Галилео Галилей – основатель точного естествознания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Башкортостан

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Акъярский горный колледж имени И.Тасимова

Реферат по предмету: «Физика»

На тему: «Галилео Галилей - основатель точного естествознания»

Выполнил студент группы ПРМ-22-1 Галин И.З.

Проверил преподаватель физики Шарипов М.И

Акъяр 2023

Содержание

Введение

1. Краткая биографическая справка

2. Галилео как основатель экспериментального и математического метода изучения природы

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В середине XVI века гуманизм платоновской школы в Италии перешел свой зенит, его основное время ушло. Во второй половине XVI и в начале XVII века на сцену вышла особая философская область - философия природы. Философия природы является типичным выражением ренессансной природы. Ее родиной была Италия, самый известный представитель Джордано Бруно. Параллельно с философией природы развивается новая естественная наука, осуществляющая радикальную переоценку старых традиций и предпосылок. Она приносит ряд эпохальных открытий и становится одним из важнейших источников новой философии. Отбрасываются философско-методологические основы науки, преобладавшие в средние века, создаются новые. Схоластическое учение о природе, высший уровень которого был достигнут парижской и оксфордской школами в XIV веке, фактически никогда не пересекало границ теоретических рассуждений. Напротив, ученые эпохи Возрождения выдвигают на первый план опыт, изучение природы, экспериментальный метод исследования. Математика занимает видное место, принцип научной математики соответствует основным прогрессивным тенденциям в науке, научном и философском мышлении.

Новые тенденции в науке отражены в трудах Леонардо да Винчи (1452-1519), Николая Коперника (1473-1543), Иоганнеса Кеплера (1571-1630) и Галилея Галилея (1546-1642).

Астрономия была важнейшим полем битвы между новым и старым миром, между консервативными и прогрессивными силами общества, религии и науки. Средневековое религиозное учение основывалось на идее Земли как богоизбранной планеты и привилегированном положении человека во Вселенной. Изучая астрономические объекты, ученые того времени на практике постигли законы движения небесных тел и заложили фундаментальные концепции развития другой науки - физики. Галилео Галилей стал одним из основоположников фундаментальных законов физики.

В представленной работе мы даём краткую биографическую информацию об учёном, а также раскрываем его взгляды на мир природы в философском и научном плане, поскольку учёные того времени, познавая мир природы и постигая его в философском плане, делали глубокие научные выводы, основанные на применяемых ими логических методах философии.

1. Краткая биографическая справка

Основателем экспериментально-математического метода изучения природы был великий итальянский ученый Галилео Галилей (1564 - 1642). Леонардо да Винчи очертил лишь контуры такого метода изучения природы, а Галилео Галилей оставил подробное описание этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира.

Галилео родился в семье обедневшего дворянина в городе Пиза 15 февраля 1564 года (недалеко от Флоренции) в дворянской семье, но в бедности. Отец ученого был композитором и музыкантом, но денег на жизнь было мало, а последний работал торговцем тканями... До 11 лет Галилей учился в обычной школе, но после того, как семья переехала во Флоренцию, он начал учиться в школе бенедиктинского монастыря, а в 17 лет поступил в Пизанский университет и начал готовиться к профессии врача. Первая научная работа Галилея "Маленькие гидростатические весы" была опубликована в 1586 году и принесла Галилею известность среди ученых. По рекомендации одного из них, Гвидо Убальде дель Монте Галилео, в 1589 году он получил кафедру математики в Пизанском университете и стал профессором в возрасте 25 лет.

Галилео преподавал математику и астрономию студентам в соответствии с учением Птолемея, и в то же время, его эксперименты, которые он поставил на место, бросая различные тела из наклонной Пизанской башни, чтобы увидеть, если они падают в соответствии с учением Аристотеля - тяжелее, чем легкие. Ответ оказался отрицательным.

В "О движении", опубликованном в 1590 году, Галилео подверг критике учение Аристотеля о падении тел. Критика Аристотеля со стороны Галилея вызвала недовольство, и ученый принял предложение занять кафедру математики в Университете Падуи. Биографы ученого отметили падуанский период как самый плодотворный и счастливый период в его жизни. Здесь Галилео нашел семью, женившись на Марине Гамба и родив двух дочерей: Вирджиния (1600 г.), Ливия (1601 г.) и сын Винченцо (1606 г.). В 1606 году Галилео заинтересовался астрономией.

Для торжества теории Коперника и идей, высказанных Джордано Бруно, и, следовательно, для развития материалистического мировоззрения в целом, астрономические открытия, сделанные Галилеем с помощью своего телескопа, имели большое значение. Он открыл кратеры и хребты на Луне (по его мнению - "горы" и "моря"), увидел бесчисленное множество скоплений звезд, образующих Млечный Путь, увидел спутники, Юпитер, увидел пятна на Солнце и т.п. Благодаря этим открытиям Галилео взбудоражил общеевропейскую славу "Колумба Небесного". Астрономические открытия Галилея, в первую очередь спутников Юпитера, стали ясным доказательством истинности гелиоцентрической теории Коперника, а явления, наблюдаемые на Луне, которая казалась планетой, вполне похожей на Землю, и пятна на Солнце подтверждали представление Бруно о физической однородности Земли и неба. Открытие звездного состава Млечного Пути явилось косвенным свидетельством бесчисленных миров во Вселенной. Работа Галилея по астрономии в марте 1610 года была опубликована в его труде "Звездный вестник", и это стало началом его новой жизни. Тосканский герцог Козимо 11 Медичи предложил Галилео стать придворным математиком, и он принял это предложение, вернувшись, чтобы остаться во Флоренции.

Эти открытия Галилея ознаменовали начало его яростной полемики со схоластикой и священнослужителями, которые защищали аристотелевско-пиллемейскую картину мира. Если до сих пор католическая церковь по указанным выше причинам была вынуждена терпеть взгляды тех ученых, которые признали теорию Коперника одной из гипотез, а ее идеологи считали невозможным доказать эту гипотезу, то теперь, когда эти доказательства появились, римская церковь решает запретить пропаганду коперниковских взглядов даже в качестве гипотезы, и книга Коперника включена в "Список запрещенных книг" (1616 г.). Все это поставило под угрозу деятельность Галилея, но он продолжал работать над улучшением доказательств теории Коперника. В этом отношении огромную роль сыграла также работа Галилея в области механики. Еще будучи студентом, Галилео Галилей заметил в Пизанском соборе, что люстры разных размеров и веса, но одинаковой длины, имеют одинаковые периоды колебаний. Если вы выведете маятник из вертикального положения, а затем отпустите его, он начнет качаться в обоих направлениях. Движение с обеих сторон среднего положения называется колебанием. Время, в течение которого маятник в крайнем левом или крайнем правом положении называется периодом колебаний. Он сравнил люстры с маятником и на основании этого пришел к выводу, что период колебаний маятника будет более длительным. Поскольку механические часы еще не были изобретены для измерения времени, Галилео использовал собственное сердцебиение для определения периода колебаний.

Ученая физика, которая доминировала в эту эпоху, основываясь на поверхностных наблюдениях и домыслах, была забита идеями о движении вещей в соответствии с их "природой" и назначением, о естественной тяжести и легкости тел, о "боязни пустоты", о совершенстве круговых движений и других ненаучных домыслах, которые переплетались в запутанный узел с религиозными догмами и библейскими мифами. Галилео постепенно распутывал его через серию блестящих экспериментов и создавал самую важную ветвь механики - динамику, т.е. учение о движении тел.

Уже с 1616 года Галилея обвиняли в стремлении к ереси, так как учение Коперника в этом году 11 богословов нашли ложным, а книга Коперника "О преобразовании небесных сфер" включена в указатель запрещенных книг, соответственно, запрещала всякую пропаганду учения Коперника.

В 1623 году под именем Урбан V111 друг Галилея кардинал Мафео Барберини и Галилей надеялись на отмену вышеупомянутого запрета, но, получив отказ, вернулись во Флоренцию. Там Галилео продолжил работу над своей книгой "Диалог о двух наиболее важных системах мира", и в 1632 году она была опубликована. Публикация книги вызвала острую реакцию со стороны церкви, и ученый был вызван в Рим. В одном из писем Галилео писал: "Я прибыл в Рим 10 февраля 1633 года и полагался на милость Инквизиции и Святого Отца...... Сначала меня заперли в Троицком замке на горе, а на следующий день меня посетил комиссар Инквизиции и увез в своей карете. По дороге он задавал мне различные вопросы и выразил пожелание, чтобы я прекратил скандал, вызванный в Италии моим открытием относительно движения Земли.... На все математические доказательства, которые я мог бы ему противостоять, он ответил мне словами из Священного Писания: "Земля была и будет неподвижна во веки веков". Бублейников Ф.Д. Галилей М., 1965. С.89-97.

Расследование дела Галилея длилось с апреля по 1633 г. и 22 июня, Галилей произнес перед судом инквизиции текст отречения, а затем отправил на свою виллу. Находясь под домашним арестом, Галилео пишет "Беседы и математические доказательства, относящиеся к двум новым областям науки", в которых, в частности, излагаются основы динамики (Закон свободного падения Закон свободного падения говорит о пропорциональности скорости падающего тела времени падения и расстояния, покрываемого квадратом времени. ... Закон добавления перемещений, доктрина сопротивления материалов), однако, книга отказывается от печати и выходит в свет в Голландии только в июле 1638 года, но слепой ученый не мог увидеть свою работу собственными глазами, а мог только почувствовать ее своими руками.

8 января 1642 года Галилей умер.

В ноябре 1979 года Папа Римский Иоанн Павел 11 официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку против ученого, заставив его силой отказаться от теории Коперника.

2. Галилео как основатель экспериментального и математического метода изучения природы

Как наука о физике происходит из Галилея. Человечество в целом, и физика в частности, обязаны Galileo двум принципам механики, которые сыграли большую роль в развитии не только механики, но и физики в целом. Это знаменитый галилейский принцип относительности для прямого и равномерного движения и принцип постоянства ускорения силы тяжести. Основываясь на галилейском принципе относительности, Исаак Ньютон пришел к концепции инерциальной системы отсчета, а второй принцип, связанный со свободным падением тел, привел его к концепции инертной и тяжелой массы. Альберт Эйнштейн распространил механический принцип относительности Галилея на все физические процессы, в частности на свет, и вывел из него последствия природы пространства и времени. Сочетание второго галилейского принципа, который Эйнштейн интерпретировал как принцип эквивалентности сил инерции силам гравитации, с принципом относительности привело его к общей теории относительности.

Благодаря Galileo объективы и оптические приборы стали мощным инструментом для научных исследований. Как отметил С.И.Вавилов, "именно от Galileo оптика получила наибольший стимул для дальнейшего теоретического и технического развития". См. подробнее: Левшин Л.В. Вавилов Сергей Иванович. Левшин Л.В., М., Наука, 1977. Оптические исследования Галилея также фокусируются на доктрине цвета, природы света, физической оптики. Галилео принадлежит к идее конечности скорости света, и в 1607 г. он организовал эксперимент по ее определению.

Решая вопросы механики, Галилео открыл ряд ее фундаментальных законов: пропорциональность пути, проходимого падающими телами, квадраты времени их падения; равенство скорости падения тел различной массы в безвоздушной среде (вопреки мнению Аристотеля и ученого о пропорциональности скорости падения тел их массе); сохранение равномерного движения прямой линии, сообщаемой любому телу, до тех пор, пока любое внешнее воздействие не остановит его (что впоследствии получило название закона инерции). Свои открытия и научные выводы Галилео сделал также благодаря новым взглядам на природу материи, философствуя и логически выстраивая свои эксперименты.

Философская ценность законов механики, открытых Галилеем, и законов движения планет вокруг Солнца, открытых Иоганном Кеплером (1571 - 1630), была огромна. Понятие закономерности, естественной необходимости родилось, можно сказать, вместе с появлением философии. Но эти первоначальные концепции не были свободны от значительных элементов антропоморфизма и мифологии, которые служили одной из гносеологических основ для их дальнейшей интерпретации в идеалистическом духе. Открытие Галилеем законов механики и законов движения планет Кеплером, давших строго математическую интерпретацию понятия этих законов и освободивших понимание их от элементов антропоморфизма, поставило это понимание на физическую основу. Таким образом, впервые в истории развития человеческих знаний понятие закона природы приобрело строго научное содержание.

Законы механики были также использованы Галилеем для доказательства теории Коперника, которая была непонятна большинству людей, не знавших этих законов. Например, с точки зрения "здорового ума" кажется вполне естественным, что при движении Земли в мировом пространстве должен существовать сильный вихрь, сметавший все с ее поверхности. Это был один из самых сильных аргументов против теории Коперника. Галилей обнаружил, что равномерное движение тела не влияет на процессы, происходящие на его поверхности. Например, на движущемся корабле падение тел происходит так же, как и на стационарном корабле. Все эти идеи были сформулированы великим ученым в "Диалоге о двух важнейших системах мира - Птолемее и Копернике" (1632 г.), который научно доказал истинность теории Коперника. Эта книга стала поводом для обвинения Галилея Католической Церковью. Ученый был привлечен к суду римской инквизицией; в 1633 году, как заключенный инквизиции, Галилео до самой смерти жил на Вилле Арчери под Флоренцией и был реабилитирован католической церковью только в 1992 году.

Его книга была запрещена, но церковь не могла остановить дальнейшее празднование идей Коперника, Бруно и Галилея. Итальянский мыслитель вышел победителем.

Используя теорию двойной истины, Галилео решительно отделил науку от религии. Он утверждал, например, что природа должна изучаться через математику и опыт, а не через Библию. В познании природы человек должен руководствоваться только собственным разумом. Предмет науки - природа и человек. Предмет религии - "благочестие и послушание", сфера нравственного поведения человека.

Исходя из этого, Галилео пришел к выводу о возможности бесконечного познания природы. Здесь же мыслитель вступил в конфликт с преобладающими схоластически-догоматическими представлениями о незыблемости положений "божественной истины", зафиксированных в Библии, в трудах "отцов церкви", схоластического Аристотеля и других "авторитетов". Основываясь на идее бесконечности Вселенной, великий итальянский ученый выдвинул глубокую гносеологическую идею о том, что познание истины - это бесконечный процесс. Эта противоречивая схоластическая установка Галилея привела его к утверждению нового метода познания истины.

Как и многие другие мыслители эпохи Возрождения, Галилей негативно относился к схоластической, силлогистической логике. Традиционная логика, по его словам, подходит для исправления логически несовершенных мыслей, незаменима для передачи другим уже открытых истин, но не способна привести к открытию новых истин, а значит и к изобретению новых вещей. А именно, это должно привести к открытию новых истин и, согласно Галилее, должно привести к подлинно научной методологии.

Разрабатывая такую методологию, Галилео был убежденным, страстным поборником опыта, как способа, который может привести только к истине. Стремление к экспериментальному изучению природы было характерно и для других продвинутых мыслителей эпохи Возрождения, но заслуга Галилея в том, что он разработал принципы научного изучения природы, о которых мечтал Леонардо. Если подавляющее большинство мыслителей эпохи Возрождения, которые подчеркивали важность опыта в познании природы, имели в виду опыт как простое наблюдение за ее явлениями, пассивное их восприятие, то Галилео со всей своей деятельностью ученого, открывшего для себя ряд фундаментальных законов природы, показал решающую роль эксперимента, т.е. системного опыта, через который исследователь как бы задает природе интересные вопросы и получает на них ответы. галилей философский научный

По мнению Галилея, при изучении природы ученый должен использовать двойной метод: оперативный (аналитический) и составной (синтетический). По композитному методу, Galileo означает дедукцию. Но он понимает это не как простую силлогистику, что вполне приемлемо для схоластики, а как способ математического вычисления фактов, интересующих ученого. Многие мыслители этой эпохи, возрождая древние традиции пифагорейства, мечтали о таком исчислении, но только Галилей поставил его на научную основу. Ученый показал огромную важность количественного анализа, точного определения количественных зависимостей при изучении явлений природы. Таким образом, он нашел научную точку соприкосновения экспериментально-индуктивного и абстрактно-дедуктивного методов изучения природы, позволяющую связать абстрактное научное мышление с конкретным восприятием явлений и процессов природы.

Однако научная методология, разработанная Галилеем, но сила в основном односторонняя аналитическая по своей природе. Эта особенность его методологии находилась в гармонии с расцветом мануфактурного производства, начавшегося в эту эпоху, с определяющим для него разделением производственного процесса на операции. Происхождение этой методологии было обусловлено спецификой самого научного знания, которое начинается с выяснения самой простой формы движения материи - движения тел в исследуемом механикой пространстве.

Отмеченная особенность, разработанная методологией Галилея, определила также отличительные черты его философских воззрений, которые в целом можно охарактеризовать как черты механического материализма. Материал Галилея был представлен как вполне реальная, телесная субстанция с корпускулярной структурой. Здесь мыслитель возродил взгляды древних атомистов. Но в отличие от них, Галилео тесно связал атомистическое толкование природы с математикой и механикой, сказал Галилео, невозможно понять, если не овладеть его математическим языком, знаками которого являются треугольники, круги и другие математические фигуры.

Так как механистическое понимание природы не может объяснить ее бесконечное качественное разнообразие, Galileo, в некотором роде опираясь на Democritus, является первым философом современности развивать позицию субъективности цвета, запаха, звука и т.д.. В своей работе "Человек-тестин". (1623) Мыслитель указывает на то, что частицы материи имеют определенную форму, определенный размер, они занимают определенное место в пространстве, перемещаются или отдыхают, но не обладают ни цветом, ни вкусом, ни запахом, которые, следовательно, не являются существенными для материи. Все чувственные качества возникают только у проницательного субъекта.

Взгляд Галилея на материю, состоящую из некачественных частиц материи, принципиально отличается от взглядов естественных философов, которые приписывали материю, природу не только объективным качествам, но и анимации. В механистическом представлении Галилея о мире природа убивается, а материя, по словам Маркса, перестает улыбаться человеку своим поэтическим и чувственным блеском. Механистическая природа взглядов Галилея, а также идеологическая незрелость буржуазного класса, мировоззрение которого он выражал, не позволили ему полностью освободиться от богословского понятия о боге. Он не мог этого сделать из-за метафизического характера его взглядов на мир, согласно которым в природе, которая основана на одних и тех же элементах, ничего не разрушается и ничего нового не рождается. Антиисторизм также присущ галилейскому пониманию человеческого знания. Таким образом, Галилео выразил идею неопытного зарождения универсальных и необходимых математических истин. Эта метафизическая точка зрения открыла возможность обращения к Богу как к последнему источнику наиболее достоверных истин. Эта идеалистическая тенденция еще более отчетливо проявляется в понимании Галилеем происхождения Солнечной системы. Хоть он и следовал за Бруно из бесконечности Вселенной, но это убеждение сочеталось с его пониманием неизменности круговых орбит планет и скорости их движения. Стремясь объяснить устройство Вселенной, Галилео утверждал, что бог, который когда-то создал мир, поместил Солнце в центр мира, и планетам было сказано о движении в направлении Солнца, изменяющемся в определенной точке их прямого пути по кругу. В этот момент деятельность Бога заканчивается. С тех пор природа имеет свои объективные законы, изучение которых является лишь наукой.

Заключение

Период становления физики как науки в историографах датируется началом 17 века до 80-х годов 17 века.

При этом все отмечают, что Галилео Галилей был основоположником точной естественной науки и его выводы заложили основы физики как науки. В большинстве случаев Галилео делал свои физические выводы на основе экспериментов, сравнивая и логически опровергая позицию Аристотеля.

Таким образом, в новую эру Галилео был одним из первых, кто сформулировал деистичный взгляд на природу. Эту точку зрения тогда придерживалось большинство передовых мыслителей 17 - 18 веков. Научно-философская работа Галилея закладывает основу нового этапа развития философской мысли в Европе - механистического и метафизического материализма 17 - 18 веков.

Будучи основоположником классической физики, Галилео сформулировал следующие постулаты:

1. сначала выдвинул идею относительности движения.

2. открыл законы инерции

3. сформулированы в общей форме законы движения тел на наклонной плоскости и законы инерции

4. установить постоянство периода маятниковых колебаний

5. заложил основы оптики.

Имя Галилея вошло в историю мировой науки как одного из величайших ученых эпохи Возрождения.

Список используемой литературы

1. Губарев В.А. От Коперника до "Коперника": изд. Полит. Литература, Москва 1974

2. Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках . М., 1982

3. Дягилев Ф.М. Из истории физики и ее творцов. М., 1987.

4. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М., 1975.

5. Храмов Ю.А. Физика. Биографический справочник.-2.-ое изд., испр .и доп., М., Наука, 1985.

Размещено на Allbest.ru