Галилео Галилей
ИНСЦЕНИРОВКА
Ведущий 1. Физика как наука берёт начало от Галилея – основоположника точного естествознания. В чём заслуга Галилея перед людьми, что они так долго его помнят? В этом году исполняется 443 года со дня его рождения.
Ведущий 2. Итак... 15 февраля 1564 г., Италия, г. Пиза. Дом Винченцо Галилея, знатного, но небогатого пизанского дворянина, математика, музыканта.
Сценка 1
Приглушённо играет музыка. За столом сидит Винченцо Галилей со своими друзьями. Из соседней комнаты периодически выходит женщина, помогающая в родах его жене.
Винченцо. Я очень хочу поселиться во Флоренции – одном из самых прекрасных и культурных городов Италии. Я сам был очарован его величественными соборами, дворцами и уютными галереями и хотел бы, чтобы и все мои дети с ранних лет впитывали в себя эту красоту. (Слышится крик новорождённого. Отец вскакивает с места.)
Акушерка (выходя из комнаты). Спешу вас поздравить с сыном!
Винченцо (вставая). Ну вот, подрастёт Галилео немножко, и отправимся во Флоренцию!
Ведущий 1. В 1575 г. его мечты осуществляются, и он перевозит во Флоренцию всю свою многочисленную семью.
Ведущий 2. Одиннадцатилетнего Галилео Галилея после нескольких классов пизанской школы отец приводит в строгую обитель бенедиктинцев. Под монастырскими сводами мальчик продолжает изучать арифметику, грамматику, риторику и впервые знакомится с трудами греческих и латинских авторов.
Ведущий 1. Ну какой из него монах?! Он так весел и жизнерадостен, так любопытен. Да и отец советует заняться медициной. Это верный кусок хлеба, ведь люди от рождения до смерти нуждаются в услугах врачей.
Ведущий 2. И вот 1581 г. – Галилео Галилей опять в Пизе, поступает в Пизанский университет, где изучает медицину. Учёба сначала захватывает его, однако всё чаще в руках вместо анатомического атласа оказываются труды Евклида и Архимеда (на экран проецируются портреты учёных). Он не на шутку увлечён рассуждениями Аристотеля (портрет учёного на экране) об окружающем мире, но не стремится слепо верить каждому слову великого философа. Позднее он скажет: «Сам Аристотель научил меня удовлетворять свой разум только тем, в чём убеждают меня рассуждения, а не только авторитет учителя».
Ведущий 1. Галилео как неплатёжеспособный студент оставляет университет с его схоластическими лекциями и возвращается во Флоренцию, где четыре года самостоятельно изучает математику.
Сценка 2
За столом двое знатных вельмож.
Первый вельможа. Я, известный автор «Учебника механики» маркиз Гвидо Убальдо дель Монте, согласен со многими учёными, прочитавшими работу «Маленькие гидростатические весы» Галилея и посчитавший его работу научным трудом. Прошу вас, Ваше Высочество, разрешить Галилео Галилею занять должность профессора Пизанского университета.
Второй вельможа. Ну что же! Вы убедили меня. И я, герцог тосканский Фердинандо Медичи, разрешаю вам предоставить Галилею на кафедре математики профессорскую должность.
Ведущий 1. Учёный пробудет на ней три года – с 1589-го по 1592-й. Он, может быть, и остался бы там дольше, но для этого требовалось излагать механику и астрономию в духе (на экран проецируются портреты учёных) Аристотеля и Птолемея. Да, они оба являлись поначалу и его учителями. Но за поворотом извилистой дороги познания перед Галилеем вдруг открылись новые дали и новые горизонты науки.
Ведущий 2. 1589 г., Пиза. Возле знаменитой «падающей» башни собралось много народу. Какой-то чудак, забравшись почти на самую вершину этого необычного архитектурного сооружения и используя его наклон, сбросил оттуда вниз сразу же и чугунное ядро, и деревянный шар. Через мгновение толпа разразилась изумлёнными возгласами...
Сценка 3
Голоса из толпы. Произошло невозможное – эти два очень разных по весу предмета почти одновременно шлёпнулись на землю!
– Не может быть! Ведь великий Аристотель утверждал, что более лёгкие тела падают медленнее, чем тяжёлые...
– Это какое-то недоразумение... Следует повторить опыт!
Галилей. Если угодно, несите шар и ядро, я повторю! Я и сам поражён исходом опыта и думаю, это не случайно. Предполагаю, что все тела падают с одинаковым ускорением, это и доказывает опыт.
Ведущий 1. Теперь-то мы знаем, что именно Галилею человечество обязано двумя принципами механики, сыгравшими большую роль в развитии не только механики, но и всей физики. Это известнейший галилеевский принцип относительности для прямолинейного и равномерного движения и принцип постоянства ускорения силы тяжести. Исходя из галилеевского принципа относительности Исаак Ньютон (портрет учёного на экране) пришёл к понятию инерциальной системы отсчёта, а второй принцип, связанный со свободным падением тел, привёл его к понятию инертной и тяжёлой массы. Альберт Эйнштейн (портрет учёного на экране) распространил механический принцип относительности Галилея на все физические процессы, в частности, на свет, и вывел из него следствия о природе пространства и времени (при этом преобразования Галилея заменяются преобразованиями Лоренца). Объединение же второго галилеевского принципа, который Эйнштейн толковал как принцип эквивалентности сил инерции силам тяготения, с принципом относительности привело его к общей теории относительности.
Ведущий 2. Французский математик XVIII в. Жозеф Луи Лагранж писал: «Ему удавалось извлечь законы из явлений, постоянно совершающихся перед глазами и всё же никем не объясненных».
Ведущий 1. Не это ли свойство заставило Галилея открыть в том числе и явление изохронизма колебаний (на экране модель часов с маятником Галилея), т.е. закон постоянства периода колебаний маятника? Он долго наблюдал за качающейся люстрой в соборе. В подсчётах ориентировался на ритмичное биение собственного пульса и темп музыки, сопровождавшей богослужение. Опыты повторялись дома с помощью свинцовых шаров, подвешенных на нитях одинаковой длины. Период колебаний маятника не зависит от его амплитуды – это позволило создать весьма точные часы. Но произошло это уже после смерти Галилея, в 1657 г. Первым их конструктором стал голландский физик Христиан Гюйгенс, а самый первый экземпляр маятниковых часов смастерил гаагский часовщик Соломон Костер.
Ведущий 2. Расставшись с университетскими аудиториями в Пизе, Галилей в том же году становится профессором университета в Падуе. Здесь он женится на терпеливой и нежной Марине Гамба, вскоре появляются дети – две дочери и сын. Но Галилей много время посвящает своим работам.
Ведущий 1. Восемнадцать лет отдаст учёный плодотворным исследованиям в области механики. Изучал падение тел, их движение по наклонной плоскости и под углом к горизонту.
Ведущий 2. Открыл закон инерции. Исходя из него следует, что в Солнечной системе совершенно бесполезно искать какую-то силу, «подталкивающую» планеты. Определил эту силу, превращающую их прямолинейное движение «по инерции» в криволинейное, Исаак Ньютон (портрет учёного).
Ведущий 1. Живя в Падуе, Галилей много времени посвящал гидростатике, теории простейших машин, прочности материалов...
Ведущий 2. От него ведет своё начало динамика...
Ведущий 1. А в 1597 г. Галилей изобрёл прибор, который вошёл потом в историю как термоскоп.
Ведущий 2. Человек изобрёл не мало способов измерять температуру окружающих тел. До нашего времени сохранились несколько градусных шкал температуры (внимание на таблицу шкал температур).
Ученик. Изобретателем самого первого градусника считается Галилей. Его термоскоп не был проградуирован, так что мы не имеем полного права называть устройство градусником (на экране модель термоскопа Галилея). Он представлял собой полый стеклянный шар, соединённый трубкой с водным сосудом. Воздух в шаре при изменении температуры сжимался или расширялся, и вода то поднималась в трубке, то опускалась. Официальное мнение относительно первенства Галилея в изобретении термометра спорно. Галилеево устройство скорее всего было первым научным инструментом, послужившим основой для создателей последующих моделей.
Первый настоящий термоскоп был сконструирован александрийским механиком Героном (на экране модель термоскопа Галилея). Принцип действия был схож с принципом действия термометра Галилея. Воздух в шаре с водой от нагрева расширялся и вытеснял воду наружу: она выливалась через особую трубочку в блюдце. Оба термоскопа являлись одновременно и бароскопами, потому что сильно зависели от атмосферного давления. Это вносило погрешности в измерения. Сегодня удалось подсчитать, что изобретатели обманывались на 10 °С, хотя не подозревали об этом, да и не смогли бы проверить сами себя.
Ведущий 1. 1609 год...
Сценка 4
Галилео Галилей сидит у окна с подзорной трубой (на экран проецируется картинка).
Галилей. До наших ушей дошёл слух, что некий нидерландец изготовил «перспективу» (подзорную трубу), с помощью которой зримые предметы, хотя бы и значительно удалённые от глаза наблюдателя, могли быть отчётливо видимы как бы вблизи, это и послужило тому, что я целиком отдался такой задаче: найти основы устройства подобного инструмента и выяснить также, из какого материала я мог бы построить его.
Ведущий 1. Не будучи изобретателем зрительной трубы, Галилей самостоятельно сконструировал её усовершенствованный вариант, доведя увеличение от 3 до 32 раз (на экране телескоп Галилея). Своё творение Галилей именовал по-латыни – просто «окуляром». Филолог Демесиани нарёк зрительную трубу для астрономических исследований телескопом, что в переводе с греческого означает «смотрю вдаль». Этот телескоп был рефрактором, т.е., в переводе с латыни, преломляющим, т.к. он состоял из преломляющих световые лучи линз (на экране – оптическая система телескопа-рефрактора).
Ведущий 2. Изменяя расстояние между линзами, в 1610–1614 гг. создаёт также микроскоп. Учёный с увлечением описывал открывшийся ему при увеличении облик мух, блох и прочих насекомых.
Ведущий 1. Но вернёмся к 7 ноября 1610 г. Галилей впервые направил свой телескоп на небо. (Отрывок из кинофильма «Небесная механика» об открытиях Галилея в астрономии.)
Сценка 5
Галилео Галилей сидит у окна с подзорной трубой. Около него учёный иезуит Шейнер, давно питающий ненависть к Галилею.
Шейнер. Ну и где же ваши пятна?
Галилей (отодвигаясъ от телескопа и предлагая занять место Шейнеру). Вот, глядите!
Шейнер (в полном недоумении). Этого не может быть, но это так... Да, на Солнце есть пятна! Придётся доложить кардиналу.
Сценка 6
В кресле сидит кардинал. Перед ним стоит Шейнер.
Шейнер. Ваше преосвященство, я действительно сам видел в телескопе Галилея на Солнце пятна.
Кардинал. Прочитай труды Аристотеля от доски до доски, сын мой. Пятна, по всей вероятности, были в твоей трубе или в твоём глазу!
Ведущий 1. С этого времени на учёного начались нападки со стороны церкви, посыпались обвинения в отступлении от Священного Писания. Вся дальнейшая жизнь Галилея была связана с неоднократными поездками в Рим для объяснения с Папой и высшим духовенством. Декретом от 5 марта 1616 г., через 73 года после смерти Коперника (портрет учёного на экране), Конгрегация святого индекса запрещает учение Галилея как «ложное и целиком противное Священному Писанию».
Ведущий 2. Итак, труды Коперника в опале, Джордано Бруно (портрет учёного на экране) казнён. Но Галилей надеется, что здравомыслие восторжествует. В 1629 г. его работа «Диалог о двух главнейших системах мира: Птолемеевой и Коперниковой» был завершён. Книга вышла в свет во Флоренции в 1632 г. и имела большой успех в научных кругах. Духовная цензура спохватилась не сразу. В 1633 г. автора «Диалога» вызвали в Рим и под угрозами пыток (Галилею тогда было 69 лет) вынудили отречься от «заблуждений».
Ведущий 1. 22 июня 1633 г., церковь Святой Марии. Стоя на коленях с верёвкой на шее, Галилей зачитывает подготовленный для него текст покаяния...
Сценка 7
Галилей. Я, Галилео Галилей, сын покойного Винченцо Галилея из Флоренции, на семидесятом году моей жизни, лично предстоя пред судом, преклонив колени перед Вашими Преосвященствами, высокопреподобными господами кардиналами, генеральными инквизиторами против ереси во всем христианском мире, имея перед собой святое Евангелие и возлагая на него руки, клянусь, что всегда веровал, теперь верую и, при Божьей помощи, впредь буду верить во всё, что содержит, что проповедует и чему учит святая католическая церковь... Отрекаюсь, проклинаю и гнушаюсь ереси движения Земли! (Поднимаясь с колен, тихо говорит.) А всё-таки она вертится!
Ведущий 2. Унизительный акт судилища и принудительное отречение сильно подорвало здоровье, но не сломили дух учёного. До конца своей жизни Галилей оставался под пристальным надзором церкви, даже потеряв в 1637 г. зрение. Однако он продолжал заниматься научной работой и в 1638 г. опубликовал в протестантской Голландии «Беседы о механике», а ранее там же сумел переиздать несколько раз свой «Диалог».
Ведущий 1. Умер он в 1642 г. на руках учеников. В настоящее время погребён в усыпальнице церкви Санта-Кроче, рядом с прахом Микеланджело и Макиавелли.
Ведущий 2. В истории науки Галилео Галилей остался великим учёным, а суд над ним, даже по мнению приверженцев католической церкви, «был самой роковой ошибкой, которую когда-либо допускали церковные власти относительно науки».
Ведущий 1. Исаак Ньютон (портрет учёного на экране) появился на свет в год смерти Галилея. Сам же Галилео Галилей родился в тот год и месяц, когда мир прощался с великим Микеланджело (портрет учёного на экране). Может быть, в этом есть свой особый закон – гении не должны оставлять нашу Землю надолго, поэтому они и приходят на смену друг другу с поразительной быстротой. (На экране высвечивается портрет Галилея, звучит тихая музыка.)