Kesalahan besar dari Galileo yang agung
Maju cepat dari zaman kuno ke era pra-Newtonian, di mana Galileo yang agung "memerintah" mekanika. Perkembangan dinamika sebagai ilmu dikaitkan dengan nama ilmuwan besar Italia Renaisans Galileo Galilei(1564-1642). Pencapaian terbesar Galileo sebagai ilmuwan mekanik adalah bahwa ia adalah orang pertama yang meletakkan dasar-dasar dinamika ilmiah, yang memberikan pukulan telak terhadap dinamika Aristoteles. Galileo menyebut dinamika sebagai "ilmu gerak relatif terhadap tempat". Esainya "Percakapan dan Bukti Matematika Mengenai Dua Ilmu Baru" terdiri dari tiga bagian: bagian pertama dikhususkan untuk gerakan seragam, yang kedua - dipercepat secara seragam, yang ketiga - gerakan paksa dari benda yang ditinggalkan.
Tidak ada istilah "kecepatan" dalam mekanika kuno. Kurang lebih gerakan cepat dipertimbangkan, serta gerakan "keseimbangan", tetapi secara kuantitatif karakteristik gerakan ini dalam bentuk kecepatan tidak ada. Galileo adalah orang pertama yang mendekati solusi masalah gerakan seragam dan dipercepat dari benda-benda masif dan mempertimbangkan gerakan benda dengan inersia.
Galileo dikreditkan dengan menemukan hukum inersia. Mereka melakukannya bahkan di buku pelajaran sekolah dan tidak hanya. Galileo menyatakan hukum ini sebagai berikut: "Gerakan suatu benda, yang tidak dipengaruhi oleh gaya (tentu saja, eksternal) atau resultannya sama dengan nol, adalah gerak seragam sepanjang lingkaran." Jadi, menurut Galileo, benda-benda langit bergerak, "dibiarkan sendiri." Faktanya, gerak dengan inersia, seperti yang Anda tahu, hanya bisa seragam dan bujursangkar. Adapun benda-benda langit, mereka "terbentur" dari gerakan ini oleh kekuatan eksternal - kekuatan gravitasi universal.
Mempertimbangkan pandangan Galileo tentang inersia, kami yakin akan ketidakabsahannya: kesalahan dalam penalaran muncul karena fakta bahwa Galileo tidak tahu tentang hukum gravitasi universal, yang ditemukan kemudian oleh Newton.
Membuktikan prinsip relativitas, Galileo berpendapat bahwa jika kapal bergerak secara seragam dan tanpa menggelinding (Gbr. 23), maka tidak ada eksperimen mekanik yang dapat mendeteksi gerakan ini. Dia menyarankan secara mental menempatkan kapal di palka kapal dengan air mengalir dari mereka, dengan ikan mengambang di dalamnya, lalat terbang dan kupu-kupu, dan berpendapat bahwa apakah kapal itu berdiri atau bergerak secara merata, tindakan mereka tidak berubah. Pada saat yang sama, orang tidak boleh lupa bahwa pergerakan kapal tidak bujursangkar, tetapi melingkar (benar, di sepanjang lingkaran dengan radius besar, yang merupakan satu atau beberapa bagian Bumi).
Beras. 23. Kapal Galileo (bisa dilihat mengapung melingkar)
Sekarang kita tahu bahwa dalam sistem yang bergerak sepanjang kurva, yang merupakan lingkaran, tidak mungkin untuk mengamati hukum inersia: sistem ini tidak inersia. Memang, dalam prinsip Galileo, besarnya kecepatan gerak relatif tidak berperan, seperti halnya kecepatan gerak satu sistem inersia relatif terhadap yang lain.
Tetapi jika kapal diberi kecepatan ruang pertama (8 km / s), maka semua benda yang dipegangnya, seperti kapal itu sendiri, akan menjadi tidak berbobot. Eksperimen mekanis, yang dilakukan dengan akurasi yang cukup, akan menunjukkan bahwa untuk kecepatan gerak yang nyata, perpindahan benda di palka kapal yang bergerak dan kapal yang diam akan berbeda satu sama lain. Selain itu, pergerakan benda akan berubah jika kapal melaju dengan kecepatan yang sama, tetapi arahnya berbeda - misalnya, di sepanjang meridian dan di sepanjang khatulistiwa. Tidak hanya tubuh yang bergerak di palka akan tersesat dari lintasan yang dimaksudkan, tetapi kapal itu sendiri di Belahan Bumi Utara akan dibawa ke kanan di sepanjang jalur, dan di Belahan Bumi Selatan - ke kiri. Sangat menarik bahwa penyimpangan ini, yang disebabkan oleh rotasi Bumi sebagai sistem non-inersia, bahkan tidak bergantung pada arah gerakan.
Dalam karyanya yang lain - "Dialog tentang dua sistem utama dunia ..." - Galileo menegaskan bahwa dunia adalah tubuh pada tingkat tertinggi, dan dalam kaitannya dengan bagian-bagiannya, tatanan tertinggi dan paling sempurna harus berlaku. Dari sini, Galileo menyimpulkan bahwa benda-benda langit menurut sifatnya tidak dapat bergerak dalam garis lurus, karena jika mereka bergerak dalam garis lurus, mereka akan bergerak secara tidak dapat ditarik kembali dari titik awalnya dan tempat asalnya tidak akan alami, dan bagian dari Alam Semesta tidak akan berada dalam "tatanan yang sempurna". Oleh karena itu, benda langit tidak boleh berpindah tempat, yaitu bergerak dalam garis lurus. Jika hukum gravitasi universal menghilang tiba-tiba, itu akan terjadi! Dialah yang membuat benda-benda langit tetap bergerak, mencegah hamburan kacau mereka (Gbr. 24). Selain itu, gerak garis lurus tidak terbatas, karena garis lurus tidak terbatas, dan karenanya tidak terbatas. Galileo percaya bahwa, pada esensi alam, tidak mungkin sesuatu bergerak dalam garis lurus menuju tujuan yang tidak dapat dicapai.
Beras. 24. Gerak alami atau inersia menurut Galileo pada contoh rotasi Bulan mengelilingi Bumi
Tetapi begitu keteraturan telah tercapai dan benda-benda angkasa berada dalam posisi terbaik, tidak mungkin bagi mereka untuk mempertahankan kecenderungan alami ke arah gerakan bujursangkar, sebagai akibatnya mereka akan menyimpang dari tempat yang semestinya. Seperti yang dikatakan Galileo, gerak bujursangkar hanya dapat "menghantarkan material untuk struktur", tetapi ketika yang terakhir siap, ia tetap tidak bergerak, atau jika ia memiliki gerak, ia hanya melingkar. Selain itu, Galileo berpendapat bahwa jika tubuh dilemparkan untuk meluncur seperti di atas es di sepanjang bidang horizontal, kemudian, jatuh darinya, tubuh pasti akan melintasi lintasannya dengan pusat Bumi (Gbr. 25, a). Tetapi karena gerakan dengan inersia terus-menerus menghilangkan tubuh yang terlempar dari lintasan ini, ia tidak dapat melintasi jalurnya dengan pusat Bumi dengan cara apa pun. Ini adalah kesalahan yang sangat umum, penulis memiliki kesempatan bahkan di buku teks sekolah modern tentang fisika (pada tahun tujuh puluhan) untuk menemukan pernyataan serupa dan melihat gambar yang sesuai: misalnya, bagaimana inti keluar dari meriam, melanjutkan penerbangannya, melintasi pusat bumi.
Beras. 25. Jatuhnya benda-benda yang bergerak secara tangensial ke permukaan bumi: a - menurut Galileo; b - menurut Newton
Selain itu, pergerakan di sepanjang bidang licin horizontal sedemikian rupa sehingga tubuh, yang bergerak menjauh dari titik persimpangan jari-jari terpendek Bumi dengan bidang ini, mulai menjauh dari pusat Bumi. Ini berarti bahwa baik mendekati dan menjauh dari pusat Bumi, tubuh tidak dapat bergerak secara seragam, karena gaya akan bekerja padanya sepanjang waktu (kecuali untuk satu titik di pusat Bumi).
Seperti yang dapat kita lihat, Galileo, dalam pandangannya tentang inersia, dan, akibatnya, tentang mekanika secara umum, sangat keliru. Rumusan kenabian hukum inersia, sangat dekat dengan Newton dan diadopsi dengan sedikit perubahan dalam mekanika modern, diberikan oleh filsuf dan matematikawan Prancis R. Descartes (1596-1650), seorang kontemporer Galileo. Profetik karena Descartes juga tidak tahu tentang gaya gravitasi dan merumuskan hukum ini secara iseng.
Dalam bukunya "Principles of Philosophy", yang diterbitkan pada 1644, ia merumuskan hukum inersia dengan cara ini. Hukum pertama: "Segala sesuatu berlanjut, jika mungkin, berada dalam keadaan yang sama dan mengubahnya hanya dari pertemuan dengan yang lain." Hukum kedua: "Setiap partikel material secara individual berusaha untuk melanjutkan gerakannya lebih lanjut tidak sepanjang kurva, tetapi secara eksklusif dalam garis lurus." Oleh karena itu, alih-alih menyebut hukum kelembaman pertama Newton, hukum Galileo-Newton, yang kadang-kadang dilakukan dalam buku teks, atau mengatakan bahwa hukum kelembaman ditemukan lebih awal dari Newton, perlu dicatat bahwa Descartes merumuskannya dengan tepat sebelum Newton, tapi tidak Galileo.
Oleh karena itu, gerakan dengan inersia tentu saja bujursangkar, seragam; gerakan ini dapat disamakan dengan istirahat dengan mengubah kerangka acuan inersia menjadi kerangka acuan yang juga akan bergerak secara seragam dan lurus dengan kecepatan tubuh kita yang bergerak.
Siapa yang berdiri di atas bahu para raksasa?
Jadi, Galileo tidak memberikan banyak kejelasan pada pertanyaan sakramental, yang tetap tidak terpecahkan sejak zaman kuno: bagaimana tubuh berperilaku ketika gaya bekerja pada mereka, dan bagaimana mereka berperilaku ketika kekuatan tidak bekerja pada mereka?
Mencoba menjawab setidaknya pertanyaan terakhir yang diajukan, Galileo, seperti yang Anda tahu, sampai pada kesimpulan bahwa tubuh, dibiarkan sendiri, yaitu, di mana tidak ada kekuatan yang bertindak ... berputar! Ya, inilah yang dipikirkan Aristoteles dua milenium yang lalu! Dan dia sama salahnya. Oleh karena itu, tampak luar biasa ketika anak sekolah disuguhkan dengan sesuatu yang tidak ada. Misalnya, ini: "Italia ilmuwan Galileo Galileo adalah orang pertama yang menunjukkan bahwa ... tanpa adanya pengaruh eksternal, tubuh tidak hanya dapat beristirahat, tetapi juga bergerak lurus dan merata. Galileo tidak menunjukkan ini, terutama yang pertama yang sudah kita ketahui. Untuk beberapa alasan, Galileo dikreditkan dengan banyak hal yang tidak dia lakukan sama sekali: dia tidak melempar bola dari Menara Miring Pisa, tidak menemukan teleskop, tidak diadili oleh Inkuisisi dan tidak menginjak kakinya , mengatakan: "Namun ternyata!" Kita akan membicarakan ini nanti, tetapi untuk sekarang mari kita kembali ke fakta bahwa sebelum Newton tidak ada kejelasan di benak para ilmuwan tentang gerakan benda, dan karena itu, tentang mekanika secara umum.
Hanya orang Inggris yang hebat Isaac Newton (1643-1727) yang berhasil membawa dunia mekanik ke dalam tatanan yang tepat. Daftar singkat jasa Newton diukir di batu di kuburannya:
Istirahat disini
Tuan Ishak Newton,
Yang hampir merupakan kekuatan ilahi dari pikirannya
Dijelaskan untuk pertama kalinya
Menggunakan metode matematika Anda
Pergerakan dan bentuk planet,
Jalur komet, pasang surut lautan.
Dia adalah orang pertama yang menjelajahi berbagai sinar cahaya
Dan kekhasan warna yang dihasilkan,
Yang sampai saat itu bahkan tidak ada yang curiga.
Penerjemah yang rajin, cerdas, dan setia
Alam, barang antik dan kitab suci,
Dia memuliakan Sang Pencipta Yang Mahakuasa dalam ajarannya.
Dia membuktikan kesederhanaan yang dituntut oleh Injil dengan Hidupnya.
Biarkan manusia bersukacita di tengah-tengah mereka
Ada hiasan ras manusia seperti itu.
Semua generasi ilmuwan kagum dan terus takjub dengan gambaran dunia yang agung dan integral, yang diciptakan oleh Newton.
Menurut Newton, seluruh dunia terdiri dari "partikel padat, berat, tidak dapat ditembus, bergerak". "Partikel-partikel utama ini benar-benar padat: mereka jauh lebih keras daripada benda-benda yang menyusunnya, sangat keras sehingga tidak pernah aus atau pecah." Semua kekayaan, semua keragaman kualitatif dunia adalah hasil dari perbedaan pergerakan partikel. Hal utama dalam gambarannya tentang dunia adalah gerakan. Esensi bagian dalam partikel tetap berada di latar belakang: yang utama adalah bagaimana partikel-partikel ini bergerak.
Jenius besar lahir di salah satu kota provinsi Inggris - Woolstrop dalam keluarga seorang petani. Anak itu sangat kecil sehingga, kata mereka, dia dibaptis dalam cangkir bir. Di kelas dasar sekolah, dia belajar dengan biasa-biasa saja (bergembiralah, siswa kelas C, belum ada yang hilang untukmu!). Kemudian dia mengalami kejutan moral - dia dipukuli dan dihina, dan ini dilakukan oleh siswa terbaik di kelas. Saat itulah Newton muda membangunkan minat untuk belajar, dan ia dengan mudah menjadi siswa terbaik sendiri, dan kemudian memasuki universitas terbaik di Inggris - Cambridge. Dan 4 tahun setelah lulus, dia sudah menjadi profesor matematika di universitas yang sama. Pada tahun 1696 ia pindah ke London, di mana ia tinggal sampai kematiannya pada tahun 1727, yang datang pada usia 85 tahun. Dari tahun 1703 ia menjadi presiden Royal Society of London, dan untuk prestasi ilmiahnya ia dianugerahi gelar tuan. Maka dia menjadi anggota House of Lords, yang pertemuannya paling sering dia hadiri. Tetapi tidak seperti bangsawan lain, yang, seperti "anggota Duma" kami, suka berbicara dari mimbar, selama bertahun-tahun Newton tidak mengucapkan sepatah kata pun. Dan akhirnya, pria hebat itu tiba-tiba meminta lantai. Semua orang membeku - mereka mengharapkan apa yang jenius sepanjang masa dan orang-orang akan katakan begitu pintar. Dalam keheningan yang mematikan, Newton menyatakan pidato pertama dan terakhirnya di parlemen: "Tuan-tuan, saya meminta Anda untuk menutup jendela, kalau tidak saya bisa masuk angin!"
Pada tahun-tahun terakhir hidupnya, Newton terlibat erat dalam teologi dan, di bawah kerahasiaan yang besar, menulis sebuah buku, yang dia bicarakan sebagai karya terbesarnya, yang secara pasti akan mengubah kehidupan orang-orang. Tetapi karena kesalahan anjing kesayangan Newton, yang membalikkan lampu, kebakaran terjadi, di mana, selain rumah itu sendiri dan semua properti, manuskrip besar itu terbakar. Begitu banyak untuk Woland's: "Naskah tidak terbakar!" Bagaimana mereka membakar ...
Segera setelah ini, ilmuwan hebat itu meninggal ...
Jadi apa hebatnya Newton dalam mekanika? Dan fakta bahwa ia menemukan dan merumuskan hukumnya: tiga hukum gerak dan satu - gravitasi universal.
Secara singkat, gagasan utama hukum gerak Newton adalah bahwa perubahan kecepatan benda hanya disebabkan oleh tindakan timbal balik mereka satu sama lain. Ya, lengkap, apakah orang-orang benar-benar tidak tahu hal-hal sederhana seperti itu sebelumnya? Bayangkan tidak, dan banyak yang tidak tahu sampai hari ini.
Ambil hukum pertama Newton (ini adalah salah satu yang kadang-kadang tidak adil dikaitkan dengan Galileo). Newton sendiri merumuskannya dengan cara yang sangat rumit, seperti di banyak buku pelajaran sekolah. Penulis percaya bahwa lebih ringkas dan lebih sederhana untuk mengatakan ini: "Tubuh dalam keadaan diam atau bergerak secara seragam dan lurus jika resultan gaya eksternal yang diterapkan padanya sama dengan nol." Sepertinya tidak ada yang perlu dikeluhkan di sini. Dan kemudian mereka menulis di beberapa buku teks: "... jika kekuatan atau benda lain tidak bekerja pada tubuh ...". Ini tidak akurat, dan ini adalah contoh konfirmasi untuk Anda.
Sebuah mobil dengan mesin mati (seperti yang mereka katakan, "meluncur") melaju di sepanjang jalan raya datar yang indah, perlahan melambat. Dan menderu dengan mesin dari ketegangan, buldoser menyeret seluruh gunung pasir di depannya, tetapi bergerak secara merata dan dalam garis lurus, meskipun lambat (Gbr. 26). Manakah dari gerakan ini yang dapat disebut gerakan inersia? Ya, tentu saja, yang kedua, meskipun saya ingin menunjukkan yang pertama. Yang terpenting, tubuh bergerak secara merata dan dalam garis lurus. Itu saja, ini cukup, tidak ada lagi yang dibutuhkan. Mobil pada contoh pertama melambat, meskipun lambat. Akibatnya, gaya yang bekerja padanya tidak dikompensasi: ada resistensi, tetapi gaya traksi tidak. Dan banyak benda bekerja pada buldoser, masing-masing dengan kekuatannya sendiri, tetapi semua kekuatan dikompensasi, resultannya adalah nol. Itulah sebabnya ia terus bergerak secara merata dan lurus, yaitu dengan inersia.
Beras. 26. Pergerakan kendaraan meluncur dan memuat buldoser
Sekarang jelas mengapa mobil Kolonel Zillergut berhenti: karena memindahkannya dengan mesin mati tidak ada hubungannya dengan meluncur. Sistem gaya yang tidak seimbang bekerja pada mobil ini, yang resultannya diarahkan ke belakang. Jadi mobil melambat sampai berhenti sama sekali.
Sayangnya, banyak dari kita sering salah mengartikan istilah “kelembaman”.
Dengan inersia, roda gila berputar, dengan inersia, dahi saya membentur kaca ketika mobil direm ... Semua ini adalah konsep inersia sehari-hari. Ketat hanya itu yang ditentukan oleh hukum pertama Newton. Yang sebelum dia, mungkin tidak begitu akurat, tetapi dirumuskan ... tidak, bukan Galileo - Descartes!
Jadi, Newton memahami salah satu rahasia alam yang paling dalam dan terus memahami rahasia-rahasia ini. "Tuhan Dewa itu canggih, tetapi tidak jahat!" - Einstein suka mengatakan dan bahkan mengukir kata-kata ini di perapiannya. Ini berarti bahwa dengan ketekunan, seseorang memahami satu demi satu rahasia Sang Pencipta, yang tidak sepenuhnya melarangnya melakukan ini. Dan orang seperti itu yang telah memecahkan sebagian besar misteri ini, sementara, tampaknya, adalah dan tetap menjadi Newton. Dan ketika ditanya bagaimana dia bisa melihat sejauh ini dalam sains, dia dengan rendah hati menjawab: "Jika saya melihat lebih jauh dari yang lain, itu karena saya berdiri di atas bahu raksasa!"
Apa yang menarik tubuh satu sama lain?
Newton tidak memberikan nama khusus dan nama keluarga dari raksasa-raksasa ini, tetapi setidaknya salah satu dari mereka dapat disebutkan dengan pasti. Tampaknya itu ... tidak, sekali lagi mereka tidak menebak, meskipun nama ini biasanya disebutkan pertama kali di antara para raksasa, ini bukan Galileo. Tampaknya itu adalah Johannes Kepler (1571-1630). Beberapa kata tentang raksasa, yang oleh para ilmuwan disebut "pemberi hukum langit."
"Pemberi langit" lahir pada tahun 1571 di Jerman selatan dalam keluarga miskin, tetapi berhasil lulus dari sekolah dan universitas di Tübingen. Saya harus mengatakan bahwa dia juga meninggal dalam kemiskinan pada tahun 1630, dan setelah dia keluarga ditinggalkan dengan satu pakaian usang, dua kemeja, beberapa koin tembaga dan ... hampir 13 ribu gulden gaji yang belum dibayar! Dan mereka juga mengatakan bahwa sebelum para ilmuwan dibayar tepat waktu dan banyak ... Penulis, dengan risiko dipukuli oleh rekan-rekannya, berpendapat bahwa buruk ketika para ilmuwan hidup kaya - kepala orang-orang seperti itu memikirkan hal-hal yang salah . Mereka tidak peduli tentang hukum alam yang baru, tetapi tentang bank mana dan pada kepentingan apa mereka menaruh harta mereka. “Karena di mana hartamu berada, di situ juga hatimu berada,” kata Tuhan. Penyair Petrarch juga memperhatikan bahwa kekayaan, serta kemiskinan ekstrem, mengganggu kreativitas. Karena itu, jika sains terus dipertahankan pada diet kelaparan, maka satu (sayangnya, hanya satu!) Pasti akan baik: grabber dan pengusaha tidak akan terburu-buru ke sana. Ya, dari sejarah sains, memang sulit menyebut nama seorang ilmuwan (yang sejati, bukan pengusaha yang memiliki gelar ilmiah!) Siapa yang akan benar-benar kaya. Tidak termasuk raja-ilmuwan, yang, omong-omong, juga terjadi.
Jadi, Kepler harus menyesap banyak kesedihan dan kekhawatiran dalam hidupnya. Dia sakit-sakitan, menderita penyakit aneh - penglihatan ganda. (Apa gunanya seorang astronom, eh? Ini seperti musisi tuli, tapi ada orang seperti itu, Beethoven, misalnya!) Sekali lagi, kemiskinan, meskipun ia bekerja sebagai astronom istana dan peramal. Ya, dan ibunya memberinya kejutan - ambillah dan beri tahu tetangga Anda kata-kata sesat: "Tidak ada surga atau neraka, sisa-sisa yang sama dari manusia seperti dari binatang!" Itu mencapai "siapa yang membutuhkan", dan dia tidak akan lolos dari api (dan di tanah air Kepler, di kota kecil Vejle, 38 bidat dibakar hanya dalam 14 tahun!), Jika bukan selama 6 tahun "advokasi" Kepler!
Dan di antara kekhawatiran dan masalah seperti itu, Kepler memperkenalkan konsep "kelembaman" dan "gravitasi" ke dalam mekanika, dan yang terakhir didefinisikan sebagai gaya tarik-menarik benda-benda. Semuanya hampir benar, jika saja Kepler tidak mengaitkan daya tarik ini dengan magnetisme dan tidak percaya bahwa “Matahari, yang berputar, dengan sentakan konstan, menyeret planet-planet ke dalam rotasi. Dan hanya inersia yang mencegah planet-planet ini mengikuti rotasi Matahari secara tepat." Ternyata "planet-planet mencampur inersia massanya dengan kecepatan gerakan" ... Secara umum, kekacauan itu ternyata cukup banyak. Tapi hukum Kepler tentang pergerakan planet adalah mahakarya, dan mereka mendorong Newton untuk memahami hukum gravitasi universal.
Hukum pertama Kepler adalah tentang gerak elips planet. Sebelumnya, semua orang berpikir bahwa planet-planet bergerak dalam lingkaran (sekali lagi lingkaran ajaib ini: baik Copernicus dan Galileo membingungkan!). Kepler membuktikan bahwa ini tidak terjadi dan planet-planet bergerak dalam elips, yang fokusnya adalah Matahari.
Hukum kedua adalah bahwa, semakin dekat ke Matahari, planet-planet (dan komet!) Bergerak lebih cepat, dan menjauh darinya - lebih lambat (Gbr. 27). Dan hukum ketiga sudah sangat kuantitatif: kuadrat periode orbit dua planet terkait satu sama lain sebagai pangkat tiga dari jarak rata-rata mereka dari Matahari.
Beras. 27. Ilustrasi hukum kedua Kepler
Sudah ada sedikit yang tersisa untuk memahami kekuatan apa yang mengendalikan pergerakan planet-planet. Sezaman dengan Newton dan rekan seniornya, atau mungkin salah satu raksasa yang di atasnya Newton berdiri, Robert Hooke menulis pada tahun 1674 bahwa “... semua benda langit, tanpa kecuali, memiliki daya tarik yang diarahkan ke pusatnya ... dan ini kekuatan tarik-menarik bertindak semakin banyak, semakin dekat dengan mereka adalah tubuh di mana mereka bertindak. Orang bertanya-tanya seberapa dekat Hooke dengan penemuan hukum gravitasi universal, tetapi dia sendiri tidak ingin melakukan ini, mengacu pada sibuk dengan pekerjaan lain.
Untuk pertama kalinya, gagasan penentuan gravitasi yang akurat muncul bahkan pada siswa Newton (ingat mitos apel jatuh di kepalanya!), Tetapi perhitungannya tidak memberikan akurasi yang diinginkan. Faktanya adalah bahwa untuk perhitungan Newton menggunakan nilai jari-jari bumi, yang ditentukan secara tidak akurat oleh ilmuwan Belanda Snell, dan, setelah memperoleh nilai percepatan Bulan sebesar 15% lebih kecil dari yang diamati, ia menunda dengan pahit. pekerjaan ini.
Kemudian, setelah 18 tahun, ketika astronom Prancis Picard lebih akurat menentukan besarnya jari-jari Bumi, Newton kembali mengambil perhitungan yang tertunda dan membuktikan kebenaran asumsinya. Tetapi bahkan setelah itu, Newton tidak terburu-buru untuk mempublikasikan penemuannya. Dia dengan hati-hati menguji hukum baru tentang pergerakan planet-planet di sekitar Matahari, tentang pergerakan bulan Jupiter dan Saturnus, serta tentang pergerakan komet, dan memutuskan untuk menerbitkan hukum gravitasi universal dalam bukunya yang terkenal " Prinsip Matematika Filsafat Alam" pada tahun 1687, di mana tiga hukum geraknya.
Berikut adalah bagaimana hukum ini dapat dirumuskan dengan cara yang lebih sederhana dan lebih jelas: "Setiap benda menarik benda lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan massa benda-benda ini dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka."
Misalnya, dua tubuh manusia dengan jarak 1 m di antara mereka tertarik dengan gaya sekitar seperempat puluh miligram. Itu kurang dari sepersejuta tenaga yang dibutuhkan untuk membuat kita bergerak. Dua kapal dengan berat masing-masing 25.000 ton pada jarak 100 m ditarik dengan gaya yang tidak signifikan sebesar 4 N, dan penjelasan konyol tentang tabrakan kapal karena saling tarik-menarik tidak ada artinya.
Tidak ada rintangan atau layar yang dapat menyelamatkan Anda dari gaya gravitasi. Meskipun banyak yang bermimpi menemukan layar seperti itu: sesekali Anda mendengarnya, kata mereka, di abad XXI. ilmuwan akan menemukan cara untuk menyingkirkan gravitasi. Mereka sudah menggambar proyek rumah tanpa pondasi dan kendaraan gravitasi terbang tanpa bahan bakar.
Pencarian ini bukanlah hal baru - bahkan penulis fiksi ilmiah Inggris Herbert Wells memanfaatkan gagasan "perisai gravitasi", yang konon terbuat dari bahan khusus yang dinamai menurut nama penulis - penemu Cavor - Cavorite. Jika perisai ini dibawa ke bawah benda apa pun, maka itu akan dibebaskan dari gravitasi Bumi dan hanya akan ditarik oleh benda langit, yaitu, ia akan lepas landas. Pahlawan Wells membangun kapal antarplanet yang dilapisi Cavorite; dengan membuka dan menutup tirai yang sesuai, mereka tertarik ke bagian ruang di mana mereka ingin terbang, dan dengan demikian bergerak di ruang angkasa.
Argumen fiksi ilmiah terdengar meyakinkan: kita tahu bahwa layar yang terbuat dari semacam konduktor (misalnya, lembaran logam) tahan terhadap medan listrik; superkonduktor mendorong medan magnet keluar dari dirinya sendiri, dll. Selain itu, laporan yang dipublikasikan tentang pengukuran astronom Prancis Allen menegaskan bahwa Bulan, yang melindungi kita dari Matahari, menciptakan "bayangan gravitasi" tertentu. Tapi ternyata "bayangan" ini hanya kesalahan instrumen.
Pikiran diungkapkan bahwa gravitasi, kata mereka, hanya bekerja pada benda langit, tetapi tidak pada Anda dan saya. Dengan demikian, fisikawan Inggris Henry Cavendish membangun keseimbangan torsi khusus yang sangat akurat dan merupakan salah satu yang pertama pada tahun 1798 untuk mengukur gravitasi di Bumi. Dalam timbangan ini, beban digantung pada seutas benang tipis dan kuat pada balok, yang ditarik oleh dua bola timah besar seberat 50 kg (Gbr. 28). Perangkat Cavendish tertutup dalam ruang kedap udara, dan gerakan lengan ayun ditangkap oleh instrumen optik. Ini adalah bagaimana "konstanta gravitasi" ditentukan, yang ternyata sama dengan 6,67 · 10 - 11 N⋅m2 / kg2, dengan kata lain, dua bola dengan berat masing-masing 1000 kg, terletak pada jarak 1 m dari satu sama lain , ditarik dengan gaya 6,67 seratus ribu newton!
Beras. 28. "Keseimbangan torsi" G. Cavendish untuk penentuan gravitasi
Ini adalah betapa lemah, tidak signifikannya gaya gravitasi, dan pada saat yang sama merekalah yang "menggerakkan dunia", menentukan penerbangan planet, bintang, komet, dan benda langit lainnya. Omong-omong, jatuhnya benda-benda di Bumi juga merupakan pekerjaan gravitasi, sehingga tidak hanya universal, tetapi juga ada di mana-mana!
Segala sesuatu yang telah dikatakan selama ini tentang perkembangan ilmu pengetahuan hanyalah prasejarah. ilmu pengetahuan modern... A. Einstein dan L. Infeld menulis: “Upaya untuk membaca kisah hebat tentang rahasia alam sama tuanya dengan pemikiran manusia itu sendiri. Namun, hanya beberapa lebih dari tiga abad yang lalu, para ilmuwan mulai memahami bahasa cerita ini. Sejak saat itu, yaitu sejak zaman Galileo dan Newton, membaca berkembang pesat.” Dan selanjutnya: "Masalah paling mendasar, yang tetap tidak terpecahkan selama seribu tahun karena kerumitannya, adalah masalah gerak" ( Cit. tetapi: Einstein A., Pnfeld L. Evolusi fisika. M., 1965, hal. delapan.).
Ide panduan pertama ilmu pengetahuan modern, ilmu alam modern milik Galileo dan menyangkut masalah gerak.
Sebelum Galileo, sudut pandang yang diterima secara umum dalam sains adalah bahwa kecepatan gerakan suatu benda semakin besar, semakin besar gaya yang mendorongnya, dan jika aksi gaya ini berhenti, benda tersebut akan berhenti. Posisi ini dirumuskan dengan jelas oleh Aristoteles, dan sekilas sesuai dengan pengalaman.
Galileo menunjukkan bahwa sudut pandang ini salah. Perhatikan contoh gerobak dorong yang didorong oleh seseorang di sepanjang jalan horizontal. Jika orang tersebut berhenti mendorong gerobak tersebut, ia akan menggelinding sejauh tertentu dan berhenti. Tampaknya Aristoteles benar. Namun, jangan terburu-buru mengambil kesimpulan. Nah, jika kita membuat jalur di mana gerobak menggelinding lebih mulus dan mengurangi gesekan antara as dan hub roda gerobak, misalnya, karena pelumasan yang lebih baik. Jelas, gerakan bebas gerobak dorong setelah penghilangan gaya dorong akan berlanjut lebih lama, gerobak dorong akan menggelinding lebih jauh.
Misalkan kita berhasil membuat jalan benar-benar datar dan, tentu saja, benar-benar horizontal, gesekan pada roda gerobak dorong sepenuhnya dihilangkan, dan bahkan gesekan antara udara di sekitarnya dan dinding gerobak dorong dihilangkan. Sebenarnya, tidak mungkin untuk melakukan semua ini, tetapi dapat diasumsikan. Apa yang akan terjadi kemudian? Mari kita jawab pertanyaan ini dengan kata-kata Galileo: “... kecepatan, setelah diberikan pada benda yang bergerak, akan dipertahankan dengan ketat, karena penyebab eksternal akselerasi atau deselerasi dihilangkan, - suatu kondisi yang hanya ditemukan pada horizontal pesawat, karena dalam kasus gerakan sepanjang bidang miring ke bawah sudah ada alasan untuk percepatan, sedangkan ketika bergerak di sepanjang bidang miring ke atas, ada perlambatan; dari sini dapat disimpulkan bahwa gerakan sepanjang bidang horizontal adalah abadi, karena jika kecepatannya konstan, gerakan tersebut tidak dapat dikurangi atau diperlemah, dan terlebih lagi dihancurkan "( Cit. Dikutip dari: Einstein L., Infeld L. Ibid, hal. 12.)
Oleh karena itu, alih-alih sudut pandang Aristotelian: tubuh bergerak hanya ketika ada pengaruh eksternal padanya- Galileo memperkenalkan prinsip baru yang sama sekali berbeda: jika tidak ada pengaruh luar yang dibuat pada tubuh, maka benda itu diam atau bergerak dalam garis lurus dengan kecepatan konstan. Berikut adalah cara A. Einstein dan L. Infeld mengevaluasi penemuan Galileo ini: “Penemuan Galileo dan penerapan metode penalaran ilmiahnya adalah salah satu pencapaian terpenting dalam sejarah pemikiran manusia, dan ini menandai awal fisika. Penemuan ini mengajarkan kita bahwa kesimpulan intuitif berdasarkan pengamatan langsung tidak selalu dapat dipercaya, karena terkadang mengarah ke jalur yang salah ”( Einstein A., Infeld L. Ibid, hal. sepuluh.) .
Sebelum melanjutkan cerita tentang apa yang dilakukan Galileo dalam sains, kami ingin memperkenalkan kepada pembaca biografi dan beberapa karakter pria brilian ini.
Galileo Galilei lahir pada 15 Februari 1564 (tahun yang sama dengan W. Shakespeare) di Pisa. Ayahnya, Vincenzo, adalah seorang musisi. Keluarga itu bangsawan, tetapi tidak kaya. Pada tahun 1574 keluarganya pindah dari Pisa ke Florence. Di sini Galileo diterima di ordo monastik sebagai samanera, belajar di sebuah biara; hal utama yang dia pelajari selama ini dan di masa depan sangat berguna baginya - karya-karya penulis Yunani dan Latin. Atas desakan ayahnya, Galileo meninggalkan biara (karena penyakit mata yang diduga parah), dan pada tahun 1581, sekali lagi di bawah pengaruh ayahnya, ia memasuki Universitas Pisa untuk belajar kedokteran.
Namun, Galileo menunjukkan minat yang besar pada kedokteran. Tapi dia terbawa oleh matematika, mekanika, fisika dan astronomi. Dalam hal ini, peran utama dimainkan oleh teman ayahnya Ostilio Ricci, atas sarannya Galileo membaca karya Euclid dan Aristoteles. Tetapi semakin dekat Galileo berkenalan dengan karya-karya Aristoteles, terutama mekanika dan fisika, semakin banyak keraguan dan keberatan yang mereka timbulkan dalam dirinya.
Kepentingan ilmiah Galileo akhirnya ditentukan. Dia mengabdikan dirinya sepenuhnya untuk studi matematika, geometri, mekanika dan fisika, meninggalkan Universitas Pisa dan pindah ke Florence.
Nama Galileo menjadi dikenal di kalangan matematikawan Italia setelah ia menulis esai di mana metode untuk menentukan komposisi paduan logam berdasarkan penggunaan bobot hidrostatik dan metode untuk menghitung pusat gravitasi benda dari berbagai bentuk diberikan (ini adalah kelanjutan dari karya Archimedes).
Dari 1589, Galileo menduduki departemen matematika di Universitas Pisa, dan dari 1592 - di Padua. Menurut para penulis biografi, selama ia tinggal di Universitas Pisa, Galileo dipaksa untuk melakukan pekerjaan mengajar dengan metode yang saat itu diterima secara umum, yaitu. "Menurut Aristoteles". Adapun kegiatan ilmiahnya, situasinya berbeda. Di Pisa, Galileo menulis esai "On Motion" yang disimpan dalam manuskrip, di mana, khususnya, pertanyaan tentang rotasi Bumi di sekitar porosnya dipertimbangkan: tanpa menyebut nama Copernicus, yang pasti ia ketahui saat itu, Galileo mempertahankan posisinya.
Galileo tinggal di Padua selama sekitar 18 tahun (1592-1610). Karir mengajarnya di Universitas Padua terus didasarkan pada posisi yang mapan dan sangat didukung pada saat itu. Galileo dipaksa, misalnya, untuk berbicara dalam kuliah tentang sistem Ptolemy dan untuk membuktikan dugaan inkonsistensi pandangan Copernicus. Janganlah kita lupa bahwa selama periode Padua dalam kehidupan Galileo Giordano Bruno dieksekusi. Selama 18 tahun ini, Galileo menerbitkan, selain "Star Messenger", hanya satu artikel ilmiah - deskripsi yang disebut kompas proporsional ( Kompas Proporsional adalah alat sederhana dan cerdik yang memungkinkan Anda memperbesar dan memperkecil dimensi. Ini dicapai dengan fakta bahwa sumbu rotasi kaki kompas relatif satu sama lain dapat digerakkan (diatur sesuai dengan perubahan skala yang diinginkan dan tetap), dan pengukuran ukuran dan penerapannya pada skala yang diubah. dilakukan oleh ujung kaki kompas yang berlawanan. Jika sumbu putaran kaki-kaki kompas tepat berada di posisi tengah, yaitu panjang keempat bagian kaki-kaki kompas sama, maka tidak akan terjadi perubahan skala. Jika Anda memindahkan pusat rotasi, misalnya, sehingga dua bagian kaki kompas 3 kali lebih panjang dari dua lainnya, maka rasio skalanya adalah 1: 3.) (Gbr. 1), yang penggunaannya memfasilitasi konstruksi geometris dan solusi dari banyak masalah.
Tahun-tahun Galileo di Padua adalah yang paling kreatif baginya. Pada saat inilah Galileo sampai pada hukum kejatuhannya dan akhirnya yakin akan kebenaran teori Copernicus, yaitu, ia menangani masalah-masalah yang kemudian menjadi fokus karya utamanya.
Yang sangat penting dalam kehidupan Galileo adalah tahun-tahun terakhir hidupnya di Padua. Pada saat ini, ia membangun teleskop optik pertamanya, yang memberikan perbesaran tiga kali, dan kemudian teleskop dengan perbesaran 32 kali, melakukan pengamatan langit malam. Hasil pengamatan ini (dibahas di bawah) sangat penting.
Otoritas Galileo berkembang pesat sebagai hasil dari penelitian astronominya. Dia menerima tawaran dari Grand Duke of Tuscany, pindah ke Florence dan mengambil jabatan filsuf pengadilan dan matematikawan pengadilan, serta profesor matematika di Universitas Pisa (posisi yang tidak mewajibkan dia untuk kuliah). Ini memberi Galileo kesempatan untuk menyelesaikan pekerjaan mengajarnya dan mencurahkan seluruh waktunya untuk penelitian ilmiah.
Pada tahun 1615, Galileo dipanggil oleh Inkuisisi ke Roma untuk menjelaskan karyanya, yang memiliki karakter Pro-Copernicus dan anti-Aristotelian yang jelas. 3 1616 Jemaat Indeks ( Jemaat - organisasi keagamaan, yang terdiri dari pendeta dan orang-orang sekuler, yang dipimpin oleh ordo monastik; mengejar garis politik Gereja Katolik... Jemaat Indeks adalah salah satunya, yang bertanggung jawab atas penyensoran dan menyusun "Daftar Buku Terlarang" - dalam bahasa Latin "Index librorum larangan", maka namanya.) membuat keputusan untuk melarang buku Copernicus "On the Conversions of the Heavenly Spheres" dan mengklasifikasikan ajarannya sebagai ajaran sesat. Meskipun Galileo tidak disebutkan dalam keputusan ini, tetapi itu secara langsung menyangkut dia - dia terpaksa meninggalkan media cetak dan dukungan publik untuk ajaran Copernicus.
Meski demikian, Galileo tetap melanjutkan penelitian ilmiahnya. Dia menulis dua karya utama: "Dialog tentang dua sistem dunia - Ptolemy dan Kopernikova" (pendek "Dialog") dan "Percakapan dan bukti matematika tentang dua cabang ilmu baru yang terkait dengan mekanika dan gerakan lokal" (singkatnya "Percakapan ") . Kedua komposisi, Dialog dan Percakapan, ditulis dalam bentuk percakapan antara tiga orang - Salviati, Sagredo dan Simplicio. Semuanya bukan orang fiksi: Salviati dan Sagredo - teman Galileo, pengikutnya, Simplicio - salah satu komentator Aristoteles, bergerak, skolastik.
Galileo sendiri mencirikan orang-orang ini dengan kata-kata berikut: “Selama bertahun-tahun sekarang saya telah mengunjungi kota Venesia yang menakjubkan lebih dari sekali, di mana saya berbicara dengan Signor Giovan Francesco Sagredo, seorang pria berkebangsaan tinggi dan pikiran yang sangat tajam. Pada saat yang sama ada juga Signor Philippe Salviati, yang telah tiba dari Florence, yang perhiasannya paling sedikit adalah kemurnian darah dan keadaan cemerlang, - pikiran mulia yang tidak mengenal kesenangan lebih tinggi daripada penelitian dan refleksi. Dengan dua orang ini, saya sering memiliki kesempatan untuk membahas masalah-masalah tersebut di atas ( Galileo terutama memikirkan pertanyaan tentang sistem dunia Ptolemy dan Copernicus.) di hadapan seorang filsuf Peripatetik, yang, tampaknya, tidak begitu terhalang oleh apa pun dalam pengetahuan tentang kebenaran seperti kemuliaan yang diperolehnya dalam interpretasi Aristoteles "( Galileo Galilei. favorit tr. Moskow: Nauka, vol.1, hal. 103.) .
Isi dari dua buku luar biasa karya Galileo ini dibahas di bawah ini. Salah satunya, Dialogue, bahkan diterbitkan pada tahun 1632 dalam bahasa Italia di Florence. Namun, penerbitan "Dialog" adalah awal dari ujian yang sulit bagi Galileo. Terlepas dari usianya dan dukungan dari teman-teman berpengaruh, ia harus melakukan perjalanan ke Roma dan menghadapi pengadilan Inkuisisi. Setelah interogasi yang panjang, Galileo terpaksa meninggalkan ajaran Copernicus, dan pada 22 Juni 1633, untuk membawa pertobatan kepada publik. "Dialog" dilarang, dan Galileo sendiri, hampir sampai kematiannya, yang diikuti pada 8 Januari 1642 (pada 1637 ia menjadi buta), dipaksa untuk menjalani kehidupan terpencil di sebuah vila di Lrchetri, dekat Florence.
Terjemahan Latin dari Dialogue diterbitkan di sejumlah negara (terutama Protestan), dan pada tahun 1638 Conversations diterbitkan di Belanda. Buku-buku Galileo disambut dengan minat yang besar.
Berbicara tentang kepribadian Galileo, tentang ciri-ciri kemanusiaannya, perlu dicatat intoleransi terhadap skolastik dan pemujaan otoritas ilmiah yang tidak bijaksana. Mari kita tunjukkan ini dengan contoh tiga kutipan dari "Dialog" Galileo. Melalui mulut Sagredo, Galilei berkata: “Suatu kali saya berada di rumah seorang dokter yang sangat dihormati di Venesia, di mana kadang-kadang mereka berkumpul - beberapa untuk belajar, dan yang lain karena penasaran - untuk melihat pembedahan mayat, yang dihasilkan oleh tangan ini tidak hanya ilmuwan, tetapi juga ahli anatomi yang terampil dan berpengalaman. Pada hari itulah ia kebetulan terlibat dalam penelitian tentang asal usul dan asal usul saraf, tentang masalah mana ada perselisihan yang terkenal antara para dokter Galenis ( Galey adalah seorang dokter dan naturalis Romawi.) dan dokter-peripatetik. Ahli anatomi menunjukkan bagaimana saraf meninggalkan otak, melewati dalam bentuk batang yang kuat melalui bagian belakang kepala, kemudian meregangkan sepanjang tulang belakang, bercabang ke seluruh tubuh dan dalam bentuk hanya satu benang tertipis mencapai jantung. Kemudian dia menoleh ke seorang bangsawan yang dia kenal sebagai seorang filsuf Peripatetik dan di hadapannya dia mengungkapkan dan menunjukkan semua ini dengan ketelitian yang luar biasa, dan bertanya apakah dia puas sekarang dan yakin bahwa saraf datang dari otak dan bukan dari hati. . Dan filsuf ini, berpikir sejenak, menjawab: "Anda menunjukkan kepada saya semua ini dengan sangat jelas dan nyata sehingga jika teks Aristoteles tidak mengatakan yang sebaliknya, dan secara langsung mengatakan bahwa saraf berasal dari hati, maka perlu untuk mengakui ini sebagai benar! "" ( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 206.).
Kepada orang-orang yang secara membabi buta percaya pada otoritas Aristoteles, Galileo juga mengatakan dalam kata-kata Salviati: “Saya bertanya-tanya berkali-kali bagaimana bisa terjadi bahwa orang-orang ini, yang berusaha untuk mendukung secara harfiah setiap kata Aristoteles, tidak menyadari bahaya yang mereka alami. menimbulkan reputasi Aristoteles, dan bagaimana mereka, alih-alih meningkatkan otoritasnya, merusak kredibilitasnya. Karena ketika saya melihat bagaimana mereka dengan keras kepala mencoba untuk mendukung posisi-posisi itu, kepalsuannya, menurut pendapat saya, cukup jelas, bagaimana mereka mencoba meyakinkan saya bahwa inilah tepatnya yang harus dilakukan oleh seorang filsuf sejati, dan inilah tepatnya yang dilakukan Aristoteles. sendiri akan melakukannya, maka kepercayaan diri saya bahwa dia beralasan dengan benar di area lain yang lebih jauh bagi saya sangat berkurang ”( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 209.).
Dan terakhir, mari kita kutip satu lagi kutipan dari Dialog Galileo tentang sikap terhadap otoritas ilmiah. Perdebatan terjadi antara filsuf bergerak Simplicio, yang telah kehabisan bukti untuk membela posisi Aristoteles, dan pendukung Galileo Salviati:
« Kesederhanaan... Tetapi jika kita meninggalkan Aristoteles, lalu siapa yang akan menjadi pemandu kita dalam filsafat? Sebutkan seorang penulis.
Salviati. Pemandu diperlukan di negara-negara yang tidak dikenal dan liar, tetapi di tempat yang terbuka dan mulus hanya orang buta yang membutuhkan pemandu. Orang buta akan baik-baik saja jika dia tinggal di rumah. Orang yang memiliki mata di dahi dan pikiran harus menggunakannya sebagai panduan. Namun, saya tidak mengatakan bahwa seseorang tidak boleh mendengarkan Aristoteles, sebaliknya, saya memuji mereka yang mengintip dan mempelajarinya dengan rajin. Saya hanya menyalahkan kecenderungan untuk menyerah begitu banyak pada kekuatan Aristoteles untuk secara membabi buta mengikuti setiap kata-katanya dan, tidak berharap untuk menemukan alasan lain, untuk menganggap kata-katanya sebagai hukum yang tidak dapat diganggu gugat. Ini adalah pelecehan, dan itu menimbulkan kejahatan besar dalam kenyataan bahwa orang lain tidak lagi mencoba memahami kekuatan bukti Aristoteles ”( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 210.).
Galileo percaya, dan ini adalah sumber terpenting kesuksesannya, bahwa pengamatan, pengalaman adalah titik awal pengenalan alam. Dalam hal ini, Einstein dan Infeld menulis ( Einstein L., Infeld L. Evolusi Fisika, hal. 48.): “Hukum alam, yang menetapkan hubungan peristiwa yang berurutan, tidak diketahui oleh orang Yunani. Ilmu yang menghubungkan teori dan eksperimen sebenarnya dimulai dengan karya Galileo.”
Jasa besar Galileo dalam astronomi, dalam pembenaran dan konfirmasi sistem heliosentris Copernicus. Dengan bantuan teleskop yang dia bangun, yang disebutkan di atas, Galileo menemukan bahwa Matahari berputar pada porosnya, dan ada bintik-bintik di permukaannya; planet terbesar di tata surya, Jupiter, memiliki satelit yang mirip dengan Bulan (Galileo menemukan 4 satelit terbesar dari 13 yang diketahui saat ini); permukaan Bulan bergunung-gunung, dan Bulan itu sendiri memiliki librasi, yaitu osilasi periodik yang terlihat dari karakter pendulum di sekitar pusat; fase Venus, yang, bagaimanapun, orang dengan penglihatan yang tajam dapat melihat dengan mata telanjang; pemandangan yang tidak biasa dari planet Saturnus, yang diciptakan (seperti yang sekarang dikenal) oleh cincinnya, mewakili kumpulan benda padat. Galileo menemukan sejumlah besar bintang yang tidak terlihat dengan mata telanjang dan dengan bantuan instrumen yang tidak cukup kuat (teleskop); melihat bahwa Bima Sakti seperti nebula terdiri dari bintang-bintang individu.
Pengamatan ini, yang sangat penting dan membangkitkan minat yang belum pernah terjadi sebelumnya, dijelaskan Galileo dalam esai "Star Messenger". Sangat menarik untuk dicatat bahwa Kepler, salah satu matematikawan dan astronom terbesar abad 16-17, berkenalan dengan "Buletin Bintang" yang tiba di Praha. Kepler menutup pengamatan Galileo dengan sangat tinggi; hal ini terlihat dari karyanya “Discourse on the” Star Messenger “”.
Bukti validitas sistem heliosentris Copernicus sangat penting selama masa Galileo. Faktanya adalah bahwa konsep Copernicus telah diserang. Di satu sisi, ini adalah lingkaran gerejawi, terutama Katolik, yang dogmanya sama sekali tidak sejalan dengan pandangan Copernicus. Di sisi lain, ini adalah keraguan tentang kesetiaan sistem heliosentris dunia, yang diungkapkan oleh sejumlah ilmuwan. Keraguan bermuara terutama pada fakta bahwa dalam kasus rotasi Bumi di sekitar porosnya atau pergerakan di orbit mengelilingi Matahari di permukaan Bumi, menurut pendapat para ilmuwan ini, angin (badai) yang sangat kuat akan muncul, diarahkan ke arah yang berlawanan, benda-benda yang dilempar ke atas, harus tetap berada di belakang dan jatuh ke permukaan bumi jauh dari tempat mereka dilempar. Faktanya, semua ini tidak terjadi.
Galileo dalam "Dialogue"-nya merumuskan keraguan dan keberatan ini dalam kata-kata Salviati sebagai berikut:
« Salviati... Sebagai argumen terkuat, semua orang mengutip eksperimen dengan benda berat: jatuh dari atas ke bawah, benda-benda itu berada dalam garis lurus yang tegak lurus dengan permukaan bumi; ini dianggap sebagai argumen tak terbantahkan yang mendukung imobilitas bumi. Lagi pula, jika dia memiliki sirkulasi harian, maka menara, dari mana batu itu dibiarkan jatuh, akan dipindahkan oleh revolusi Bumi, sementara batu itu jatuh, ratusan hasta ( Siku - ukuran panjang yang sudah ada sebelumnya, luka kira-kira sepanjang ulna (455 - 475 mm).) ke timur, dan pada jarak seperti itu dari kaki menara batu itu seharusnya menabrak Bumi "( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 224.).
Dan selanjutnya: “Ptolemy dan para pengikutnya memberikan pengalaman lain, serupa dengan pengalaman dengan tubuh yang ditinggalkan; mereka menunjuk ke benda-benda yang, ketika dipisahkan dari Bumi, terangkat tinggi di udara, seperti awan dan burung terbang; dan karena tidak dapat dikatakan bahwa mereka terbawa oleh Bumi, karena mereka tidak bersentuhan dengannya, tampaknya tidak mungkin mereka dapat mempertahankan kecepatannya, dan bagi kita tampaknya mereka semua bergerak sangat cepat ke arah barat. ; jika kita, dibawa oleh bumi, melintasi paralel kita pada dua puluh empat jam - yang setidaknya enam belas ribu mil - bagaimana burung bisa mengikuti gerakan semacam ini? Sementara itu, pada kenyataannya, kita melihat bahwa mereka terbang ke segala arah tanpa perbedaan yang terlihat sedikit pun, baik ke timur maupun ke barat "( Galileo Galilei. favorit pr., t.1, hlm. 230) .
Sungguh, betapa menariknya ilmu mekanika, betapa rumitnya subjek gerak, dan betapa sulitnya masalah yang harus dipecahkan oleh orang-orang yang paling berbakat dan berpendidikan 400 tahun yang lalu! Namun, perhatikan, demi kebenaran, bahwa para ilmuwan modern menghadapi masalah yang tidak kalah rumitnya (ini akan dibahas di bawah).
Sepintas, tampaknya keraguan dan keberatan yang diungkapkan mengenai sistem heliosentris dunia terbukti, bahwa Ptolemy dan para pengikutnya benar. Tapi ini tentu tidak terjadi. Mari kita berikan lantai untuk Galileo (Salviati):
« Salviati. Pensiun dengan salah satu teman Anda di sebuah ruangan yang luas di bawah geladak kapal, persediaan lalat, kupu-kupu dan serangga terbang kecil serupa lainnya; biarkan Anda juga memiliki kapal besar dengan air dan ikan kecil berenang di dalamnya; menggantung, selanjutnya, ember di bagian atas, dari mana air akan jatuh setetes demi setetes ke kapal lain dengan leher sempit, ditempatkan di bagian bawah. Saat kapal tidak bergerak, amati dengan cermat bagaimana hewan terbang kecil bergerak dengan kecepatan yang sama ke segala arah ruangan; ikan, seperti yang akan Anda lihat, akan berenang dengan acuh tak acuh ke segala arah; semua tetesan yang jatuh akan jatuh ke wadah yang ditempatkan, dan ketika Anda melempar sebuah benda, Anda tidak perlu melemparkannya dengan kekuatan lebih besar ke satu arah daripada ke arah lain, jika jaraknya sama; dan jika Anda melompat dengan dua kaki sekaligus, Anda akan melakukan lompatan pada jarak yang sama ke segala arah. Amati semua ini dengan cermat, meskipun tidak ada keraguan sama sekali bahwa selama kapal tidak bergerak, begitulah seharusnya. Sekarang paksa kapal untuk bergerak dengan kecepatan berapa pun, dan kemudian (jika hanya gerakannya seragam dan tanpa menggelinding ke satu arah atau yang lain) dalam semua fenomena yang disebutkan, Anda tidak akan menemukan perubahan sedikit pun dan tidak satu pun dari mereka Anda tidak akan dapat menentukan apakah kapal sedang bergerak atau diam. Saat melompat, Anda akan bergerak di lantai pada jarak yang sama seperti sebelumnya, dan Anda tidak akan membuat lompatan besar ke arah buritan daripada ke haluan, karena kapal bergerak cepat, meskipun selama Anda berada di udara , lantai di bawah Anda akan bergerak ke arah yang berlawanan dengan lompatan Anda, dan ketika melempar sesuatu ke teman, Anda tidak perlu melemparkannya dengan kekuatan lebih ketika dia berada di haluan, dan Anda berada di buritan daripada ketika kerabat Anda posisinya dibalik; tetes, seperti sebelumnya, akan jatuh ke kapal yang lebih rendah, dan tidak ada yang akan jatuh lebih dekat ke buritan, meskipun saat jatuh di udara, kapal akan menempuh banyak bentang ( Rentang adalah ukuran panjang kuno, kira-kira sama dengan jarak antara ujung ibu jari dan jari telunjuk orang dewasa yang bercerai.); ikan di air tidak akan berenang dengan susah payah ke depan daripada ke belakang kapal; sama gesitnya mereka akan bergegas ke makanan yang ditempatkan di bagian mana pun dari kapal; akhirnya, kupu-kupu dan lalat masih akan terbang ke segala arah, dan tidak akan pernah terjadi bahwa mereka berkumpul di dinding yang menghadap ke buritan, seolah lelah, mengikuti gerakan cepat kapal, dari mana mereka benar-benar terisolasi, berpegangan pada lama di udara; dan jika sedikit asap terbentuk dari setetes dupa yang dinyalakan, maka akan terlihat bagaimana ia naik dan terus seperti awan, bergerak acuh tak acuh, ke satu arah tidak lebih dari yang lain. Dan alasan konsistensi dari semua fenomena ini terletak pada kenyataan bahwa pergerakan kapal adalah umum untuk semua objek di atasnya, juga di udara; Itulah sebabnya saya mengatakan bahwa Anda harus berada di bawah geladak, karena jika Anda berada di atasnya, yaitu di udara terbuka, tidak mengikuti arah kapal, Anda harus melihat perbedaan yang kurang lebih mencolok di beberapa bagian. fenomena yang disebutkan di atas: asap pasti akan mulai tertinggal dengan udara, lalat dan kupu-kupu karena hambatan udara, sama-sama tidak dapat mengikuti pergerakan kapal dalam kasus-kasus ketika mereka akan terpisah darinya pada waktu yang cukup jarak yang terlihat; jika mereka tetap dekat, maka, karena kapal itu sendiri adalah struktur yang bentuknya tidak beraturan dan menangkap bagian-bagian udara yang paling dekat dengannya, mereka akan mengikuti kapal itu tanpa banyak usaha; dengan cara yang sama, ketika naik perangko, kita melihat lalat-lalat yang mengganggu dan lalat-lalat kuda mengikuti kuda-kuda, terbang ke salah satu bagian tubuh mereka; dalam tetesan yang jatuh, perbedaannya tidak akan signifikan, tetapi dalam lompatan atau tubuh yang ditinggalkan, itu akan benar-benar tidak terlihat ”( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 286 - 287.).
Seperti yang kita ingat, Ptolemy berpendapat bahwa burung dan awan tidak boleh mengikuti pergerakan Bumi. Sekarang, sebagai berikut dari pengalaman Galileo ini, menetapkan prinsip relativitas gerak, baik burung dan awan, dan Bumi sendiri berpartisipasi dalam gerakan yang sama - gerakan Bumi (yang dalam hal ini mirip dengan gerakan sebuah kapal) - dan karena itu bergerak relatif satu sama lain tidak akan.
Tidak mungkin memberikan jawaban yang lebih jelas dan meyakinkan atas keberatan para penganut Ptolemeus daripada jawaban Galileo berdasarkan pengalaman sederhana. Berbicara dalam bahasa modern dan menggunakan terminologi ilmiah modern, kita akan mengatakan bahwa Galileo menetapkan independensi aliran fenomena mekanis dari orang-orang pilihan. sistem referensi inersia. Meskipun hal-hal ini akan dibahas di bawah ini, kami akan tetap memberikan beberapa penjelasan. Kerangka acuan dipahami sebagai sistem benda (bahkan mungkin satu benda), relatif terhadap mana (yang) gerakan itu dipertimbangkan. Sistem dianggap inersia ketika posisi yang ditetapkan oleh Galileo terpenuhi di dalamnya: jika tidak ada tindakan yang diberikan pada tubuh (tidak ada gaya yang bekerja pada tubuh, mereka akan mengatakan sekarang), itu baik diam atau bergerak dalam garis lurus sepanjang bidang horizontal dengan kecepatan konstan. Dengan kata lain, sistem dianggap inersia ketika tubuh bebas dari interaksi dengan tubuh lain. Sebenarnya, sistem seperti itu tidak ada (selalu ada beberapa gaya yang bekerja pada tubuh), tetapi Anda dapat membayangkannya dan mendekatinya.
Gerak lurus dan seragam suatu benda sepanjang bidang horizontal tanpa gaya eksternal yang bekerja padanya disebut gerak inersia ( Inersia dari kata Latin inersia - perdamaian, kelambanan; di bawah kelembaman atau kelembaman tubuh dipahami properti tubuh untuk mempertahankan keadaannya jika kekuatan eksternal tidak bekerja padanya.). Di sinilah nama untuk sistem inersia berasal. Galileo menetapkan: meskipun posisi benda yang bergerak (koordinatnya), kecepatannya, sifat lintasannya ( Lintasan - garis yang dilalui oleh pusat massa benda yang bergerak.) pergerakan tergantung pada pilihan kerangka acuan inersia (misalnya, kapal yang diam, yaitu Bumi, atau kapal yang bergerak dalam kaitannya dengan Bumi secara lurus dan seragam), hukum mekanika, aliran fenomena mekanik tidak tergantung pada kerangka acuan tertentu dari lalu lintas mekanis yang dipelajari.
Dengan kata lain, fenomena mekanik, seperti yang telah disebutkan, lanjutkan dengan cara yang sama di semua kerangka acuan inersia. Posisi ini disebut prinsip relativitas Galileo. Seharusnya tidak bingung dengan teori relativitas Einstein, yang akan dibahas di bawah ini. Dalam bahasa ilmiah modern, prinsip relativitas Galileo dapat dirumuskan sebagai berikut: hukum mekanika tidak berubah (Invarians - kekekalan, independensi kuantitas apa pun (jumlah, persamaan) dalam kaitannya dengan beberapa transformasi; misalnya, independensi persamaan mekanika sehubungan dengan transformasi koordinat dan waktu selama transisi dari satu kerangka acuan inersia ke kerangka acuan inersia lainnya.) sehubungan dengan pilihan sistem referensi inersia.
Galileo dalam "Dialog" menunjukkan bahwa pernyataan para pendukung Ptolemy tentang dugaan ketidakmungkinan rotasi harian Bumi di sekitar porosnya dan pergerakannya dalam orbitnya mengelilingi Matahari tidak berdasar. Ini adalah argumen paling penting yang mendukung sistem heliosentris dunia Copernicus.
Menarik untuk dicatat argumen lain dari Galileo yang mendukung sistem heliosentris dunia, Pengamatan astronomis dari pergerakan benda-benda langit, terlihat dari Bumi, pada prinsipnya dapat dijelaskan baik dari sudut pandang sistem heliosentris dunia. dunia dan rotasi harian Bumi di sekitar porosnya, dan dari sudut pandang sistem geosentris dunia, yang menurutnya semua benda langit berputar di sekitar bumi yang tidak bergerak. Dalam kasus pertama, mengambil sistem heliosentris dunia sebagai dasar, penjelasan pengamatan astronomi tentang pergerakan benda langit relatif sederhana - semua planet Tata surya(termasuk Bumi) berputar mengelilingi Matahari dalam orbit yang mendekati lingkaran (seperti yang diperkirakan sebagian besar pendukung sistem heliosentris pada masa Galileo). Dalam kasus kedua, yaitu, setelah mengadopsi sistem geosentris dunia, penjelasan tentang gerakan benda langit yang diamati dari Bumi ternyata sangat artifisial: lintasan benda langit akan menjadi sangat kompleks, dan kecepatan harus berubah dari sangat besar menjadi sangat kecil.
Inilah yang ditulis Galileo tentang rotasi harian Bumi di sekitar porosnya.
« Salviati... Jika kita memperhitungkan volume besar bola bintang dibandingkan dengan tidak pentingnya bola bumi, yang terkandung di dalamnya banyak, jutaan kali, dan kemudian berpikir tentang kecepatan gerakan, yang harus menyelesaikan revolusi di siang dan malam. , maka saya tidak dapat meyakinkan diri sendiri bahwa mungkin ada seseorang yang menganggapnya lebih benar dan mungkin bahwa seruan semacam itu dibuat oleh bola bintang, sedangkan bumi tetap tidak bergerak.
Sagredo... Jika benar-benar semua fenomena alam yang dapat bergantung pada gerakan tersebut menimbulkan baik dalam satu kasus dan dalam kasus lain, tanpa perbedaan, konsekuensi yang sama, maka saya akan segera mengenali seseorang yang menganggap lebih tepat untuk membuat seluruh Semesta bergerak, hanya akan membuat bumi diam, bahkan lebih tidak masuk akal daripada orang yang, setelah naik ke puncak kubah vila Anda untuk melihat kota dan sekitarnya, menuntut agar seluruh area berputar di sekelilingnya dan dia tidak harus bekerja, memutar kepalanya ”( Galileo Galilei. favorit tr., v. 1, hal. 213.).
Telah dikatakan di atas tentang penemuan Galileo di bidang mekanika, berkat itu dia (bersama dengan Newton) dianggap sebagai pendiri sains modern. Selain apa yang telah disebutkan, perlu disebutkan beberapa pencapaian penting Galileo lainnya.
Studi tentang jatuh bebas benda dan gerakannya di sepanjang bidang miring sangat penting. Galileo menetapkan bahwa kecepatan jatuh bebas benda tidak bergantung pada massanya, seperti yang dipikirkan Aristoteles, dan jalur yang dilalui oleh benda yang jatuh sebanding dengan kuadrat waktu jatuhnya. Ini adalah penemuan hebat. Ini memungkinkan di masa depan untuk menetapkan kesetaraan numerik dari massa gravitasi dan inersia benda, yang akan dibahas nanti.
Galileo menciptakan teori gerak parabola dan menentukan bahwa lintasan benda yang dilempar, yaitu benda yang bergerak di bawah aksi kejutan awal dan gravitasi, adalah parabola.
Galileo melakukan banyak hal di bidang teori kekuatan dan kekuatan material. Sangat menarik adalah pertimbangan yang diungkapkan oleh Galileo tentang kesamaan mekanis dan bahwa dalam kasus ketika berat tubuh signifikan, tidak ada kesamaan sehubungan dengan kekuatan tubuh.
Inilah yang ditulis Galileo tentang masalah ini: “Jika kita mengambil balok kayu dengan ketebalan tertentu, tertanam, katakanlah, ke dinding pada sudut yang tepat sehingga sejajar dengan cakrawala, dan anggaplah panjangnya mencapai batas ekstrim di mana ia masih dapat memegang , yaitu, bahwa dengan bertambahnya panjangnya oleh rambut lain, ia putus dari beratnya sendiri, maka log ini akan menjadi satu-satunya dari jenisnya di dunia. Jika panjangnya, misalkan, melebihi ketebalannya seratus kali, maka kita tidak akan dapat menemukan satu batang pun dari pohon yang sama, yang, dengan panjang melebihi ketebalannya seratus kali, akan mampu menahan persis sama seperti contoh yang diambil: semua kayu besar akan pecah, yang lebih kecil akan mampu, selain gravitasinya sendiri, untuk menahan lebih banyak beban. Apa yang saya katakan tentang kemampuan untuk menopang beratnya sendiri berlaku untuk struktur lain ( Cit. Dikutip dari: Sedov L.I. Galilei dan dasar-dasar mekanika. M.: Pauka, 1961, hal. 36-37).
Dalam hal ini, Galileo mengungkapkan pertimbangan yang sangat menarik tentang keunggulan dalam kaitannya dengan "kekuatan" dan mobilitas hewan kecil dibandingkan dengan yang besar dan adanya batasan ukurannya. Solusi yang tepat untuk masalah ini ditemukan hanya setelah sekitar tiga ratus tahun.
Galileo Galilei dan perannya dalam perkembangan ilmu pengetahuan klasik
Pekerjaan untuk mendukung heliosentrisme dimulai oleh Galileo Galilei, yang karyanya telah menentukan seluruh wajah klasik, dan dalam banyak hal, sains modern. Dialah yang meletakkan dasar dari jenis pandangan dunia baru, serta ilmu baru - ilmu alam eksperimental matematika. Untuk menembus lebih dalam ke dalam hukum matematika dan memahami sifat sebenarnya dari alam, Galileo meningkatkan dan menemukan banyak perangkat dan instrumen teknis - lensa, teleskop, mikroskop, magnet, termometer udara, barometer, dll. Penggunaannya memberi ilmu alam dimensi baru tidak dikenal oleh orang Yunani. Refleksi sebelumnya tentang Semesta memberi jalan kepada penelitian eksperimental untuk memahami hukum matematika universal yang beroperasi di dalamnya.
G. Galileo (1564-1642)
Sangat penting bahwa Galileo menggabungkan orientasi sistematisnya terhadap pengalaman dengan keinginan untuk pemahaman matematisnya. Dan dia meletakkannya begitu tinggi sehingga dia menganggap mungkin untuk sepenuhnya menggantikan logika tradisional sebagai alat berpikir yang tidak berguna dengan matematika, yang saja mampu mengajari seseorang seni pembuktian.
Metode analitik matematis Galileo membawanya ke interpretasi mekanistik keberadaan, memungkinkannya untuk merumuskan konsep hukum fisika dalam pemahaman modernnya. Dapat dianggap bahwa, dimulai dengan karya-karya ilmuwan ini, sains benar-benar putus dengan interpretasi alam yang murni kualitatif. Penemuan Galileo di bidang mekanika dan astronomi sangat penting untuk pembentukan jenis ilmu baru. Merekalah yang meletakkan dasar yang kuat untuk alasan heliosentrisme.
Heliosentrisme adalah gambaran dunia, mewakili Matahari sebagai pusat Alam Semesta, di mana semua planet berputar, termasuk Bumi.
Salah satu masalah paling serius yang menghambat pembentukan pandangan dunia baru adalah keyakinan lama, yang terbentuk pada zaman kuno dan dipertahankan sepanjang Abad Pertengahan, bahwa ada perbedaan mendasar antara fenomena dan benda duniawi dan langit. Sejak zaman Aristoteles, diyakini bahwa langit adalah lokasi benda-benda ideal yang terdiri dari eter dan berputar dalam orbit melingkar yang ideal di sekitar Bumi. Tubuh duniawi, di sisi lain, muncul dan berfungsi menurut hukum yang sama sekali berbeda. Oleh karena itu, sebelum membuat teori-teori yang komprehensif dan menemukan hukum-hukum alam, para ilmuwan zaman modern harus menyangkal pembagian menjadi duniawi dan surgawi. Langkah pertama ke arah ini diambil oleh Galileo.
Setelah masuk 1608 g ... teleskop ditemukan, Galileo memperbaikinya dan mengubahnya menjadi teleskop dengan perbesaran 30x. Dengan bantuannya, ia membuat sejumlah penemuan astronomi yang luar biasa. Diantaranya adalah gunung-gunung di bulan, bintik-bintik di matahari, fase-fase Venus, dan empat bulan terbesar Jupiter. Dia adalah orang pertama yang melihat bahwa Bima Sakti adalah sekelompok bintang yang sangat beragam. Semua fakta ini membuktikan bahwa benda langit bukanlah makhluk halus, melainkan objek dan fenomena yang sepenuhnya material. Lagi pula, tidak mungkin ada gunung di tubuh yang ideal, seperti di Bulan, atau bintik-bintik, seperti di Matahari.
Dengan bantuan penemuannya di bidang mekanika, Galileo menghancurkan konstruksi dogmatis fisika Aristoteles yang telah mendominasi selama hampir dua ribu tahun. Galileo menentang pemikir, yang otoritasnya dianggap tak terbantahkan, dan untuk pertama kalinya menguji banyak pernyataannya secara empiris, dengan demikian meletakkan dasar bagi cabang baru fisika - dinamika - ilmu gerak benda di bawah aksi gaya yang diterapkan. Sebelum itu, satu-satunya cabang fisika yang kurang lebih berkembang adalah statika.
Statika adalah ilmu tentang keseimbangan benda di bawah aksi gaya yang diterapkan, yang didirikan oleh Archimedes.
Galileo juga mempelajari jatuh bebas benda dan, berdasarkan pengamatannya, menemukan bahwa itu tidak bergantung sama sekali pada berat atau komposisi benda. Setelah itu, ia merumuskan konsep kelajuan, percepatan, menunjukkan bahwa akibat dari suatu gaya pada suatu benda bukanlah kecepatan, melainkan percepatan.
Galileo juga menganalisis gerakan lempar, atas dasar itu ia sampai pada gagasan inersia, yang belum dirumuskan secara tepat, tetapi yang memainkan peran besar dalam pengembangan ilmu alam lebih lanjut. Tidak seperti Aristoteles, yang percaya bahwa semua benda berusaha untuk mencapai tempat yang ditentukan oleh alam, setelah itu gerakan berhenti, Galileo percaya bahwa benda yang bergerak cenderung tetap dalam gerakan bujursangkar seragam yang konstan atau diam, kecuali jika ada kekuatan eksternal yang menghentikannya atau tidak akan menyimpang dari arah gerakannya. Gagasan inersia memungkinkan untuk membantah salah satu keberatan penentang heliosentrisme, yang berpendapat bahwa benda-benda di permukaan bumi, jika bergerak, pasti akan dijatuhkan darinya, dan bahwa setiap proyektil diluncurkan ke atas pada sudut siku-siku pasti akan mendarat pada jarak tertentu dari titik awal lemparan. Konsep inersia menjelaskan bahwa Bumi yang bergerak secara otomatis mentransmisikan gerakannya ke semua benda di atasnya.
Keberatan lain dari penentang heliosentrisme adalah bahwa kita tidak merasakan pergerakan Bumi. Jawabannya juga diberikan oleh Galileo dalam prinsip relativitas klasik yang dirumuskan olehnya. Menurut prinsip ini, tidak ada percobaan mekanis yang dilakukan di dalam sistem yang dapat menentukan apakah sistem dalam keadaan diam atau bergerak lurus dan beraturan. Juga, prinsip relativitas klasik menyatakan bahwa tidak ada perbedaan antara diam dan gerak lurus beraturan, mereka dijelaskan oleh hukum yang sama. Kesetaraan gerakan dan istirahat, mis. sistem inersia - diam atau bergerak relatif satu sama lain secara seragam dan lurus, Galileo dibuktikan dengan penalaran dan banyak contoh. Misalnya, seorang musafir di kabin kapal dengan alasan yang baik percaya bahwa buku yang tergeletak di atas mejanya dalam keadaan diam. Tetapi pria di pantai melihat bahwa kapal sedang berlayar, dan dia memiliki banyak alasan untuk menyatakan bahwa buku itu bergerak dan, terlebih lagi, dengan kecepatan yang sama dengan kapal. Apakah ini cara buku benar-benar bergerak atau diam? Pertanyaan ini jelas tidak dapat dijawab hanya dengan "ya" atau "tidak". Perselisihan antara musafir dan seseorang di pantai akan membuang-buang waktu jika masing-masing hanya mempertahankan sudut pandangnya sendiri dan menyangkal sudut pandang pasangannya. Mereka berdua benar, dan untuk menyepakati posisi, mereka hanya perlu mengakui bahwa pada saat yang sama buku itu diam relatif terhadap kapal dan bergerak relatif terhadap pantai bersama dengan kapal.
Hukum mekanika, bersama dengan penemuan astronomisnya, memberikan dasar fisik untuk hipotesis Copernicus, yang belum dimiliki oleh penciptanya sendiri. Dari sebuah hipotesis, doktrin heliosentris sekarang mulai memperoleh status teori.
Tetapi pertanyaan tentang hubungan antara gerakan bumi dan surgawi belum akhirnya diselesaikan, gerakan bumi itu sendiri belum dijelaskan. Pergerakan planet-planet yang sebenarnya juga tidak sesuai dengan deskripsi mereka dalam hipotesis heliosentris Copernicus (gerakan melingkar), serta dalam geosentrisme Ptolemy.
Ilmuwan besar Italia Galileo Galilei (1564-1642) mengobarkan perjuangan yang gigih untuk pengakuan ajaran Copernicus. Pada saat yang sama, ia melancarkan serangan di seluruh front terhadap pandangan dunia abad pertengahan para imam, biarawan dan skolastik, meletakkan dasar bagi metode ilmiah untuk mengenali alam. Galileo adalah salah satu pendiri ilmu eksperimental alam - ilmu alam.Galileo lahir di kota Pisa dalam keluarga seorang musisi. Ayah Galileo ingin menjadikannya seorang dokter, yang pada tahun 1581 ia dikirim ke Universitas Pisa. Namun, minat Galileo terletak di bidang lain, dan dia meninggalkan studinya dan pindah ke Florence. Di sini Galileo mengambil studi matematika dan mekanika dan menulis beberapa karya tentang mekanika. Pada 1589, Galileo menerima kursi di Universitas Pisa, dan pada 1592 - di Universitas Padua, tempat ia bekerja hingga 1610. Selama ini, Galileo terlibat dalam penelitian ilmiah di bidang ilmu fisika dan matematika, serta sebagai masalah teknis pada masanya.
Galileo Galilei
Galileo cukup awal menjadi penentang mekanika dan astronomi Aristoteles. Murid Galileo, Viviani, bersaksi bahwa Galileo, ketika masih di Pisa, menyangkal doktrin Aristoteles bahwa benda berat jatuh lebih cepat daripada benda ringan. Menurut kesaksiannya, Galileo bahkan diduga melakukan eksperimen, melemparkan berbagai benda dari menara miring di Pisa untuk konfirmasi eksperimental pendapat yang salah dari Aristoteles 1. Sikap kritis awal terhadap astronomi Aristoteles dibuktikan dengan surat Galileo kepada Kepler, yang ditulis pada tahun 1597. Dalam surat ini ia menulis:
“Saya menganggap diri saya beruntung telah menemukan sekutu yang hebat dalam mencari kebenaran. Memang, sangat menyakitkan untuk melihat bahwa ada begitu sedikit orang yang berjuang untuk kebenaran dan siap untuk meninggalkan cara berfilsafat yang salah. Tapi ini bukan tempat untuk mengeluh tentang keadaan menyedihkan di zaman kita, saya hanya ingin mengucapkan semoga sukses dalam penelitian Anda yang luar biasa. Saya melakukan ini dengan lebih rela karena saya telah menjadi penganut ajaran Copernicus selama bertahun-tahun. Ini menjelaskan kepada saya penyebab banyak fenomena yang sama sekali tidak dapat dipahami dari sudut pandang pandangan yang diterima secara umum. Untuk membantah yang terakhir, saya telah mengumpulkan banyak argumen, tetapi saya ragu untuk mempublikasikannya. Tentu saja, saya akan berani melakukan ini jika ada lebih banyak orang seperti Anda. Tapi karena ini tidak ada, maka saya bersikap hati-hati” 2 .
Argumen dalam membela doktrin Copernicus, yang dibicarakan Galileo dalam sebuah surat, mungkin merupakan penemuan barunya di bidang mekanika (ia kemudian mengutipnya untuk membela doktrin ini).
Setelah 13 tahun, Galileo memiliki argumen baru untuk mendukung ajaran Copernicus. Mereka sudah didasarkan pada penemuan astronomi Galileo. Pada tahun 1608 atau 1609
Galileo belajar tentang penemuan teleskop oleh master Belanda dan pada tahun 1609 ia sendiri merancang teleskop semacam itu. Tabung teleskop Galileo memiliki lensa objektif cembung dan lensa okuler cekung.
Dia memberikan perbesaran lebih dari tiga puluh kali lipat (Gbr. 11). Mengamati langit dengan teleskop ini, Galileo melakukan sejumlah pengamatan penting. Dia menemukan bahwa permukaan Bulan - benda langit - tidak berbeda secara mendasar dalam penampilan dari permukaan bumi... Seperti Bumi, Bulan memiliki perbukitan dan lembah pegunungan. Lebih lanjut, Galileo menetapkan bahwa planet-planet, tidak seperti bintang tetap, mirip dengan Bulan dan terlihat melalui tabung dalam bentuk cakram bercahaya bulat. Venus, sama seperti Bulan, seiring waktu mengubah penampilannya dari piringan bundar menjadi bulan sabit yang sempit. Galileo juga menemukan bulan-bulan Jupiter. Dia memperhatikan bahwa empat bintang kecil (satelit) berputar mengelilingi Jupiter, sama seperti Bulan berputar mengelilingi Bumi. Galileo juga menemukan bahwa jumlah bintang tetap jauh lebih banyak daripada yang bisa dilihat dengan mata telanjang.
Berdasarkan penemuan-penemuannya, Galileo dengan hati-hati tetapi gigih memulai jalan menyebarkan dan memperkuat ajaran Copernicus sebagai teori tentang struktur Semesta yang sebenarnya. Dia segera mendapat perlawanan dari para teolog, yang menyangkal penemuan Galileo atau merujuk pada otoritas kitab suci. Namun, Galileo dengan terampil mengobarkan perjuangan, berusaha untuk tidak menyentuh masalah teologis murni. Pada tahun 1516, gereja yang bersangkutan secara resmi mengutuk ajaran Copernicus, bukunya termasuk dalam daftar yang dilarang, dan Galileo diperingatkan bahwa untuk selanjutnya dia tidak berani menganut doktrin ini dan menyebarkannya. Galileo terpaksa diam beberapa saat. Namun, materi faktual yang ia kumpulkan dari bidang mekanika dan astronomi, yang merupakan konfirmasi sistem Copernicus, memaksa Galileo, meskipun ada larangan gereja, untuk mencari cara dengan segala cara untuk membela Copernicus. Galileo tahu bahwa dia dapat mengandalkan otoritasnya sebagai seorang ilmuwan, yang pada saat itu hebat, serta atas bantuan beberapa kalangan ulama yang lebih tinggi. Namun, tidak mungkin untuk berbicara secara langsung untuk membela "bidat Copernicus" tanpa segera ditangkap oleh Inkuisisi. Setelah menilai seluruh situasi, Galileo memutuskan untuk menulis sebuah buku di mana sistem Copernicus akan didukung, tetapi sedemikian rupa sehingga penulis buku itu tidak dapat secara resmi dituduh membelanya. Buku ini diterbitkan pada tahun 1632 dengan judul "Dialog tentang dua sistem utama dunia: Ptolemaic dan Copernicus". Itu ditulis dalam bentuk percakapan atau diskusi antara penganut ajaran Copernicus - Senor Salviati dan pembela sistem Ptolemy-Simplicio. Orang ketiga juga berpartisipasi dalam perselisihan - Sagredo, yang pada dasarnya berdiri di sisi Salviati. Untuk melindungi dirinya dari tuduhan bid'ah, Galileo menunjukkan dalam kata pengantar bahwa doktrin pergerakan Bumi dilarang oleh gereja dan bahwa doktrin ini hanya dibahas dalam buku, dan tidak disetujui. Namun, baik kata pengantar maupun bentuk komposisinya tidak dapat menipu siapa pun. Pembela sistem Ptolemy-Simplicio tampak sangat pucat dan terus-menerus dikalahkan oleh argumen dan lelucon lawan-lawannya. Pembaca dengan jelas memahami di pihak siapa penulis berada dan apa tujuannya sebenarnya. Segera setelah penerbitan buku ini, sebuah gugatan diajukan terhadap Galileo. Pada awal 1633, Galileo dipanggil ke Roma, di mana dia dituduh melanggar dekrit yang melarang kepatuhan dan propaganda ajaran Copernicus. Galileo menolak tuduhan ini, menunjukkan bahwa dia tidak pernah menegaskan kebenaran ajaran ini, tetapi berbicara tentang itu hanya mungkin sebagai hipotesis. Namun, dia harus mengakui bahwa, terbawa suasana, dia terlalu meyakinkan dalam mengemukakan argumen bersyarat untuk posisi yang ingin dia bantah. Inkuisisi puas dengan penjelasan ini, tetapi menuntut penolakan publik terhadap ajaran Copernicus, yang harus dilakukan Galileo. Setelah persidangan, Galileo, di bawah pengawasan Inkuisisi, terus terlibat dalam kegiatan ilmiah dan menulis karya ilmiah baru "Percakapan dan bukti matematika tentang dua ilmu baru", yang ditujukan untuk masalah mekanika, akustik, dan beberapa lainnya. Naskah karya ini dicetak di Belanda pada tahun 1638. Pada tahun 1642 Galileo meninggal. Pada kematiannya, dua perwakilan dari Inkuisisi hadir.
Dari luar, pengadilan Galileo tampak seperti kemenangan bagi gereja, tetapi pada kenyataannya itu adalah kekalahannya. Sebagai hasil dari kegiatan Galileo dan perjuangannya, doktrin heliosentris menjadi dikenal luas dan menguasai pikiran orang-orang budaya Eropa. Benar, buku Galileo, seperti buku Copernicus, untuk waktu yang lama (sampai 1822) ada dalam daftar terlarang. Namun, sudah di paruh kedua abad ke-17. mereka berhenti memperhatikan larangan ini.
Dua jenis argumen diberikan dalam Dialog untuk membela teori Copernicus. Pertama, Galileo mengandalkan penemuan astronomisnya, yang menegaskan bahwa Bumi adalah tubuh yang sama dengan planet lain, dan tidak mungkin membicarakan eksklusivitasnya. Kedua, argumentasi berdasarkan penemuannya di bidang mekanika. Mereka membantah teori gerak Aristoteles dan menghilangkan keberatan terhadap gerak Bumi, yang diungkapkan oleh Ptolemy. Copernicus sudah menolak keberatan ini, dengan alasan bahwa gerakan benda bersama dengan Bumi harus dianggap sebagai gerakan alami. Galileo bahkan melangkah lebih jauh, dengan alasan bahwa setiap gerakan pada permukaan horizontal di Bumi, jika kita mengecualikan gaya gesekan, adalah, menggunakan terminologi Aristoteles, adalah wajar, yaitu gerakan yang tidak memerlukan aksi gaya. Itu berlangsung selamanya, menjaga kecepatannya. Pada saat yang sama, Galileo tidak dengan mudah menegaskan posisi ini, tetapi beralih ke pengalaman. Para peserta Dialog mendiskusikan pengalaman ini. Pergerakan benda pada bidang miring yang benar-benar mulus (yaitu, tidak termasuk gesekan) dipertimbangkan. Jika tubuh bergerak ke atas bidang miring, maka kecepatannya berkurang, jika turun, itu meningkat. Pertanyaannya adalah, bagaimana tubuh bergerak sepanjang bidang horizontal? Jawabannya menunjukkan dirinya sendiri: tubuh bergerak dengan kecepatan konstan. Galileo kemudian merumuskan kesimpulan ini dalam bentuk yang lebih umum:
"Bila sebuah benda bergerak di sepanjang bidang horizontal, tanpa mengalami hambatan untuk bergerak, maka, seperti yang kita ketahui dari semua yang telah disebutkan di atas, gerakannya seragam dan akan terus berlanjut jika bidang itu diperpanjang di ruang angkasa tanpa akhir." 3 .
Dalam bentuk ini, Galileo merumuskan hukum inersia. Ini belum merupakan formulasi umum dari hukum inersia, yang diberikan kemudian. Tapi di sini, tentu saja, langkah baru yang fundamental telah diambil. Dalam rumusan ini, gerak beraturan dipahami sebagai gerak lurus dengan kecepatan konstan, dan hukum ini pada dasarnya sudah berbeda dengan rumusan teori "dorongan". Di sisi lain, perlu dicatat bahwa meskipun Galileo merumuskan hukum kelembaman untuk gerak horizontal, ia memahaminya secara lebih luas. Ini dapat dinilai dari cara Galileo membahas pertanyaan mengapa benda tidak terbang menjauh dari Bumi yang berputar, seperti halnya roda yang berputar cepat. Galileo dengan jelas mengatakan bahwa sebuah benda yang terlempar dari tepi roda kemudian cenderung bergerak dalam garis lurus secara tangensial dengan kecepatan konstan, terlepas dari apakah benda itu terbang ke arah horizontal atau arah lain, dan hanya gaya gravitasi yang mengganggu hal ini.
Pada saat yang sama, muncul pertanyaan mengapa benda-benda di Bumi, selama rotasinya, tidak menyebar dari permukaannya? Galileo tidak memecahkan masalah ini, dia percaya, berbicara dalam bahasa modern, bahwa percepatan sentrifugal dapat diabaikan dibandingkan dengan percepatan gravitasi.
Jadi, kita melihat bahwa, di satu sisi, Galileo memahami hukum kelembaman lebih luas daripada yang dia rumuskan, dan di sisi lain, dia mungkin memahami bahwa gerakan Bumi tidak dapat dianggap benar-benar inersia.
Bersamaan dengan hukum inersia, Galileo menggunakan posisi dasar lain mekanika klasik, yang disebut hukum independensi aksi gaya, sekali lagi diterapkan pada gerakan benda di medan gravitasi Bumi. Tubuh berusaha, menurut Galileo, untuk mempertahankan kecepatan horizontal tidak hanya ketika didukung pesawat horisontal, tetapi bahkan ketika benda itu jatuh bebas, yaitu, jika benda itu jatuh, maka gravitasi yang bekerja secara vertikal tidak berpengaruh pada komponen kecepatan horizontal. Di sisi lain, perubahan komponen vertikal kecepatan di bawah aksi gravitasi tidak bergantung pada apakah benda itu bergerak horizontal atau tidak.
Berdasarkan hukum yang ditetapkan, Galileo menjelaskan mengapa kita tidak memperhatikan pergerakan Bumi, berada di atasnya. Jadi, misalnya, sebuah batu yang jatuh bebas jatuh secara vertikal, karena pada saat dilempar memiliki kecepatan yang sama dengan permukaan bumi di tempat pelemparan. Ia mempertahankan kecepatan ini saat jatuh. Galileo mengutip untuk mengkonfirmasi pengalaman melempar batu dari tiang kapal yang bergerak. Dia juga menganalisis eksperimen lain dengan melempar benda ke Bumi dan menunjukkan bahwa dengan bantuan mereka tidak mungkin untuk menyangkal hipotesis gerakan Bumi. Meringkas penjelasannya, Galileo merumuskan prinsip relativitas klasik. Dia menekankan bahwa gerakan dengan inersia hanya dapat diperhatikan tanpa berpartisipasi dalam gerakan ini, karena tidak mempengaruhi hal-hal yang ada dalam gerakan tersebut. Menjelaskan posisi ini, Galileo memberikan contoh berikut:
“Pensiun dengan salah satu teman Anda,” tulisnya, “di sebuah ruangan yang luas di bawah geladak kapal, siapkan lalat, kupu-kupu, dan serangga terbang kecil serupa lainnya; biarkan Anda juga memiliki kapal besar dengan air dan ikan kecil berenang di dalamnya; menggantung lebih jauh, di atas, sebuah ember dari mana air akan jatuh setetes demi setetes ke kapal lain dengan leher sempit, ditempatkan di bagian bawah. Saat kapal tidak bergerak, amati dengan cermat bagaimana hewan terbang kecil bergerak dengan kecepatan yang sama ke segala arah ruangan; ikan, seperti yang akan Anda lihat, akan berenang dengan acuh tak acuh ke segala arah; semua tetesan yang jatuh akan jatuh ke wadah pengganti, dan ketika Anda melempar sebuah benda, Anda tidak perlu melemparkannya dengan kekuatan lebih besar ke satu arah daripada ke arah yang lain, jika jaraknya sama, dan jika Anda melompat dengan dua kaki di sekali, lalu melompat dengan jarak yang sama ke segala arah. Amati semua ini dengan cermat, meskipun Anda tidak ragu bahwa selama kapal tidak bergerak, semuanya harus terjadi dengan cara ini. Sekarang buat kapal bergerak dengan kecepatan berapa pun, dan kemudian (jika hanya gerakannya seragam dan tanpa bergoyang ke satu arah atau yang lain) dalam semua fenomena yang disebutkan, Anda tidak akan menemukan perubahan sedikit pun dan tidak satu pun dari mereka Anda tidak akan bisa untuk menentukan apakah kapal itu bergerak atau diam" 4 .
Penemuan Galileo di bidang mekanika secara langsung berkaitan dengan pembuktiannya terhadap doktrin Copernicus, tetapi, tentu saja, mereka juga memiliki signifikansi independen (yaitu, untuk pengembangan mekanika secara umum). Faktanya, dengan karya-karya Galileolah mekanika pada dasarnya mulai berkembang sebagai doktrin tentang gerakan mekanis... Studi lain tentang mekanika Galileo akan dibahas di bawah ini.
Galileo, seorang wakil terkemuka dari revolusi ilmiah, layak mendapat pujian tidak hanya dalam perjuangan untuk mendukung sistem heliosentris dunia dan tidak hanya sebagai pendiri mekanika. Dia menguraikan metode eksperimental baru untuk studi alam, yang menjadi metode utama ilmu alam eksperimental. Sumber pengetahuan, menurut Galileo, adalah pengalaman dan satu-satunya pengalaman. Dia mengutuk skolastik, terpisah dari kenyataan dan hanya didasarkan pada otoritas. Kelebihan Galileo tidak hanya terletak pada kenyataan bahwa ia menganggap pengalaman sebagai sumber pengetahuan. Pengalaman sebagai sumber pengetahuan diproklamirkan bahkan sebelum Galileo, dan sains sebenarnya dibangun di atas pengalaman dan sebelum dia. Aristoteles, seperti yang ditekankan Galileo dengan tepat, mengakui bahwa pengalaman adalah sumber pengetahuan. Untuk sains yang berkembang, penting bagaimana pengetahuan harus dibangun dari pengalaman, yaitu, untuk menemukan metode ilmiah yang benar dari pengetahuan eksperimental: Galileo melakukan hal itu. Sebelum Galileo, pengalaman hanyalah, jika boleh saya katakan demikian, titik awal kognisi. Metode penelitian, secara umum, terutama terdiri dari dua tautan: pengamatan langsung (seringkali acak) dan konstruksi teori umum berdasarkan pengamatan ini. Tautan ketiga, yang terdiri dari pemeriksaan kesimpulan dari teori yang dibangun, entah sama sekali tidak ada, atau dalam keadaan embrionik, tidak dikembangkan sama sekali. Oleh karena itu, sains pada zaman dahulu bersifat kontemplatif. Ia tetap sama dalam kerangka skolastisisme abad pertengahan, dan ini menentukan, di satu sisi, karakter empirisnya yang kasar, dan di sisi lain, karakter spekulatif. Ini adalah ajaran Aristoteles tentang langit dan dinamikanya. Itu didasarkan pada pengamatan langsung yang paling sederhana, tidak dianalisis secara detail. Praktek sehari-hari zaman kuno dan Abad Pertengahan menunjukkan, misalnya, bahwa untuk membawa kereta yang sama dengan kecepatan lebih tinggi, diperlukan lebih banyak usaha, atau sering kali tubuh yang lebih berat jatuh lebih cepat daripada yang ringan. Pengamatan ini dan yang serupa bagi Aristoteles tampaknya cukup untuk membangun sistem semua dinamika, yang memiliki karakter fantastis. Tidak terpikir oleh Aristoteles atau murid-muridnya untuk mencoba tidak hanya untuk mendamaikan teori gerak dengan fakta-fakta yang diamati, tetapi untuk memperoleh konsekuensi dari teori ini dan, pada eksperimen yang diatur secara khusus, memastikan kebenaran atau ketidaktepatannya.
Galileo bertindak secara berbeda: dalam mempelajari gerak, ia melepaskan diri dari hasil langsung eksperimen individu. Hukum dan peraturan yang dia andalkan adalah abstraksi ilmiah dan tidak mengikuti fakta-fakta yang dapat diamati secara terpisah. Dengan demikian, hukum inersia tidak dapat diverifikasi secara langsung oleh Galileo secara eksperimental. Tidak mungkin untuk secara langsung mengamati pergerakan tubuh, tidak termasuk gesekan. Dan hukum bahwa sebuah benda jatuh dipercepat secara seragam tidak dapat, secara tegas, diverifikasi secara eksperimental pada saat itu. Namun, abstraksi ilmiah menembus lebih dalam ke esensi fenomena daripada pernyataan fakta sederhana, yang merupakan ekspresi dari apa yang umum dalam fakta-fakta ini, melampaui ruang lingkup fenomena dalam studi yang pertama kali muncul. Abstraksi ilmiah dinyatakan dalam bentuk hipotesis. Sebuah hipotesis memungkinkan untuk memprediksi fakta dan fenomena baru berdasarkan kesimpulan darinya. Oleh karena itu, hipotesis ilmiah menjadi gagasan penuntun dalam penelitian ilmiah selanjutnya. Pada saat yang sama, menguji kesimpulan dari konsekuensi dan prediksinya mengubah hipotesis menjadi hukum ilmiah.
Metode eksperimental Galileo sangat jelas terlihat dalam contoh studinya tentang hukum benda jatuh. Galileo memulai dengan mengasumsikan bahwa benda jatuh dengan percepatan konstan. Ini masih hipotesis; meskipun berdasarkan pengamatan langsung dan beberapa pertimbangan, itu masih dugaan. Galileo menyimpulkan konsekuensi dari asumsi ini. Dia membuktikan bahwa jika tubuh jatuh dipercepat secara seragam, yaitu, jika v ~ t, maka jarak yang ditempuh sebanding dengan t 2. Teknik eksperimental tidak memungkinkan verifikasi langsung dari kesimpulan ini (pada waktu itu bahkan belum ada jam pendulum biasa). Oleh karena itu, Galileo memutuskan untuk memeriksa hukum ini untuk kasus gerak benda pada bidang miring. Dia mengambil papan panjang dengan alur berlapis perkamen. Di salah satu ujung papan, perkuat penyangga sehingga papan membentuk bidang miring. Dengan memaksa bola meluncur di sepanjang saluran, ini mengukur waktu yang dibutuhkan bola untuk menempuh jarak tertentu di sepanjang saluran. Galileo mengukur waktu pergerakan bola dengan jumlah air yang mengalir keluar melalui lubang kecil dari bejana. Setelah melakukan pengukuran, Galileo menemukan bahwa benda bergerak sepanjang bidang miring dengan percepatan seragam, dan ini berlaku untuk bidang miring dengan sudut kemiringan yang berbeda. Oleh karena itu, Galileo menyimpulkan bahwa posisi ini juga berlaku untuk jatuh bebas, karena gerakan vertikal tubuh ke bawah dapat dianggap sebagai kasus pembatas gerakannya di sepanjang bidang miring, ketika sudut kemiringan cenderung 90 °. Dengan demikian, percobaan mengkonfirmasi hipotesis utama dan sekarang kita dapat mengasumsikan bahwa hukum jatuh telah ditetapkan. Studi ini jelas mengandung tautan baru: pembuktian hipotesis yang dinyatakan, kesimpulan darinya dengan bantuan studi eksperimental yang ditetapkan secara khusus.
Dengan demikian, metode penelitian ilmiah Galileo dapat dicirikan sebagai berikut: dari pengamatan dan eksperimen, asumsi dibuat - hipotesis, yang, meskipun merupakan generalisasi eksperimen, mencakup sesuatu yang baru yang tidak secara langsung terkandung dalam setiap eksperimen tertentu. Sebuah hipotesis memungkinkan untuk memperoleh konsekuensi tertentu dengan cara yang benar-benar matematis dan logis, untuk memprediksi beberapa fakta baru yang dapat diverifikasi secara eksperimental. Menguji konsekuensi dan mengkonfirmasi hipotesis - mengubahnya menjadi hukum fisika. Pada dasarnya metode ini menjadi metode utama, mengikuti perkembangan ilmu pengetahuan alam.
Dalam tulisannya, Galileo juga menguraikan fitur utama dari konsep baru tentang sifat materi, gerakan, dan hukum dunia material - materialisme mekanis. Galileo menentang ajaran Aristoteles tentang materi dan bentuk dan dalam tulisannya menghidupkan kembali ide-ide para atomis kuno. Benda-benda material, menurut Galileo, terdiri dari partikel-partikel kecil yang jumlahnya tak terbatas, di antaranya ada rongga-rongga. Perubahan alam terjadi sebagai akibat dari pergerakan dan redistribusi partikel-partikel ini, yang tidak dihancurkan atau diciptakan kembali. Menghidupkan kembali hipotesis atomistik, Galileo menguraikan fitur utama dari pemahaman mekanis kuantitatif alam. Dia menyangkal kualitas tersembunyi yang tak terhitung banyaknya yang diperkenalkan oleh skolastik (aspirasi, antipati, dll.), Dan menertawakan metodologi mereka. Materi, menurut Galileo, hanya memiliki sifat geometris dan mekanik sederhana.
“Tidak pernah,” tulis Galileo, “Saya tidak akan menuntut apa pun selain ukuran, angka, kuantitas, dan sedikit banyak gerakan cepat dari tubuh luar untuk menjelaskan munculnya sensasi rasa, bau, dan suara; dan saya pikir jika kita menghilangkan telinga, lidah, hidung, maka hanya angka, angka, dan gerakan yang tersisa, tetapi bukan bau, rasa, dan suara, yang, menurut pendapat kami, di luar makhluk hidup tidak lebih dari nama kosong ” 5 .
Jadi, dalam diri Galileo, sains melancarkan serangan di seluruh garis depan terhadap pandangan dunia para teolog, imam, biarawan, dan skolastik abad pertengahan, sebagai akibatnya pukulan telak menimpanya. Pada saat yang sama, Galileo meletakkan dasar untuk metode eksperimental baru mempelajari alam, adalah salah satu pendiri ilmu alam dan pandangan dunia baru - materialisme mekanis, yang menjadi pandangan dunia utama fisikawan dan ilmuwan alam pada umumnya. Akhirnya, Galileo meletakkan dasar bagi dinamika; dari penelitiannya, ternyata bidang ilmu fisika ini mulai berkembang.
1 Viviani saat ini memiliki pendapat yang berbeda tentang keabsahan kesaksian ini. Beberapa sejarawan menyangkal keandalan eksperimen ini, sementara yang lain percaya bahwa kesaksian Viviani harus dipercaya.
2 Dahnemann F. Sejarah Ilmu Pengetahuan Alam. T.II. M.-L., ONTI, 1933, hal. 29.
3 Galilei Galileo. Karya Terpilih. T.II. M., "Ilmu", 1964, hal. 304.
4 Galilei Galileo, Karya Terpilih. T.I.M., "Ilmu", 1964, hal. 286.
5 Antologi filsafat dunia. T.II. M., "Pemikiran", 1970, hal. 224-225.
