Здравствуйте, господин Ампер

Галилей

единица ускорения. Была названа в честь итальянского физика и астронома Галилео Галилея.

1 гал — это ускорение такого равноускоренного движения, при котором скорость в каждую секунду увеличивается на 1 см в 1 с.

гал — запрещенная единица. Использовалась ранее для измерения гравитационного ускорения, особенно при гравиметрических измерениях. В настоящее время используется единица ускорения 1 м/с².

1 Гал = 1 см∙с^-2 = 10^-2 м∙с^-2.

Галилео Галилей родился 15 февраля 1569 г. в итальянском городе Пиза. В семнадцать лет начал изучать в местном университете философию, физику и медицину, а в 1585 г. уехал во Флоренцию, чтобы посвятить себя исключительно математике и физике.

После окончания учебы стал профессором в Пизе и во Флоренции, а в 1592 г. переехал в Падую, где проработал восемнадцать лет. Здесь он наблюдал за новой звездой в созвездии Змеелова, которая спустя год исчезла. Тогда же он впервые начал сомневаться в верности взглядов Аристотеля, утверждавшего, что небосклон со звездами неподвижен.

Как только он узнал об изобретении телескопа, он сразу же принялся за работу. С помощью собственноручно изготовленного телескопа он открыл новый мир небесных тел. В созвездии Ориона он обнаружил 500 новых звезд, он наблюдал за поверхностью Луны, открыл три спутника Юпитера, солнечные пятна и ряд других значительных астрономических фактов, описанных им в труде «Звездный вестник». В 1610 г. он покинул университет и стал придворным математиком при дворе Медичи во Флоренции.

В этом же году начинается война между церковью и Галилеем. Ученые-теологи[11] видят в его открытиях подтверждение учения Коперника о движении Земли и небесных тел, которое противоречит церковным взглядам. Они ждут момента, когда Галилей публично признает учение Коперника.

Это произошло после появления трактата о солнечных пятнах, на основании которого Галилей был обвинен в ереси и шарлатанстве. В 1616 г. он предстал перед кардиналом Беллармини, который по распоряжению папы Павла V потребовал, чтобы он отказался от своей точки зрения на движение Солнца и Земли. Галилей подчинился, но после открытия трех комет в созвездии Скорпиона он вновь высказал свое прежнее мнение в трактате «Discorso della comete», который стал мишенью яростных атак иезуитов.

Лишь после прихода к власти папы Урбана VIII, который был покровителем наук и искусства, Галилей ответил на эти атаки. Он посвятил папе трактат «Пробирщик», а в 1630 г. — свой известный «Диалог о двух главнейших системах мира». В этом труде он противопоставил системы Птолемея и Коперника так, что правильность взглядов Коперника не вызывала сомнения.

Иезуиты прилагали большие усилия к тому, чтобы труд был запрещен и Галилей предстал перед судом. 22 июня 1633 г. действительно состоялся процесс, на котором Галилея заставили отречься от своих взглядов и отказаться от учения Коперника.

После процесса Галилей уединился во Флоренции. В 1636 г. он заканчивает трактат «Беседы о двух новых науках», который содержит самые важные его открытия в области механики движения тел. Спустя год он ослеп на оба глаза, но духовные силы не покинули его. Окруженный своими учениками (среди них Торричелли, ставший позже известным физиком), которым он до последнего мгновения диктовал свои труды, Галилей умер 8 января 1642 г, в Арчетри под Флоренцией.

* * *

Математика, естественные науки и философия все больше и больше привлекали Галилея. Только что закончился семестр, и он решил провести каникулы в родительском доме во Флоренции. Галилей договорился с возницей, что тот за недорогую плату отвезет его.

Поездка длилась два дня. Возница загрузил телегу бочками, а Галилей убивал время тем, что в уме подсчитывал содержимое отдельных бочек. На глаз он определил высоту и диаметр бочки.

— Почти цилиндр, — подумал он, — так что объем будет равен r²πh.

Он повернулся к вознице.

— В этой бочке у вас три гектометра оливкового масла? Возница испугался и подозрительно посмотрел на него. — Откуда вы это знаете?!

Разве мог Галилей объяснить вознице формулу и значение числа π?

— Это не так просто, — ответил Галилей.

Возница рассердился и сказал: «Оставьте эти тайны при себе. Может быть, в этом кроется колдовство».

Галилей попытался объяснить этому простому человеку смысл формулы, но тот только проворчал в ответ: «Нет, оставьте меня в покое. Вы заплатили за проезд, вот и езжайте, а разговаривать с вами я не желаю».

Остаток пути они ехали молча.

— До чего же крепко сидят в людях всякие предрассудки, — думал огорченный Галилей. — Нелегко будет пробиться новым идеям…

* * *

Спустя годы Галилей снова оказался на своей родине, в Пиве, в городе, где провел детство. Покинул он Пизу, будучи студентом, а сейчас, в свои двадцать пять лет, был уже профессором. Его финансовое положение было незавидным, потому что заработок профессора в те времена был весьма невелик. Для улучшения дел он занимался репетиторством.

Галилей был страстным ученым, его интересовали разнообразные явления природы, и он придумывал все новые и новые опыты. Его стремление к познанию законов природы наталкивалось, однако, на недоброжелательность большинства ученых. Профессора обучали студентов тем наукам, которые исходили еще от Аристотеля, они избегали всего нового, и ничто не могло поколебать их спокойную жизнь.

Однажды, когда часовых дел мастер Пиффери проходил через Соборную площадь, он увидел, что перед кафедральным собором собралась толпа людей.

— Извините, молодой человек, — обратился он к стоящему рядом студенту, — что здесь происходит?

— Наш новый профессор математики господин Галилей хочет нам доказать, что нынешнее учение о падении тел неправильное, — ответил юноша.

— А не могли бы вы, любезный, поточнее объяснить мне, что, собственно, хочет доказать Галилей? — попросил часовых дел мастер, которого очень интересовали все технические новинки.

— Наши физики провозглашают: чем тело тяжелее, тем быстрее оно падает, — объяснил студент.

— Конечно, — заметил часовщик. — Ведь об этом нам говорит и здравый смысл — камень падает быстрее, чем стебель соломы.

— Дело не в этом, — продолжал студент. — Речь идет о телах с одинаковой плотностью или одинакового качества. Например два камня, два куска железа или два деревянных шара.

— Но ведь это неправильно, — воскликнул часовщик. — Каждый ребенок знает, что камень, который в десять раз тяжелее, и падать должен в десять раз быстрее, чем легкий камень.

— Вот так думаем и мы, студенты, и профессора. Так же написано и у Аристотеля, но наш новый профессор отрицает это и хочет нам доказать свою правоту. Он утверждает, что все тела падают с одинаковой скоростью, а незначительные отклонения вызваны сопротивлением воздуха. Однако извините меня, я должен поторопиться, иначе опоздаю на опыт.

— Какой опыт? — крикнул ему вслед часовщик, но ответа не последовало. Студент был уже далеко.

Часовщика не покидало любопытство, и поэтому он тоже заторопился к церковной колокольне.

Перед колокольней полукругом стояли профессора и студенты университета. Сюда их привело любопытство. Все уже слышали о новой теории, а сейчас должны были увидеть нечто невиданное и неслыханное. Ведь до сих пор никому и в голову не приходило изучать теорию падения тел с помощью опыта. Да и для чего делать опыты?!

В нескольких шагах перед публикой появился Галилей.

— Все готово? — крикнул он трем студентам, которые стояли на колокольне и помогали ему в постановке опыта.

— Да, готово! — ответил один из них. В левой руке он держал камень величиной с кулак, в правой — камень величиной с человеческую голову.

Галилей повернулся к собравшимся.

— Сейчас мы зададим вопрос природе, и она нам ответит. Два камня, один маленький, другой в десять раз тяжелее, будут падать с колокольни. Будьте внимательны и проследите, упадет ли большой камень в десять раз быстрее, то есть значительно раньше, чем маленький, или нет.

— Конечно, большой камень упадет гораздо раньше. Чем маленький, — закричали некоторые профессора.

Галилей ничего не ответил. Он поднял правую руку, подавая знак. В эту же секунду засвистели с колокольни оба камня и почти одновременно упали на землю.

У Галилея от радости засияли глаза. Опыт удался. Он только что доказал, что старое учение о падении тел ошибочно, а его взгляды правильны.

Раздались одобрительные аплодисменты и восторженные голоса, но их заглушили другие, которые возражали.

— Разница в массе обоих камней слишком мала, поэтому и разницу в скорости было трудно заметить, — кричали его противники.

Галилей ждал этих возражений. Он дал новый знак студентам, стоящим на колокольне. Тогда один из них взял камень величиной с голубиное яйцо, а второй — громадный каменный шар. Галилей снова подал знак, камни сбросили вниз, и оба камня почти одновременно упали на землю.

И этот опыт удался. Однако тут же опять вмешались профессора: «Высота колокольни всего пятьдесят метров. Этого недостаточно для того, чтобы разница в скорости падения камней была очевидной».

Галилей решился и на третий опыт. Он взял короткий маятник и быстро раскачал его. По сигналу с колокольни был сброшен совсем маленький камешек. Пока он падал, маятник успел качнуться три раза. Затем был сброшен громадный каменный монолит. Он падал ровно столько же! Три опыта — и все дали один и тот же результат.

Результаты этих необычных опытов взбудоражили всю Пизу. Везде — в семьях, в мастерских, в магазинах, на улицах — повсюду, где встречались по крайней мере двое, и, конечно, в коридорах университета не говорили ни о чем другом, как об опытах молодого Галилео Галилея.

Но даже эти прекрасные результаты не переубедили старых профессоров. Лишь некоторые из них признали правоту Галилея.

Хотя опыты и удались, Галилей был недоволен. Он хотел вывести законы свободного падения тел и, что было самым главным, определить соотношение между траекторией падения тела и временем падения. Вскоре после многих попыток и трудностей ему, наконец, удалось это осуществить.