Природа описывается формулами. Галилей. Научный метод. - Roger Orrit

С другой стороны, Галилей поставил под вопрос роль, которую в тот момент играли теологи. Наука и теология должны были функционировать независимо друг от друга, поскольку занимались совершенно разными областями. Наука основывается на фактах, в ее вотчину входят явления природы. Теология же занимается вопросами веры и сверхъестественными явлениями. Теология не должна пытаться объяснить, как устроен мир, так же как для науки неприемлемо вмешиваться в вопросы веры.

Приняв определенное представление о мире, Церковь оказалась в уязвимом положении, которое легко было подвергнуть критике, что и произошло. Когда Галилей осмелился указать церковным институтам на слабость их аргументов, они использовали свою власть, чтобы унизить того, кто имел дерзость критиковать принятые догмы. Терпимости клира к другим представлениям о мире хватало только на то, чтобы принять новые теории в качестве математических инструментов, а не как картину реальности.

Благодаря своим астрономическим наблюдениям Галилей собрал достаточные доказательства, чтобы опровергнуть тезис Аристотеля о непреходимости, нерушимости и совершенстве небес. Это были и горы на Луне, и пятна на Солнце, и сверхновые звезды. Деление мира на подлунный и надлунный оказалось выдумкой. Также с помощью результатов своих наблюдений, в частности благодаря открытию фаз Венеры, он поставил шах и мат геоцентризму. Согласно учению Птолемея, у Венеры могли быть растущие фазы, но не убывающие. Наблюдения же показывали, что у этой планеты есть и растущие, и убывающие фазы, в точности как у Луны. Их можно было объяснить только вращением Венеры вокруг Солнца. Возможно, это было первое наблюдение, доказывающее ложность геоцентризма. Открыв эти фазы в 1611 году, Галилей получил окончательное доказательство.

Хотя это открытие и разрушало геоцентрическую теорию, оно не обязательно приводило к гелиоцентризму. Теория Тихо Браге, по которой Вселенная заключена в сфере неподвижных звезд с Землей в центре и Солнцем и Луной, вращающимися вокруг нее, в то время как остальные планеты вращались вокруг Солнца, продолжала согласовываться с наблюдениями. Необходимо было доказать, что Земля двигается, и Галилей нашел этому косвенное подтверждение, открыв спутники Юпитера. Чтобы определить их положение, нужно было ввести поправку, связанную с движением Земли. Учитывая это, Галилей смог предсказать затмения спутников в 1612 году, в то время как другие астрономы, также следившие за ними, не смогли сделать правильный прогноз.

Галилею нужно было прямое доказательство движения Земли, и он считал, что нашел его в приливах. Переставив стакан воды с одного места на другое, можно заметить, что его содержимое будет двигаться. Галилей предположил, что если Земля двигается, то это должно отразиться и на движении океанских вод. Приливы кажутся явлением, идеально отвечающим этим ожиданиям. Но на самом деле они являются следствием гравитационного эффекта, который на океан оказывают Луна и Солнце, а не движения Земли.

Суть явления приливов и отливов заключается в изменении уровня моря. Когда он достигает максимальной отметки, происходит прилив, самой низкой — отлив. В среднем за день случается два прилива и столько же отливов, а разница между ними может достигать трех метров. Сегодня мы знаем, что это следствие не движения Земли, а гравитационного явления, в котором принимают участие главным образом Луна и Солнце. Эти космические тела притягивают воды Мирового океана так, что они принимают форму эллипса. В зависимости от взаимного расположения Солнца и Луны происходит прилив или отлив. Когда они находятся на одной линии (как в верхней части рисунка), уровень воды максимально поднимается — этот прилив называют полной водой; когда же они перпендикулярны друг другу, эллипсы компенсируются, что приводит к минимальному приливу, малой воде.

Рассуждения Галилея о приливах и отливах показывают, что он относился к коперниканству именно как к модели действительности, проявляющейся в реальной жизни. И тем не менее эта теория противоречила одному из главных физических открытий Галилея, принципу инерции, согласно которому на поверхности Земли ни один наблюдатель не может обнаружить никаких признаков ее движения.

По мнению Галилея, движение Земли и гелиоцентрическая теория были очевидны и основывались на точных доказательствах. Несмотря на это он очень редко высказывал свое убеждение. В прямом виде мы встречаем его, например, в письмах Галилея о солнечных пятнах, где, говоря о Венере, он замечает:

«[...] Я говорю Вашей Светлости, что и эта звезда, и возможно, не менее чем полумесяц Венеры прекрасным образом подтверждают великую коперникову систему, чьему всемирному признанию способствуют сильнейшие попутные ветры с таким сияющим войском, что мы можем уже почти не опасаться тьмы и преград».

Галилей был осторожным человеком. Он хорошо знал, какой жребий выпал Бруно в 1600 году за отстаивание идей Коперника. Границы, которые он не должен был переступать, если не хотел рисковать жизнью, были четкими.

Когда в 1611 году Галилей вернулся из Падуи во Флоренцию, его карьера была в самом расцвете. Он получил должность философа и математика при дворе тосканского герцога Козимо II и имел немыслимые для тех времен привилегии. Он писал секретарю великого герцога:

«Как бы великолепна и щедра ни была Республика [имея в виду Венецианскую республику], невозможно получить от нее поддержку, не получив также и обязательств, а из этого следует, что, чтобы получить что-либо от государства, надо работать на государство, и пока я в состоянии писать и преподавать, Республика не может освободить меня от моего долга, в то время как я получаю неплохое содержание. Вкратце, я не питаю надежд, что смогу иметь подобные удобства и досуг в достаточной мере, если только не на службе у всемогущего правителя».

Великий герцог смог дать Галилею привилегии, которых тот жаждал. Его предложение невозможно было отклонить, и оно значительно превосходило те условия, которые предлагала Венеция. Ученому было назначено содержание в 1000 флоринов, и в то же время он освобождался от обязанности читать лекции в университете. Так он получил то, к чему всегда стремился: полную свободу в работе и необходимые материальные средства. Помимо всего прочего, во Флоренции Галилей познакомился с новыми друзьями, с которыми мог весело проводить время и дискутировать на философские и научные темы, в частности с Филиппо Сальвиати, на вилле которого подолгу жил и работал. В письме от 1610 года Галилей так говорит о готовящихся проектах:

«Основные труды, которые мне необходимо закончить, — это две книги «О системе и строении Вселенной» на неисчерпаемую тему, где будет много говориться о философии, астрономии и геометрии; три книги «О местном движении», совершенно новой науке, [...] три книги о механике [...]».

Когда Галилей приехал во Флоренцию, он четко представлял свои планы и наконец-то обладал средствами, чтобы реализовать их. И хотя все указывало на то, что для ученого это будет период научного расцвета, тучи над ним сгущались из-за проблем со здоровьем и столкновений с Церковью.

В 1611 году Галилей впервые решил поехать в Рим. Это было триумфальное путешествие: благодаря «Звездному вестнику» слава летела впереди него, и он даже был с почестями принят папой Павлом V.

Сальвиати (1582-1614) — дворянин из Флоренции. В 1610 году Галилей дал ему несколько частных уроков математики и астрономии. Веселый и радушный юноша сразу же вызвал у ученого симпатию. У Сальвиати были большие способности к наукам, и Галилей решил предложить ему вступить в Академию деи Линчеи («Академию рысьеглазых»). Он жил на вилле Сельве, в муниципалитете Синья, холмистом, спокойном и уединенном месте, куда часто приглашал Галилея и где в тишине тот написал некоторые свои работы, в том числе труд о пятнах на Солнце. Вилла Сельве была местом для работы, бесед и пиров. К несчастью, Сальвиати умер в 1614 году в возрасте лишь 32 лет, во время путешествия в Барселону. Галилей посмертно прославил его в образе одного из собеседников в своих «Диалогах...» и «Беседах...».

Галилей заодно привез и телескопы, чтобы убедить скептиков в своей правоте. Одним из этих скептиков был математик Клавий, к которому юный Галилей в поисках кафедры при университете обращался 22 года назад. Клавий, скончавшийся год спустя, всегда критиковал открытия пизанского ученого, но в конце концов признал, что доказательства, полученные при помощи телескопа, несомненны. Галилей также познакомился с аристократом Федерико Чези (1585— 1630), основателем научного общества Академия деи Линчеи, задачей которого был поиск истинного знания. Галилей был приглашен в академию и стал одним из ее почетных членов.