Галилео Галилей, Николай Коперник

Министерство  образования и науки  Российской  Федерации

ГОУВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет» 
 

Факультет Экономики  и Финансов

Кафедра физики и электроники 
 
 

Реферат

по дисциплине «Концепция современного естествознания»

на тему: «Галилео Галилей, Николай Коперник»

                                                                                                                             Выполнила:

                                        студентка 1 курса

               группа БУХ-101

Репникова Ирина 

                                                                                                                  Проверил:

Зубрилов  В. Г

Ставрополь,2011 

     Содержание

Введение 

1. История жизни Галилео Галилея

1.1 Научные достижения Галилео Галилея

2. Жизнь и  творчество Николая Коперника

2.1 Бессмертное  сочинения Николая Коперника

«О вращениях  небесных сфер»

Заключение

Список  используемой литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     ВВЕДЕНИЕ

В средние  века религиозные догмы занимали главенствующую роль в мировоззрении  человека. Основной идеей, на которую  опирались религии, была геоцентрическая  модель мира. Земля и человек на ней считались центром вселенной, а звезды и другие планеты, обращающимися  вокруг них. Все созданное, создано  для человека, и последний является «венцом творения».

     Новые тенденции в науке получили отражение  в творчестве Леонардо да Винчи (1452-1519), Николая Коперника (1473-1543), Иоганна  Кеплера (1571-1630) и Галилео Галилея (1546-1642). Важнейшим полем боя, на котором  происходило сражение между новым  и старым миром, между консервативными  и прогрессивными силами общества, религией и наукой, была астрономия.

     Учение  Коперника  и Галилея было революционным событием в истории науки. «Революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости и как бы повторило лютеровское сожжение папской буллы, было издание бессмертного творения, в котором Коперник бросил – хотя и робко и, так сказать, лишь на смертном одре – вызов церковному авторитету в вопросах природы. Отсюда начинает свое летоисчисление освобождение естествознания от теологии...», - писали К. Маркс и Ф. Энгельс в своих сочинениях.

     Цель  моей работы – изучить жизнь и творчество Николая Коперника и Галилео Галилея ведущие к открытию и понять, как гелиоцентрическое учение повлияло на мировоззренческие взгляды и развитие науки.

История жизни Галилео Галилея

Галилей родился в 1564 году в итальянском городе Пиза, в семье родовитого, но обедневшего дворянина Винченцо Галилея, видного теоретика музыки и лютниста.

Полное  имя Галилео Галилея: Галилео  ди Винченцо Бонайути де Галилей (итал. Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei). Представители рода Галилеев упоминаются в документах с XIV века. Несколько его прямых предков были приорами (членами правящего совета) Флорентийской республики, а прапрадед Галилея, известный врач, тоже носивший имя Галилео, в 1445 году был избран главой республики.

В семье  Винченцо Галилея и Джулии Амманнати  было шестеро детей, но выжить удалось  четверым: Галилео (старшему из детей), дочерям Вирджинии, Ливии и младшему сыну Микеланджело, который в дальнейшем тоже приобрел известность как композитор-лютнист. В 1572 году Винченцо переехал во Флоренцию, столицу Тосканского герцогства. Правящая там династия Медичи была известна широким и постоянным покровительством искусству и наукам.

О детстве  Галилея известно немного. С ранних лет мальчика влекло к искусству; через всю жизнь он пронёс любовь к музыке и рисованию, которыми владел в совершенстве. В зрелые годы лучшие художники Флоренции — Чиголи, Бронзино и др. — советовались с ним в вопросах перспективы и композиции; Чиголи даже утверждал, что именно Галилею он обязан своей славой. По сочинениям Галилея можно сделать также вывод о наличии у него замечательного литературного таланта.

Начальное образование Галилей получил  в расположенном неподалёку монастыре  Валломброза. Мальчик очень любил  учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он взвешивал  возможность стать священником, но отец был против.

В 1581 году 17-летний Галилей по настоянию отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. В университете Галилей посещал также лекции по геометрии (ранее он с математикой был совершенно не знаком) и настолько увлёкся этой наукой, что отец стал опасаться, как бы это не помешало изучению медицины.

Галилей пробыл студентом неполных три года; за это время он успел основательно ознакомиться с сочинениями античных философов и математиков и  заработал среди преподавателей репутацию неукротимого спорщика. Уже  тогда он считал себя вправе иметь  собственное мнение по всем научным  вопросам, не считаясь с традиционными  авторитетами.

Вероятно, в эти годы он познакомился с теорией Коперника.  Астрономические проблемы тогда живо обсуждались, особенно в связи с только что проведённой календарной реформой.

Вскоре  финансовое положение отца ухудшилось, и он оказался не в состоянии оплачивать далее обучение сына. Просьба освободить Галилея от платы (такое исключение делалось для самых способных  студентов) была отклонена. Галилей  вернулся во Флоренцию (1585), так и не получив учёной степени. К счастью, он успел обратить на себя внимание несколькими остроумными изобретениями (например, гидростатическими весами), благодаря чему познакомился с образованным и богатым любителем науки, маркизом Гвидобальдо дель Монте. Маркиз, в отличие от пизанских профессоров, сумел его правильно оценить. Уже тогда дель Монте говорил, что со времени Архимеда мир не видел такого гения, как Галилей. Восхищённый необыкновенным талантом юноши, маркиз стал его другом и покровителем; он представил Галилея тосканскому герцогу Фердинанду I Медичи и ходатайствовал об оплачиваемой научной должности для него.

В 1589 году Галилей вернулся в Пизанский университет, теперь уже профессором математики. Там он начал проводить самостоятельные исследования по механике и математике. В 1590 году Галилей написал трактат «О движении».

В 1591 году умер отец, и ответственность за семью перешла к Галилео. В первую очередь он должен был позаботиться о воспитании младшего брата и о приданом двух незамужних сестёр.

В 1592 году Галилей получил место в престижном и богатом Падуанском университете (Венецианская республика), где преподавал астрономию, механику и математику. По рекомендательному письму венецианского дожа университету можно судить о том, что научный авторитет Галилея уже в эти годы был чрезвычайно высок.

Годы  пребывания в Падуе — наиболее плодотворный период научной деятельности Галилея. Вскоре он стал самым знаменитым профессором в Падуе. Студенты толпами стремились на его лекции, венецианское правительство непрестанно поручало Галилею разработку разного рода технических устройств, с ним активно переписываются молодой Кеплер и другие научные авторитеты того времени.

В эти  годы он написал трактат «Механика», который вызвал некоторый интерес  и был переиздан во французском  переводе. В ранних работах, а также  в переписке, Галилей дал первый набросок новой общей теории падения  тел и движения маятника.

Поводом к новому этапу в научных исследованиях  Галилея послужило появление  в 1604 году новой звезды, называемой сейчас сверхновой Кеплера. Это пробуждает всеобщий интерес к астрономии, и Галилей выступает с циклом частных лекций. Узнав об изобретении в Голландии зрительной трубы, Галилей в 1609 году конструирует собственноручно первый телескоп и направляет его в небо.

Увиденное Галилеем было настолько поразительно, что даже многие годы спустя находились люди, которые отказывались поверить в его открытия и утверждали, что  это иллюзия или наваждение. Галилей  открыл горы на Луне, Млечный путь распался на отдельные звёзды, но особенно поразили современников обнаруженные им 4 спутника Юпитера (1610).В честь четырёх сыновей своего покойного покровителя Фердинанда Медичи (умершего в 1609 году), Галилей назвал эти спутники «Медичийскими звёздами» Сейчас они носят более подходящее название «галилеевых спутников».

Свои  первые открытия с телескопом Галилей  описал в сочинении «Звёздный  вестник» изданном во Флоренции в 1610 году. Книга имела сенсационный успех по всей Европе, даже коронованные особы спешили заказать себе телескоп. Несколько телескопов Галилей подарил Венецианскому сенату, который в знак благодарности назначил его пожизненным профессором с окладом 1000 флоринов. В сентябре 1610 года телескопом обзавёлся Кеплер, а в декабре открытия Галилея подтвердил влиятельный римский астроном Клавиус. Наступает всеобщее признание. Галилей становится самым знаменитым учёным Европы, в его честь сочиняются оды, где он сравнивается с Колумбом. Французский король Генрих IV 20 апреля 1610 года, незадолго до своей гибели, просил Галилея открыть и для него какую-нибудь звезду. Были, однако, и недовольные. Астроном Франческо Сицци выпустил памфлет, где заявил, что семь — совершенное число, и даже в голове человека семь отверстий, так что планет может быть только семь, а открытия Галилея — иллюзия. Протестовали также астрологи и врачи, жалуясь на то, что появление новых небесных светил «губительно для астрологии и большей части медицины», так как все привычные астрологические методы «окажутся до основания разрушенными»

В эти  годы Галилей вступает в гражданский  брак с венецианкой Мариной Гамба .Он так и не обвенчался с Мариной, но стал отцом сына и двух дочерей. Сына он в память об отце назвал Винченцо, а дочерей, в честь своих сестёр — Вирджинией и Ливией. Позже, в 1619 году, Галилей официально узаконил сына; обе дочери закончили жизнь в монастыре.

Общеевропейская слава и нужда в деньгах  толкнули Галилея на губительный, как  позже оказалось, шаг: в 1610 году он покидает спокойную Венецию, где он был недоступен для инквизиции, и перебирается во Флоренцию. Герцог Козимо II Медичи, сын Фердинанда, обещал Галилею почётное и доходное место советника при тосканском дворе. Обещание он сдержал, что позволило Галилею решить проблему огромных долгов, накопившихся после выдачи замуж двух его сестёр.

Обязанности Галилея при дворе герцога  Козимо II были необременительны — обучение сыновей тосканского герцога и участие в некоторых делах как советника и представителя герцога. Формально он также зачислен профессором Пизанского университета, но освобождён от утомительной обязанности чтения лекций.

Галилей продолжает научные исследования и  открывает фазы Венеры, пятна на Солнце, а затем и вращение Солнца вокруг оси. Свои достижения (а зачастую и свой приоритет) Галилей зачастую излагал в задиристо-полемическом стиле, чем нажил немало новых врагов (в частности, среди иезуитов).

Рост  влияния Галилея, независимость  его мышления и резкая оппозиционность  по отношению к учению Аристотеля способствовали формированию агрессивного кружка его противников, состоящего из профессоров-перипатетиков и некоторых церковных деятелей. Особенно возмущали недоброжелателей Галилея его пропаганда гелиоцентрической системы мира, поскольку, по их мнению, вращение Земли противоречило текстам Псалмов (Псал.103:5), стиху из Экклезиаста (Екк.1:5), а также эпизоду из «Книги Иисуса Навина» (Нав.10:12), где говорится о неподвижности Земли и движении Солнца.Кроме того, подробное обоснование концепции неподвижности Земли и опровержение гипотез о её вращении содержалось в трактате Аристотеля «О небе» и в «Альмагесте» Птолемея.

В 1611 году Галилей, в ореоле своей славы, решил отправиться в Рим, надеясь убедить Папу, что коперниканство вполне совместимо с католицизмом. Он принят хорошо, избран шестым членом научной «Академии деи Линчеи», знакомится с Папой Павлом V, влиятельными кардиналами. Продемонстрировал им свой телескоп, пояснения давал осторожно и осмотрительно. Кардиналы создали целую комиссию для выяснения вопроса, не грешно ли смотреть на небо в трубу, но пришли к выводу, что это позволительно.

Обнадёживало  и то, что римские астрономы  открыто обсуждали вопрос, движется ли Венера вокруг Земли или вокруг Солнца (смена фаз Венеры ясно говорила в пользу второго варианта).

 Осмелев,  Галилей в письме к своему  ученику аббату Кастелли (1613) заявил, что Священное Писание относится только к спасению души и в научных вопросах не авторитетно: «ни одно изречение Писания не имеет такой принудительной силы, какую имеет любое явление природы». Более того, он опубликовал это письмо, чем вызвал появление доносов в инквизицию. В том же 1613 году Галилей выпустил книгу «Письма о солнечных пятнах», в которой открыто высказался в пользу системы Коперника.

25 февраля 1615 года римская инквизиция начала первое дело против Галилея по обвинению в ереси. Последней ошибкой Галилея стал призыв к Риму высказать окончательное отношение к коперниканству (1615).

Всё это  вызвало реакцию, обратную ожидаемой. Встревоженная успехами Реформации, католическая церковь решила укрепить свою духовную монополию — в частности, запретив коперниканство. Позицию церкви проясняет письмо влиятельного кардинала Беллармино , направленное 12 апреля 1615 года теологу Паоло Антонио Фоскарини, защитнику коперниканства.Кардинал поясняет, что церковь не возражает против трактовки коперниканства как удобного математического приёма, но принятие его как реальности означало бы признание того, что прежнее, традиционное толкование библейского текста было ошибочным. А это, в свою очередь, пошатнёт авторитет церкви:   

Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в  центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию. 
   Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.

Папа  Павел V утвердил это решение. Книга  Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления». Декрет конгрегации предписал:

…Чтобы  никто отныне, какого бы он ни был  звания и какое бы ни занимал положение, не смел печатать их или содействовать  печатанию, хранить их у себя или  читать, а всем, кто имеет или  впредь будет иметь их, вменяется  в обязанность немедленно по опубликовании  настоящего декрета представить  их местным властям или инквизиторам.

Всё это  время (с декабря 1615 по март 1616 года) Галилей провёл в Риме, безуспешно пытаясь повернуть дело в иную сторону. Он смог добиться только заверений, что лично ему ничего не грозит, однако впредь всякая поддержка «коперниканской ереси» должна быть прекращена.

Церковный запрет гелиоцентризма, в истинности которого Галилей был убеждён, был  неприемлем для учёного. Он вернулся во Флоренцию и стал размышлять, как, формально не нарушая запрета, продолжать защиту истины. В конце  концов он решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек  зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы  и выжидая благоприятного момента. 

Научные достижения Галилео Галилея

Галилей по праву считается основателем  не только экспериментальной, но — в значительной мере — и теоретической физики. В своём научном методе он осознанно сочетал продуманный эксперимент с его рациональным осмыслением и обобщением, и лично дал впечатляющие примеры таких исследований. Иногда из-за недостатка научных данных Галилей ошибался (например, в вопросах о форме планетных орбит, природе комет или причинах приливов), но в подавляющем большинстве случаев его метод приводил к цели. Характерно, что Кеплер, располагавший более полными и точными данными, чем Галилей, сделал правильные выводы в тех случаях, когда Галилей ошибался.

Хотя  в древней Греции были замечательные  инженеры (Архимед, Герон и другие), сама идея экспериментального метода познания, который должен дополнять и подтверждать дедуктивно-умозрительные построения, была чужда аристократическому духу античной физики. В Европе ещё в XIII веке Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон призвали к созданию экспериментальной науки, которая на математическом языке сможет описать природные явления, однако до Галилея в реализации этой идеи не было существенного продвижения: научные методы мало отличались от теологических, и ответы на научные вопросы по-прежнему искали в книгах древних авторитетов.Научная революция в физике начинается с Галилея.

Античные  и средневековые философы предлагали для объяснения явлений природы  разнообразные «метафизические  сущности» (субстанции), которым приписывались надуманные свойства. Галилея такой подход не устраивалю

Поиск сущности я считаю занятием суетным  и невозможным, а затраченные  усилия — в равной мере тщетными как в случае с удалёнными небесными субстанциями, так и с ближайшими и элементарными; и мне кажется, что одинаково неведомы как субстанция Луны, так и Земли, как пятен на Солнце, так и обыкновенных облаков… [Но] если тщетно искать субстанцию солнечных пятен, это ещё не значит, что нами не могут быть исследованы некоторые их характеристики, например место, движение, форма, величина, непрозрачность, способность к изменениям, их образование и исчезновение.

Декарт отверг такую позицию (в его физике основное внимание уделялось именно нахождению «главных причин»), однако начиная с Ньютона галилеевский подход становится преобладающим.

Галилей 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. Анализ механического движения лежит в основе работ Галилея.

Для проектирования эксперимента и для осмысления его  результатов нужна некоторая  предварительная теоретическая  модель исследуемого явления, и основой  её Галилей считал математику, выводы которой он рассматривал как самое  достоверное знание: книга природы  «написана на языке математики»; «Тот, кто хочет решать вопросы  естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует  измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является.»

Опыт  Галилей рассматривал не как простое  наблюдение, а как осмысленный  и продуманный вопрос, заданный природе. Он допускал и мысленные эксперименты, если их результаты не вызывают сомнений. При этом он ясно представлял, что  сам по себе опыт не даёт достоверного знания, и полученный от природы  ответ должен подвергнуться анализу, результат которого может привести к переделке исходной модели или  даже к замене её на другую. Таким  образом, эффективный путь познания, по мнению Галилея, состоит в сочетании  синтетического (в его терминологии, композитивный метод) и аналитического (резолютивный метод), чувственного и абстрактного. Эта позиция, поддержанная Декартом, с этого момента утвердилась в науке. Тем самым наука получила свой метод, собственный критерий истины и светский характер.

Физика  и механика в те годы изучались  по сочинениям Аристотеля, которые содержали метафизические рассуждения о «первопричинах» природных процессов. В частности, 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.В соответствии со своим научным методом он тут же привёл опытные данные, подтверждающие открытые им законы. Более того, Галилей рассмотрел (в 4-й день «Бесед») и обобщённую задачу: исследовать поведение падающего тела с ненулевой горизонтальной начальной скоростью. Он совершенно правильно предположил, что полёт такого тела будет представлять собой суперпозицию (наложение) двух «простых движений»: равномерного горизонтального движения по инерции и равноускоренного вертикального падения. 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 (ещё в Венеции) составил первые артиллерийские таблицы.

Галилей опроверг и второй из приведённых  законов Аристотеля, сформулировав  первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. То, что мы называем инерцией, Галилей поэтически назвал «неистребимо запечатлённое движение». Правда, он допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). Правильную формулировку закона позднее дали Декарт и Ньютон; тем не менее общепризнанно, что само понятие «движение по инерции» впервые введено Галилеем, и первый закон механики по справедливости носит его имя.