. Этот акцент на тщательном количественном измерении стал основнымметодом научного исследования.
Галилею в большей степени, чемкому-либо другому, был присущ эмпирический подход к научному познанию. Он былпервым, кто настаивал на необходимости проведения экспериментов. Он отказалсяот представления, что научный вопрос может быть решен при опоре на авторитет,будь то мнение церкви или утверждение Аристотеля. Он также не хотел опиратьсяна сложные дедуктивные схемы, которые не были подкреплены опытным путем.Средневековые схоласты долго обсуждали вопрос о том, что должно произойти ипочему это происходит, Галилей же при проведении опыта стремился определить,что в действительности должно произойти.
Для его научной позиции был характерен явно немистический подход. В этом отношении он был даже более современен, чем егопреемники, такие как Ньютон.
Необходимо также подчеркнуть, что Галилей был глубоко религиознымчеловеком. Несмотря на судебный процесс и последующее за ним осуждение, он неотказался ни от религии, ни от церкви, он выступал лишь против попытокцерковных властей помешать решению научных проблем. Последующие поколениявполне справедливо выражают свое восхищение Галилеем как символом протестапротив догматизма и авторитарных попыток задушить свободу мысли.
Однако самую важную роль он сыграл в созданиисовременного метода научного исследования.
Исаак Ньютон
Закон природы скрыт во тьме
Был много тысяч лет.
«Да будет Ньютон», — Бог сказал,
И появился свет.
Александр Поп
Исаак Ньютон, величайшийученый, оказавший наибольшее на развитие науки, родился в Вулсторпе, в Англии.Рождество 1642 года (в год смерти Галилея). Ньютон родился после смерти отца.Уже ребенком он имел склонность к механике и был очень умелым. Хотя был умнымребенком, в школе он не слишком старался. В Кембриджском университете он быстроизучил то, что тогда было известно в области математики и естественных наук, идаже занимался собственными исследованиями. В возрасте от 21 до 27 лет Ньютон заложилосновы своих теорий, совершивших переворот в мировой науке. Середина XVII векабыла временем быстрого научного развития. Изобретение в начале века телескопаоткрыло новую эпоху в астрономии. Английский философ Фрэнсис Бэкон ифранцузский философ Рене Декарт призвали ученых Европы не ссылаться более наавторитет Аристотеля, а заняться собственными экспериментами.
Галилей воплотил в жизнь этот призыв. Егонаблюдения с использованием телескопа перевернули тогдашние астрономическиепредставления, а его механические опыты позволили установить то, что известнокак первый закон ньютоновской механики.
Другие великие ученые, такие как Гарвей с егооткрытиями в области кровообращения и Кеплер, описавший законы движения планетвокруг Солнца, также дали науке много новых важных сведений. Но в целом чистаянаука оставалась ареной игры умов, и еще не было доказательств тому, что наука,соединенная с техникой, может изменить всю жизнь людей, как то предсказывалФрэнсис Бэкон.
Хотя Коперник и Галилей развенчали некоторыеошибочные концепции древних ученых и внесли большой вклад в лучшее пониманиезаконов Вселенной, но еще не были сформулированы основополагающие принципы,которые могли бы связать воедино разрозненные факты и сделать возможным научноепрогнозирование. Именно Ньютон создал такую объединяющую теорию и проложилпуть, по которому наука следует до настоящего времени.
Ньютон обычно неохотно публиковал результатысвоих исследований, и, хотя основные его концепции были сформулированы к 1669году, многое было опубликовано значительно позднее. Первой работой, в которойон сделал свои открытия достоянием гласности, была его поразительная книга оприроде света. Проведя ряд опытов, Ньютон пришел к выводу, что
обычныйбелый свет представляет собой смесь всех цветов радуги. Он также произвелтщательный анализ законов отражения и рефракции света. На основе познания этихзаконов в 1668 году он создал первый телескоп-рефрактор — телескоп того жетипа, который и теперь используется в главных астрономических обсерваториях.Об этих, как и о других своих опытах и открытиях, Ньютон доложил на заседанииБританского королевского научного общества, когда ему было 29 лет.
Даже и достижения ИсаакаНьютона в оптике обеспечили ему включение в наш перечень, но гораздо существеннее:и его открытия в математике и механике стало не просто семенем, из котороговыросла современная математическая теория; без этого метода было бы невозможнобольшинство достижений современной науки.
Но главные открытия Ньютона были сделаны в областимеханики. Галилей открыл первый закон движения тел, не подчиненных влияниювнешних (посторонних) сил. На практике, конечно, все предметы подчиненыкаким-то внешним силам, и вопрос о движении предметов при указанных обстоятельствахесть важнейший вопрос механики. Эта-то проблема и была решена Ньютоном,открывшим знаменитый второй закон механики, по сути — самый фундаментальный иззаконов классической физики. Этот второй закон, математически выраженныйформулой F=ma, гласит, что ускорение равносиле, деленной на массу предмета. К двум законам механики Ньютон добавилзнаменитый третий закон, гласящий, что каждое действие вызывает равноепротиводействие, а также (самый знаменитый) закон всемирного тяготения. Этичетыре закона механики, составляют единую систему, с помощью которой возможноисследование, по сути, всех макроскопических механических систем, от колебаниймаятника до движения планет вокруг Солнца.
Ньютон не простосформулировал эти законы механики, но сам, используя математические методы, показал,как эти законы можно использовать для решения актуальных задач.
Знание законов Ньютона позволяет решитьчрезвычайно широкий круг научно-технических проблем. При его жизни эти законынашли наиболее яркое применение в области астрономии. В 1687 году онопубликовал свой великий труд «Математические начала естественнойфилософии», обычно именуемые просто «Начала», где онсформулировал законы механики и закон всемирного тяготения. Ньютон показал,что, используя эти законы, можно довольно точно предсказать движение планетвокруг Солнца. Принципиальная проблема астрономической динамики — проблемапредсказуемости движения небесных тел — была разрешена Ньютоном с помощьюодного великолепного хода. Вот почему его нередко называют также великимастрономом.
На чем основывается нашаоценка научных заслуг Ньютона? Если просмотреть индексы научных энциклопедий,то можно найти там больше ссылок на Ньютона и на его открытия, чем на любогодругого из ученых. Надо учесть также, что писал о Ньютоне Лейбниц, тоже великийученый, с которым Ньютон резко полемизировал: «Если говорить о математикес начала мира до времен Ньютона, то он сделал для этой науки больше, чем вседругие». Великий французский ученый Лаплас называл «Начала»«величайшим произведением человеческого гения». Величайшим гениемсчитал Ньютона также Лагранж, а Эрнст Мач в 1901 году писал, что «с тоговремени все достижения в математике были просто развитием законов механики наоснове идей Ньютона».
В столь кратком обзоре, как наш, невозможно подробно рассказать обовсех свершениях Ньютона, хотя и его более частные достижения также заслуживаютвнимания. Так, Исаак Ньютон внес значительный вклад в термодинамику и акустику,сформулировал важнейший принцип сохранения количества энергии, создал свою знаменитуюбиномную теорему, внес немалый вклад в астрономию и космогонию.
Но, признав Ньютонавеличайшим из гениев, оказавшим наибольшее влияние на мировую науку, все жеможно спросить, почему здесь он поставлен прежде таких выдающихся политиков,как Александр Великий или Вашингтон, или величайших религиозных вождей, такихкак Христос или Будда. Мое мнение: несмотря на все значение политических илирелигиозных преобразований, большинство людей в мире точно так же проживаликак за 500 лет до Александра, так и 500 лет спустя. Точно так же повседневнаяжизнь большинства людей в 1500 году нашей эры была почти такой же, как и за1500 лет до нашей эры.
Между тем с 1500 года с развитием и подъемомсовременной науки в быту людей, в их работе, питании, одежде, проведениидосуга и т.д. произошли революционные изменения. Не меньшие изменения произошлии в философии, и в религиозном мышлении, в политике и экономике. Ньютон,гениальный ученый, оказал наибольшее влияние на развитие современной науки, апотому заслуживает одного из самых почетных мест (второго по значению) в любомперечне самых влиятельных исторических лиц.
Ньютон умер в 1727 году и первым из ученых былудостоен чести быть погребенным в Вестминстерском аббатстве.