Текст книги "Законы движения"
Автор книги: Михаил Ивановский
сообщить о нарушении
Текущая страница: 2 (всего у книги 9 страниц)
Знакомство с Аристотелем
В 1581 году, когда Галилео исполнилось семнадцать лет, он поступил в Пизанский университет изучать медицину.
Согласно порядкам того времени, каждый студент до начала занятий по выбранной специальности был обязан прослушать курс лекций ученых, излагающих знаменитое учение Аристотеля. Эти лекции показались Галилео мертвенно-скучными, а некоторые суждения древнего философа попросту ошибочными. Юношу удивляло, почему университетские учителя не замечают, что в сочинениях Аристотеля наряду с мудрыми и верными мыслями так много явных нелепиц, противоречащих здравому смыслу. А учителя пересказывают все эти нелепицы с самым глубокомысленным видом.
Галилео порой хотелось крикнуть: «Постойте! Да ведь это неправда!»
Но, оглядевшись вокруг, он видел сосредоточенные, серьезные лица студентов; они внимали всему, что вещал с кафедры какой-нибудь известный ученый. Никто не улыбался, никто ничего не замечал. А профессор скрипучим, равнодушным голосом поучал, что Аристотель достиг вершины человеческой премудрости, и никто никогда не сможет сделать большего.
Все преподавание в университете основывалось на слепом преклонении перед авторитетом Аристотеля. Как это не вязалось с тем, что слышал Галилео в доме своего отца!
Галилео пробовал заговаривать об ошибках Аристотеля со своими товарищами-студентами, но они отмахивались от него, как от смешного чудака, который сам не знает, о чем толкует. А некоторые предупреждали его:
– Не задавайся! Поумнее тебя есть люди, и они чтут Аристотеля. Чти и ты!
У Галилея просыпалась глухая ненависть к Аристотелю, к университету.
На каникулы студенты разъехались по домам. Галилей вернулся во Флоренцию и рассказал отцу о своих сомнениях и о желании бросить университет, чтобы стать художником. Галилей научился хорошо рисовать. Видевшие его рисунки утверждали, что из него со временем получится превосходный художник.
Отец и сын долго беседовали. Забыв о своем намерении никогда не говорить Галилео о математике, Винченцо приложил все усилия, чтобы побороть у юноши возникающее отвращение к естественным наукам. Галилео с удивлением слушал речь отца. Он видел перед собой нового, словно незнакомого человека. Оказывается, отец не только музыкант, но и ученый – он прекрасно знает Аристотеля и других философов, о которых Галилео даже понятия не имел. Винченцо Галилей говорил о науке, как знаток, с такой страстью и увлечением, что скучное становилось живым и интересным.
– Скажи мне, отец, – спрашивал Галилео, – почему люди так безраздельно верят каждому слову Аристотеля, не замечая скрытых у него противоречий?
– А ты думаешь, никто не замечает этих противоречий? – спрашивал в ответ Винченцо Галилей. – Несомненно, есть люди, которые тоже их заметили, да не решаются об этом сказать.
– Они боятся! – воскликнул Галилео.
– Конечно, боятся. Ведь попасть в лапы палачей инквизиции очень легко… Да и не только в этом дело, – продолжал отец. – Разругать учение Аристотеля нетрудно, но ведь надо доказать, что он неправ. А вот доказать – это не так просто!
Винченцо Галилей посоветовал сыну, прежде чем оспаривать Аристотеля, прочитать сочинения двух древнегреческих ученых: Евклида, заложившего основы современной геометрии, и Архимеда, замечательного математика, механика и изобретателя. Он даже сам подарил ему эти книги. Так все старания старого музыканта и ученого уберечь сына от физических наук и математики пошли прахом.
Галилео углубился в чтение. Подарок отца решил его судьбу. Он увлекся естественными науками: механикой, астрономией, математикой, оптикой. Но одно оставалось ему непонятным: почему же все-таки в течение двух тысячелетий люди так слепо, так беспрекословно верили Аристотелю? Винченцо Галилей на этот вопрос ответить не мог, да и никто другой в то время, вероятно, не сумел бы объяснить истинной причины непререкаемого авторитета Аристотеля. Это стало ясно только теперь благодаря марксистскому учению о развитии общества.
Ответ на вопрос
Общественный строй, который установился в Европе после распада рабовладельческого общества, называется феодальным. Вся земля – пашни, луга и леса – была поделена между феодалами. В России они назывались князьями, боярами, а в более позднее время – дворянами-помещиками.
Крестьяне, жившие на земле, присвоенной феодалом, считались его подданными-крепостными и были обязаны работать на своего господина или служить в его дружине. От рабов крепостные отличались только тем, что имели небольшое собственное хозяйство, которое создавало у них некоторую видимость свободы, но по существу они тоже были рабами. Когда умирал феодал, его владения переходили к сыну или родственнику, а крепостные крестьяне передавались по наследству так же, как всякое имущество, как скот.
Такой общественный строй просуществовал много сотен лет. В эту эпоху в Западной Европе большой властью обладала католическая церковь. Священники, монахи и прочие священнослужители непрестанно внушали народу, что существующий порядок установлен самим богом на веки вечные и изменить его нельзя. Как феодалы поработили людей, так и религия и ее служители поработили человеческую мысль. Это удалось церковникам потому, что они сумели подчинить себе науку.
Владыки церкви понимали, что древнегреческий врач Гиппократ был прав, когда говорил: «знание рождает науку, а незнание – веру». И они ненавидели знание, рождающее науку, и с удовольствием уничтожали бы всех ученых, но это было свыше их сил. Без науки о природе, без ученых невозможно было бы строить корабли и здания, прокладывать дороги, вести счет годам и следить за календарем. Кто-то должен был учить людей отыскивать в горах ценные руды и выплавлять из них металлы. Кто-то должен был помогать ориентироваться морякам в открытом море, вдали от родных берегов. Наука стала необходима людям, и церковь постаралась превратить ее в свою служанку, постаралась придумать свою собственную науку– послушную и покорную.
Церковники утверждали, что «священная книга» – библия – содержит все, что должен знать человек. Библия заменяла людям учебники истории, философии, морали, и все написанное в этой книге считалось нерушимо верным, мудрым, неизменным и непоколебимым. Однако церковники понимали, что и без науки о природе нельзя обойтись. Они хотели найти такую книгу, которая бы стала библией науки, чтобы все написанное в ней тоже считалось верным, мудрым, неизменным и незыблемым.
Среди сочинений древних ученых самыми подходящими оказались труды Аристотеля. Из его учения выбросили то, что было в нем живого, и, дав трудам Аристотеля свое толкование, сделали их основой мертвой, застойной науки феодализма.
На протяжении многих сотен лет безраздельное владычество церкви создало Аристотелю непререкаемый авторитет. Было запрещено даже сомневаться в непогрешимости греческого философа. Его объявили «предшественником Христа на земле по делам природы», а книги Аристотеля стали считаться второй библией.
Однако религия и церковные учреждения не были всесильны. Они сумели затормозить развитие науки, но не смогли остановить рост и развитие техники, промышленности, мореплавания. Среди феодальных поместий выросли города с многочисленным и свободным населением: ремесленниками, мастеровыми и подмастерьями, корабельщиками-моряками и купцами, людьми предприимчивыми и смелыми.
Поперек речек и ручьев легли плотины, возле которых зашумели лесопилки и мельницы. В кузницах раздавались удары тяжелых молотов. Быстро развивалась металлургия. В портовых городах строили сложные землечерпательные машины, углубляющие дно природных гаваней. Корабли, управляясь по компасу и движению звезд, уже не жались к берегам, а смело выходили в открытое море. Изобретатели подумывали об устройстве летательных машин. Промышленность и мореплавание не могли больше мириться со старой, обветшалой и застойной наукой, она стала тесна, как курточка на быстро растущем мальчугане.
Галилео Галилей родился как раз в ту эпоху, когда против тяжелого гнета церкви, против канонизированного ею учения Аристотеля восставала сама жизнь.
Первое открытие
Галилей вернулся в университет, но уже не на медицинский факультет, а на философский, где преподавали математику и физику. В те времена эти науки еще не отделялись от философии. На философском факультете Галилей решил терпеливо изучить Аристотеля.
Всем студентам, по университетским правилам, полагалось посещать церковь. Галилео, будучи верующим человеком, унаследовал от отца равнодушие к церковным обрядам, и ревностным молельщиком назвать его было нельзя. Как сообщает его ученик Вивиани, в 1583 году Галилей, находясь во время богослужения в Пизанском соборе, обратил внимание на люстру, подвешенную к потолку на тонких цепочках. Служители, зажигавшие свечи в люстрах, видимо, толкнули ее, и тяжелая люстра медленно раскачивалась.
Галилей стал наблюдать за ней: размахи люстры постепенно укорачивались, ослабевали, но Галилею показалось, что, хотя размахи люстры уменьшаются и затихают, время одного качания остается неизменным.
Галилей наблюдает качание люстры.
Чтобы проверить эту догадку, нужны были точные часы, а часов Галилей не имел – их тогда еще не изобрели. Юноша догадался использовать вместо секундомера биение своего сердца. Нащупав на руке пульсирующую жилку, Галилей считал удары пульса и одновременно качание люстры. Догадка как будто подтверждалась, но люстра, к сожалению, перестала качаться, а подтолкнуть ее во время богослужения Галилей не решился.
Вернувшись домой, Галилей привязал на нитки и стал раскачивать разные предметы, попавшиеся ему под руку: ключ от двери, камешки, пустую чернильницу и другие грузики. Эти самодельные маятники он подвесил к потолку и смотрел, как они качаются. Отсчет времени он по-прежнему вел по ударам пульса.
Прежде всего Галилей убедился, что легкие предметы качаются так же часто, как и тяжелые, если они висят на нитках одинаковой длины. А зависят качания только от длины нити: чем нитка длиннее, тем реже качается маятник, а чем короче, тем качания чаще. Частота качаний зависит только от длины маятника, но отнюдь не от его веса.
Галилей укоротил нитку, на которой висела пустая чернильница; сделал так, чтобы она качалась в такт биению пульса и на каждый удар сердца приходилось одно качание маятника. Затем он подтолкнул чернильницу, а сам уселся в кресло и стал считать пульс, наблюдая за маятником.
Сначала чернильница, раскачиваясь, делала довольно широкие размахи и быстро летала из стороны в сторону, а потом ее размахи становились все меньше, а движение медленнее; таким образом время одного качания заметным образом не изменялось. И большие и малые размахи маятника все равно совпадали с ударами пульса. Но тут Галилей заметил, что от волнения его «секундомер» – сердце – начал биться быстрее и мешать опыту. Тогда он стал повторять свой опыт много раз подряд, чтобы успокоить сердце.
В результате этих опытов Галилей убедился, что время одного качания заметным образом не меняется – оно остается одинаковым (если бы у Галилея имелись современные точные часы, он мог бы заметить, что небольшая разница между большими и маленькими качаниями все же есть, но она очень мала и почти неуловима).
Размышляя о своем открытии, Галилей подумал, что оно может пригодиться врачам, для того чтобы считать пульс у больных людей. Молодой ученый придумал небольшой приборчик, названный пульсологием. Пульсологий быстро вошел во врачебную практику. Врач приходил к больному, одной рукой щупал пульс, а другой подтягивал или удлинял маятник своего прибора так, чтобы качания маятника совпадали с ударами пульса. Потом по длине маятника врач определял частоту биения сердца больного.
Эта история первого научного открытия Галилея показывает, что Галилей обладал всеми качествами настоящего ученого. Он отличался незаурядной наблюдательностью; тысячи, миллионы людей видели, как раскачиваются люстры, качели, плотницкие отвесы и другие предметы, подвешенные на шнурках, нитках или цепочках, и только Галилей сумел увидеть то, что ускользало от внимания многих.
Он проверил свой вывод опытами и тотчас же нашел практическое применение этому открытию. К концу своей жизни ученый доказал, что маятник может стать прекрасным регулятором для часов. С тех пор маятник служит в стенных часах. Галилей сделал часы одним из точнейших механизмов.
Спор с перипатетиками
В 1585 году Винченцо Галилей обеднел настолько, что не смог уже помогать сыну, и Галилео был вынужден покинуть университет, хотя до окончания курса ему оставался только один год.
Дома Галилей не прекращал научных занятий, стараясь чтением восполнить пробел в знаниях, на который его обрекла нужда. В эти годы он издал небольшое сочинение о законах плавания тел и способе определения их плотности с помощью весов особого устройства. Это сочинение Галилея, написанное на живом итальянском языке, а не на мертвом латинском, на котором обычно писали свои книги ученые того времени, привлекло всеобщее внимание. Люди, читавшие его сочинение, поняли, что недоучившийся студент стоит наравне с крупнейшими учеными.
По протекции одного знатного господина Гвидо Убельди маркиза дель Монто, молодого Галилея пригласили в Пизанский университет – тот самый, в котором он некогда учился, – на должность профессора математики сроком на три года и с окладом шестьдесят флоринов в год.
Галилей сделался профессором и стал пересказывать Аристотеля, как это требовалось по программе. Молодой ученый не выступал против древнегреческого философа; он только иногда делал небольшие поправки и дополнения к его рассуждениям. Галилей готовился к длительным сражениям со сторонниками, последователями Аристотеля, которых и тогда называли перипатетиками.
Первой атаке Галилея подверглось утверждение Аристотеля о том, что тяжелые предметы будто бы падают быстрее легких. Его студенческие опыты с маятниками разного веса показали, что тяжелые предметы, подвешенные на нитках, раскачиваются точно так же, как легкие. Длительность одного качания зависела только от длины нитки, но не от веса маятника. Уже это одно наводило на мысль, что скорость падения не зависит от веса падающего предмета. Однако привести этот пример Галилей не решился – сторонники Аристотеля могли сказать, что одно дело качание, а другое– падение. Галилей решил бороться с аристотелевдами их же оружием – рассуждением. Перипатетики больше всего любили рассуждать.
Галилей говорил им так:
– Аристотель утверждает, что камень весом в десять фунтов падает в десять раз быстрее, чем камень весом в один фунт. Хорошо, согласимся с ним. Но скажите, что произойдет, если мы свяжем оба эти камня вместе. С какой скоростью они будут падать?.. Допустим, – продолжал Галилей, – мы запряжем в одну повозку рысака и старую клячу, еле передвигающую ноги. С какой скоростью поедет эта повозка? Безусловно, вы скажете, что старая кляча лишь помешает рысаку. Так и маленький камень, способный падать в десять раз медленнее большого, будет тормозить его падение, мешать ему, и потому два таких камня, связанных вместе, будут падать медленнее, чем один большой камень. Не так ли, господа?
– Да, конечно! – отвечали перипатетики, не замечая подвоха.
– Вы согласны со мной? Но, посудите сами, ведь мы связали оба камня вместе так, что из них получился один предмет весом в одиннадцать фунтов. И этот одиннадцатифунтовый предмет тяжелее десятифунтового, и поэтому, согласно Аристотелю, он должен падать не медленнее, а быстрее десятифунтового камня! Не так ли, господа?
Перипатетики молчали, не зная, что возразить Галилею. Ведь, если поверить Аристотелю, действительно получается, что два камня, связанных вместе, должны падать с какой-то неопределенной скоростью – с одной стороны, быстрее, а с другой – как будто медленнее…
Галилей тут же пояснял: дело в том, что Аристотель ошибся. Скорость падения не зависит от веса падающих предметов. Все предметы независимо от их веса падают одинаково быстро.
Галилей смеялся над смущением и растерянностью своих противников и говорил:
– Свяжите два камня одинакового веса и уроните их с одной и той же высоты. Если верить вам, то в связанном виде они будут падать вдвое быстрее, чем поодиночке.
Словом, если одна лошадь пробегает расстояние между двумя городами за два часа, то вы, наверно, скажете, что две такие лошади, запряженные в повозку, пробегут это же расстояние за один час. Сеньоры, где вы видели таких удивительных лошадей?
Перипатетики расходились, рассерженные насмешками Галилея, а он на них не скупился. Они говорили между собой:
– Он осмеливается критиковать Аристотеля. Невежда! Мальчишка! Вот уже два тысячелетия все величайшие умы человечества почитают Аристотеля как мудрейшего из людей. Все сказанное Аристотелем – великая истина! И только безнадежный глупец осмелится это оспаривать!
Галилей пытался приводить новые доводы и примеры, но где уж там – его и слушать не хотели.
Маленькая неудача
Двадцатипятилетний ученый понял, что рассуждениями и доводами перипатетиков не проймешь. Нужен был смелый и решительный опыт, чтобы они воочию убедились в своем заблуждении.
На городской площади в Пизе и поныне стоит знаменитая наклонная башня-колокольня, построенная еще в 1174 году. Ученик Галилея и его биограф – Вивиани рассказывает, что для своих опытов Галилей воспользовался этой башней. Она и в самом деле очень удобна – достаточно высока (пятьдесят семь с половиной метров, или, на флорентинские меры, сто локтей) и наклонна. Как сообщает Вивиани, Галилей взбирался на площадку седьмого этажа колокольни, ронял оттуда предметы различного веса: камни, куски железа и дерева – и смотрел, как они падают.
Однажды на площадку Пизанской башни втащили два железных ядра: одно весом в сто фунтов, а другое, маленькое, в один фунт. Эти ядра были выбраны не случайно: Аристотель в своих сочинениях упоминал о предметах как раз такого веса.
У башни столпился народ, пришли профессора-перипатетики, стремившиеся поймать Галилея на какой-нибудь оплошности, собрались студенты, заинтересованные спором, и просто любопытные. Один старый профессор, в темной профессорской шапочке, ревностный сторонник Аристотеля, подошел почти вплотную к тому месту, куда должны были упасть ядра, и, задрав бороду, смотрел наверх, ожидая начала опыта.
Галилей одним толчком сбросил ядра. И все видели, как они одновременно скатились с площадки и полетели оба – и тяжелое и легкое – вместе, рядышком, словно связанные веревочкой.
Профессор-перипатетик, злейший враг Галилея, придерживая седую бороду рукой, напряженно следил за полетом ядер. В момент падения он присел на корточки, чуть не распластался по земле, – так ему хотелось не пропустить мгновения, когда ядра коснутся земли.
Раздался глухой удар. Перипатетик вскочил и, забывая почтенный свой возраст и профессорское звание, закричал, как мальчишка:
– Отстало! Отстало! – и показал два пальца.
Действительно, фунтовое ядро отстало от своего более тяжелого спутника примерно на расстояние, равное толщине двух пальцев. Оно ударилось о землю не одновременно с большим ядром, а чуть позже его. Это видели многие!
Сторонники Аристотеля свистели и улюлюкали. Зеваки, которые ровно ничего не поняли во всей этой истории, орали, радуясь случаю пошуметь. Зато студенты, любившие смелые речи Галилея, кидали вверх свои шапочки и кричали «ура» – отставание фунтового ядра на каких-то два пальца показалось им сущим пустяком.
Рассерженный Галилей вернулся домой. Проклятое маленькое ядро! Почему оно отстало?
В стенах университета спор разгорелся с новой силой. Перипатетики перешли в наступление и с озлобленным упрямством твердили:
– А все-таки маленькое ядро отстало! – и, встречаясь с Галилеем, вежливо приподнимали шляпы и показывали ему два пальца.
Возмущенный насмешками, Галилей говорил своим противникам:
– Чему вы радуетесь! Ведь Аристотель утверждал, что стофунтовый предмет, падая с высоты в сто локтей, достигает земли в такое время, за которое маленькое ядро успеет пролететь только один локоть! Значит, расстояние между ними в этот момент должно было бы равняться девяноста девяти локтям. Вы же заметили, что большое ядро опередило маленькое не на девяносто девять локтей, а всего лишь на два пальца. И придираетесь к этому ничтожному расхождению, желая скрыть ошибку Аристотеля на девяносто девять локтей. Толкуя о моей ничтожнейшей ошибке, вы обходите молчанием величайшую ошибку Аристотеля!
Словесные стычки ни к чему не привели. За Галилеем укрепилась кличка «спорщик», и он на каждом шагу чувствовал скрытую враждебность всех университетских профессоров.
