Галилей и отрицатели науки - Марио Ливио

Однако в течение всего пребывания в Сиене Галилей больше всего на свете хотел вернуться в свой дом в Арчетри возле Флоренции. В его отсутствие домом управляла дочь Галилея, сестра Мария Челесте, служившая в близлежащем монастыре. Из ее чудесных писем Галилей узнавал, что лимоны, фасоль и салат отлично уродились, а вино в его бочках имеет прекрасный вкус. Эта молодая женщина умела утешить старого отца даже в самые мрачные часы своим редкостным спокойствием и в то же время состраданием. Отказавшись от других форм любви, она изливала на отца нежнейшие чувства и писала ему после суда:

В декабре 1633 г. папа наконец позволил Галилею вернуться в Арчетри, где он должен был находиться под вечным домашним арестом со строгим запрещением превращать свой дом в место собрания интеллектуалов, ученых и математиков. Хотя Галилей был очень счастлив снова оказаться дома, рядом с любимой дочерью, это счастье продлилось недолго. Сестра Мария Челесте умерла в возрасте 33 лет всего через три месяца после возвращения отца. Галилео был раздавлен. “У меня было две дочери, которых я очень любил, особенно старшую, женщину тонкого ума и неповторимого душевного совершенства и нежно меня любившую”, – писал он своему другу Элиа Диодати в Париж.

Ища успокоения в работе, Галилей смог закончить “Беседы” в 1635 г., первоначально намереваясь издать книгу в Венеции. Это оказалось проще сказать, чем сделать. Инквизиторы всех итальянских городов получили от римской инквизиции полный текст обвинения и отречения Галилея. Инквизитор Венеции сообщил другу Галилея (и биографу Паоло Сарпи) Фульгенцио Миканцио, что Рим издал приказ, запрещающий публикацию любой книги Галилея, включая перепечатку прежде изданных книг. Соответственно, Галилей тайно выслал копии “Бесед” друзьям за пределами Италии в надежде найти издателя где-то вне сферы господства католической церкви и иезуитов.

Один из этих друзей, военный инженер Джованни Пьерони, безуспешно попытался издать книгу в Праге. Он выразил свое разочарование в письме к Галилею. “В каком несчастном месте мы живем, – жаловался он, – где царит непреклонная решимость искоренить любые новшества, особенно в науке, словно мы уже знаем все, доступное познанию”[208]. Действительно, характерной особенностью последующей научной революции, в которой Галилей сыграл определяющую роль, стало признание того, что люди не знают всего и что исследование, наблюдение и эксперимент предлагают наилучший способ совершения новых открытий и приобретения новых знаний. Наконец, Луис Эльзевир, одаренный издатель из протестантского университетского города Лейдена, опубликовал книгу в 1638 г. Эльзевиру удалось получить один экземпляр “Бесед” во время визита в Венецию. Второй экземпляр тайно доставил ему французский посол в Риме, преданный почитатель Галилея, получивший разрешение остановиться в доме ученого на обратном пути во Францию.

Книга “Беседы” стала последней главой, вписанной Галилеем в историю науки (на илл. 14.1 представлен титульный лист)[209]. Как и “Диалог”, она использует разговор Сальвиати, Сагредо и Симпличио, но на сей раз не о величественных системах мира, а о различных вопросах механики. Под “двумя науками”, упомянутыми в названии, подразумеваются математическое описание природы материи и прочности материала, а также принципы движения.

В книгу включены важные открытия Галилея в области механики, в частности тот факт, что в отсутствие сопротивления воздуха тяжелые и легкие тела падают с одинаковой скоростью (в отличие от предположения Аристотеля, что тяжелые тела падают быстрее). Для доказательства этого утверждения Галилей использовал красивый “мысленный эксперимент”. Представим, сказал он, что вы соединили тяжелое и легкое тела. Согласно Аристотелю, поскольку легкое тело падает медленнее, оно должно замедлить падение тяжелого и объединенное тело будет падать медленнее, чем тяжелое тело, само по себе. С другой же стороны, указал Галилей, можно рассматривать два соединенных тела как одно, еще тяжелее исходного тяжелого тела; следовательно, по Аристотелю, вместе они должны будут падать быстрее отдельного тяжелого тела – налицо противоречие.

Чтобы подтвердить свои падуанские эксперименты с шарами, катящимися по наклонным плоскостям, вместо настоящего свободного падения, Галилей должен был показать, как движение этих катящихся шаров связано с движением свободно падающего тела. В связи с этим он отметил, что скорость, достигаемая шарами вследствие скатывания с наклонной плоскости, зависит только от вертикального расстояния, пройденного ими, и не зависит от угла наклона плоскости. В этом смысле свободно падающее тело можно представить себе как шар, скатывающийся по вертикальной плоскости.

Одним из наивысших достижений Галилея стало вычисление траектории брошенного тела. Оно опиралось на эксперимент, поставленный в 1608 г. Выглядел он примерно так. Наклонная плоскость была установлена горизонтально на столе. Шар скатывался по наклонной плоскости, затем по горизонтальной столешнице, наконец, срывался с края стола и по определенной траектории падал на землю. Измерив горизонтальные и вертикальные перемещения предмета и поняв, что горизонтальное движение (в воздухе) происходит почти с постоянной скоростью (поскольку только сопротивление воздуха слегка ее замедляет), тогда как вертикальное представляет собой свободное падение, ученый смог определить геометрическую форму траектории. В принципе, вертикальное перемещение, совершаемое падающим телом, пропорционально квадрату горизонтального перемещения. А именно, шар, пролетевший вдвое дальше по горизонтали, падает с вчетверо большей высоты. Траектория точно повторяет кривую, известную с Античности под названием параболы.

В общем, слово “новые” в заглавии книги Галилея относится скорее не к предметам, рассмотренным в ней. В конце концов, люди стали использовать деревянный брус для строительства (следовательно, интересоваться его прочностью) за тысячи лет до Галилея, а луки и катапульты выстреливали свободно летящие тела в воздух в Древней Греции, не говоря уже о библейской истории о Давиде и Голиафе. Новым в работе Галилея стал сам подход к механике. Благодаря оригинальному сочетанию эксперимента (например, с наклонными плоскостями), абстрактного мышления (открытие математических законов) и рационального обобщения (понимание, что одни и те же законы применимы ко всем случаям движения с ускорением), Галилей создал то, что с тех пор стало современным подходом к изучению всех природных явлений.