Страница:
Скорость движения падающих тел, по Аристотелю, зависит от их веса. Тяжелые тела падают быстрее, а легкие – медленнее. Только в конце XVI века это утверждение своим знаменитым опытом опроверг Галилей. Впрочем, заложив на рубеже XVI–XVII веков основы современной механики, Галилей показал несостоятельность многих физических теорий античного ученого. Несмотря на это, именно Аристотель первым попытался найти закономерности движения и тем самым основал механику.
Такие подходы и к физике, и к математике, помноженные на непререкаемый авторитет Аристотеля, сыграли, пожалуй, даже негативную роль в развитии науки, особенно во времена Средневековья. Здесь мы опять сплошь и рядом сталкиваемся с Аристотелевой «мухой». Теории ученого противоречили действительным наблюдениям, но спорить с авторитетом было не принято. Поэтому, несмотря на свою очевидную абсурдность, некоторые ошибочные утверждения Аристотеля не были опровергнуты на протяжении более чем тысячи лет.
Подобные приведенным выше посылки, а также некоторые другие умозаключения привели к серьезным огрехам и в астрономических представлениях Аристотеля.
Все движения (перемещения) он разделил на два типа:
Движения небесных тел в надлунном мире;
Движения тел в подлунном мире.
Движения первого типа, а именно они будут интересовать нас сейчас, совершенны. Они осуществляются по окружности, представляя собой равномерные круговые движения или комбинацию круговых движений. Такое движение не имеет ни начала, ни конца. В этом и состоит его совершенство.
В центре мира находится неподвижная шарообразная Земля. Дальше, согласно «естественным местам» (см. выше) элементов располагается вода, выше нее воздух и огонь. Огонь занимает пространство до орбиты Луны. Выше Луны находится мир, заполненный эфиром. Вот в нем и происходят исключительно совершенные движения.
Небесные тела, включая Луну, прикреплены к вращающимся сферам, состоящим из эфира. Луна, Солнце и планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) прикреплены к отдельным сферам. Выше всего находится сфера неподвижных звезд. Аристотель считал, что космос ограничен в пространстве, но бесконечен во времени.
Как видим, сходное мировоззрение восходит еще к Пифагору. Но Аристотель старался не просто принять такую модель на веру, но и доказать отдельные ее положения. Например, с позиций своей «безынерционной» механики он легко «доказывал» невозможность вращения Земли: если подбросить камень вертикально вверх, то он падает на то же место, откуда его подбросили. А если бы Земля вращалась, он упал бы в другом месте. Значит, Земля не совершает вращения вокруг своей оси.
Невозможность движения Земли вокруг Солнца Аристотель обосновывал отсутствием параллакса звезд – видимого смещения положения тела при перемещении наблюдателя. Не имея представления о реальных расстояниях до звезд, Аристотель не мог предположить, что такое смещение есть, но оно исключительно мало и не может быть зафиксировано невооруженным глазом, и делал вывод о том, что Земля не может перемещаться.
Как видим, применяя также ложные доказательства, ученый не смог должным образом рассмотреть несколько прогрессивных астрономических теорий, существовавших на тот момент. Например, он отказался от уже существовавшей в его времена гипотезы гелиоцентризма. Тем не менее, представления Евдокса и Аристотеля стали основой для птолемеевой модели мира, считавшейся справедливой вплоть до XVI века и даже позже находившей немало сторонников.
Галилео Галилей
С XI века в этом подходе доминировала схоластика[36], основной метод которой состоял в формально-логическом анализе уже существующих истин. Одним из идеологов схоластики считается Фома Аквинский, теолог XIII века. Он был сторонником христианского аристотелизма. Во многом благодаря его деятельности авторитет Аристотеля в христианском мире практически сравнялся с авторитетом Библии.
Однако Средние века сменились Возрождением. На смену Фоме Аквинскому пришли новые философы и ученые. Постепенно под влиянием Николы Кузанского, Парацельса, Леонардо да Винчи схоластический подход начал сначала дополняться, а затем и сменился эмпирическим. Но в середине XVI века Игнатий Лойола создал орден иезуитов и породил Контрреформацию. В католический мир как бы временно вернулось Средневековье. Вновь запылали костры инквизиции. Одной из отличительных черт Контрреформации стало возвращение к схоластике. Науке Испании, Италии и других католических стран грозил упадок или, вернее, отставание от протестантской науки. Новыми борцами со схоластикой стали Джордано Бруно, Коперник, Кеплер, Галилео Галилей. Выбирая из этих и многих других ученых, мы остановились именно на Галилее. Этот выбор был продиктован несколькими факторами. Во-первых, круг научных интересов Галилея очень широк. Во-вторых, ему принадлежит немало важных научных открытий и теорий. В-третьих, он не просто занимался наукой, а был одним из основателей и крупнейших идеологов нового подхода к ней.
Галилео Галилей родился во вторник, 15 февраля 1564 года в городе Пиза. Его отец, Винченцо ди Микеланджело Галилей, происходил из знатного флорентийского рода, с XIV века игравшего значительную роль в общественной жизни Флоренции. Предки Галилео по отцовской линии в свое время носили фамилию Бонажути. Фамилия Галилей появилось примерно за 150 лет до рождения ученого. Ее взял себе один из предков, Галилео Бонажути. Он был врачом, преподавал медицину во Флорентийской академии. Но, имея знатное происхождение, Галилео Бонажути занимался и государственными делами. Вершиной его карьеры стало звание гонфалоньера юстиции[37] Флорентийской республики. В 1445 году, по случаю вступления в эту высокую должность, Галилео Бонажути сменил фамилию и стал называться Galileo dei Galilei.
Винченцо Галилей был достаточно известным музыковедом, автором книги «Диалог о старой и новой музыке». Винченцо прекрасно владел многими музыкальными инструментами и считался непревзойденным мастером в игре на лютне.
Мать Галилея происходила из аристократического пизанского семейства. Ее звали Джулия Амманнатии ди Пеша. Галилео был первым ребенком в семье. Но брак его родителей был многодетным, и у него было шестеро братьев и сестер. Между тем семейство Винченцо Галилея испытывало финансовые трудности. Когда и при каких обстоятельствах род обеднел – не ясно. Но к моменту появления нашего героя на свет, это, по всей видимости, уже произошло. Чтобы прокормить семью, Винченцо Галилей был вынужден заниматься не совсем достойной дворянского звания деятельностью: он торговал сукном и даже давал платные уроки музыки.
Родители Галилео были людьми в высшей степени образованными. Начальное образование дети получали дома. Здесь Галилео научился читать, писать, освоил основы музыки. Как и отец, лучше всего он играл на лютне. Брат Галилео, Винченцо, также обучавшийся музыке под руководством отца, впоследствии стал придворным лютнистом в Мюнхене. О детстве Галилео нет почти никаких сведений. Однако есть информация о том, что он любил конструировать механические игрушки, модели кораблей, мельниц, разных механизмов.
В 1575 году семья переехала во Флоренцию. Вскоре настало время позаботиться о систематическом образовании Галилео. Нанять частных учителей, как в те времена было принято в дворянских семьях, Винченцо не мог. Поэтому Галилео был отправлен в школу при монастыре Валламброза. В школе преподавали «семь свободных искусств»: грамматику, диалектику, риторику, геометрию, арифметику, астрономию и музыку. Удивительно, но школьное обучение пришлось Галилею по вкусу. Он с большим увлечением занимался всеми предметами. Особенно хорошо ему давались музыка, рисование, практическая механика. Любовь к учебе и монастырская обстановка привели юношу к мысли сделаться монахом. Только отец смог уговорить его отказаться от этого намерения. Есть информация о том, что Галилео согласился изменить свое решение после того, как отец пообещал не привлекать его к торговой деятельности.
Занимаясь полюбившимися ему точными науками, юноша вскоре нашел себе прекрасного помощника. Им стал Остилио Риччи да Фермо, друг Галилея-старшего. Риччи был специалистом по математике, физике и гидравлике. Позже он стал профессором математики во Флоренции. Молодой человек обращался к нему за разъяснениями по математическим вопросам. Но вскоре отец запретил Галилео заниматься с Риччи. Вивиани по этому поводу пишет: «Так начал названный Риччи давать юному Галилею обычные разъяснения определений, аксиом и постулатов первой Книги Элементов, и Галилей нашел эти принципы столь ясными и несомненными, что уверовал в неизбежную прочность и стройность всего здания геометрии, коль скоро оно на этих принципах покоится. Причем скорбел он, что по сему столь ясному пути к познанию истины ранее не пошел, и испытывал день ото дня все большую склонность к сему занятию и, напротив, все меньшую к медицине. Отец его, заметив сие, не преминул его за это зачастую и наказывать, но все напрасно, пока, наконец, совсем не запретил он Риччи продолжать математические штудии со своим сыном. Но все это не смогло направить мысли юного Галилея в иное русло. Когда Риччи не завершил разъяснение ему первой Книги Элементов, Галилей попытался сам продвигаться дальше… И что же вышло? Галилей успешно справился с этим сам, проработав Евклида от начала и до конца. Но он принял все меры, чтобы отец ничего об этом не смог узнать, для чего вместе с Евклидом лежали всегда рядом Гиппократ и Гален, так что при нежданном приходе отца он всегда мог спрятать Евклида, а показать старых медиков».
Но в конце концов Винченцо, возможно под влиянием Риччи, оставил надежды на медицинскую карьеру сына. Теперь Галилео мог беспрепятственно заниматься физикой и математикой. Кроме того, он, по всей видимости, перешел на философский факультет университета, где этим предметам уделяли больше внимания.
Однако после четырехлетнего пребывания в Пизе, Галилео оставил университет и вернулся во Флоренцию. Причины этого поступка до конца неизвестны. Последний семестр молодой человек закончил вполне прилично. Есть версия, что отец или администрация университета все-таки не позволили Галилею сменить профиль обучения. Но наиболее вероятно то, что продолжить обучение он не смог по финансовым причинам. В последний год учебы Галилей не получал стипендию: ее присуждали за особые заслуги, а наш герой предпочитал деятельности в области медицины и естественных наук самостоятельные занятия физикой и математикой. Отец же, возможно, просто не мог больше оказывать Галилео материальную поддержку.
Не имея ни состояния, ни богатого и влиятельного покровителя, в те времена трудно было заниматься наукой. Вскоре Галилею повезло. Его работы, скорее всего не случайно, попали в руки маркиза Гвидо Убальдо дель Монте. Маркиз не был праздным дворянином, от скуки интересующимся наукой. Он серьезно занимался физикой и математикой, был автором учебника по механике. Во время знакомства с Галилеем маркиз дель Монте занимал довольно высокую должность инспектора тосканских[38] укреплений.
Маркиз был в восторге от талантов молодого ученого и принял живейшее участие в его судьбе. Он стал искать вакантное место профессора математики и, кроме того, представил своего подопечного великому герцогу, который обещал Галилею кафедру в Пизанском университете, как только вакансия освободится.
Между тем и сам Галилей стремился стать профессором, понимая, что только таким образом сможет зарабатывать себе на жизнь, не оставляя научных занятий. В 1587 году он посетил Рим, где познакомился со священником-иезуитом Христофором Клавиусом, который был, пожалуй, самым знаменитым итальянским астрономом и математиком. Целью поездки было получение рекомендаций, используя которые Галилей надеялся стать профессором какого-нибудь из университетов Италии. Уже в 1588 году 24-летний Галилей попытался занять вакантное место профессора математики в Болонье. Но администрация, что не удивительно, предпочла более опытного преподавателя.
Однако через год Галилей все же получил профессорскую должность в Пизанском университете, учебу в котором еще совсем недавно оставил. Правда, Галилей получал очень скромное жалованье, но при этом у него было немало свободного времени и он мог зарабатывать чтением платных лекций и репетиторством. Винченцо вздохнул свободнее. Конечно, его старший сын еще не мог материально помогать семье, но уже обеспечивал себя.
В Пизанском университете Галилей работал на протяжении двух лет. Уже к 1590 году ученый произвел свои знаменитые опыты, бросая шары различной массы с Пизанской башни. Впрочем, есть мнение, что описанный эксперимент в действительности не имел места, а его описание – не более чем легенда. Но то, что Галилей исследовал закономерности свободного падения, не вызывает сомнений. Результатом этих исследований стала работа «О движении», в которой автор покусился на святыню современного ему научного мира – учение Аристотеля. Аристотель утверждал, что скорость падения тел зависит от их веса. Проведенные в присутствии большого количества свидетелей эксперименты Галилео доказывали ошибочность этой точки зрения. Эти выводы, несмотря на всю свою очевидность, настроили против Галилея большое количество его коллег, слепо поклоняющихся авторитету Аристотеля.
В 1591 году Винченцо Галилей умер и на Галилео легла ответственность за судьбу матери, младших сестер и брата (остальные дети умерли в разном возрасте). Того небольшого жалованья, которое могло удовлетворить только самые скромные потребности молодого ученого, было явно не достаточно для содержания целого семейства. Положение было отчаянным. Но маркиз дель Монте продолжал следить за судьбой своего протеже. Он бросился искать для Галилея более хлебное и престижное место. Вскоре такая вакансия была найдена. По протекции маркиза сенат Падуи предложил Галилею занять кафедру математики, которая долгое время пустовала. Осенью 1592 года наш герой оставил Пизу и отправился в Падую.
Первое время молодой ученый жил у своего друга Пинелли. У того часто собирались гости, и Галилей нередко участвовал в застольных беседах и был удивлен свободой высказываемых взглядов. В доме имелась обширная библиотека, которую Галилей использовал, готовясь к вступительной лекции. Текст этой лекции не сохранился, но известно, что она произвела прекрасное впечатление. Вообще Галилей был прекрасным оратором и дидактиком.
На новом месте в обязанности Галилео входило преподавание геометрии, механики и астрономии. Последнюю дисциплину он должен был излагать в рамках птолемеевой системы мира и даже написал небольшое пособие по астрономии, основанное на идее геоцентризма. Но эта работа не соответствовала истинным мировоззрениям ученого на тот момент. Об этом свидетельствует, например, такой отрывок из его письма Кеплеру от 4 августа 1597 года:
«К мнению Коперника я пришел много лет назад и, исходя из него, нашел объяснения многим природным явлениям, несомненно необъяснимым на основе обычных представлений. На сей счет я многое еще не решился опубликовать, страшась судьбы самого Коперника, который, являясь нашим учителем, тем не менее безмерно многими осмеян и освистан. Я отважился бы выступить со своими рассуждениями перед обществом, если бы больше было людей Вашего образа мыслей. Коль скоро это все же не так, я воздерживаюсь».
Лекции Галилея пользовались большой популярностью среди студентов, в частности потому, что он часто читал их не на латыни, а на итальянском языке. Трактат о механике и записки по астрономии, составленные Галилео, быстро распространились и получили признание среди большинства прогрессивно настроенных ученых Европы. Имя Галилея быстро стало знаменитым.
Вскоре после прибытия в Падую молодой профессор снял скромную квартиру и пригласил свою сестру Вирджинию, с тем чтобы она вела домашнее хозяйство. Кроме жалованья, платы за частные лекции, Галилей получал доход и от маленькой мастерской, которую открыл в Падуе. Несмотря на то что доходы выросли, денег все равно катастрофически не хватало. Серьезным финансовым ударом, например, стала свадьба Вирджинии, которая вышла замуж за сына тосканского посла Беннедето Ландучи. Галилея буквально разорили расходы на подарки и свадебные церемонии. Обещанное приданое Беннедето ожидал так долго, что даже стал грозить Галилео судом, что в то время было вполне обычным делом.
Не успел Галилей рассчитаться с долгами, отдать деньги, которые он вынужден был взять взаймы после свадьбы Вирджинии, как пришлось думать о приданом для младшей сестры Ливии. Между тем младший брат Галилео Микеланджело довольно безответственно относился к тяжелому материальному положению своей семьи. Галилео подыскал для него хорошо оплачиваемое место музыканта у богатого польского аристократа. Однако Микеланджело не спешил помочь деньгами своим родственникам. Сохранилось одно из писем, написанных Галилео брату: «Хотя ты не ответил ни на одно из четырех писем, посланных мною за последние десять месяцев, я все же пишу и повторяю то, о чем писал раньше. И я бы предпочел считать, что все мои письма не дошли до тебя или что произошло еще что-нибудь невероятное, чем думать, что ты не собираешься следовать своему долгу, обязывающему тебя не только отвечать на мои письма, но и выслать деньги, которые мы должны разным лицам и особенно нашему шурину синьору Таддео Галлети, за которого, как я уже много раз писал, я выдал нашу сестру Ливию с приданым в 1800 дукатов. Я уже уплатил 800, из которых 600 я вынужден был одолжить, рассчитывая на то, что ты вышлешь если не всю сумму, то по крайней мере значительную ее часть, и ожидая также, что ты будешь участвовать в погашении ежегодно, пока все не будет выплачено в соответствии с условиями контракта. Если бы я представлял, что дело обернется таким образом, я бы не отдал дитя замуж или дал бы ей такое приданое, какое смог бы оплатить сам без помощи, поскольку я обречен заботиться о каждом приданом один. Я прошу, чтобы ты безотлагательно составил обязательство, заверенное нотариусом, в котором было бы подтверждено твое совместное со мной участие в оплате упомянутого приданого синьору Таддео».
Даже через восемь лет после замужества младшей сестры Галилей еще не до конца рассчитался с долгами, связанными с приданым. Для того чтобы хоть как-то заработать, он даже читал лекции по астрологии и составлял гороскопы. При этом ученый вряд ли сам верил в серьезность астрологии, так как не публиковал никаких трудов по этой науке. Как здесь не вспомнить слова Кеплера, коллеги и современника Галилея, которому, тоже для решения материальных проблем, приходилось заниматься астрологией: «Астрология – дочь астрономии, хоть и незаконная, и разве не естественно, чтобы дочь кормила свою мать, которая иначе могла бы умереть с голоду?»
Со временем Галилей обзавелся большим собственным домом с садом. Однако этот дом свидетельствовал не о преодолении материальных трудностей, а скорее, наоборот, был попыткой разрешить их. Он сдавал комнаты с пансионом обеспеченным студентам. После замужества Вирджинии заботу о ведении домашнего хозяйства взяла на себя мать Галилея. Она и занималась обеспечением пансиона студентов. Впрочем, среди профессуры того времени это было распространенным способом заработка.
При этом и сам Галилео не был расчетливым и скупым экономом. Он любил совершать развлекательные поездки в Венецию. Во время одной из таких поездок, в 1599 году, Галилео познакомился с Мариной Гамба. Марина не имела знатного происхождения и к тому же была сиротой. Официально она не стала женой ученого. Галилей перевез девушку в Падую, где снял для нее небольшую квартиру. Когда же в 1600 году Марина родила дочь Вирджинию, Галилей переселил ее к себе. В гражданском браке, так можно назвать этот союз пользуясь современной терминологией, Галилео и Марина прожили около 10 лет. В 1601 году у них родилась вторая дочь, Ливия, а в 1606 году – сын Винченцо.
Такие подходы и к физике, и к математике, помноженные на непререкаемый авторитет Аристотеля, сыграли, пожалуй, даже негативную роль в развитии науки, особенно во времена Средневековья. Здесь мы опять сплошь и рядом сталкиваемся с Аристотелевой «мухой». Теории ученого противоречили действительным наблюдениям, но спорить с авторитетом было не принято. Поэтому, несмотря на свою очевидную абсурдность, некоторые ошибочные утверждения Аристотеля не были опровергнуты на протяжении более чем тысячи лет.
Подобные приведенным выше посылки, а также некоторые другие умозаключения привели к серьезным огрехам и в астрономических представлениях Аристотеля.
Астрономия. Представления о структуре вселенной
В основе астрономических взглядов ученого лежали, по-видимому, представления Евдокса Книдского. Но Аристотель пытался обосновать свою модель космоса исходя из собственных философских и научных воззрений.Все движения (перемещения) он разделил на два типа:
Движения небесных тел в надлунном мире;
Движения тел в подлунном мире.
Движения первого типа, а именно они будут интересовать нас сейчас, совершенны. Они осуществляются по окружности, представляя собой равномерные круговые движения или комбинацию круговых движений. Такое движение не имеет ни начала, ни конца. В этом и состоит его совершенство.
В центре мира находится неподвижная шарообразная Земля. Дальше, согласно «естественным местам» (см. выше) элементов располагается вода, выше нее воздух и огонь. Огонь занимает пространство до орбиты Луны. Выше Луны находится мир, заполненный эфиром. Вот в нем и происходят исключительно совершенные движения.
Небесные тела, включая Луну, прикреплены к вращающимся сферам, состоящим из эфира. Луна, Солнце и планеты (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер, Сатурн) прикреплены к отдельным сферам. Выше всего находится сфера неподвижных звезд. Аристотель считал, что космос ограничен в пространстве, но бесконечен во времени.
Как видим, сходное мировоззрение восходит еще к Пифагору. Но Аристотель старался не просто принять такую модель на веру, но и доказать отдельные ее положения. Например, с позиций своей «безынерционной» механики он легко «доказывал» невозможность вращения Земли: если подбросить камень вертикально вверх, то он падает на то же место, откуда его подбросили. А если бы Земля вращалась, он упал бы в другом месте. Значит, Земля не совершает вращения вокруг своей оси.
Невозможность движения Земли вокруг Солнца Аристотель обосновывал отсутствием параллакса звезд – видимого смещения положения тела при перемещении наблюдателя. Не имея представления о реальных расстояниях до звезд, Аристотель не мог предположить, что такое смещение есть, но оно исключительно мало и не может быть зафиксировано невооруженным глазом, и делал вывод о том, что Земля не может перемещаться.
Как видим, применяя также ложные доказательства, ученый не смог должным образом рассмотреть несколько прогрессивных астрономических теорий, существовавших на тот момент. Например, он отказался от уже существовавшей в его времена гипотезы гелиоцентризма. Тем не менее, представления Евдокса и Аристотеля стали основой для птолемеевой модели мира, считавшейся справедливой вплоть до XVI века и даже позже находившей немало сторонников.
Заключение
Конечно, в такой небольшой по объему статье мы не смогли и даже не пытались охватить все сферы деятельности великого энциклопедиста Аристотеля. Но без преувеличения можно сказать, что он оставил свой след практически во всех областях человеческих знаний, а его влияние на развитие науки в целом огромно. Античный мудрец не виноват в том, что некоторые из его «восьминогих мух» жили так долго. Ведь сам же Аристотель был ярым сторонником эмпирического способа познания мира. Смог же он отказаться от слепого почитания идей (во всех смыслах этого слова) Платона! Поэтому нет никаких оснований считать, что Аристотель сыграл негативную роль в развитии средневековой науки в целом. Дело вовсе не в нем, а в слепом поклонении его авторитету. Тем не менее, рассматривая деятельность наших следующих героев, мы довольно часто будем сталкиваться с тем, как нелегко им было бороться с заблуждениями, восходящими к величайшему философу античности.
Галилео Галилей
«Мы сообщаем о новых открытиях не для того, чтобы посеять смуту в умах, а чтобы просветить их; не для того, чтобы разрушить науку, а чтобы поистине обосновать ее. Наши же противники, прикрываясь, как щитом, лицемерным религиозным рвением и унижая Священное Писание до роли служанки своих домыслов, называют все то, что они не могут опровергнуть, ложью и ересью».
Галилео Галилей
«Я думаю, что нет в мире большей ненависти, чем у невежества к знанию».
Галилео Галилей
Введение
Аристотель, герой нашей предыдущей главы, засеял поле науки многочисленными семенами. Среди них, конечно же, попадались и зерна заблуждений. Со временем эти зерна, щедро удобренные человеческой глупостью, невежеством, слепым подчинением авторитетам, проросли в сорные кусты «развесистой клюквы»[35], в тени которых чахли ростки истины. Нива научной картины мира нуждалась в тщательной и трудоемкой прополке. Это был тяжелый, неблагодарный, а подчас и опасный труд. И сложность задачи заключалась не только в количестве и популярности тех или иных заблуждений. Нуждался в изменениях сам подход к научной деятельности.С XI века в этом подходе доминировала схоластика[36], основной метод которой состоял в формально-логическом анализе уже существующих истин. Одним из идеологов схоластики считается Фома Аквинский, теолог XIII века. Он был сторонником христианского аристотелизма. Во многом благодаря его деятельности авторитет Аристотеля в христианском мире практически сравнялся с авторитетом Библии.
Однако Средние века сменились Возрождением. На смену Фоме Аквинскому пришли новые философы и ученые. Постепенно под влиянием Николы Кузанского, Парацельса, Леонардо да Винчи схоластический подход начал сначала дополняться, а затем и сменился эмпирическим. Но в середине XVI века Игнатий Лойола создал орден иезуитов и породил Контрреформацию. В католический мир как бы временно вернулось Средневековье. Вновь запылали костры инквизиции. Одной из отличительных черт Контрреформации стало возвращение к схоластике. Науке Испании, Италии и других католических стран грозил упадок или, вернее, отставание от протестантской науки. Новыми борцами со схоластикой стали Джордано Бруно, Коперник, Кеплер, Галилео Галилей. Выбирая из этих и многих других ученых, мы остановились именно на Галилее. Этот выбор был продиктован несколькими факторами. Во-первых, круг научных интересов Галилея очень широк. Во-вторых, ему принадлежит немало важных научных открытий и теорий. В-третьих, он не просто занимался наукой, а был одним из основателей и крупнейших идеологов нового подхода к ней.
Происхождение. Детство
До наших дней дошло не так много информации о детских и юношеских годах Галилея. Тем не менее, современные исследователи смогли составить какую-то целостную картину о его происхождении, семье и начальном образовании.Галилео Галилей родился во вторник, 15 февраля 1564 года в городе Пиза. Его отец, Винченцо ди Микеланджело Галилей, происходил из знатного флорентийского рода, с XIV века игравшего значительную роль в общественной жизни Флоренции. Предки Галилео по отцовской линии в свое время носили фамилию Бонажути. Фамилия Галилей появилось примерно за 150 лет до рождения ученого. Ее взял себе один из предков, Галилео Бонажути. Он был врачом, преподавал медицину во Флорентийской академии. Но, имея знатное происхождение, Галилео Бонажути занимался и государственными делами. Вершиной его карьеры стало звание гонфалоньера юстиции[37] Флорентийской республики. В 1445 году, по случаю вступления в эту высокую должность, Галилео Бонажути сменил фамилию и стал называться Galileo dei Galilei.
Винченцо Галилей был достаточно известным музыковедом, автором книги «Диалог о старой и новой музыке». Винченцо прекрасно владел многими музыкальными инструментами и считался непревзойденным мастером в игре на лютне.
Мать Галилея происходила из аристократического пизанского семейства. Ее звали Джулия Амманнатии ди Пеша. Галилео был первым ребенком в семье. Но брак его родителей был многодетным, и у него было шестеро братьев и сестер. Между тем семейство Винченцо Галилея испытывало финансовые трудности. Когда и при каких обстоятельствах род обеднел – не ясно. Но к моменту появления нашего героя на свет, это, по всей видимости, уже произошло. Чтобы прокормить семью, Винченцо Галилей был вынужден заниматься не совсем достойной дворянского звания деятельностью: он торговал сукном и даже давал платные уроки музыки.
Родители Галилео были людьми в высшей степени образованными. Начальное образование дети получали дома. Здесь Галилео научился читать, писать, освоил основы музыки. Как и отец, лучше всего он играл на лютне. Брат Галилео, Винченцо, также обучавшийся музыке под руководством отца, впоследствии стал придворным лютнистом в Мюнхене. О детстве Галилео нет почти никаких сведений. Однако есть информация о том, что он любил конструировать механические игрушки, модели кораблей, мельниц, разных механизмов.
В 1575 году семья переехала во Флоренцию. Вскоре настало время позаботиться о систематическом образовании Галилео. Нанять частных учителей, как в те времена было принято в дворянских семьях, Винченцо не мог. Поэтому Галилео был отправлен в школу при монастыре Валламброза. В школе преподавали «семь свободных искусств»: грамматику, диалектику, риторику, геометрию, арифметику, астрономию и музыку. Удивительно, но школьное обучение пришлось Галилею по вкусу. Он с большим увлечением занимался всеми предметами. Особенно хорошо ему давались музыка, рисование, практическая механика. Любовь к учебе и монастырская обстановка привели юношу к мысли сделаться монахом. Только отец смог уговорить его отказаться от этого намерения. Есть информация о том, что Галилео согласился изменить свое решение после того, как отец пообещал не привлекать его к торговой деятельности.
В Пизанском университете
Видя, что Галилео тяготеет к наукам, отец решил сделать из него врача, считая, что эта профессия обеспечит его сыну безбедное будущее. В 1581 году юноша отправился в университет, находящийся в Пизе. 5 сентября он стал студентом. Галилео с большим рвением приступил к университетским занятиям. Интересно, что среди соучеников он очень скоро получил кличку «задира», так как любил участвовать в студенческих дискуссиях и проявлял в спорах большую горячность. Вскоре, однако, выяснилось, что не медицина является призванием юноши. Он по-прежнему занимался довольно прилежно, но особых склонностей к врачебному искусству не проявлял. Зато он очень заинтересовался математикой и механикой. Евклид и Архимед занимали его ум больше, чем Гален и Авиценна. Информация о первом физическом наблюдении Галилея относится к 1583 году. Вивиани, ученик и первый биограф ученого, сообщал, что Галилей, находясь в Пизанском соборе, обратил внимание на качающуюся люстру. Он заметил, что период колебания люстры не зависит от величины ее отклонения. Сложно сказать, насколько достоверна информация Вивиани о том, что это открытие Галилей сделал именно в соборе. Известно, что 19-летний студент проводил опыты с маятником и открыл закон изохронности его колебаний. На основании этого закона Галилей первым предложил использовать колебание маятника для измерения времени.Занимаясь полюбившимися ему точными науками, юноша вскоре нашел себе прекрасного помощника. Им стал Остилио Риччи да Фермо, друг Галилея-старшего. Риччи был специалистом по математике, физике и гидравлике. Позже он стал профессором математики во Флоренции. Молодой человек обращался к нему за разъяснениями по математическим вопросам. Но вскоре отец запретил Галилео заниматься с Риччи. Вивиани по этому поводу пишет: «Так начал названный Риччи давать юному Галилею обычные разъяснения определений, аксиом и постулатов первой Книги Элементов, и Галилей нашел эти принципы столь ясными и несомненными, что уверовал в неизбежную прочность и стройность всего здания геометрии, коль скоро оно на этих принципах покоится. Причем скорбел он, что по сему столь ясному пути к познанию истины ранее не пошел, и испытывал день ото дня все большую склонность к сему занятию и, напротив, все меньшую к медицине. Отец его, заметив сие, не преминул его за это зачастую и наказывать, но все напрасно, пока, наконец, совсем не запретил он Риччи продолжать математические штудии со своим сыном. Но все это не смогло направить мысли юного Галилея в иное русло. Когда Риччи не завершил разъяснение ему первой Книги Элементов, Галилей попытался сам продвигаться дальше… И что же вышло? Галилей успешно справился с этим сам, проработав Евклида от начала и до конца. Но он принял все меры, чтобы отец ничего об этом не смог узнать, для чего вместе с Евклидом лежали всегда рядом Гиппократ и Гален, так что при нежданном приходе отца он всегда мог спрятать Евклида, а показать старых медиков».
Но в конце концов Винченцо, возможно под влиянием Риччи, оставил надежды на медицинскую карьеру сына. Теперь Галилео мог беспрепятственно заниматься физикой и математикой. Кроме того, он, по всей видимости, перешел на философский факультет университета, где этим предметам уделяли больше внимания.
Однако после четырехлетнего пребывания в Пизе, Галилео оставил университет и вернулся во Флоренцию. Причины этого поступка до конца неизвестны. Последний семестр молодой человек закончил вполне прилично. Есть версия, что отец или администрация университета все-таки не позволили Галилею сменить профиль обучения. Но наиболее вероятно то, что продолжить обучение он не смог по финансовым причинам. В последний год учебы Галилей не получал стипендию: ее присуждали за особые заслуги, а наш герой предпочитал деятельности в области медицины и естественных наук самостоятельные занятия физикой и математикой. Отец же, возможно, просто не мог больше оказывать Галилео материальную поддержку.
Начало научной деятельности
Так или иначе, в 1585 году Галилей вернулся во Флоренцию, где продолжил заниматься физикой и математикой как самостоятельно, так и вместе с Риччи. Уже в 1586 году он написал две первые научные работы. Одна из них была посвящена гидростатическим весам. В работе описывался способ определения плотности твердых тел с помощью гидростатического взвешивания. Вторая была посвящена определению центра тяжести твердых тел. Галилей сделал несколько списков со своих работ и попытался их распространить.Не имея ни состояния, ни богатого и влиятельного покровителя, в те времена трудно было заниматься наукой. Вскоре Галилею повезло. Его работы, скорее всего не случайно, попали в руки маркиза Гвидо Убальдо дель Монте. Маркиз не был праздным дворянином, от скуки интересующимся наукой. Он серьезно занимался физикой и математикой, был автором учебника по механике. Во время знакомства с Галилеем маркиз дель Монте занимал довольно высокую должность инспектора тосканских[38] укреплений.
Маркиз был в восторге от талантов молодого ученого и принял живейшее участие в его судьбе. Он стал искать вакантное место профессора математики и, кроме того, представил своего подопечного великому герцогу, который обещал Галилею кафедру в Пизанском университете, как только вакансия освободится.
Между тем и сам Галилей стремился стать профессором, понимая, что только таким образом сможет зарабатывать себе на жизнь, не оставляя научных занятий. В 1587 году он посетил Рим, где познакомился со священником-иезуитом Христофором Клавиусом, который был, пожалуй, самым знаменитым итальянским астрономом и математиком. Целью поездки было получение рекомендаций, используя которые Галилей надеялся стать профессором какого-нибудь из университетов Италии. Уже в 1588 году 24-летний Галилей попытался занять вакантное место профессора математики в Болонье. Но администрация, что не удивительно, предпочла более опытного преподавателя.
Однако через год Галилей все же получил профессорскую должность в Пизанском университете, учебу в котором еще совсем недавно оставил. Правда, Галилей получал очень скромное жалованье, но при этом у него было немало свободного времени и он мог зарабатывать чтением платных лекций и репетиторством. Винченцо вздохнул свободнее. Конечно, его старший сын еще не мог материально помогать семье, но уже обеспечивал себя.
В Пизанском университете Галилей работал на протяжении двух лет. Уже к 1590 году ученый произвел свои знаменитые опыты, бросая шары различной массы с Пизанской башни. Впрочем, есть мнение, что описанный эксперимент в действительности не имел места, а его описание – не более чем легенда. Но то, что Галилей исследовал закономерности свободного падения, не вызывает сомнений. Результатом этих исследований стала работа «О движении», в которой автор покусился на святыню современного ему научного мира – учение Аристотеля. Аристотель утверждал, что скорость падения тел зависит от их веса. Проведенные в присутствии большого количества свидетелей эксперименты Галилео доказывали ошибочность этой точки зрения. Эти выводы, несмотря на всю свою очевидность, настроили против Галилея большое количество его коллег, слепо поклоняющихся авторитету Аристотеля.
В 1591 году Винченцо Галилей умер и на Галилео легла ответственность за судьбу матери, младших сестер и брата (остальные дети умерли в разном возрасте). Того небольшого жалованья, которое могло удовлетворить только самые скромные потребности молодого ученого, было явно не достаточно для содержания целого семейства. Положение было отчаянным. Но маркиз дель Монте продолжал следить за судьбой своего протеже. Он бросился искать для Галилея более хлебное и престижное место. Вскоре такая вакансия была найдена. По протекции маркиза сенат Падуи предложил Галилею занять кафедру математики, которая долгое время пустовала. Осенью 1592 года наш герой оставил Пизу и отправился в Падую.
Падуанский период
Падуанский университет выгодно отличался от полупровинциального пизанского. Основанный в 1222 году, к описываемому времени он стал одним из самых крупных учебных и научных центров Европы. Кроме того, среди слушателей Падуанского университета было гораздо больше богатых молодых людей, чем в Пизе. Это давало больше возможностей заработать частными лекциями и уроками, а поскольку жалованье на новом месте было не намного выше, чем в Пизе, Галилей был очень заинтересован в дополнительных доходах.Первое время молодой ученый жил у своего друга Пинелли. У того часто собирались гости, и Галилей нередко участвовал в застольных беседах и был удивлен свободой высказываемых взглядов. В доме имелась обширная библиотека, которую Галилей использовал, готовясь к вступительной лекции. Текст этой лекции не сохранился, но известно, что она произвела прекрасное впечатление. Вообще Галилей был прекрасным оратором и дидактиком.
На новом месте в обязанности Галилео входило преподавание геометрии, механики и астрономии. Последнюю дисциплину он должен был излагать в рамках птолемеевой системы мира и даже написал небольшое пособие по астрономии, основанное на идее геоцентризма. Но эта работа не соответствовала истинным мировоззрениям ученого на тот момент. Об этом свидетельствует, например, такой отрывок из его письма Кеплеру от 4 августа 1597 года:
«К мнению Коперника я пришел много лет назад и, исходя из него, нашел объяснения многим природным явлениям, несомненно необъяснимым на основе обычных представлений. На сей счет я многое еще не решился опубликовать, страшась судьбы самого Коперника, который, являясь нашим учителем, тем не менее безмерно многими осмеян и освистан. Я отважился бы выступить со своими рассуждениями перед обществом, если бы больше было людей Вашего образа мыслей. Коль скоро это все же не так, я воздерживаюсь».
Лекции Галилея пользовались большой популярностью среди студентов, в частности потому, что он часто читал их не на латыни, а на итальянском языке. Трактат о механике и записки по астрономии, составленные Галилео, быстро распространились и получили признание среди большинства прогрессивно настроенных ученых Европы. Имя Галилея быстро стало знаменитым.
Вскоре после прибытия в Падую молодой профессор снял скромную квартиру и пригласил свою сестру Вирджинию, с тем чтобы она вела домашнее хозяйство. Кроме жалованья, платы за частные лекции, Галилей получал доход и от маленькой мастерской, которую открыл в Падуе. Несмотря на то что доходы выросли, денег все равно катастрофически не хватало. Серьезным финансовым ударом, например, стала свадьба Вирджинии, которая вышла замуж за сына тосканского посла Беннедето Ландучи. Галилея буквально разорили расходы на подарки и свадебные церемонии. Обещанное приданое Беннедето ожидал так долго, что даже стал грозить Галилео судом, что в то время было вполне обычным делом.
Не успел Галилей рассчитаться с долгами, отдать деньги, которые он вынужден был взять взаймы после свадьбы Вирджинии, как пришлось думать о приданом для младшей сестры Ливии. Между тем младший брат Галилео Микеланджело довольно безответственно относился к тяжелому материальному положению своей семьи. Галилео подыскал для него хорошо оплачиваемое место музыканта у богатого польского аристократа. Однако Микеланджело не спешил помочь деньгами своим родственникам. Сохранилось одно из писем, написанных Галилео брату: «Хотя ты не ответил ни на одно из четырех писем, посланных мною за последние десять месяцев, я все же пишу и повторяю то, о чем писал раньше. И я бы предпочел считать, что все мои письма не дошли до тебя или что произошло еще что-нибудь невероятное, чем думать, что ты не собираешься следовать своему долгу, обязывающему тебя не только отвечать на мои письма, но и выслать деньги, которые мы должны разным лицам и особенно нашему шурину синьору Таддео Галлети, за которого, как я уже много раз писал, я выдал нашу сестру Ливию с приданым в 1800 дукатов. Я уже уплатил 800, из которых 600 я вынужден был одолжить, рассчитывая на то, что ты вышлешь если не всю сумму, то по крайней мере значительную ее часть, и ожидая также, что ты будешь участвовать в погашении ежегодно, пока все не будет выплачено в соответствии с условиями контракта. Если бы я представлял, что дело обернется таким образом, я бы не отдал дитя замуж или дал бы ей такое приданое, какое смог бы оплатить сам без помощи, поскольку я обречен заботиться о каждом приданом один. Я прошу, чтобы ты безотлагательно составил обязательство, заверенное нотариусом, в котором было бы подтверждено твое совместное со мной участие в оплате упомянутого приданого синьору Таддео».
Даже через восемь лет после замужества младшей сестры Галилей еще не до конца рассчитался с долгами, связанными с приданым. Для того чтобы хоть как-то заработать, он даже читал лекции по астрологии и составлял гороскопы. При этом ученый вряд ли сам верил в серьезность астрологии, так как не публиковал никаких трудов по этой науке. Как здесь не вспомнить слова Кеплера, коллеги и современника Галилея, которому, тоже для решения материальных проблем, приходилось заниматься астрологией: «Астрология – дочь астрономии, хоть и незаконная, и разве не естественно, чтобы дочь кормила свою мать, которая иначе могла бы умереть с голоду?»
Со временем Галилей обзавелся большим собственным домом с садом. Однако этот дом свидетельствовал не о преодолении материальных трудностей, а скорее, наоборот, был попыткой разрешить их. Он сдавал комнаты с пансионом обеспеченным студентам. После замужества Вирджинии заботу о ведении домашнего хозяйства взяла на себя мать Галилея. Она и занималась обеспечением пансиона студентов. Впрочем, среди профессуры того времени это было распространенным способом заработка.
При этом и сам Галилео не был расчетливым и скупым экономом. Он любил совершать развлекательные поездки в Венецию. Во время одной из таких поездок, в 1599 году, Галилео познакомился с Мариной Гамба. Марина не имела знатного происхождения и к тому же была сиротой. Официально она не стала женой ученого. Галилей перевез девушку в Падую, где снял для нее небольшую квартиру. Когда же в 1600 году Марина родила дочь Вирджинию, Галилей переселил ее к себе. В гражданском браке, так можно назвать этот союз пользуясь современной терминологией, Галилео и Марина прожили около 10 лет. В 1601 году у них родилась вторая дочь, Ливия, а в 1606 году – сын Винченцо.