Дж. Бруно: світоглядні висновки з коперниканизма

Задача порівняння Птолемеєвої і коперниковской теорій актуалізувалася лише роки ХVI століття, коли два знаменитих астрономічних події (спалах наднової в 1572 р. яскраве комета 1577 р.) вкотре поставили під основи Арістотелевої космології. Світоглядні і теоретичні висновки з гелиоцентризма, її і вдосконалення - заслуга учених для наступного покоління. У тому числі: Тихо Бразі, Дж. Бруно, І. Кеплер, Р. Галілей, Дж. Борелли та інших.

Прежде всього, не забарилися світоглядні висновки з коперниканизма. Визнавши рухливість, планетарність, неуникальность Землі, теорія Коперника цим усувала одвічну уявлення унікальність центру обертання у Всесвіті. Центром обертання стало Сонце. Але Сонце був унікальним тілом. Про його тотожності з зірками здогадувалися ще античне час. І тому наступний крок у світоглядних висновках був цілком закономірне. Він було зроблено колишнім ченцем однієї з неаполітанських монастирів Джордано Бруно (1548 – 1600), особистості виключно яскравою, сміливою, здатної на безкомпромісне прагнення істині. Познайомившись в 60-e рік із геліоцентричної теорією Коперника, Бруно спочатку поставився до неї із недовірою. І щоб створити свій власний ставлення до проблеми устрою космосу, він звернувся безпосередньо до вивченню системи Птолемея і до матеріалістичним вченням давньогрецьких мислителів, й у першу чергу атомистов, про нескінченності Всесвіту. З іншого боку, великій ролі у формуванні його поглядів зіграло його обізнаність з ідеями Миколи Кузанского, який заперечував змога будь-якого тіла бути центром Bceленной через неї нескінченності. Вражений цією ідеєю, Бруно зрозумів, які грандіозні перспективи відкривав геліоцентризм, якщо збагатити його ідеєю нескінченності Всесвіту. Об'єднавши геліоцентризм з ідеями М. Кузанского про ізотропність, однорідності і безмежності Всесвіту, Дж. Бруно і отримав побудові концепції множинності планетних систем у нескінченному Вселенной.

Бруно відкидав замкнуту сферу зірок, центральне становище Сонця у Всесвіті і проголошував тотожність Сонця і зірок, множинність “сонячних систем” у нескінченному Всесвіту, множинну населеність Всесвіту. Бруно писав про колосальних розбіжностях відстаней до різних зірок і дійшов висновку, що тому співвідношення їх видимого блиску то, можливо оманливим. Він поділяв небесні тіла на самосветящиеся – зірки, сонця, і темні, які лише відбивають сонячне світло “через надлишок ними водних чи хмарних поверхностей”.Бруно стверджував змінюваність всіх небесних тіл, вважаючи, що є безперервний обмін з-поміж них і космічним речовиною. Він стверджував спільність елементів, складових Землю й інші небесні тіла, і вважав, що у в основі всіх речей лежить незмінна незникаюча первинна матеріальна субстанція.

Именно Бруно накидав не перший і досить чіткий ескіз сучасної картини вічної, ніким не створеною, речовинної єдиної безкінечною що розвивається Всесвіту із нескінченним числом осередків Розуму у ній. У цьому світлі вчення Дж. Бруно теорія Коперника знижує свій ранг: вона є не теорією усього Всесвіту, а теорією лише з безлічі планетних систем Всесвіт і, можливо, не найвидатнішою такий системи. Але М. Коперник, він був сучасником цих сміливих поглядів безкомпромісного італійського ченця, як ми сьогодні може припускати, ні на нього на образі на таку переоцінку геліоцентричної теорії.

Новое, приголомшливо сміливе вчення Бруно, відкрито провозглашавшееся їм у бурхливих і переможних диспутах з представниками церковних кіл, визначило подальшу трагічну долю вченого. До того ж зухвалість його наукових виступів була хорошими приводом, щоб розправитись із них і над його відверту критику непомірного збагачення монастирів і Церкви. 17 лютого 1600 р. великий мислитель спалили площею Квітів в Риме....А через майже століття дома страти Бруно, де колись був запалений вогнище, було споруджено пам'ятник великому мислителю з присвятою, начинающимся словами: “Від століття, що він предвидел...”

К середині ХVII століття геліоцентрична теорія остаточно перемогла геоцентризм. Коперниканизм був визнаний наукової громадськістю і почали розглядати як теорія дійсного будівлі Всесвіту. На порядку денному виявилася проблема фізичного обгрунтування гелиоцентризма. І в середині ХVII століття астрономічна революція закономірно переростає в фізичну революцію.

3. І. Кеплер: відкриття таємниці планетних орбит

В 1580 р. у Данії на острівці Вен (в $ 20 кілометрів від Копенгагена) було побудовано небачена ще астрономічна обсерваторія, названа “Небесним замком” (“Ураниборгом”). Ініціатором і організатором будівництва обсерваторії і нових величезних інструментів для астрономічних спостережень (квадрант радіусом у два метри, точність якого сягала 1 / 6 ", сектанта для виміру кутових відстаней між зірками, великого небесного глобуса та інших.) був Тихо Бразі (1546 – 1601), датський дворянин, присвятив своє життя не військовим подвигам, а служінню “Богині Неба” – Урании.

Первое видатне відкриття Тихо Бразі зробив ще 1572 року, коли з допомогою спостережень над раптової яскравою зіркою в сузір'ї Кассіопеї показав, що це зовсім атмосферне явище (як вважалося відповідно до аристотелевой картиною світу), але це дивовижне зміна відбулося сфері (вважалися нерухомими) зірок. (Згодом з'ясувалося, що ця зірка була наднової). Більше двох десятків років він Т. Бразі в Ураниборге, визначаючи становище небесних об'єктів із дивовижною точністю, якщо пам'ятати, тоді було невідомо ще телескопів і інших оптичних інструментів.

Тихо Бразі був блискучим астрономом-наблюдателем, але з теоретиком. І це заважала їй сприйняти вчення Коперника. Проте Бразі відчував й недоліки Птолемеєвої геоцентрической системи. Тому їм було розроблено систему, яка обіймала проміжне місце між геоцентрической і геліоцентричної: за цією системою Сонце рухається на ексцентричної окружності навколо нерухомій Землі, а цей час планети звертаються навколо Солнца.

К щастю, доля розпорядилася отже життєві шляху Тихо Бразі перетнулися з важкими, повними негараздів і поневірянь життєві шляхами І. Кеплера (1571 – 1630). І. Кеплер - великий німецький учений, який заклав фундамент нової теоретичної астрономії і вчення про гравітації, показавши, що слід шукати у природі, а чи не вигадувати в голові як штучні схеми і підганяти що такі схеми явища природи. На смертному одрі Тихо Бразі заповідав Кеплеру всі свої рукописи, що містили результати багаторічних астрономічних спостережень, про те, щоб Кеплер довів справедливість його, Бразі, гіпотези про будову планетної системи. Це заповіт бо й неможливо було виконано. Але Кеплер зробив незрівнянно більш велике відкриття - він розкрив головну таємницю планетних орбит!

Будучи глибоко релігійним людиною і захоплюючись замолоду астрологією, Кеплер поставив собі життєву мета - поринути у божественні плани твори світу, збагнути таємниці будівлі Всесвіту. Переконаний, що бог як вище творче початок при створенні світу мав керуватися ідеальними, математичними, досконалими числовими відносинами і геометричними формами, Кеплер намагався пояснити існування лише шести планет (За часів Кеплера було відомо лише шість планет Сонячної системи, можна побачити неозброєним оком: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер і Сатурн. Планета Уран було відкрито У. Гершелем в 1781 р., Нептун відкритий астрономом Галле і математиком Леверье в 1846., Плутон виявили лише у 1930 р.) у Сонячної системи існуванням лише п'ять правильних багатогранників. У цьому шляху Кеплер вирішує завдання зв'язати орбіти планет зі вписаними в багатогранники і описаними навколо них сферами. Потім закономірно і його запитання про відносини радіусів орбіт планет між собою, рішення якого, своєю чергою, підводить Кеплера до пошукам точних законів гелиоцентрического планетної світу і перетворює це у головну справу його жизни.

В ході такий колосальної роботи проявилися як його геніальність як астронома і математика, а й сміливість думки, свобода духу, внаслідок чого він зумів подолати тисячолітні традиції, і забобони. Багаторічні пошуки прояви числової гармонії Всесвіту, простих числових взаємин у світі завершилися для Кеплера відкриттям дійсних законів планетних рухів, викладені у його творах “Нова, изыскивающая причини астрономія, чи фізика неба” (1609) і “Гармонія світу” (1619).

В початку XVII в., хоча основні космологічні ідеї античних греків і втратили своє наукове значення, тим щонайменше окремі за століття придбали характер абсолютних положень, відмовитися яких бракувало сміливості духу. Так було в плоть і кров учених ввійшло уявлення у тому, що тільки круговий, рівномірний, “природне” рух єдино припустимо для небесних тіл. Навіть Коперник і Галілей залишилися при владі цього переконання, непорушності цих древніх космологічних принципів. Проти цій стародавній наукової догми і Кеплер. Після п'яти трудомісткою математичного опрацювання величезного матеріалу спостережень Тихо Бразі руху Марса, Кеплер до 1605 р. відкрив й у 1609 р. опублікував перші двоє закону планетних рухів (спочатку для Марса, потім поширив їх у інші планети і супутники).

Один їх стверджував еліптичну форму орбіт і тих руйнував принцип кругових рухів у космосі. Інший показував, що планети як рухаються по эллиптическим орбітам, а й рухаються із них нерівномірно. Швидкість планет змінюється в такий спосіб, що площі, описувані радиусом-вектором в рівні інтервали часу, рівні між собою (закон сталості площ), у зв'язку з ніж впав принцип рівномірності істинних небесних рухів.

Но Кеплер йде ще й порушує питання динаміці руху планет. До Кеплера планетна космологія, яка спиралася на принцип “природності” рухів небесних тіл, була кинематической. Переслідуючи на одне – предвычисление видимих положень світил, т. е. напрямів ними, автори планетних теорій, починаючи з Птолемея, обмежувалися розробкою кинематико-геометрических моделей світу, навіть намагаючись визначити її дійсне пристрій. Навіть в Коперника схема орбітальних рухів планет залишалася старої, кинематической. І тільки Кеплер побачив у геліоцентричної картині рухів планет дію єдиної фізичної сили та поставив запитання про її природі.

Уже в 1596 р. у своїй першому творі “Космографическая таємниця” він звернув увагу, що з видаленням від поверхні Сонця періоди звернення планет збільшуються швидше, ніж радіуси їх орбіт, т. е. зменшується швидкість руху планет. Тут можна було дві пояснення. Перше - рушійна сила зосереджена кожної планеті, і в далеких планет вона чомусь менше, ніж в близьких (так думав Тихо Бразі). Друге - рушійна сила єдина для всієї системи та зосереджена її центрі – Сонце, яке діє сильніше на близькі та слабші від на далекі планети. Кеплер зупинився другою, оскільки ця ідея краще пояснювала перші двоє закону планетних движений.

Через десятиліття після опублікування у перших двох законів Кеплер встановив (1619) універсальну залежність між періодами звернення планет і середніми відстанями їхню відмінність від Сонця (третій закон Кеплера - квадрати часів звернення планет навколо Сонця ставляться як куби середніх відстаней цих планет від поверхні Сонця). Це остаточно переконало у тому, що рухом планет управляє саме Солнце.

Поэтому Кеплер вперше поставив запитання про фізичну природу і точному математичному законі дії сили, рушійною планети. Дія Сонця на планети Кеплер порівнював з дією магніту. Таке порівняння був цілком на кшталт часу, котрій характерно особливе захоплення магнітними явищами.

4. Р. Галілей: розробка понять і принципів “земної динамики”

В формуванні класичної механіки і абсолютному утвердженні нового світогляду велика заслуга Р. Галілея (1564-1642). Рік народження Галілея - це рік смерті Мікеланджело і рік народження У. Шекспіра. Галілей - видатна особистість перехідною епохи від Відродження до Новому времени.

С минулим його зближує невизначена трактування проблеми нескінченності світу; не приймає кеплеровых еліптичних орбіт і прискорень планет; (Галілей вважав їх простим відродженням древньої пифагорейской ідеї про роль числа у Всесвіті, несумісну з новим експериментальним природознавством, протягом якого він боровся. І він не звернув увагу і кеплеровы закони (а, можливо, і ознайомився із нею, хоча Кеплер послав їй власне твір 1609 р.).) він не бачить ще уявлення, що тіла рухаються по кривим в “пласкому” однорідному просторі завдяки їхнім взаємодіям; вона звільнився чуттєвих образів і якісних протиставлень та інших. Але водночас він весь спрямований у майбутнє. Галілей вже відкриє шлях математичного природознавства; він був переконаний, що “закони природи написані мовою математики”; його стихія - подумки кінематичні і динамічні експерименти, логічні конструкції; головний пафос його творчості - можливість математичного розуміння світу; сенс своєї творчості він бачить у фізичному обгрунтуванні гелиоцентризма, вчення Коперника. Галілей закладає основи експериментального природознавства: показує, що природознавство - це вміння робити наукові узагальнення з досвіду, а експеримент - найважливіший метод наукового познания.

Еще як студент (університет р. Піза), Галілей робить відкриття великий наукової і з практичної значимості - відкриває закон ізотропність коливань маятника, який відразу ж знайшов використання у медицині, астрономії, географії, прикладної механіці. Відразу ж по винайденні зорової труби (1608 р.) він удосконалив її й перетворив на телескоп з 30-кратным збільшенням, з допомогою якого здійснив низку видатних астрономічних відкриттів: відкрив супутники Юпітера, Сатурна, фази Венери, сонячні плями, виявив, що Чумацький Шлях є скупчення нескінченного безлічі зірок, і др.

За істинність і визнання своїх відкриттів Галілей довелося вести надзвичайно складну боротьбу з ортодоксією. Адже його життя й діяльність відбувалися атмосфері Контрреформації, посилення католицької реакції. То справді був трагічний для природознавства період історії. Йшлося про суверенітет розуму у пошуках істини. У 1616 р. вчення Коперника було заборонено, яке книга внесений у інквізиційний “Індекс заборонених книжок”. Після виходу друком декрету почалися сутінки італійської науки, у наукових колах воцарило похмуре безмолвие.

Церковь двічі вела процеси проти Галілея. Після першого процесу у 1616 року Галілей змушений був перейти до методів “нелегальної боротьби” за коперниканизм. У той самий короткий час він продовжує дослідження законів руху тіл під впливом наснаги в реалізації земних умовах. Основні результати цих досліджень було викладено їм у книзі “Діалог про суть двох системах світу”, що вийшла у світ у Флоренції в 1632 году.

Книга Галілея викликала захоплення у наукових колах всіх країн і обурення серед церковників. Єзуїти негайно почали компанію проти Галілея, що спричинилася до другого процесу інквізиції в 1633 року. Інквізиція пригрозила Галілей як його осудом як єретика, а й знищенням усіх її рукописів і мудрих книжок. Від неї вимагали визнання помилковості вчення Коперника. Галілей змушений був поступитися. Ціною тягчайшей моральної тортури, неймовірних принижень перед, кого він пристрасно бичував у творах, Галілей купив можливість завершення у справі.

Существует легенда, що 22 червня 1633 р. у церкві Святій Марії по прочитанні тексту формального зречення Галілей вимовив фразу “Eppur si muove!” (Та все ж рухається!). Ця легенда надихала багатьох митців, письменників, поетів. Насправді ця фраза була вимовлена ні з вона, ні пізніше. Але тим щонайменше ця непроизнесенная фраза висловлює справжній зміст життя і Галілея після вироку. Протягом років, наступні за процесом, Галілей продовжував розробку раціональної динаміки.

Историческая заслуга Галілея перед природознавством полягає у следующем:

Галилей розмежовує поняття рівномірного і нерівномірного, прискореного руху;

формулирует поняття прискорення (швидкість зміни швидкості);

показывает, що результатом дії сили на рух тіло не швидкість, а прискорення;

выводит формулу, яка б пов'язала прискорення, шлях збереження та час P.S = 1 / 2 (a t І);

формулирует принцип інерції (“якби тіло не діє сила, то тіло перебуває або у стані спокою, або у стані прямолінійного рівномірного руху”);

вырабатывает поняття инерциальной системи;

формулирует принцип відносності руху (все системи, які рухаються прямолінійно і рівномірно друг щодо друга (тобто. инерциальные системи) рівноправні між собою у відношенні описи механічних процесів);

открывает закон незалежності дії сил (принцип суперпозиции).

На підставі цих законів з'явилася можливість вирішення найпростіших динамічних завдань. Приміром, Х. Гюйгенс дав вирішення завдань про удар пружних куль, про коливаннях фізичного маятника, знайшов вираз відцентровій силы.

Исследованиями Галілея було закладено міцний та надійний фундамент динаміки і методології класичного природознавства. Подальші дослідження лише поглиблювали і зміцнювали цей фундамент. Із цілковитою підставою Галілея називають “батьком сучасного естествознания”.

Поиск по сайту: