109057 (Механика от Аристотеля до Ньютона), страница 2

Успех “Повествования”, энтузиазм Ретика и его горячие убеждения опубликовать трактат полностью постепенно рассеивали сомнения семидесятилетнего Коперника.

И он дал согласие на опубликование таблиц. Коперник написал предисловие посвящённое Павлу III, Предвосхищая возможные упрёки в отсутствие почтения к

библейской и аристотелевской космологии, отстаивая свои убеждения с большой смелостью и убедительностью.

В феврале 1543 года бессмертное творение Н. Коперника “О вращениях небесных сфер” было напечатано. Оно состояло из 6 книг. Кстати, в качестве эпиграфа к этому произведению были взяты слова, по преданию, начертанные на дверях академии Платона: “Пусть не входит никто, не знающий математики”.

Учение Коперника вершило своё революционное дело. Ведь недаром в 1616 году его произведение Было внесено церковью в “Индекс запрещённых книг”. И этот позорный запрет продолжался более 200 лет.

Величие созданной Коперником гелиоцентрической системы мира обнаружилось после того, как Кеплер открыл истинные законы эллиптического движения планет, а И. Ньютон на их основе закон всемирного тяготения. Это ли не триумф учения Коперника, это ли не доказательство его истинности?

И в настоящее время учение Коперника не утратило своего значения. Мы, потомки учёного, склоняем свои головы перед памятью того, кто раскрыл истинную картину мира, кто совершил революционный переворот “в развитии системы научного мировоззрения”, кто открыл перед нами дверь во Вселенную.

Ещё одним величайшим исследователем астрономии и пропагандистом учения Коперника был великий итальянский учёный ДЖОРДАНО БРУНО (1548-1600).

С 14 он лет обучался в доминиканском монастыре и стал монахом, сменив подлинное имя Филиппо на Джордано. Глубокие знания получил путем самообразования в богатой монастырской библиотеке. За смелые выступления против догматов церкви и поддержку учения Коперника Бруно вынужден был покинуть монастырь. Преследуемый церковью он долгие годы скитался по многим городам и странам Европы. Везде он читал лекции, выступал на публичных богословских диспутах. Так, в Оксфорде в 1583 г. на знаменитом диспуте о вращении Земли, бесконечности Вселенной и бесчисленности обитаемых миров в ней он, по отзывам современников, "раз пятнадцать заткнул рот бедняге доктору" - своему оппоненту.

В 1584 г. в Лондоне вышли его основные философские и естественнонаучные сочинения, написанные на итальянском языке. Наиболее значительным был труд "О бесконечности вселенной и мирах" (миром называли тогда Землю с ее обитателями). Вдохновленный учением Коперника и глубокими общефилософскими идеями немецкого философа XV в. Николая Кузанского, Бруно создал свое, еще более смелое и прогрессивное о мироздании, во многом предугадав грядущие научные открытия.

Идеи Джордано Бруно на целые столетия обогнали его время. Он писал "Небо... единое безмерное пространство, лоно которого содержит все, эфирная область, в которой все пробегает и движется. В нем - бесчисленные звезды, созвездия, шары, солнца и земли... разумом мы заключаем о бесконечном количестве других"; "Все они имеют свои собственные движения... одни кружатся вокруг других". Он утверждал, что ни только Земля, но и никакое другое тело не может быть центром мира, так как Вселенная бесконечна и "центров" в ней бесконечное число. Он утверждал, что изменчивость тел и поверхности нашей Земли, считая, что в течение огромных промежутков времени "моря превращаются в континенты, а континенты - в моря". Учение Бруно опровергало священное писание, опирающееся на примитивные представления о существовании плоской неподвижной Земли. Смелые идеи и выступления Бруно вызывали ненависть к ученому со стороны церкви. И когда в тоске по родине Бруно вернулся в Италию, он был выдан своим учеником инквизиции. Его объявили в богоотступничестве. После семилетнего заточения в тюрьме его

сожгли на костре в Риме на площади Цветов. Теперь здесь стоит памятник с надписью “Джордано Бруно .От столетия, которое он предвидел, на том месте, где был зажжен костер”.

Для торжества теории Коперника и идей, высказанных Джордано Бруно, а следовательно, и для прогресса материалистического мировоззрения вообще огромное значение имели астрономические открытия, сделанные Галилео Галилеем(15641642).

Этот великий итальянский был основоположником экспериментальноматематического метода исследования природы. Леонардо да Винчи дал лишь наброски такого метода изучения природы, Галилей же оставил развернутое изложение этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира.

Галилей родился в семье обедневшего дворянина в городе Пизе (недалеко от Флоренции). Став в дальнейшем профессором математики Падуанского университета, ученый развернул активную научно-исследовательскую деятельность, особенно в области механики и астрономии. С помощью сконструированного им телескопа Галилей 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 и т. д. Благодаря этим открытиям Галилей стяжал всеевропейскую славу "Колумба неба". Астрономические открытия Галилея, в первую очередь 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 же звездного состава Млечного Пути явилось косвенным доказательством бесчисленности миров во Вселенной.

Указанные открытия Галилея положили начало его ожесточенной полемике со схоластиками и церковниками, отстаивавшими аристотелевскоптолемеевскую картину мира. Если до сих пор католическая церковь по изложенным выше причинам была вынуждена терпеть воззрения тех ученых, которые признавали теорию Коперника в качестве одной из гипотез, а ее идеологи считали, что доказать эту гипотезу невозможно, то теперь, когда эти доказательства появились, римская церковь принимает решение запретить пропаганду взглядов Коперника даже в качестве гипотезы, а сама книга Коперника вносится в "Список запрещенных книг" (1616 г.). Все это поставило деятельность Галилея под удар, но он продолжал работать над совершенствованием доказательств истинности теории Коперника. В этом отношении огромную роль сыграли работы Галилея и в области механики. Господствовавшая в эту эпоху схоластическая физика, основавшаяся на поверхностных наблюдениях и умозрительных выкладках, была засорена представлениями о движении вещей в соответствии с их "природой" и целью, о естественной тяжести

и легкости тел, о "боязни пустоты", о совершенстве кругового движения и другими ненаучными домыслами, которые сплелись в запутанный узел с религиозными

догматами и библейскими мифами. Галилей путем ряда блестящих экспериментов постепенно распутал его и создал важнейшую отрасль механики динамику, т. е. учение о движении тел.

Занимаясь вопросами механики, Галилей открыл ряд ее фундаментальных законов: пропорциональность пути, проходимого падающими телами, квадратам времени их падения; равенство скоростей падения тел различного веса в безвоздушной среде(вопреки мнению Аристотеля и схоластиков о пропорциональности скорости падения тел их весу); сохранение прямолинейного равномерного движения, сообщенного какому-либо телу, до тех пор, пока какое-либо внешнее воздействие не прекратит его (что впоследствии получило название закона инерции), и др.

Философское значение законов механики, открытых Галилеем было громадным. Открытие же законов механики Галилеем и законов движения планет Кеплером, давшими строго математическую трактовку понятия этих законов, ставило это понимание на физическую почву. Тем самым впервые в истории развитие человеческого познания понятие закона природы приобретало строго научное содержание.

Законы механики были применены Галилеем и для доказательства теории Коперника, которая была непонятна большинству людей, не знавших этих законов. Например, с точки зрения "здравого рассудка" кажется совершенно естественным, что при движении Земли в мировом пространстве должен возникнуть сильнейший вихрь, сметающий все с ее поверхности. В этом и состоял один из самых "сильных" аргументов против теории Коперника. Галилей же установил, что равномерное движение тела нисколько не отражается на процессах, совершающихся на его поверхности. Например, на движущемся корабле падение тел происходит так же, как и на неподвижном. Поэтому обнаружить равномерное и прямолинейное движение Земли на самой Земле невозможно.

Опровергая аргументы Птоломея против вращения Земли путём разбора множества механических явлений, Галилей приходит к открытию закона инерции и механического принципа относительности. Открытием закона инерции было ликвидировано многовековое заблуждение, выдвинутое Аристотелем, о необходимости постоянной силы для поддержания равномерного движения. Это имело огромное не только чисто научное, но и мировоззренческое значение. Как известно к инерциальным системам отсчёта относятся покоящиеся системы и системы, которые движутся относительно неподвижных равномерно и прямолинейно. Равноправность таких систем Галилей доказывает различными опытами и логическими рассуждениями. В результате он приходит к очень важному выводу: “Никакими механическими опытами, проведёнными внутри системы, невозможно установить, покоится система или движется равномерно и прямолинейно”. Это и есть механический принцып относительности.

Однако именно Иоганну Кеплеру (1571-1630) принадлежит попытка динамического подхода к объяснению движения небесных тел, которая стала вместе с тем огромным шагом к созданию действительно небесной механики.

И. Кеплер говорил:“Мысль моя принадлежала небу”.

Родился этот великий немецкий астроном и математик 27 декабря 1571 года в городе Вейль-дер-Штадт на юге Германии в бедной протестантской семье. Но несмотря на это Кеплер поставил и решил силою своего гения задачу о законах движения планет; он постиг его порядок и уразумел его красоту, он стал творцом небесной механики.

Он открыл три основных закона движения планет, изобрел оптическую систему, применяемую в частности, в современных рефракторах, подготовил создание

дифференциального, интегрального и вариационного исчисления в математике.

Кеплер написал много научных трудов и статей. Важнейшее его сочинение -“Новая астрономия” (1609), посвящена изучению движения Марса по наблюдениям Т. Браге и содержащая первые два закона движения планет. В сочинении "Гармония Мира" (1619) Кеплер сформулировал третий закон, объединяющий теорию движения всех планет в стройное целое. Солнце, занимая один из фокусов эллиптической орбиты планеты, является, по Кеплеру, источником силы, движущей планеты. Он высказал справедливые догадки о существовании между небесными телами тяготения и объяснил приливы и отливы земных океанов воздействием Луны. Составленные Кеплером на основе наблюдений Браге "Рудольфовы таблицы" (1627) давали возможность вычислять для любого момента времени положение планеты с высокой для той эпохи точностью. В работе "Сокращение коперниковой астрономии" (1618-

1622) Кеплер изложил теорию и способы предсказания солнечных и лунных затмений Его исследования по оптике изложены в сочинении "Дополнение к Вителло" (1604) и "Диоптрики" (1611).

Замечательные математические способности Кеплера проявились, в частности, в выводе формул для определения объемов многих тел.

Рукописи Кеплера были приобретены Петербургской академией наук и хранятся сейчас в России в Санкт-Петербурге.

Но всё же учёным, который заложил основы современного естествознания и который является создателем классической физики, был великий английский физик, механик, астроном и математик Исаак Ньютон (1643-1727)

Высокое признание получили работы Ньютона, в которых он заложил основы научного понимания законов мироздания взамен фантастических домыслов религии.

Исаак Ньютон родился в местечке Вулсторп близ города Грантема в семье небогатого фермера. Учился в Кембриджском университете. В 1669 -1701 гг. Ньютон - профессор физики и математики в Кембриджском университете ; с 1703 г. почти четверть века - бессменный президент Лондонского королевского общества - английской

академии наук.

Ньютон сформулировал основные законы классической механики, открыл закон всемирного тяготения, разработал основы дифференциального и интегрального исчислений. В книге "Оптика" он объяснил большинство световых явлений с помощью развитой им корпускулярной теории света.

Физические открытия Ньютона были тесно связаны с решением астрономических задач. Оптика Ньютона выросла из попыток усовершенствовать объективы для астрономических телескопов - рефракторов, избавить их от искажений - аберраций. В 1668 г. он разработал конструкцию зеркального телескопа - рефлектора и за это в 1672 г. был избран членом Лондонского королевского общества. Ньютон на основе установленного им закона всемирного тяготения сделал заключение, что все планеты и кометы притягиваются к Солнцу, а спутники - к планетам с силой, обратно пропорциональной квадрату расстояния, и разработал теорию движения небесных тел.

Ньютон показал, что из закона всемирного тяготения вытекают законы Кеплера, пришел к выводу о неизбежности отклонений от этих законов вследствие возмущающего действия на каждую планету или спутник остальных тел Солнечной системы. Теория тяготения позволила ему объяснить многие астрономические явления - особенности движения Луны прецессию, приливы и отливы сжатие Юпитера, разработать теорию фигуры Земли.