Как правильно пишется галилео галилей

Galileo Galilei
Portrait by Justus Sustermans, 1636
Born	Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei[1] 15 February 1564[2] Pisa, Duchy of Florence
Died	8 January 1642 (aged 77) Arcetri, Grand Duchy of Tuscany
Education	University of Pisa
Known for	Analytical dynamics heliocentrism kinematics observational astronomy
Scientific career
Fields	Astronomy physics engineering natural philosophy mathematics
Institutions	University of Pisa University of Padua
Patrons	Cosimo II de Medici Federico Cesi Ferdinando II de Medici Fra Paolo Sarpi Francesco Maria del Monte
Academic advisors	Ostilio Ricci da Fermo
Notable students	Benedetto Castelli Mario Guiducci Vincenzo Viviani
Influences	John Philoponus[3] Nicolaus Copernicus
Signature

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei (15 February 1564 – 8 January 1642) was an Italian astronomer, physicist and engineer, sometimes described as a polymath. Commonly referred to as Galileo, his name was pronounced (GAL-ih-LAY-oh GAL-ih-LAY-ee, Italian: [ɡaliˈlɛːo ɡaliˈlɛi]). He was born in the city of Pisa, then part of the Duchy of Florence.^[4] Galileo has been called the «father» of observational astronomy,^[5] modern-era classical physics,^[6] the scientific method,^[7] and modern science.^[8]

Galileo studied speed and velocity, gravity and free fall, the principle of relativity, inertia, projectile motion and also worked in applied science and technology, describing the properties of pendulums and «hydrostatic balances». He invented the thermoscope and various military compasses, and used the telescope for scientific observations of celestial objects. His contributions to observational astronomy include telescopic confirmation of the phases of Venus, observation of the four largest satellites of Jupiter, observation of Saturn’s rings, and analysis of lunar craters and sunspots.

Galileo’s championing of Copernican heliocentrism (Earth rotating daily and revolving around the Sun) was met with opposition from within the Catholic Church and from some astronomers. The matter was investigated by the Roman Inquisition in 1615, which concluded that heliocentrism was foolish, absurd, and heretical since it contradicted Holy Scripture.^[9][10][11]

Galileo later defended his views in Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (1632), which appeared to attack Pope Urban VIII and thus alienated both the Pope and the Jesuits, who had both supported Galileo up until this point.^[9] He was tried by the Inquisition, found «vehemently suspect of heresy», and forced to recant. He spent the rest of his life under house arrest.^[12][13] During this time, he wrote Two New Sciences (1638), primarily concerning kinematics and the strength of materials, summarizing work he had done around forty years earlier.^[14]

Early life and family

Galileo was born in Pisa (then part of the Duchy of Florence), Italy, on 15 February 1564,^[15] the first of six children of Vincenzo Galilei, a lutenist, composer, and music theorist, and Giulia Ammannati, who had married in 1562. Galileo became an accomplished lutenist himself and would have learned early from his father a scepticism for established authority.^[16]

Three of Galileo’s five siblings survived infancy. The youngest, Michelangelo (or Michelagnolo), also became a lutenist and composer who added to Galileo’s financial burdens for the rest of his life.^[17] Michelangelo was unable to contribute his fair share of their father’s promised dowries to their brothers-in-law, who would later attempt to seek legal remedies for payments due. Michelangelo would also occasionally have to borrow funds from Galileo to support his musical endeavours and excursions. These financial burdens may have contributed to Galileo’s early desire to develop inventions that would bring him additional income.^[18]

When Galileo Galilei was eight, his family moved to Florence, but he was left under the care of Muzio Tedaldi for two years. When Galileo was ten, he left Pisa to join his family in Florence and there he was under the tutelage of Jacopo Borghini.^[15] He was educated, particularly in logic, from 1575 to 1578 in the Vallombrosa Abbey, about 30 km southeast of Florence.^[19][20]

Name

Galileo tended to refer to himself only by his given name. At the time, surnames were optional in Italy, and his given name had the same origin as his sometimes-family name, Galilei. Both his given and family name ultimately derive from an ancestor, Galileo Bonaiuti, an important physician, professor, and politician in Florence in the 15th century.^[21][22] Galileo Bonaiuti was buried in the same church, the Basilica of Santa Croce in Florence, where about 200 years later, Galileo Galilei was also buried.^[23]

When he did refer to himself with more than one name, it was sometimes as Galileo Galilei Linceo, a reference to his being a member of the Accademia dei Lincei, an elite pro-science organization in Italy. It was common for mid-sixteenth-century Tuscan families to name the eldest son after the parents’ surname.^[24] Hence, Galileo Galilei was not necessarily named after his ancestor Galileo Bonaiuti. The Italian male given name «Galileo» (and thence the surname «Galilei») derives from the Latin «Galilaeus», meaning «of Galilee», a biblically significant region in Northern Israel.^[25][21] Because of that region, the adjective galilaios (Greek Γαλιλαῖος, Latin Galilaeus, Italian Galileo), which means «Galilean», was used in antiquity (particularly by emperor Julian) to refer to Christ and his followers.^[26]

The biblical roots of Galileo’s name and surname were to become the subject of a famous pun.^[27] In 1614, during the Galileo affair, one of Galileo’s opponents, the Dominican priest Tommaso Caccini, delivered against Galileo a controversial and influential sermon. In it he made a point of quoting Acts 1:11, «Ye men of Galilee, why stand ye gazing up into heaven?» (in the Latin version found in the Vulgate: Viri Galilaei, quid statis aspicientes in caelum?).^[28]

Children

Despite being a genuinely pious Roman Catholic,^[29] Galileo fathered three children out of wedlock with Marina Gamba. They had two daughters, Virginia (born 1600) and Livia (born 1601), and a son, Vincenzo (born 1606).^[30]

Due to their illegitimate birth, Galileo considered the girls unmarriageable, if not posing problems of prohibitively expensive support or dowries, which would have been similar to Galileo’s previous extensive financial problems with two of his sisters.^[31] Their only worthy alternative was the religious life. Both girls were accepted by the convent of San Matteo in Arcetri and remained there for the rest of their lives.^[32]

Virginia took the name Maria Celeste upon entering the convent. She died on 2 April 1634, and is buried with Galileo at the Basilica of Santa Croce, Florence. Livia took the name Sister Arcangela and was ill for most of her life. Vincenzo was later legitimised as the legal heir of Galileo and married Sestilia Bocchineri.^[33]

Career as a scientist

Although Galileo seriously considered the priesthood as a young man, at his father’s urging he instead enrolled in 1580 at the University of Pisa for a medical degree.^[34] He was influenced by the lectures of Girolamo Borro and Francesco Buonamici of Florence.^[20] In 1581, when he was studying medicine, he noticed a swinging chandelier, which air currents shifted about to swing in larger and smaller arcs. To him, it seemed, by comparison with his heartbeat, that the chandelier took the same amount of time to swing back and forth, no matter how far it was swinging. When he returned home, he set up two pendulums of equal length and swung one with a large sweep and the other with a small sweep and found that they kept time together. It was not until the work of Christiaan Huygens, almost one hundred years later, that the tautochrone nature of a swinging pendulum was used to create an accurate timepiece.^[35] Up to this point, Galileo had deliberately been kept away from mathematics, since a physician earned a higher income than a mathematician. However, after accidentally attending a lecture on geometry, he talked his reluctant father into letting him study mathematics and natural philosophy instead of medicine.^[35] He created a thermoscope, a forerunner of the thermometer, and, in 1586, published a small book on the design of a hydrostatic balance he had invented (which first brought him to the attention of the scholarly world). Galileo also studied disegno, a term encompassing fine art, and, in 1588, obtained the position of instructor in the Accademia delle Arti del Disegno in Florence, teaching perspective and chiaroscuro. In the same year, upon invitation by the Florentine Academy, he presented two lectures, On the Shape, Location, and Size of Dante’s Inferno, in an attempt to propose a rigorous cosmological model of Dante’s hell.^[36] Being inspired by the artistic tradition of the city and the works of the Renaissance artists, Galileo acquired an aesthetic mentality. While a young teacher at the Accademia, he began a lifelong friendship with the Florentine painter Cigoli.^[37][38]

In 1589, he was appointed to the chair of mathematics in Pisa. In 1591, his father died, and he was entrusted with the care of his younger brother Michelagnolo. In 1592, he moved to the University of Padua where he taught geometry, mechanics, and astronomy until 1610.^[39] During this period, Galileo made significant discoveries in both pure fundamental science (for example, kinematics of motion and astronomy) as well as practical applied science (for example, strength of materials and pioneering the telescope). His multiple interests included the study of astrology, which at the time was a discipline tied to the studies of mathematics and astronomy.^[40][41]

Astronomy

Kepler’s supernova

Tycho Brahe and others had observed the supernova of 1572. Ottavio Brenzoni’s letter of 15 January 1605 to Galileo brought the 1572 supernova and the less bright nova of 1601 to Galileo’s notice. Galileo observed and discussed Kepler’s Supernova in 1604. Since these new stars displayed no detectable diurnal parallax, Galileo concluded that they were distant stars, and, therefore, disproved the Aristotelian belief in the immutability of the heavens.^[42]

Refracting telescope

Based only on uncertain descriptions of the first practical telescope which Hans Lippershey tried to patent in the Netherlands in 1608,^[43] Galileo, in the following year, made a telescope with about 3x magnification. He later made improved versions with up to about 30x magnification.^[44] With a Galilean telescope, the observer could see magnified, upright images on the Earth—it was what is commonly known as a terrestrial telescope or a spyglass. He could also use it to observe the sky; for a time he was one of those who could construct telescopes good enough for that purpose. On 25 August 1609, he demonstrated one of his early telescopes, with a magnification of about 8 or 9, to Venetian lawmakers. His telescopes were also a profitable sideline for Galileo, who sold them to merchants who found them useful both at sea and as items of trade. He published his initial telescopic astronomical observations in March 1610 in a brief treatise entitled Sidereus Nuncius (Starry Messenger).^[45]

Moon

On 30 November 1609, Galileo aimed his telescope at the Moon.^[46] While not being the first person to observe the Moon through a telescope (English mathematician Thomas Harriot had done it four months before but only saw a «strange spottednesse»),^[47] Galileo was the first to deduce the cause of the uneven waning as light occlusion from lunar mountains and craters. In his study, he also made topographical charts, estimating the heights of the mountains. The Moon was not what was long thought to have been a translucent and perfect sphere, as Aristotle claimed, and hardly the first «planet», an «eternal pearl to magnificently ascend into the heavenly empyrian», as put forth by Dante. Galileo is sometimes credited with the discovery of the lunar libration in latitude in 1632,^[48] although Thomas Harriot or William Gilbert might have done it before.^[49]

A friend of Galileo’s, the painter Cigoli, included a realistic depiction of the Moon in one of his paintings, though probably used his own telescope to make the observation.^[37]

Jupiter’s moons

On 7 January 1610, Galileo observed with his telescope what he described at the time as «three fixed stars, totally invisible^[a] by their smallness», all close to Jupiter, and lying on a straight line through it.^[50] Observations on subsequent nights showed that the positions of these «stars» relative to Jupiter were changing in a way that would have been inexplicable if they had really been fixed stars. On 10 January, Galileo noted that one of them had disappeared, an observation which he attributed to its being hidden behind Jupiter. Within a few days, he concluded that they were orbiting Jupiter: he had discovered three of Jupiter’s four largest moons.^[51] He discovered the fourth on 13 January. Galileo named the group of four the Medicean stars, in honour of his future patron, Cosimo II de’ Medici, Grand Duke of Tuscany, and Cosimo’s three brothers.^[52] Later astronomers, however, renamed them Galilean satellites in honour of their discoverer. These satellites were independently discovered by Simon Marius on 8 January 1610 and are now called Io, Europa, Ganymede, and Callisto, the names given by Marius in his Mundus Iovialis published in 1614.^[53]

Galileo’s observations of the satellites of Jupiter caused a revolution in astronomy: a planet with smaller planets orbiting it did not conform to the principles of Aristotelian cosmology, which held that all heavenly bodies should circle the Earth,^[54][55] and many astronomers and philosophers initially refused to believe that Galileo could have discovered such a thing.^[56][57] His observations were confirmed by the observatory of Christopher Clavius and he received a hero’s welcome when he visited Rome in 1611.^[58] Galileo continued to observe the satellites over the next eighteen months, and by mid-1611, he had obtained remarkably accurate estimates for their periods—a feat which Johannes Kepler had believed impossible.^[59][60]

Galileo saw a practical use for his discovery. Determining the east-west position of ships at sea required their clocks be synchronized with clocks at the prime meridian. Solving this longitude problem had great importance to safe navigation and large prizes were established by Spain and later Holland for its solution. Since eclipses of the moons he discovered were relatively frequent and their times could be predicted with great accuracy, they could be used to set shipboard clocks and Galileo applied for the prizes. Observing the moons from a ship proved too difficult, but the method was used for land surveys, including the remapping of France.^{[61]: 15–16 [62]}

Phases of Venus

From September 1610, Galileo observed that Venus exhibits a full set of phases similar to that of the Moon. The heliocentric model of the Solar System developed by Nicolaus Copernicus predicted that all phases would be visible since the orbit of Venus around the Sun would cause its illuminated hemisphere to face the Earth when it was on the opposite side of the Sun and to face away from the Earth when it was on the Earth-side of the Sun. In Ptolemy’s geocentric model, it was impossible for any of the planets’ orbits to intersect the spherical shell carrying the Sun. Traditionally, the orbit of Venus was placed entirely on the near side of the Sun, where it could exhibit only crescent and new phases. It was also possible to place it entirely on the far side of the Sun, where it could exhibit only gibbous and full phases. After Galileo’s telescopic observations of the crescent, gibbous and full phases of Venus, the Ptolemaic model became untenable. In the early 17th century, as a result of his discovery, the great majority of astronomers converted to one of the various geo-heliocentric planetary models,^[63][64] such as the Tychonic, Capellan and Extended Capellan models,^[b] each either with or without a daily rotating Earth. These all explained the phases of Venus without the ‘refutation’ of full heliocentrism’s prediction of stellar parallax. Galileo’s discovery of the phases of Venus was thus his most empirically practically influential contribution to the two-stage transition from full geocentrism to full heliocentrism via geo-heliocentrism.^{[citation needed]}

Saturn and Neptune

In 1610, Galileo also observed the planet Saturn, and at first mistook its rings for planets,^[65] thinking it was a three-bodied system. When he observed the planet later, Saturn’s rings were directly oriented at Earth, causing him to think that two of the bodies had disappeared. The rings reappeared when he observed the planet in 1616, further confusing him.^[66]

Galileo observed the planet Neptune in 1612. It appears in his notebooks as one of many unremarkable dim stars. He did not realise that it was a planet, but he did note its motion relative to the stars before losing track of it.^[67]

Sunspots

Galileo made naked-eye and telescopic studies of sunspots.^[68] Their existence raised another difficulty with the unchanging perfection of the heavens as posited in orthodox Aristotelian celestial physics. An apparent annual variation in their trajectories, observed by Francesco Sizzi and others in 1612–1613,^[69] also provided a powerful argument against both the Ptolemaic system and the geoheliocentric system of Tycho Brahe.^[c] A dispute over claimed priority in the discovery of sunspots, and in their interpretation, led Galileo to a long and bitter feud with the Jesuit Christoph Scheiner. In the middle was Mark Welser, to whom Scheiner had announced his discovery, and who asked Galileo for his opinion. Both of them were unaware of Johannes Fabricius’ earlier observation and publication of sunspots.^[73]

Milky Way and stars

Galileo observed the Milky Way, previously believed to be nebulous, and found it to be a multitude of stars packed so densely that they appeared from Earth to be clouds. He located many other stars too distant to be visible with the naked eye. He observed the double star Mizar in Ursa Major in 1617.^[74]

In the Starry Messenger, Galileo reported that stars appeared as mere blazes of light, essentially unaltered in appearance by the telescope, and contrasted them to planets, which the telescope revealed to be discs. But shortly thereafter, in his Letters on Sunspots, he reported that the telescope revealed the shapes of both stars and planets to be «quite round». From that point forward, he continued to report that telescopes showed the roundness of stars, and that stars seen through the telescope measured a few seconds of arc in diameter.^[75][76] He also devised a method for measuring the apparent size of a star without a telescope. As described in his Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, his method was to hang a thin rope in his line of sight to the star and measure the maximum distance from which it would wholly obscure the star. From his measurements of this distance and of the width of the rope, he could calculate the angle subtended by the star at his viewing point.^[77][78][79]

In his Dialogue, he reported that he had found the apparent diameter of a star of first magnitude to be no more than 5 arcseconds, and that of one of sixth magnitude to be about ⁵/₆ arcseconds. Like most astronomers of his day, Galileo did not recognise that the apparent sizes of stars that he measured were spurious, caused by diffraction and atmospheric distortion, and did not represent the true sizes of stars. However, Galileo’s values were much smaller than previous estimates of the apparent sizes of the brightest stars, such as those made by Brahe, and enabled Galileo to counter anti-Copernican arguments such as those made by Tycho that these stars would have to be absurdly large for their annual parallaxes to be undetectable.^[80][81][82] Other astronomers such as Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli, and Martinus Hortensius made similar measurements of stars, and Marius and Riccioli concluded the smaller sizes were not small enough to answer Tycho’s argument.^[83][84]

Theory of tides

Cardinal Bellarmine had written in 1615 that the Copernican system could not be defended without «a true physical demonstration that the sun does not circle the earth but the earth circles the sun».^[85] Galileo considered his theory of the tides to provide such evidence.^[86] This theory was so important to him that he originally intended to call his Dialogue Concerning the Two Chief World Systems the Dialogue on the Ebb and Flow of the Sea.^[87] The reference to tides was removed from the title by order of the Inquisition.^{[citation needed]}

For Galileo, the tides were caused by the sloshing back and forth of water in the seas as a point on the Earth’s surface sped up and slowed down because of the Earth’s rotation on its axis and revolution around the Sun. He circulated his first account of the tides in 1616, addressed to Cardinal Orsini.^[88] His theory gave the first insight into the importance of the shapes of ocean basins in the size and timing of tides; he correctly accounted, for instance, for the negligible tides halfway along the Adriatic Sea compared to those at the ends. As a general account of the cause of tides, however, his theory was a failure.^{[citation needed]}

If this theory were correct, there would be only one high tide per day. Galileo and his contemporaries were aware of this inadequacy because there are two daily high tides at Venice instead of one, about 12 hours apart. Galileo dismissed this anomaly as the result of several secondary causes including the shape of the sea, its depth, and other factors.^[89][90] Albert Einstein later expressed the opinion that Galileo developed his «fascinating arguments» and accepted them uncritically out of a desire for physical proof of the motion of the Earth.^[91] Galileo also dismissed the idea, known from antiquity and by his contemporary Johannes Kepler, that the Moon^[92] caused the tides—Galileo also took no interest in Kepler’s elliptical orbits of the planets.^[93][94] Galileo continued to argue in favour of his theory of tides, considering it the ultimate proof of Earth’s motion.^[95]

Controversy over comets and The Assayer

In 1619, Galileo became embroiled in a controversy with Father Orazio Grassi, professor of mathematics at the Jesuit Collegio Romano. It began as a dispute over the nature of comets, but by the time Galileo had published The Assayer (Il Saggiatore) in 1623, his last salvo in the dispute, it had become a much wider controversy over the very nature of science itself. The title page of the book describes Galileo as philosopher and «Matematico Primario» of the Grand Duke of Tuscany.^{[citation needed]}

Because The Assayer contains such a wealth of Galileo’s ideas on how science should be practised, it has been referred to as his scientific manifesto.^[96][97] Early in 1619, Father Grassi had anonymously published a pamphlet, An Astronomical Disputation on the Three Comets of the Year 1618,^[98] which discussed the nature of a comet that had appeared late in November of the previous year. Grassi concluded that the comet was a fiery body that had moved along a segment of a great circle at a constant distance from the earth,^[99][100] and since it moved in the sky more slowly than the Moon, it must be farther away than the Moon.^{[citation needed]}

Grassi’s arguments and conclusions were criticised in a subsequent article, Discourse on Comets,^[101] published under the name of one of Galileo’s disciples, a Florentine lawyer named Mario Guiducci, although it had been largely written by Galileo himself.^[102] Galileo and Guiducci offered no definitive theory of their own on the nature of comets,^[103][104] although they did present some tentative conjectures that are now known to be mistaken. (The correct approach to the study of comets had been proposed at the time by Tycho Brahe.) In its opening passage, Galileo and Guiducci’s Discourse gratuitously insulted the Jesuit Christoph Scheiner,^{[105][106][107]} and various uncomplimentary remarks about the professors of the Collegio Romano were scattered throughout the work.^[105] The Jesuits were offended,^[105][104] and Grassi soon replied with a polemical tract of his own, The Astronomical and Philosophical Balance,^[108] under the pseudonym Lothario Sarsio Sigensano,^[109] purporting to be one of his own pupils.^{[citation needed]}

The Assayer was Galileo’s devastating reply to the Astronomical Balance.^[101] It has been widely recognized as a masterpiece of polemical literature,^[110][111] in which «Sarsi’s» arguments are subjected to withering scorn.^[112] It was greeted with wide acclaim, and particularly pleased the new pope, Urban VIII, to whom it had been dedicated.^[113] In Rome, in the previous decade, Barberini, the future Urban VIII, had come down on the side of Galileo and the Lincean Academy.^[114]

Galileo’s dispute with Grassi permanently alienated many Jesuits,^[115] and Galileo and his friends were convinced that they were responsible for bringing about his later condemnation,^[116] although supporting evidence for this is not conclusive.^[117][118]

Controversy over heliocentrism

At the time of Galileo’s conflict with the Church, the majority of educated people subscribed to the Aristotelian geocentric view that the Earth is the center of the Universe and the orbit of all heavenly bodies, or Tycho Brahe’s new system blending geocentrism with heliocentrism.^[119][120] Opposition to heliocentrism and Galileo’s writings on it combined religious and scientific objections. Religious opposition to heliocentrism arose from biblical passages implying the fixed nature of the Earth.^[d] Scientific opposition came from Brahe, who argued that if heliocentrism were true, an annual stellar parallax should be observed, though none was at the time.^[e] Aristarchus and Copernicus had correctly postulated that parallax was negligible because the stars were so distant. However, Tycho countered that since stars appear to have measurable angular size, if the stars were that distant and their apparent size is due to their physical size, they would be far larger than the Sun. In fact, it is not possible to observe the physical size of distant stars without modern telescopes.^[123][f]

Galileo defended heliocentrism based on his astronomical observations of 1609. In December 1613, the Grand Duchess Christina of Florence confronted one of Galileo’s friends and followers, Benedetto Castelli, with biblical objections to the motion of the Earth.^[g] Prompted by this incident, Galileo wrote a letter to Castelli in which he argued that heliocentrism was actually not contrary to biblical texts, and that the Bible was an authority on faith and morals, not science. This letter was not published, but circulated widely.^[124] Two years later, Galileo wrote a letter to Christina that expanded his arguments previously made in eight pages to forty pages.^[125]

By 1615, Galileo’s writings on heliocentrism had been submitted to the Roman Inquisition by Father Niccolò Lorini, who claimed that Galileo and his followers were attempting to reinterpret the Bible,^[d] which was seen as a violation of the Council of Trent and looked dangerously like Protestantism.^[126] Lorini specifically cited Galileo’s letter to Castelli.^[127] Galileo went to Rome to defend himself and his ideas. At the start of 1616, Monsignor Francesco Ingoli initiated a debate with Galileo, sending him an essay disputing the Copernican system. Galileo later stated that he believed this essay to have been instrumental in the action against Copernicanism that followed.^[128] Ingoli may have been commissioned by the Inquisition to write an expert opinion on the controversy, with the essay providing the basis for the Inquisition’s actions.^[129] The essay focused on eighteen physical and mathematical arguments against heliocentrism. It borrowed primarily from Tycho Brahe’s arguments, notably that heliocentrism would require the stars as they appeared to be much larger than the Sun.^[h] The essay also included four theological arguments, but Ingoli suggested Galileo focus on the physical and mathematical arguments, and he did not mention Galileo’s biblical ideas.^[131]

In February 1616, an Inquisitorial commission declared heliocentrism to be «foolish and absurd in philosophy, and formally heretical since it explicitly contradicts in many places the sense of Holy Scripture». The Inquisition found that the idea of the Earth’s movement «receives the same judgement in philosophy and … in regard to theological truth it is at least erroneous in faith».^[132] Pope Paul V instructed Cardinal Bellarmine to deliver this finding to Galileo, and to order him to abandon heliocentrism. On 26 February, Galileo was called to Bellarmine’s residence and ordered «to abandon completely … the opinion that the sun stands still at the center of the world and the Earth moves, and henceforth not to hold, teach, or defend it in any way whatever, either orally or in writing.»^[133] The decree of the Congregation of the Index banned Copernicus’s De Revolutionibus and other heliocentric works until correction.^[133]

For the next decade, Galileo stayed well away from the controversy. He revived his project of writing a book on the subject, encouraged by the election of Cardinal Maffeo Barberini as Pope Urban VIII in 1623. Barberini was a friend and admirer of Galileo, and had opposed the admonition of Galileo in 1616. Galileo’s resulting book, Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, was published in 1632, with formal authorization from the Inquisition and papal permission.^[134]

Earlier, Pope Urban VIII had personally asked Galileo to give arguments for and against heliocentrism in the book, and to be careful not to advocate heliocentrism. Whether unknowingly or deliberately, Simplicio, the defender of the Aristotelian geocentric view in Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, was often caught in his own errors and sometimes came across as a fool. Indeed, although Galileo states in the preface of his book that the character is named after a famous Aristotelian philosopher (Simplicius in Latin, «Simplicio» in Italian), the name «Simplicio» in Italian also has the connotation of «simpleton».^[135][136] This portrayal of Simplicio made Dialogue Concerning the Two Chief World Systems appear as an advocacy book: an attack on Aristotelian geocentrism and defence of the Copernican theory.^{[citation needed]}

Most historians agree Galileo did not act out of malice and felt blindsided by the reaction to his book.^[i] However, the Pope did not take the suspected public ridicule lightly, nor the Copernican advocacy.^{[citation needed]}

Galileo had alienated one of his biggest and most powerful supporters, the Pope, and was called to Rome to defend his writings^[140] in September 1632. He finally arrived in February 1633 and was brought before inquisitor Vincenzo Maculani to be charged. Throughout his trial, Galileo steadfastly maintained that since 1616 he had faithfully kept his promise not to hold any of the condemned opinions, and initially he denied even defending them. However, he was eventually persuaded to admit that, contrary to his true intention, a reader of his Dialogue could well have obtained the impression that it was intended to be a defence of Copernicanism. In view of Galileo’s rather implausible denial that he had ever held Copernican ideas after 1616 or ever intended to defend them in the Dialogue, his final interrogation, in July 1633, concluded with his being threatened with torture if he did not tell the truth, but he maintained his denial despite the threat.^{[141][142][143]}

The sentence of the Inquisition was delivered on 22 June. It was in three essential parts:

• Galileo was found «vehemently suspect of heresy» (though he was never formally charged with heresy, relieving him of facing corporal punishment),^[144] namely of having held the opinions that the Sun lies motionless at the centre of the universe, that the Earth is not at its centre and moves, and that one may hold and defend an opinion as probable after it has been declared contrary to Holy Scripture. He was required to «abjure, curse and detest» those opinions.^{[145][146][147][148]}
• He was sentenced to formal imprisonment at the pleasure of the Inquisition.^[149] On the following day, this was commuted to house arrest, under which he remained for the rest of his life.^[150]
• His offending Dialogue was banned; and in an action not announced at the trial, publication of any of his works was forbidden, including any he might write in the future.^[151][152]

According to popular legend, after recanting his theory that the Earth moved around the Sun, Galileo allegedly muttered the rebellious phrase «And yet it moves». There was a claim that a 1640s painting by the Spanish painter Bartolomé Esteban Murillo or an artist of his school, in which the words were hidden until restoration work in 1911, depicts an imprisoned Galileo apparently gazing at the words «E pur si muove» written on the wall of his dungeon. The earliest known written account of the legend dates to a century after his death. Based on the painting, Stillman Drake wrote «there is no doubt now that the famous words were already attributed to Galileo before his death».^[153] However, an intensive investigation by astrophysicist Mario Livio has revealed that said painting is most probably a copy of a 1837 painting by the Flemish painter Roman-Eugene Van Maldeghem.^[154]

After a period with the friendly Ascanio Piccolomini (the Archbishop of Siena), Galileo was allowed to return to his villa at Arcetri near Florence in 1634, where he spent part of his life under house arrest. Galileo was ordered to read the Seven Penitential Psalms once a week for the next three years. However, his daughter Maria Celeste relieved him of the burden after securing ecclesiastical permission to take it upon herself.^[155]

It was while Galileo was under house arrest that he dedicated his time to one of his finest works, Two New Sciences. Here he summarised work he had done some forty years earlier, on the two sciences now called kinematics and strength of materials, published in Holland to avoid the censor. This book was highly praised by Albert Einstein.^[156] As a result of this work, Galileo is often called the «father of modern physics». He went completely blind in 1638 and had developed a painful hernia and insomnia, so he was permitted to travel to Florence for medical advice.^[14]

Dava Sobel argues that prior to Galileo’s 1633 trial and judgement for heresy, Pope Urban VIII had become preoccupied with court intrigue and problems of state and began to fear persecution or threats to his own life. In this context, Sobel argues that the problem of Galileo was presented to the pope by court insiders and enemies of Galileo. Having been accused of weakness in defending the church, Urban reacted against Galileo out of anger and fear.^[157] Mario Livio places Galileo and his discoveries in modern scientific and social contexts. In particular, he argues that the Galileo affair has its counterpart in science denial.^[158]

Death

Galileo continued to receive visitors until 1642, when, after suffering fever and heart palpitations, he died on 8 January 1642, aged 77.^[14][159] The Grand Duke of Tuscany, Ferdinando II, wished to bury him in the main body of the Basilica of Santa Croce, next to the tombs of his father and other ancestors, and to erect a marble mausoleum in his honour.^[160][161]

These plans were dropped, however, after Pope Urban VIII and his nephew, Cardinal Francesco Barberini, protested,^{[160][161][162]} because Galileo had been condemned by the Catholic Church for «vehement suspicion of heresy».^[163] He was instead buried in a small room next to the novices’ chapel at the end of a corridor from the southern transept of the basilica to the sacristy.^[160][164] He was reburied in the main body of the basilica in 1737 after a monument had been erected there in his honour;^[165][166] during this move, three fingers and a tooth were removed from his remains.^[167] These fingers are currently on exhibition at the Museo Galileo in Florence, Italy.^[168]

Scientific contributions

Scientific methods

Galileo made original contributions to the science of motion through an innovative combination of experiment and mathematics.^[169] More typical of science at the time were the qualitative studies of William Gilbert, on magnetism and electricity. Galileo’s father, Vincenzo Galilei, a lutenist and music theorist, had performed experiments establishing perhaps the oldest known non-linear relation in physics: for a stretched string, the pitch varies as the square root of the tension.^[170] These observations lay within the framework of the Pythagorean tradition of music, well known to instrument makers, which included the fact that subdividing a string by a whole number produces a harmonious scale. Thus, a limited amount of mathematics had long related music and physical science, and young Galileo could see his own father’s observations expand on that tradition.^[171]

Galileo was one of the first modern thinkers to clearly state that the laws of nature are mathematical. In The Assayer, he wrote «Philosophy is written in this grand book, the universe … It is written in the language of mathematics, and its characters are triangles, circles, and other geometric figures;….»^[172] His mathematical analyses are a further development of a tradition employed by late scholastic natural philosophers, which Galileo learned when he studied philosophy.^[173] His work marked another step towards the eventual separation of science from both philosophy and religion; a major development in human thought. He was often willing to change his views in accordance with observation. In order to perform his experiments, Galileo had to set up standards of length and time, so that measurements made on different days and in different laboratories could be compared in a reproducible fashion. This provided a reliable foundation on which to confirm mathematical laws using inductive reasoning.^{[citation needed]}

Galileo showed a modern appreciation for the proper relationship between mathematics, theoretical physics, and experimental physics. He understood the parabola, both in terms of conic sections and in terms of the ordinate (y) varying as the square of the abscissa (x). Galileo further asserted that the parabola was the theoretically ideal trajectory of a uniformly accelerated projectile in the absence of air resistance or other disturbances. He conceded that there are limits to the validity of this theory, noting on theoretical grounds that a projectile trajectory of a size comparable to that of the Earth could not possibly be a parabola,^{[174][175][176]} but he nevertheless maintained that for distances up to the range of the artillery of his day, the deviation of a projectile’s trajectory from a parabola would be only very slight.^{[174][177][178]}

Astronomy

Using his refracting telescope, Galileo observed in late 1609 that the surface of the Moon is not smooth.^[37] Early the next year, he observed the four largest moons of Jupiter.^[52] Later in 1610, he observed the phases of Venus—a proof of heliocentrism—as well as Saturn, though he thought the planet’s rings were two other planets.^[65] In 1612, he observed Neptune and noted its motion, but did not identify it as a planet.^[67]

Galileo made studies of sunspots,^[68] the Milky Way, and made various observations about stars, including how to measure their apparent size without a telescope.^[77][78][79]

Engineering

Galileo made a number of contributions to what is now known as engineering, as distinct from pure physics. Between 1595 and 1598, Galileo devised and improved a geometric and military compass suitable for use by gunners and surveyors. This expanded on earlier instruments designed by Niccolò Tartaglia and Guidobaldo del Monte. For gunners, it offered, in addition to a new and safer way of elevating cannons accurately, a way of quickly computing the charge of gunpowder for cannonballs of different sizes and materials. As a geometric instrument, it enabled the construction of any regular polygon, computation of the area of any polygon or circular sector, and a variety of other calculations. Under Galileo’s direction, instrument maker Marc’Antonio Mazzoleni produced more than 100 of these compasses, which Galileo sold (along with an instruction manual he wrote) for 50 lire and offered a course of instruction in the use of the compasses for 120 lire.^[179]

In 1593, Galileo constructed a thermometer, using the expansion and contraction of air in a bulb to move water in an attached tube.^{[citation needed]}

In 1609, Galileo was, along with Englishman Thomas Harriot and others, among the first to use a refracting telescope as an instrument to observe stars, planets or moons. The name «telescope» was coined for Galileo’s instrument by a Greek mathematician, Giovanni Demisiani,^[180][181] at a banquet held in 1611 by Prince Federico Cesi to make Galileo a member of his Accademia dei Lincei.^[182] In 1610, he used a telescope at close range to magnify the parts of insects.^[183][184] By 1624, Galileo had used a compound microscope. He gave one of these instruments to Cardinal Zollern in May of that year for presentation to the Duke of Bavaria,^[185] and in September, he sent another to Prince Cesi.^[186] The Linceans played a role again in naming the «microscope» a year later when fellow academy member Giovanni Faber coined the word for Galileo’s invention from the Greek words μικρόν (micron) meaning «small», and σκοπεῖν (skopein) meaning «to look at». The word was meant to be analogous with «telescope».^[187][188] Illustrations of insects made using one of Galileo’s microscopes and published in 1625, appear to have been the first clear documentation of the use of a compound microscope.^[186]

In 1612, having determined the orbital periods of Jupiter’s satellites, Galileo proposed that with sufficiently accurate knowledge of their orbits, one could use their positions as a universal clock, and this would make possible the determination of longitude. He worked on this problem from time to time during the remainder of his life, but the practical problems were severe. The method was first successfully applied by Giovanni Domenico Cassini in 1681 and was later used extensively for large land surveys; this method, for example, was used to survey France, and later by Zebulon Pike of the midwestern United States in 1806. For sea navigation, where delicate telescopic observations were more difficult, the longitude problem eventually required the development of a practical portable marine chronometer, such as that of John Harrison.^[189] Late in his life, when totally blind, Galileo designed an escapement mechanism for a pendulum clock (called Galileo’s escapement), although no clock using this was built until after the first fully operational pendulum clock was made by Christiaan Huygens in the 1650s.^{[citation needed]}

Galileo was invited on several occasions to advise on engineering schemes to alleviate river flooding. In 1630 Mario Guiducci was probably instrumental in ensuring that he was consulted on a scheme by Bartolotti to cut a new channel for the Bisenzio River near Florence.^[190]

Physics

Galileo’s theoretical and experimental work on the motions of bodies, along with the largely independent work of Kepler and René Descartes, was a precursor of the classical mechanics developed by Sir Isaac Newton. Galileo conducted several experiments with pendulums. It is popularly believed (thanks to the biography by Vincenzo Viviani) that these began by watching the swings of the bronze chandelier in the cathedral of Pisa, using his pulse as a timer. Later experiments are described in his Two New Sciences. Galileo claimed that a simple pendulum is isochronous, i.e. that its swings always take the same amount of time, independently of the amplitude. In fact, this is only approximately true,^[191] as was discovered by Christiaan Huygens. Galileo also found that the square of the period varies directly with the length of the pendulum. Galileo’s son, Vincenzo, sketched a clock based on his father’s theories in 1642. The clock was never built and, because of the large swings required by its verge escapement, would have been a poor timekeeper.^{[citation needed]}

Galileo is lesser known for, yet still credited with, being one of the first to understand sound frequency. By scraping a chisel at different speeds, he linked the pitch of the sound produced to the spacing of the chisel’s skips, a measure of frequency. In 1638, Galileo described an experimental method to measure the speed of light by arranging that two observers, each having lanterns equipped with shutters, observe each other’s lanterns at some distance. The first observer opens the shutter of his lamp, and, the second, upon seeing the light, immediately opens the shutter of his own lantern. The time between the first observer’s opening his shutter and seeing the light from the second observer’s lamp indicates the time it takes light to travel back and forth between the two observers. Galileo reported that when he tried this at a distance of less than a mile, he was unable to determine whether or not the light appeared instantaneously.^[192] Sometime between Galileo’s death and 1667, the members of the Florentine Accademia del Cimento repeated the experiment over a distance of about a mile and obtained a similarly inconclusive result.^[193] The speed of light has since been determined to be far too fast to be measured by such methods.

Galileo put forward the basic principle of relativity, that the laws of physics are the same in any system that is moving at a constant speed in a straight line, regardless of its particular speed or direction. Hence, there is no absolute motion or absolute rest. This principle provided the basic framework for Newton’s laws of motion and is central to Einstein’s special theory of relativity.

Falling bodies

A biography by Galileo’s pupil Vincenzo Viviani stated that Galileo had dropped balls of the same material, but different masses, from the Leaning Tower of Pisa to demonstrate that their time of descent was independent of their mass.^[194] This was contrary to what Aristotle had taught: that heavy objects fall faster than lighter ones, in direct proportion to weight.^[195][196] While this story has been retold in popular accounts, there is no account by Galileo himself of such an experiment, and it is generally accepted by historians that it was at most a thought experiment which did not actually take place.^[197] An exception is Stillman Drake,^[198] who argues that the experiment did take place, more or less as Viviani described it. The experiment described was actually performed by Simon Stevin (commonly known as Stevinus) and Jan Cornets de Groot,^[35] although the building used was actually the church tower in Delft in 1586. However, most of his experiments with falling bodies were carried out using inclined planes where both the issues of timing and air resistance were much reduced.^[199] In any case, observations that similarly sized objects of different weights fell at the same speed is documented in works as early as those of John Philoponus in the sixth century and which Galileo was aware of.^[200][201]

In his 1638 Discorsi, Galileo’s character Salviati, widely regarded as Galileo’s spokesman, held that all unequal weights would fall with the same finite speed in a vacuum. But this had previously been proposed by Lucretius^[202] and Simon Stevin.^[203] Cristiano Banti’s Salviati also held it could be experimentally demonstrated by the comparison of pendulum motions in air with bobs of lead and of cork which had different weight but which were otherwise similar.^{[citation needed]}

Galileo proposed that a falling body would fall with a uniform acceleration, as long as the resistance of the medium through which it was falling remained negligible, or in the limiting case of its falling through a vacuum.^[204][205] He also derived the correct kinematical law for the distance traveled during a uniform acceleration starting from rest—namely, that it is proportional to the square of the elapsed time (d∝t²).^[206][207] Prior to Galileo, Nicole Oresme, in the 14th century, had derived the times-squared law for uniformly accelerated change,^[208][209] and Domingo de Soto had suggested in the 16th century that bodies falling through a homogeneous medium would be uniformly accelerated.^[206] Soto, however, did not anticipate many of the qualifications and refinements contained in Galileo’s theory of falling bodies. He did not, for instance, recognise, as Galileo did, that a body would fall with a strictly uniform acceleration only in a vacuum, and that it would otherwise eventually reach a uniform terminal velocity. Galileo expressed the time-squared law using geometrical constructions and mathematically precise words, adhering to the standards of the day. (It remained for others to re-express the law in algebraic terms.)^{[citation needed]}

He also concluded that objects retain their velocity in the absence of any impediments to their motion,^[210] thereby contradicting the generally accepted Aristotelian hypothesis that a body could only remain in so-called «violent», «unnatural», or «forced» motion so long as an agent of change (the «mover») continued to act on it.^[211] Philosophical ideas relating to inertia had been proposed by John Philoponus and Jean Buridan. Galileo stated: «Imagine any particle projected along a horizontal plane without friction; then we know, from what has been more fully explained in the preceding pages, that this particle will move along this same plane with a motion which is uniform and perpetual, provided the plane has no limits».^[212] But the surface of the earth would be an instance of such a plane if all its unevenness could be removed.^[213] This was incorporated into Newton’s laws of motion (first law), except for the direction of the motion: Newton’s is straight, Galileo’s is circular (for example, the planets’ motion around the Sun, which according to him, and unlike Newton, takes place in absence of gravity). According to Dijksterhuis Galileo’s conception of inertia as a tendency to persevere in circular motion is closely related to his Copernican conviction.^[214]

Mathematics

While Galileo’s application of mathematics to experimental physics was innovative, his mathematical methods were the standard ones of the day, including dozens of examples of an inverse proportion square root method passed down from Fibonacci and Archimedes. The analysis and proofs relied heavily on the Eudoxian theory of proportion, as set forth in the fifth book of Euclid’s Elements. This theory had become available only a century before, thanks to accurate translations by Tartaglia and others; but by the end of Galileo’s life, it was being superseded by the algebraic methods of Descartes. The concept now named Galileo’s paradox was not original with him. His proposed solution, that infinite numbers cannot be compared, is no longer considered useful.^[215]

Legacy

Later Church reassessments

The Galileo affair was largely forgotten after Galileo’s death, and the controversy subsided. The Inquisition’s ban on reprinting Galileo’s works was lifted in 1718 when permission was granted to publish an edition of his works (excluding the condemned Dialogue) in Florence.^[216] In 1741, Pope Benedict XIV authorised the publication of an edition of Galileo’s complete scientific works^[217] which included a mildly censored version of the Dialogue.^[218][217] In 1758, the general prohibition against works advocating heliocentrism was removed from the Index of prohibited books, although the specific ban on uncensored versions of the Dialogue and Copernicus’s De Revolutionibus remained.^[219][217] All traces of official opposition to heliocentrism by the church disappeared in 1835 when these works were finally dropped from the Index.^[220][221]

Interest in the Galileo affair was revived in the early 19th century, when Protestant polemicists used it (and other events such as the Spanish Inquisition and the myth of the flat Earth) to attack Roman Catholicism.^[9] Interest in it has waxed and waned ever since. In 1939, Pope Pius XII, in his first speech to the Pontifical Academy of Sciences, within a few months of his election to the papacy, described Galileo as being among the «most audacious heroes of research… not afraid of the stumbling blocks and the risks on the way, nor fearful of the funereal monuments».^[222] His close advisor of 40 years, Professor Robert Leiber, wrote: «Pius XII was very careful not to close any doors (to science) prematurely. He was energetic on this point and regretted that in the case of Galileo.»^[223]

On 15 February 1990, in a speech delivered at the Sapienza University of Rome,^[224][225] Cardinal Ratzinger (later Pope Benedict XVI) cited some current views on the Galileo affair as forming what he called «a symptomatic case that permits us to see how deep the self-doubt of the modern age, of science and technology goes today».^[226] Some of the views he cited were those of the philosopher Paul Feyerabend, whom he quoted as saying: «The Church at the time of Galileo kept much more closely to reason than did Galileo himself, and she took into consideration the ethical and social consequences of Galileo’s teaching too. Her verdict against Galileo was rational and just and the revision of this verdict can be justified only on the grounds of what is politically opportune.»^[226] The Cardinal did not clearly indicate whether he agreed or disagreed with Feyerabend’s assertions. He did, however, say: «It would be foolish to construct an impulsive apologetic on the basis of such views.»^[226]

On 31 October 1992, Pope John Paul II acknowledged that the Church had erred in condemning Galileo for asserting that the Earth revolves around the Sun. «John Paul said the theologians who condemned Galileo did not recognize the formal distinction between the Bible and its interpretation.»^[227]

In March 2008, the head of the Pontifical Academy of Sciences, Nicola Cabibbo, announced a plan to honour Galileo by erecting a statue of him inside the Vatican walls.^[228] In December of the same year, during events to mark the 400th anniversary of Galileo’s earliest telescopic observations, Pope Benedict XVI praised his contributions to astronomy.^[229] A month later, however, the head of the Pontifical Council for Culture, Gianfranco Ravasi, revealed that the plan to erect a statue of Galileo on the grounds of the Vatican had been suspended.^[230]

Impact on modern science

According to Stephen Hawking, Galileo probably bears more of the responsibility for the birth of modern science than anybody else,^[231] and Albert Einstein called him the father of modern science.^[232][233]

Galileo’s astronomical discoveries and investigations into the Copernican theory have led to a lasting legacy which includes the categorisation of the four large moons of Jupiter discovered by Galileo (Io, Europa, Ganymede and Callisto) as the Galilean moons. Other scientific endeavours and principles are named after Galileo including the Galileo spacecraft,^[234] the first spacecraft to enter orbit around Jupiter, the proposed Galileo global satellite navigation system, the transformation between inertial systems in classical mechanics denoted Galilean transformation and the Gal (unit), sometimes known as the Galileo, which is a non-SI unit of acceleration.^{[citation needed]}

Partly because the year 2009 was the fourth centenary of Galileo’s first recorded astronomical observations with the telescope, the United Nations scheduled it to be the International Year of Astronomy.^[235] A global scheme was laid out by the International Astronomical Union (IAU), also endorsed by UNESCO—the UN body responsible for educational, scientific and cultural matters. The International Year of Astronomy 2009 was intended to be a global celebration of astronomy and its contributions to society and culture, stimulating worldwide interest not only in astronomy but science in general, with a particular slant towards young people.^{[citation needed]}

Planet Galileo and asteroid 697 Galilea are named in his honour.^{[citation needed]}

In artistic and popular media

Galileo is mentioned several times in the «opera» section of the Queen song, «Bohemian Rhapsody».^[236] He features prominently in the song «Galileo» performed by the Indigo Girls and Amy Grant’s «Galileo» on her Heart in Motion album.^[237]

Twentieth-century plays have been written on Galileo’s life, including Life of Galileo (1943) by the German playwright Bertolt Brecht, with a film adaptation (1975) of it, and Lamp at Midnight (1947) by Barrie Stavis,^[238] as well as the 2008 play «Galileo Galilei».^[239]

Kim Stanley Robinson wrote a science fiction novel entitled Galileo’s Dream (2009), in which Galileo is brought into the future to help resolve a crisis of scientific philosophy; the story moves back and forth between Galileo’s own time and a hypothetical distant future and contains a great deal of biographical information.^[240]

Galileo Galilei was recently selected as a main motif for a high-value collectors’ coin: the €25 International Year of Astronomy commemorative coin, minted in 2009. This coin also commemorates the 400th anniversary of the invention of Galileo’s telescope. The obverse shows a portion of his portrait and his telescope. The background shows one of his first drawings of the surface of the moon. In the silver ring, other telescopes are depicted: the Isaac Newton Telescope, the observatory in Kremsmünster Abbey, a modern telescope, a radio telescope and a space telescope. In 2009, the Galileoscope was also released. This is a mass-produced, low-cost educational 2-inch (51 mm) telescope with relatively high quality.^{[citation needed]}

Writings

Galileo’s early works describing scientific instruments include the 1586 tract entitled The Little Balance (La Billancetta) describing an accurate balance to weigh objects in air or water^[241] and the 1606 printed manual Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare on the operation of a geometrical and military compass.^[242]

His early works on dynamics, the science of motion and mechanics were his circa 1590 Pisan De Motu (On Motion) and his circa 1600 Paduan Le Meccaniche (Mechanics). The former was based on Aristotelian–Archimedean fluid dynamics and held that the speed of gravitational fall in a fluid medium was proportional to the excess of a body’s specific weight over that of the medium, whereby in a vacuum, bodies would fall with speeds in proportion to their specific weights. It also subscribed to the Philoponan impetus dynamics in which impetus is self-dissipating and free-fall in a vacuum would have an essential terminal speed according to specific weight after an initial period of acceleration.^{[citation needed]}

Galileo’s 1610 The Starry Messenger (Sidereus Nuncius) was the first scientific treatise to be published based on observations made through a telescope. It reported his discoveries of:

• the Galilean moons
• the roughness of the Moon’s surface
• the existence of a large number of stars invisible to the naked eye, particularly those responsible for the appearance of the Milky Way
• differences between the appearances of the planets and those of the fixed stars—the former appearing as small discs, while the latter appeared as unmagnified points of light

Galileo published a description of sunspots in 1613 entitled Letters on Sunspots suggesting the Sun and heavens are corruptible.^[243] The Letters on Sunspots also reported his 1610 telescopic observations of the full set of phases of Venus, and his discovery of the puzzling «appendages» of Saturn and their even more puzzling subsequent disappearance. In 1615, Galileo prepared a manuscript known as the «Letter to the Grand Duchess Christina» which was not published in printed form until 1636. This letter was a revised version of the Letter to Castelli, which was denounced by the Inquisition as an incursion upon theology by advocating Copernicanism both as physically true and as consistent with Scripture.^[244] In 1616, after the order by the Inquisition for Galileo not to hold or defend the Copernican position, Galileo wrote the «Discourse on the Tides» (Discorso sul flusso e il reflusso del mare) based on the Copernican earth, in the form of a private letter to Cardinal Orsini.^[245] In 1619, Mario Guiducci, a pupil of Galileo’s, published a lecture written largely by Galileo under the title Discourse on the Comets (Discorso Delle Comete), arguing against the Jesuit interpretation of comets.^[246]

In 1623, Galileo published The Assayer—Il Saggiatore, which attacked theories based on Aristotle’s authority and promoted experimentation and the mathematical formulation of scientific ideas. The book was highly successful and even found support among the higher echelons of the Christian church.^[247] Following the success of The Assayer, Galileo published the Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) in 1632. Despite taking care to adhere to the Inquisition’s 1616 instructions, the claims in the book favouring Copernican theory and a non-geocentric model of the solar system led to Galileo being tried and banned on publication. Despite the publication ban, Galileo published his Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two New Sciences (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) in 1638 in Holland, outside the jurisdiction of the Inquisition.^{[citation needed]}

Published written works

Galileo’s main written works are as follows:^[248]

• The Little Balance (1586; in Italian: La Bilancetta)
• On Motion (c. 1590; in Latin: De Motu Antiquiora)^[249]
• Mechanics (c. 1600; in Italian: Le Meccaniche)
• The Operations of Geometrical and Military Compass (1606; in Italian: Le operazioni del compasso geometrico et militare)
• The Starry Messenger (1610; in Latin: Sidereus Nuncius)
• Discourse on Floating Bodies (1612; in Italian: Discorso intorno alle cose che stanno in su l’acqua, o che in quella si muovono, «Discourse on Bodies that Stay Atop Water, or Move in It»)
• History and Demonstration Concerning Sunspots (1613; in Italian: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari; work based on the Three Letters on Sunspots, Tre lettere sulle macchie solari, 1612)
• «Letter to the Grand Duchess Christina» (1615; published in 1636)
• «Discourse on the Tides» (1616; in Italian: Discorso del flusso e reflusso del mare)
• Discourse on the Comets (1619; in Italian: Discorso delle Comete)
• The Assayer (1623; in Italian: Il Saggiatore)
• Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (1632; in Italian: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo)
• Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two New Sciences (1638; in Italian: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

Personal library

In the last years of his life, Galileo Galilei kept a library of at least 598 volumes (560 of which have been identified) at Villa Il Gioiello, on the outskirts of Florence.^[250] Under the restrictions of house arrest, he was forbidden to write or publish his ideas. However, he continued to receive visitors right up to his death and it was through them that he remained supplied with the latest scientific texts from Northern Europe.^[251]

With his past experience, Galileo may have feared that his collection of books and manuscripts would be seized by the authorities and burned, as no reference to such items was made in his last will and testament. An itemized inventory was only later produced after Galileo’s death, when the majority of his possessions including his library passed to his son, Vincenzo Galilei, Jr. On his death in 1649, the collection was inherited by his wife Sestilia Bocchineri.^[251]

Galileo’s books, personal papers and unedited manuscripts were then collected by Vincenzo Viviani, his former assistant and student, with the intent of preserving his old teacher’s works in published form. Unfortunately, it was a project that never materialised and in his final will, Viviani bequeathed a significant portion of the collection to the Hospital of Santa Maria Nuova in Florence, where there already existed an extensive library. The value of Galileo’s possessions were not realised, and duplicate copies were dispersed to other libraries, such as the Biblioteca Comunale degli Intronati, the public library in Sienna. In a later attempt to specialise the library’s holdings, volumes unrelated to medicine were transferred to the Biblioteca Magliabechiana, an early foundation for what was to become the Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze, the National Central Library in Florence.^[251]

A small portion of Viviani’s collection, including the manuscripts of Galileo and those of his peers Evangelista Torricelli and Benedetto Castelli, were left to his nephew, Abbot Jacopo Panzanini. This minor collection was preserved until Panzanini’s death when it passed to his great-nephews, Carlo and Angelo Panzanini. The books from both Galileo and Viviani’s collection began to disperse as the heirs failed to protect their inheritance. Their servants sold several of the volumes for waste paper. Around 1750 the Florentine senator Giovanni Battista Clemente de’Nelli heard of this and purchased the books and manuscripts from the shopkeepers, and the remainder of Viviani’s collection from the Panzanini brothers. As recounted in Nelli’s memoirs: «My great fortune in obtaining such a wonderful treasure so cheaply came about through the ignorance of the people selling it, who were not aware of the value of those manuscripts…»

The library remained in Nelli’s care until his death in 1793. Knowing the value of their father’s collected manuscripts, Nelli’s sons attempted to sell what was left to them to the French government. Grand Duke Ferdinand III of Tuscany intervened in the sale and purchased the entire collection. The archive of manuscripts, printed books and personal papers were deposited with the Biblioteca Palatina in Florence, merging the collection with the Biblioteca Magliabechiana in 1861.^[252]

See also

• Catholic Church and science
• Seconds pendulum
• Tribune of Galileo
• Villa Il Gioiello

Notes

References

Citations

General sources

Further reading

External links

• Works by Galileo Galilei at Open Library
• Works by Galileo Galilei at Project Gutenberg
• Works by Galileo Galilei at LibriVox (public domain audiobooks)
• Works by or about Galileo Galilei at Internet Archive
• Works in Galileo’s Personal Library at LibraryThing

Galileo Galilei
Portrait by Justus Sustermans, 1636
Born	Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei[1] 15 February 1564[2] Pisa, Duchy of Florence
Died	8 January 1642 (aged 77) Arcetri, Grand Duchy of Tuscany
Education	University of Pisa
Known for	Analytical dynamics heliocentrism kinematics observational astronomy
Scientific career
Fields	Astronomy physics engineering natural philosophy mathematics
Institutions	University of Pisa University of Padua
Patrons	Cosimo II de Medici Federico Cesi Ferdinando II de Medici Fra Paolo Sarpi Francesco Maria del Monte
Academic advisors	Ostilio Ricci da Fermo
Notable students	Benedetto Castelli Mario Guiducci Vincenzo Viviani
Influences	John Philoponus[3] Nicolaus Copernicus
Signature

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei (15 February 1564 – 8 January 1642) was an Italian astronomer, physicist and engineer, sometimes described as a polymath. Commonly referred to as Galileo, his name was pronounced (GAL-ih-LAY-oh GAL-ih-LAY-ee, Italian: [ɡaliˈlɛːo ɡaliˈlɛi]). He was born in the city of Pisa, then part of the Duchy of Florence.^[4] Galileo has been called the «father» of observational astronomy,^[5] modern-era classical physics,^[6] the scientific method,^[7] and modern science.^[8]

Galileo studied speed and velocity, gravity and free fall, the principle of relativity, inertia, projectile motion and also worked in applied science and technology, describing the properties of pendulums and «hydrostatic balances». He invented the thermoscope and various military compasses, and used the telescope for scientific observations of celestial objects. His contributions to observational astronomy include telescopic confirmation of the phases of Venus, observation of the four largest satellites of Jupiter, observation of Saturn’s rings, and analysis of lunar craters and sunspots.

Galileo’s championing of Copernican heliocentrism (Earth rotating daily and revolving around the Sun) was met with opposition from within the Catholic Church and from some astronomers. The matter was investigated by the Roman Inquisition in 1615, which concluded that heliocentrism was foolish, absurd, and heretical since it contradicted Holy Scripture.^[9][10][11]

Galileo later defended his views in Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (1632), which appeared to attack Pope Urban VIII and thus alienated both the Pope and the Jesuits, who had both supported Galileo up until this point.^[9] He was tried by the Inquisition, found «vehemently suspect of heresy», and forced to recant. He spent the rest of his life under house arrest.^[12][13] During this time, he wrote Two New Sciences (1638), primarily concerning kinematics and the strength of materials, summarizing work he had done around forty years earlier.^[14]

Early life and family

Galileo was born in Pisa (then part of the Duchy of Florence), Italy, on 15 February 1564,^[15] the first of six children of Vincenzo Galilei, a lutenist, composer, and music theorist, and Giulia Ammannati, who had married in 1562. Galileo became an accomplished lutenist himself and would have learned early from his father a scepticism for established authority.^[16]

Three of Galileo’s five siblings survived infancy. The youngest, Michelangelo (or Michelagnolo), also became a lutenist and composer who added to Galileo’s financial burdens for the rest of his life.^[17] Michelangelo was unable to contribute his fair share of their father’s promised dowries to their brothers-in-law, who would later attempt to seek legal remedies for payments due. Michelangelo would also occasionally have to borrow funds from Galileo to support his musical endeavours and excursions. These financial burdens may have contributed to Galileo’s early desire to develop inventions that would bring him additional income.^[18]

When Galileo Galilei was eight, his family moved to Florence, but he was left under the care of Muzio Tedaldi for two years. When Galileo was ten, he left Pisa to join his family in Florence and there he was under the tutelage of Jacopo Borghini.^[15] He was educated, particularly in logic, from 1575 to 1578 in the Vallombrosa Abbey, about 30 km southeast of Florence.^[19][20]

Name

Galileo tended to refer to himself only by his given name. At the time, surnames were optional in Italy, and his given name had the same origin as his sometimes-family name, Galilei. Both his given and family name ultimately derive from an ancestor, Galileo Bonaiuti, an important physician, professor, and politician in Florence in the 15th century.^[21][22] Galileo Bonaiuti was buried in the same church, the Basilica of Santa Croce in Florence, where about 200 years later, Galileo Galilei was also buried.^[23]

When he did refer to himself with more than one name, it was sometimes as Galileo Galilei Linceo, a reference to his being a member of the Accademia dei Lincei, an elite pro-science organization in Italy. It was common for mid-sixteenth-century Tuscan families to name the eldest son after the parents’ surname.^[24] Hence, Galileo Galilei was not necessarily named after his ancestor Galileo Bonaiuti. The Italian male given name «Galileo» (and thence the surname «Galilei») derives from the Latin «Galilaeus», meaning «of Galilee», a biblically significant region in Northern Israel.^[25][21] Because of that region, the adjective galilaios (Greek Γαλιλαῖος, Latin Galilaeus, Italian Galileo), which means «Galilean», was used in antiquity (particularly by emperor Julian) to refer to Christ and his followers.^[26]

The biblical roots of Galileo’s name and surname were to become the subject of a famous pun.^[27] In 1614, during the Galileo affair, one of Galileo’s opponents, the Dominican priest Tommaso Caccini, delivered against Galileo a controversial and influential sermon. In it he made a point of quoting Acts 1:11, «Ye men of Galilee, why stand ye gazing up into heaven?» (in the Latin version found in the Vulgate: Viri Galilaei, quid statis aspicientes in caelum?).^[28]

Children

Despite being a genuinely pious Roman Catholic,^[29] Galileo fathered three children out of wedlock with Marina Gamba. They had two daughters, Virginia (born 1600) and Livia (born 1601), and a son, Vincenzo (born 1606).^[30]

Due to their illegitimate birth, Galileo considered the girls unmarriageable, if not posing problems of prohibitively expensive support or dowries, which would have been similar to Galileo’s previous extensive financial problems with two of his sisters.^[31] Their only worthy alternative was the religious life. Both girls were accepted by the convent of San Matteo in Arcetri and remained there for the rest of their lives.^[32]

Virginia took the name Maria Celeste upon entering the convent. She died on 2 April 1634, and is buried with Galileo at the Basilica of Santa Croce, Florence. Livia took the name Sister Arcangela and was ill for most of her life. Vincenzo was later legitimised as the legal heir of Galileo and married Sestilia Bocchineri.^[33]

Career as a scientist

Although Galileo seriously considered the priesthood as a young man, at his father’s urging he instead enrolled in 1580 at the University of Pisa for a medical degree.^[34] He was influenced by the lectures of Girolamo Borro and Francesco Buonamici of Florence.^[20] In 1581, when he was studying medicine, he noticed a swinging chandelier, which air currents shifted about to swing in larger and smaller arcs. To him, it seemed, by comparison with his heartbeat, that the chandelier took the same amount of time to swing back and forth, no matter how far it was swinging. When he returned home, he set up two pendulums of equal length and swung one with a large sweep and the other with a small sweep and found that they kept time together. It was not until the work of Christiaan Huygens, almost one hundred years later, that the tautochrone nature of a swinging pendulum was used to create an accurate timepiece.^[35] Up to this point, Galileo had deliberately been kept away from mathematics, since a physician earned a higher income than a mathematician. However, after accidentally attending a lecture on geometry, he talked his reluctant father into letting him study mathematics and natural philosophy instead of medicine.^[35] He created a thermoscope, a forerunner of the thermometer, and, in 1586, published a small book on the design of a hydrostatic balance he had invented (which first brought him to the attention of the scholarly world). Galileo also studied disegno, a term encompassing fine art, and, in 1588, obtained the position of instructor in the Accademia delle Arti del Disegno in Florence, teaching perspective and chiaroscuro. In the same year, upon invitation by the Florentine Academy, he presented two lectures, On the Shape, Location, and Size of Dante’s Inferno, in an attempt to propose a rigorous cosmological model of Dante’s hell.^[36] Being inspired by the artistic tradition of the city and the works of the Renaissance artists, Galileo acquired an aesthetic mentality. While a young teacher at the Accademia, he began a lifelong friendship with the Florentine painter Cigoli.^[37][38]

In 1589, he was appointed to the chair of mathematics in Pisa. In 1591, his father died, and he was entrusted with the care of his younger brother Michelagnolo. In 1592, he moved to the University of Padua where he taught geometry, mechanics, and astronomy until 1610.^[39] During this period, Galileo made significant discoveries in both pure fundamental science (for example, kinematics of motion and astronomy) as well as practical applied science (for example, strength of materials and pioneering the telescope). His multiple interests included the study of astrology, which at the time was a discipline tied to the studies of mathematics and astronomy.^[40][41]

Astronomy

Kepler’s supernova

Tycho Brahe and others had observed the supernova of 1572. Ottavio Brenzoni’s letter of 15 January 1605 to Galileo brought the 1572 supernova and the less bright nova of 1601 to Galileo’s notice. Galileo observed and discussed Kepler’s Supernova in 1604. Since these new stars displayed no detectable diurnal parallax, Galileo concluded that they were distant stars, and, therefore, disproved the Aristotelian belief in the immutability of the heavens.^[42]

Refracting telescope

Based only on uncertain descriptions of the first practical telescope which Hans Lippershey tried to patent in the Netherlands in 1608,^[43] Galileo, in the following year, made a telescope with about 3x magnification. He later made improved versions with up to about 30x magnification.^[44] With a Galilean telescope, the observer could see magnified, upright images on the Earth—it was what is commonly known as a terrestrial telescope or a spyglass. He could also use it to observe the sky; for a time he was one of those who could construct telescopes good enough for that purpose. On 25 August 1609, he demonstrated one of his early telescopes, with a magnification of about 8 or 9, to Venetian lawmakers. His telescopes were also a profitable sideline for Galileo, who sold them to merchants who found them useful both at sea and as items of trade. He published his initial telescopic astronomical observations in March 1610 in a brief treatise entitled Sidereus Nuncius (Starry Messenger).^[45]

Moon

On 30 November 1609, Galileo aimed his telescope at the Moon.^[46] While not being the first person to observe the Moon through a telescope (English mathematician Thomas Harriot had done it four months before but only saw a «strange spottednesse»),^[47] Galileo was the first to deduce the cause of the uneven waning as light occlusion from lunar mountains and craters. In his study, he also made topographical charts, estimating the heights of the mountains. The Moon was not what was long thought to have been a translucent and perfect sphere, as Aristotle claimed, and hardly the first «planet», an «eternal pearl to magnificently ascend into the heavenly empyrian», as put forth by Dante. Galileo is sometimes credited with the discovery of the lunar libration in latitude in 1632,^[48] although Thomas Harriot or William Gilbert might have done it before.^[49]

A friend of Galileo’s, the painter Cigoli, included a realistic depiction of the Moon in one of his paintings, though probably used his own telescope to make the observation.^[37]

Jupiter’s moons

On 7 January 1610, Galileo observed with his telescope what he described at the time as «three fixed stars, totally invisible^[a] by their smallness», all close to Jupiter, and lying on a straight line through it.^[50] Observations on subsequent nights showed that the positions of these «stars» relative to Jupiter were changing in a way that would have been inexplicable if they had really been fixed stars. On 10 January, Galileo noted that one of them had disappeared, an observation which he attributed to its being hidden behind Jupiter. Within a few days, he concluded that they were orbiting Jupiter: he had discovered three of Jupiter’s four largest moons.^[51] He discovered the fourth on 13 January. Galileo named the group of four the Medicean stars, in honour of his future patron, Cosimo II de’ Medici, Grand Duke of Tuscany, and Cosimo’s three brothers.^[52] Later astronomers, however, renamed them Galilean satellites in honour of their discoverer. These satellites were independently discovered by Simon Marius on 8 January 1610 and are now called Io, Europa, Ganymede, and Callisto, the names given by Marius in his Mundus Iovialis published in 1614.^[53]

Galileo’s observations of the satellites of Jupiter caused a revolution in astronomy: a planet with smaller planets orbiting it did not conform to the principles of Aristotelian cosmology, which held that all heavenly bodies should circle the Earth,^[54][55] and many astronomers and philosophers initially refused to believe that Galileo could have discovered such a thing.^[56][57] His observations were confirmed by the observatory of Christopher Clavius and he received a hero’s welcome when he visited Rome in 1611.^[58] Galileo continued to observe the satellites over the next eighteen months, and by mid-1611, he had obtained remarkably accurate estimates for their periods—a feat which Johannes Kepler had believed impossible.^[59][60]

Galileo saw a practical use for his discovery. Determining the east-west position of ships at sea required their clocks be synchronized with clocks at the prime meridian. Solving this longitude problem had great importance to safe navigation and large prizes were established by Spain and later Holland for its solution. Since eclipses of the moons he discovered were relatively frequent and their times could be predicted with great accuracy, they could be used to set shipboard clocks and Galileo applied for the prizes. Observing the moons from a ship proved too difficult, but the method was used for land surveys, including the remapping of France.^{[61]: 15–16 [62]}

Phases of Venus

From September 1610, Galileo observed that Venus exhibits a full set of phases similar to that of the Moon. The heliocentric model of the Solar System developed by Nicolaus Copernicus predicted that all phases would be visible since the orbit of Venus around the Sun would cause its illuminated hemisphere to face the Earth when it was on the opposite side of the Sun and to face away from the Earth when it was on the Earth-side of the Sun. In Ptolemy’s geocentric model, it was impossible for any of the planets’ orbits to intersect the spherical shell carrying the Sun. Traditionally, the orbit of Venus was placed entirely on the near side of the Sun, where it could exhibit only crescent and new phases. It was also possible to place it entirely on the far side of the Sun, where it could exhibit only gibbous and full phases. After Galileo’s telescopic observations of the crescent, gibbous and full phases of Venus, the Ptolemaic model became untenable. In the early 17th century, as a result of his discovery, the great majority of astronomers converted to one of the various geo-heliocentric planetary models,^[63][64] such as the Tychonic, Capellan and Extended Capellan models,^[b] each either with or without a daily rotating Earth. These all explained the phases of Venus without the ‘refutation’ of full heliocentrism’s prediction of stellar parallax. Galileo’s discovery of the phases of Venus was thus his most empirically practically influential contribution to the two-stage transition from full geocentrism to full heliocentrism via geo-heliocentrism.^{[citation needed]}

Saturn and Neptune

In 1610, Galileo also observed the planet Saturn, and at first mistook its rings for planets,^[65] thinking it was a three-bodied system. When he observed the planet later, Saturn’s rings were directly oriented at Earth, causing him to think that two of the bodies had disappeared. The rings reappeared when he observed the planet in 1616, further confusing him.^[66]

Galileo observed the planet Neptune in 1612. It appears in his notebooks as one of many unremarkable dim stars. He did not realise that it was a planet, but he did note its motion relative to the stars before losing track of it.^[67]

Sunspots

Galileo made naked-eye and telescopic studies of sunspots.^[68] Their existence raised another difficulty with the unchanging perfection of the heavens as posited in orthodox Aristotelian celestial physics. An apparent annual variation in their trajectories, observed by Francesco Sizzi and others in 1612–1613,^[69] also provided a powerful argument against both the Ptolemaic system and the geoheliocentric system of Tycho Brahe.^[c] A dispute over claimed priority in the discovery of sunspots, and in their interpretation, led Galileo to a long and bitter feud with the Jesuit Christoph Scheiner. In the middle was Mark Welser, to whom Scheiner had announced his discovery, and who asked Galileo for his opinion. Both of them were unaware of Johannes Fabricius’ earlier observation and publication of sunspots.^[73]

Milky Way and stars

Galileo observed the Milky Way, previously believed to be nebulous, and found it to be a multitude of stars packed so densely that they appeared from Earth to be clouds. He located many other stars too distant to be visible with the naked eye. He observed the double star Mizar in Ursa Major in 1617.^[74]

In the Starry Messenger, Galileo reported that stars appeared as mere blazes of light, essentially unaltered in appearance by the telescope, and contrasted them to planets, which the telescope revealed to be discs. But shortly thereafter, in his Letters on Sunspots, he reported that the telescope revealed the shapes of both stars and planets to be «quite round». From that point forward, he continued to report that telescopes showed the roundness of stars, and that stars seen through the telescope measured a few seconds of arc in diameter.^[75][76] He also devised a method for measuring the apparent size of a star without a telescope. As described in his Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, his method was to hang a thin rope in his line of sight to the star and measure the maximum distance from which it would wholly obscure the star. From his measurements of this distance and of the width of the rope, he could calculate the angle subtended by the star at his viewing point.^[77][78][79]

In his Dialogue, he reported that he had found the apparent diameter of a star of first magnitude to be no more than 5 arcseconds, and that of one of sixth magnitude to be about ⁵/₆ arcseconds. Like most astronomers of his day, Galileo did not recognise that the apparent sizes of stars that he measured were spurious, caused by diffraction and atmospheric distortion, and did not represent the true sizes of stars. However, Galileo’s values were much smaller than previous estimates of the apparent sizes of the brightest stars, such as those made by Brahe, and enabled Galileo to counter anti-Copernican arguments such as those made by Tycho that these stars would have to be absurdly large for their annual parallaxes to be undetectable.^[80][81][82] Other astronomers such as Simon Marius, Giovanni Battista Riccioli, and Martinus Hortensius made similar measurements of stars, and Marius and Riccioli concluded the smaller sizes were not small enough to answer Tycho’s argument.^[83][84]

Theory of tides

Cardinal Bellarmine had written in 1615 that the Copernican system could not be defended without «a true physical demonstration that the sun does not circle the earth but the earth circles the sun».^[85] Galileo considered his theory of the tides to provide such evidence.^[86] This theory was so important to him that he originally intended to call his Dialogue Concerning the Two Chief World Systems the Dialogue on the Ebb and Flow of the Sea.^[87] The reference to tides was removed from the title by order of the Inquisition.^{[citation needed]}

For Galileo, the tides were caused by the sloshing back and forth of water in the seas as a point on the Earth’s surface sped up and slowed down because of the Earth’s rotation on its axis and revolution around the Sun. He circulated his first account of the tides in 1616, addressed to Cardinal Orsini.^[88] His theory gave the first insight into the importance of the shapes of ocean basins in the size and timing of tides; he correctly accounted, for instance, for the negligible tides halfway along the Adriatic Sea compared to those at the ends. As a general account of the cause of tides, however, his theory was a failure.^{[citation needed]}

If this theory were correct, there would be only one high tide per day. Galileo and his contemporaries were aware of this inadequacy because there are two daily high tides at Venice instead of one, about 12 hours apart. Galileo dismissed this anomaly as the result of several secondary causes including the shape of the sea, its depth, and other factors.^[89][90] Albert Einstein later expressed the opinion that Galileo developed his «fascinating arguments» and accepted them uncritically out of a desire for physical proof of the motion of the Earth.^[91] Galileo also dismissed the idea, known from antiquity and by his contemporary Johannes Kepler, that the Moon^[92] caused the tides—Galileo also took no interest in Kepler’s elliptical orbits of the planets.^[93][94] Galileo continued to argue in favour of his theory of tides, considering it the ultimate proof of Earth’s motion.^[95]

Controversy over comets and The Assayer

In 1619, Galileo became embroiled in a controversy with Father Orazio Grassi, professor of mathematics at the Jesuit Collegio Romano. It began as a dispute over the nature of comets, but by the time Galileo had published The Assayer (Il Saggiatore) in 1623, his last salvo in the dispute, it had become a much wider controversy over the very nature of science itself. The title page of the book describes Galileo as philosopher and «Matematico Primario» of the Grand Duke of Tuscany.^{[citation needed]}

Because The Assayer contains such a wealth of Galileo’s ideas on how science should be practised, it has been referred to as his scientific manifesto.^[96][97] Early in 1619, Father Grassi had anonymously published a pamphlet, An Astronomical Disputation on the Three Comets of the Year 1618,^[98] which discussed the nature of a comet that had appeared late in November of the previous year. Grassi concluded that the comet was a fiery body that had moved along a segment of a great circle at a constant distance from the earth,^[99][100] and since it moved in the sky more slowly than the Moon, it must be farther away than the Moon.^{[citation needed]}

Grassi’s arguments and conclusions were criticised in a subsequent article, Discourse on Comets,^[101] published under the name of one of Galileo’s disciples, a Florentine lawyer named Mario Guiducci, although it had been largely written by Galileo himself.^[102] Galileo and Guiducci offered no definitive theory of their own on the nature of comets,^[103][104] although they did present some tentative conjectures that are now known to be mistaken. (The correct approach to the study of comets had been proposed at the time by Tycho Brahe.) In its opening passage, Galileo and Guiducci’s Discourse gratuitously insulted the Jesuit Christoph Scheiner,^{[105][106][107]} and various uncomplimentary remarks about the professors of the Collegio Romano were scattered throughout the work.^[105] The Jesuits were offended,^[105][104] and Grassi soon replied with a polemical tract of his own, The Astronomical and Philosophical Balance,^[108] under the pseudonym Lothario Sarsio Sigensano,^[109] purporting to be one of his own pupils.^{[citation needed]}

The Assayer was Galileo’s devastating reply to the Astronomical Balance.^[101] It has been widely recognized as a masterpiece of polemical literature,^[110][111] in which «Sarsi’s» arguments are subjected to withering scorn.^[112] It was greeted with wide acclaim, and particularly pleased the new pope, Urban VIII, to whom it had been dedicated.^[113] In Rome, in the previous decade, Barberini, the future Urban VIII, had come down on the side of Galileo and the Lincean Academy.^[114]

Galileo’s dispute with Grassi permanently alienated many Jesuits,^[115] and Galileo and his friends were convinced that they were responsible for bringing about his later condemnation,^[116] although supporting evidence for this is not conclusive.^[117][118]

Controversy over heliocentrism

At the time of Galileo’s conflict with the Church, the majority of educated people subscribed to the Aristotelian geocentric view that the Earth is the center of the Universe and the orbit of all heavenly bodies, or Tycho Brahe’s new system blending geocentrism with heliocentrism.^[119][120] Opposition to heliocentrism and Galileo’s writings on it combined religious and scientific objections. Religious opposition to heliocentrism arose from biblical passages implying the fixed nature of the Earth.^[d] Scientific opposition came from Brahe, who argued that if heliocentrism were true, an annual stellar parallax should be observed, though none was at the time.^[e] Aristarchus and Copernicus had correctly postulated that parallax was negligible because the stars were so distant. However, Tycho countered that since stars appear to have measurable angular size, if the stars were that distant and their apparent size is due to their physical size, they would be far larger than the Sun. In fact, it is not possible to observe the physical size of distant stars without modern telescopes.^[123][f]

Galileo defended heliocentrism based on his astronomical observations of 1609. In December 1613, the Grand Duchess Christina of Florence confronted one of Galileo’s friends and followers, Benedetto Castelli, with biblical objections to the motion of the Earth.^[g] Prompted by this incident, Galileo wrote a letter to Castelli in which he argued that heliocentrism was actually not contrary to biblical texts, and that the Bible was an authority on faith and morals, not science. This letter was not published, but circulated widely.^[124] Two years later, Galileo wrote a letter to Christina that expanded his arguments previously made in eight pages to forty pages.^[125]

By 1615, Galileo’s writings on heliocentrism had been submitted to the Roman Inquisition by Father Niccolò Lorini, who claimed that Galileo and his followers were attempting to reinterpret the Bible,^[d] which was seen as a violation of the Council of Trent and looked dangerously like Protestantism.^[126] Lorini specifically cited Galileo’s letter to Castelli.^[127] Galileo went to Rome to defend himself and his ideas. At the start of 1616, Monsignor Francesco Ingoli initiated a debate with Galileo, sending him an essay disputing the Copernican system. Galileo later stated that he believed this essay to have been instrumental in the action against Copernicanism that followed.^[128] Ingoli may have been commissioned by the Inquisition to write an expert opinion on the controversy, with the essay providing the basis for the Inquisition’s actions.^[129] The essay focused on eighteen physical and mathematical arguments against heliocentrism. It borrowed primarily from Tycho Brahe’s arguments, notably that heliocentrism would require the stars as they appeared to be much larger than the Sun.^[h] The essay also included four theological arguments, but Ingoli suggested Galileo focus on the physical and mathematical arguments, and he did not mention Galileo’s biblical ideas.^[131]

In February 1616, an Inquisitorial commission declared heliocentrism to be «foolish and absurd in philosophy, and formally heretical since it explicitly contradicts in many places the sense of Holy Scripture». The Inquisition found that the idea of the Earth’s movement «receives the same judgement in philosophy and … in regard to theological truth it is at least erroneous in faith».^[132] Pope Paul V instructed Cardinal Bellarmine to deliver this finding to Galileo, and to order him to abandon heliocentrism. On 26 February, Galileo was called to Bellarmine’s residence and ordered «to abandon completely … the opinion that the sun stands still at the center of the world and the Earth moves, and henceforth not to hold, teach, or defend it in any way whatever, either orally or in writing.»^[133] The decree of the Congregation of the Index banned Copernicus’s De Revolutionibus and other heliocentric works until correction.^[133]

For the next decade, Galileo stayed well away from the controversy. He revived his project of writing a book on the subject, encouraged by the election of Cardinal Maffeo Barberini as Pope Urban VIII in 1623. Barberini was a friend and admirer of Galileo, and had opposed the admonition of Galileo in 1616. Galileo’s resulting book, Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, was published in 1632, with formal authorization from the Inquisition and papal permission.^[134]

Earlier, Pope Urban VIII had personally asked Galileo to give arguments for and against heliocentrism in the book, and to be careful not to advocate heliocentrism. Whether unknowingly or deliberately, Simplicio, the defender of the Aristotelian geocentric view in Dialogue Concerning the Two Chief World Systems, was often caught in his own errors and sometimes came across as a fool. Indeed, although Galileo states in the preface of his book that the character is named after a famous Aristotelian philosopher (Simplicius in Latin, «Simplicio» in Italian), the name «Simplicio» in Italian also has the connotation of «simpleton».^[135][136] This portrayal of Simplicio made Dialogue Concerning the Two Chief World Systems appear as an advocacy book: an attack on Aristotelian geocentrism and defence of the Copernican theory.^{[citation needed]}

Most historians agree Galileo did not act out of malice and felt blindsided by the reaction to his book.^[i] However, the Pope did not take the suspected public ridicule lightly, nor the Copernican advocacy.^{[citation needed]}

Galileo had alienated one of his biggest and most powerful supporters, the Pope, and was called to Rome to defend his writings^[140] in September 1632. He finally arrived in February 1633 and was brought before inquisitor Vincenzo Maculani to be charged. Throughout his trial, Galileo steadfastly maintained that since 1616 he had faithfully kept his promise not to hold any of the condemned opinions, and initially he denied even defending them. However, he was eventually persuaded to admit that, contrary to his true intention, a reader of his Dialogue could well have obtained the impression that it was intended to be a defence of Copernicanism. In view of Galileo’s rather implausible denial that he had ever held Copernican ideas after 1616 or ever intended to defend them in the Dialogue, his final interrogation, in July 1633, concluded with his being threatened with torture if he did not tell the truth, but he maintained his denial despite the threat.^{[141][142][143]}

The sentence of the Inquisition was delivered on 22 June. It was in three essential parts:

• Galileo was found «vehemently suspect of heresy» (though he was never formally charged with heresy, relieving him of facing corporal punishment),^[144] namely of having held the opinions that the Sun lies motionless at the centre of the universe, that the Earth is not at its centre and moves, and that one may hold and defend an opinion as probable after it has been declared contrary to Holy Scripture. He was required to «abjure, curse and detest» those opinions.^{[145][146][147][148]}
• He was sentenced to formal imprisonment at the pleasure of the Inquisition.^[149] On the following day, this was commuted to house arrest, under which he remained for the rest of his life.^[150]
• His offending Dialogue was banned; and in an action not announced at the trial, publication of any of his works was forbidden, including any he might write in the future.^[151][152]

According to popular legend, after recanting his theory that the Earth moved around the Sun, Galileo allegedly muttered the rebellious phrase «And yet it moves». There was a claim that a 1640s painting by the Spanish painter Bartolomé Esteban Murillo or an artist of his school, in which the words were hidden until restoration work in 1911, depicts an imprisoned Galileo apparently gazing at the words «E pur si muove» written on the wall of his dungeon. The earliest known written account of the legend dates to a century after his death. Based on the painting, Stillman Drake wrote «there is no doubt now that the famous words were already attributed to Galileo before his death».^[153] However, an intensive investigation by astrophysicist Mario Livio has revealed that said painting is most probably a copy of a 1837 painting by the Flemish painter Roman-Eugene Van Maldeghem.^[154]

After a period with the friendly Ascanio Piccolomini (the Archbishop of Siena), Galileo was allowed to return to his villa at Arcetri near Florence in 1634, where he spent part of his life under house arrest. Galileo was ordered to read the Seven Penitential Psalms once a week for the next three years. However, his daughter Maria Celeste relieved him of the burden after securing ecclesiastical permission to take it upon herself.^[155]

It was while Galileo was under house arrest that he dedicated his time to one of his finest works, Two New Sciences. Here he summarised work he had done some forty years earlier, on the two sciences now called kinematics and strength of materials, published in Holland to avoid the censor. This book was highly praised by Albert Einstein.^[156] As a result of this work, Galileo is often called the «father of modern physics». He went completely blind in 1638 and had developed a painful hernia and insomnia, so he was permitted to travel to Florence for medical advice.^[14]

Dava Sobel argues that prior to Galileo’s 1633 trial and judgement for heresy, Pope Urban VIII had become preoccupied with court intrigue and problems of state and began to fear persecution or threats to his own life. In this context, Sobel argues that the problem of Galileo was presented to the pope by court insiders and enemies of Galileo. Having been accused of weakness in defending the church, Urban reacted against Galileo out of anger and fear.^[157] Mario Livio places Galileo and his discoveries in modern scientific and social contexts. In particular, he argues that the Galileo affair has its counterpart in science denial.^[158]

Death

Galileo continued to receive visitors until 1642, when, after suffering fever and heart palpitations, he died on 8 January 1642, aged 77.^[14][159] The Grand Duke of Tuscany, Ferdinando II, wished to bury him in the main body of the Basilica of Santa Croce, next to the tombs of his father and other ancestors, and to erect a marble mausoleum in his honour.^[160][161]

These plans were dropped, however, after Pope Urban VIII and his nephew, Cardinal Francesco Barberini, protested,^{[160][161][162]} because Galileo had been condemned by the Catholic Church for «vehement suspicion of heresy».^[163] He was instead buried in a small room next to the novices’ chapel at the end of a corridor from the southern transept of the basilica to the sacristy.^[160][164] He was reburied in the main body of the basilica in 1737 after a monument had been erected there in his honour;^[165][166] during this move, three fingers and a tooth were removed from his remains.^[167] These fingers are currently on exhibition at the Museo Galileo in Florence, Italy.^[168]

Scientific contributions

Scientific methods

Galileo made original contributions to the science of motion through an innovative combination of experiment and mathematics.^[169] More typical of science at the time were the qualitative studies of William Gilbert, on magnetism and electricity. Galileo’s father, Vincenzo Galilei, a lutenist and music theorist, had performed experiments establishing perhaps the oldest known non-linear relation in physics: for a stretched string, the pitch varies as the square root of the tension.^[170] These observations lay within the framework of the Pythagorean tradition of music, well known to instrument makers, which included the fact that subdividing a string by a whole number produces a harmonious scale. Thus, a limited amount of mathematics had long related music and physical science, and young Galileo could see his own father’s observations expand on that tradition.^[171]

Galileo was one of the first modern thinkers to clearly state that the laws of nature are mathematical. In The Assayer, he wrote «Philosophy is written in this grand book, the universe … It is written in the language of mathematics, and its characters are triangles, circles, and other geometric figures;….»^[172] His mathematical analyses are a further development of a tradition employed by late scholastic natural philosophers, which Galileo learned when he studied philosophy.^[173] His work marked another step towards the eventual separation of science from both philosophy and religion; a major development in human thought. He was often willing to change his views in accordance with observation. In order to perform his experiments, Galileo had to set up standards of length and time, so that measurements made on different days and in different laboratories could be compared in a reproducible fashion. This provided a reliable foundation on which to confirm mathematical laws using inductive reasoning.^{[citation needed]}

Galileo showed a modern appreciation for the proper relationship between mathematics, theoretical physics, and experimental physics. He understood the parabola, both in terms of conic sections and in terms of the ordinate (y) varying as the square of the abscissa (x). Galileo further asserted that the parabola was the theoretically ideal trajectory of a uniformly accelerated projectile in the absence of air resistance or other disturbances. He conceded that there are limits to the validity of this theory, noting on theoretical grounds that a projectile trajectory of a size comparable to that of the Earth could not possibly be a parabola,^{[174][175][176]} but he nevertheless maintained that for distances up to the range of the artillery of his day, the deviation of a projectile’s trajectory from a parabola would be only very slight.^{[174][177][178]}

Astronomy

Using his refracting telescope, Galileo observed in late 1609 that the surface of the Moon is not smooth.^[37] Early the next year, he observed the four largest moons of Jupiter.^[52] Later in 1610, he observed the phases of Venus—a proof of heliocentrism—as well as Saturn, though he thought the planet’s rings were two other planets.^[65] In 1612, he observed Neptune and noted its motion, but did not identify it as a planet.^[67]

Galileo made studies of sunspots,^[68] the Milky Way, and made various observations about stars, including how to measure their apparent size without a telescope.^[77][78][79]

Engineering

Galileo made a number of contributions to what is now known as engineering, as distinct from pure physics. Between 1595 and 1598, Galileo devised and improved a geometric and military compass suitable for use by gunners and surveyors. This expanded on earlier instruments designed by Niccolò Tartaglia and Guidobaldo del Monte. For gunners, it offered, in addition to a new and safer way of elevating cannons accurately, a way of quickly computing the charge of gunpowder for cannonballs of different sizes and materials. As a geometric instrument, it enabled the construction of any regular polygon, computation of the area of any polygon or circular sector, and a variety of other calculations. Under Galileo’s direction, instrument maker Marc’Antonio Mazzoleni produced more than 100 of these compasses, which Galileo sold (along with an instruction manual he wrote) for 50 lire and offered a course of instruction in the use of the compasses for 120 lire.^[179]

In 1593, Galileo constructed a thermometer, using the expansion and contraction of air in a bulb to move water in an attached tube.^{[citation needed]}

In 1609, Galileo was, along with Englishman Thomas Harriot and others, among the first to use a refracting telescope as an instrument to observe stars, planets or moons. The name «telescope» was coined for Galileo’s instrument by a Greek mathematician, Giovanni Demisiani,^[180][181] at a banquet held in 1611 by Prince Federico Cesi to make Galileo a member of his Accademia dei Lincei.^[182] In 1610, he used a telescope at close range to magnify the parts of insects.^[183][184] By 1624, Galileo had used a compound microscope. He gave one of these instruments to Cardinal Zollern in May of that year for presentation to the Duke of Bavaria,^[185] and in September, he sent another to Prince Cesi.^[186] The Linceans played a role again in naming the «microscope» a year later when fellow academy member Giovanni Faber coined the word for Galileo’s invention from the Greek words μικρόν (micron) meaning «small», and σκοπεῖν (skopein) meaning «to look at». The word was meant to be analogous with «telescope».^[187][188] Illustrations of insects made using one of Galileo’s microscopes and published in 1625, appear to have been the first clear documentation of the use of a compound microscope.^[186]

In 1612, having determined the orbital periods of Jupiter’s satellites, Galileo proposed that with sufficiently accurate knowledge of their orbits, one could use their positions as a universal clock, and this would make possible the determination of longitude. He worked on this problem from time to time during the remainder of his life, but the practical problems were severe. The method was first successfully applied by Giovanni Domenico Cassini in 1681 and was later used extensively for large land surveys; this method, for example, was used to survey France, and later by Zebulon Pike of the midwestern United States in 1806. For sea navigation, where delicate telescopic observations were more difficult, the longitude problem eventually required the development of a practical portable marine chronometer, such as that of John Harrison.^[189] Late in his life, when totally blind, Galileo designed an escapement mechanism for a pendulum clock (called Galileo’s escapement), although no clock using this was built until after the first fully operational pendulum clock was made by Christiaan Huygens in the 1650s.^{[citation needed]}

Galileo was invited on several occasions to advise on engineering schemes to alleviate river flooding. In 1630 Mario Guiducci was probably instrumental in ensuring that he was consulted on a scheme by Bartolotti to cut a new channel for the Bisenzio River near Florence.^[190]

Physics

Galileo’s theoretical and experimental work on the motions of bodies, along with the largely independent work of Kepler and René Descartes, was a precursor of the classical mechanics developed by Sir Isaac Newton. Galileo conducted several experiments with pendulums. It is popularly believed (thanks to the biography by Vincenzo Viviani) that these began by watching the swings of the bronze chandelier in the cathedral of Pisa, using his pulse as a timer. Later experiments are described in his Two New Sciences. Galileo claimed that a simple pendulum is isochronous, i.e. that its swings always take the same amount of time, independently of the amplitude. In fact, this is only approximately true,^[191] as was discovered by Christiaan Huygens. Galileo also found that the square of the period varies directly with the length of the pendulum. Galileo’s son, Vincenzo, sketched a clock based on his father’s theories in 1642. The clock was never built and, because of the large swings required by its verge escapement, would have been a poor timekeeper.^{[citation needed]}

Galileo is lesser known for, yet still credited with, being one of the first to understand sound frequency. By scraping a chisel at different speeds, he linked the pitch of the sound produced to the spacing of the chisel’s skips, a measure of frequency. In 1638, Galileo described an experimental method to measure the speed of light by arranging that two observers, each having lanterns equipped with shutters, observe each other’s lanterns at some distance. The first observer opens the shutter of his lamp, and, the second, upon seeing the light, immediately opens the shutter of his own lantern. The time between the first observer’s opening his shutter and seeing the light from the second observer’s lamp indicates the time it takes light to travel back and forth between the two observers. Galileo reported that when he tried this at a distance of less than a mile, he was unable to determine whether or not the light appeared instantaneously.^[192] Sometime between Galileo’s death and 1667, the members of the Florentine Accademia del Cimento repeated the experiment over a distance of about a mile and obtained a similarly inconclusive result.^[193] The speed of light has since been determined to be far too fast to be measured by such methods.

Galileo put forward the basic principle of relativity, that the laws of physics are the same in any system that is moving at a constant speed in a straight line, regardless of its particular speed or direction. Hence, there is no absolute motion or absolute rest. This principle provided the basic framework for Newton’s laws of motion and is central to Einstein’s special theory of relativity.

Falling bodies

A biography by Galileo’s pupil Vincenzo Viviani stated that Galileo had dropped balls of the same material, but different masses, from the Leaning Tower of Pisa to demonstrate that their time of descent was independent of their mass.^[194] This was contrary to what Aristotle had taught: that heavy objects fall faster than lighter ones, in direct proportion to weight.^[195][196] While this story has been retold in popular accounts, there is no account by Galileo himself of such an experiment, and it is generally accepted by historians that it was at most a thought experiment which did not actually take place.^[197] An exception is Stillman Drake,^[198] who argues that the experiment did take place, more or less as Viviani described it. The experiment described was actually performed by Simon Stevin (commonly known as Stevinus) and Jan Cornets de Groot,^[35] although the building used was actually the church tower in Delft in 1586. However, most of his experiments with falling bodies were carried out using inclined planes where both the issues of timing and air resistance were much reduced.^[199] In any case, observations that similarly sized objects of different weights fell at the same speed is documented in works as early as those of John Philoponus in the sixth century and which Galileo was aware of.^[200][201]

In his 1638 Discorsi, Galileo’s character Salviati, widely regarded as Galileo’s spokesman, held that all unequal weights would fall with the same finite speed in a vacuum. But this had previously been proposed by Lucretius^[202] and Simon Stevin.^[203] Cristiano Banti’s Salviati also held it could be experimentally demonstrated by the comparison of pendulum motions in air with bobs of lead and of cork which had different weight but which were otherwise similar.^{[citation needed]}

Galileo proposed that a falling body would fall with a uniform acceleration, as long as the resistance of the medium through which it was falling remained negligible, or in the limiting case of its falling through a vacuum.^[204][205] He also derived the correct kinematical law for the distance traveled during a uniform acceleration starting from rest—namely, that it is proportional to the square of the elapsed time (d∝t²).^[206][207] Prior to Galileo, Nicole Oresme, in the 14th century, had derived the times-squared law for uniformly accelerated change,^[208][209] and Domingo de Soto had suggested in the 16th century that bodies falling through a homogeneous medium would be uniformly accelerated.^[206] Soto, however, did not anticipate many of the qualifications and refinements contained in Galileo’s theory of falling bodies. He did not, for instance, recognise, as Galileo did, that a body would fall with a strictly uniform acceleration only in a vacuum, and that it would otherwise eventually reach a uniform terminal velocity. Galileo expressed the time-squared law using geometrical constructions and mathematically precise words, adhering to the standards of the day. (It remained for others to re-express the law in algebraic terms.)^{[citation needed]}

He also concluded that objects retain their velocity in the absence of any impediments to their motion,^[210] thereby contradicting the generally accepted Aristotelian hypothesis that a body could only remain in so-called «violent», «unnatural», or «forced» motion so long as an agent of change (the «mover») continued to act on it.^[211] Philosophical ideas relating to inertia had been proposed by John Philoponus and Jean Buridan. Galileo stated: «Imagine any particle projected along a horizontal plane without friction; then we know, from what has been more fully explained in the preceding pages, that this particle will move along this same plane with a motion which is uniform and perpetual, provided the plane has no limits».^[212] But the surface of the earth would be an instance of such a plane if all its unevenness could be removed.^[213] This was incorporated into Newton’s laws of motion (first law), except for the direction of the motion: Newton’s is straight, Galileo’s is circular (for example, the planets’ motion around the Sun, which according to him, and unlike Newton, takes place in absence of gravity). According to Dijksterhuis Galileo’s conception of inertia as a tendency to persevere in circular motion is closely related to his Copernican conviction.^[214]

Mathematics

While Galileo’s application of mathematics to experimental physics was innovative, his mathematical methods were the standard ones of the day, including dozens of examples of an inverse proportion square root method passed down from Fibonacci and Archimedes. The analysis and proofs relied heavily on the Eudoxian theory of proportion, as set forth in the fifth book of Euclid’s Elements. This theory had become available only a century before, thanks to accurate translations by Tartaglia and others; but by the end of Galileo’s life, it was being superseded by the algebraic methods of Descartes. The concept now named Galileo’s paradox was not original with him. His proposed solution, that infinite numbers cannot be compared, is no longer considered useful.^[215]

Legacy

Later Church reassessments

The Galileo affair was largely forgotten after Galileo’s death, and the controversy subsided. The Inquisition’s ban on reprinting Galileo’s works was lifted in 1718 when permission was granted to publish an edition of his works (excluding the condemned Dialogue) in Florence.^[216] In 1741, Pope Benedict XIV authorised the publication of an edition of Galileo’s complete scientific works^[217] which included a mildly censored version of the Dialogue.^[218][217] In 1758, the general prohibition against works advocating heliocentrism was removed from the Index of prohibited books, although the specific ban on uncensored versions of the Dialogue and Copernicus’s De Revolutionibus remained.^[219][217] All traces of official opposition to heliocentrism by the church disappeared in 1835 when these works were finally dropped from the Index.^[220][221]

Interest in the Galileo affair was revived in the early 19th century, when Protestant polemicists used it (and other events such as the Spanish Inquisition and the myth of the flat Earth) to attack Roman Catholicism.^[9] Interest in it has waxed and waned ever since. In 1939, Pope Pius XII, in his first speech to the Pontifical Academy of Sciences, within a few months of his election to the papacy, described Galileo as being among the «most audacious heroes of research… not afraid of the stumbling blocks and the risks on the way, nor fearful of the funereal monuments».^[222] His close advisor of 40 years, Professor Robert Leiber, wrote: «Pius XII was very careful not to close any doors (to science) prematurely. He was energetic on this point and regretted that in the case of Galileo.»^[223]

On 15 February 1990, in a speech delivered at the Sapienza University of Rome,^[224][225] Cardinal Ratzinger (later Pope Benedict XVI) cited some current views on the Galileo affair as forming what he called «a symptomatic case that permits us to see how deep the self-doubt of the modern age, of science and technology goes today».^[226] Some of the views he cited were those of the philosopher Paul Feyerabend, whom he quoted as saying: «The Church at the time of Galileo kept much more closely to reason than did Galileo himself, and she took into consideration the ethical and social consequences of Galileo’s teaching too. Her verdict against Galileo was rational and just and the revision of this verdict can be justified only on the grounds of what is politically opportune.»^[226] The Cardinal did not clearly indicate whether he agreed or disagreed with Feyerabend’s assertions. He did, however, say: «It would be foolish to construct an impulsive apologetic on the basis of such views.»^[226]

On 31 October 1992, Pope John Paul II acknowledged that the Church had erred in condemning Galileo for asserting that the Earth revolves around the Sun. «John Paul said the theologians who condemned Galileo did not recognize the formal distinction between the Bible and its interpretation.»^[227]

In March 2008, the head of the Pontifical Academy of Sciences, Nicola Cabibbo, announced a plan to honour Galileo by erecting a statue of him inside the Vatican walls.^[228] In December of the same year, during events to mark the 400th anniversary of Galileo’s earliest telescopic observations, Pope Benedict XVI praised his contributions to astronomy.^[229] A month later, however, the head of the Pontifical Council for Culture, Gianfranco Ravasi, revealed that the plan to erect a statue of Galileo on the grounds of the Vatican had been suspended.^[230]

Impact on modern science

According to Stephen Hawking, Galileo probably bears more of the responsibility for the birth of modern science than anybody else,^[231] and Albert Einstein called him the father of modern science.^[232][233]

Galileo’s astronomical discoveries and investigations into the Copernican theory have led to a lasting legacy which includes the categorisation of the four large moons of Jupiter discovered by Galileo (Io, Europa, Ganymede and Callisto) as the Galilean moons. Other scientific endeavours and principles are named after Galileo including the Galileo spacecraft,^[234] the first spacecraft to enter orbit around Jupiter, the proposed Galileo global satellite navigation system, the transformation between inertial systems in classical mechanics denoted Galilean transformation and the Gal (unit), sometimes known as the Galileo, which is a non-SI unit of acceleration.^{[citation needed]}

Partly because the year 2009 was the fourth centenary of Galileo’s first recorded astronomical observations with the telescope, the United Nations scheduled it to be the International Year of Astronomy.^[235] A global scheme was laid out by the International Astronomical Union (IAU), also endorsed by UNESCO—the UN body responsible for educational, scientific and cultural matters. The International Year of Astronomy 2009 was intended to be a global celebration of astronomy and its contributions to society and culture, stimulating worldwide interest not only in astronomy but science in general, with a particular slant towards young people.^{[citation needed]}

Planet Galileo and asteroid 697 Galilea are named in his honour.^{[citation needed]}

In artistic and popular media

Galileo is mentioned several times in the «opera» section of the Queen song, «Bohemian Rhapsody».^[236] He features prominently in the song «Galileo» performed by the Indigo Girls and Amy Grant’s «Galileo» on her Heart in Motion album.^[237]

Twentieth-century plays have been written on Galileo’s life, including Life of Galileo (1943) by the German playwright Bertolt Brecht, with a film adaptation (1975) of it, and Lamp at Midnight (1947) by Barrie Stavis,^[238] as well as the 2008 play «Galileo Galilei».^[239]

Kim Stanley Robinson wrote a science fiction novel entitled Galileo’s Dream (2009), in which Galileo is brought into the future to help resolve a crisis of scientific philosophy; the story moves back and forth between Galileo’s own time and a hypothetical distant future and contains a great deal of biographical information.^[240]

Galileo Galilei was recently selected as a main motif for a high-value collectors’ coin: the €25 International Year of Astronomy commemorative coin, minted in 2009. This coin also commemorates the 400th anniversary of the invention of Galileo’s telescope. The obverse shows a portion of his portrait and his telescope. The background shows one of his first drawings of the surface of the moon. In the silver ring, other telescopes are depicted: the Isaac Newton Telescope, the observatory in Kremsmünster Abbey, a modern telescope, a radio telescope and a space telescope. In 2009, the Galileoscope was also released. This is a mass-produced, low-cost educational 2-inch (51 mm) telescope with relatively high quality.^{[citation needed]}

Writings

Galileo’s early works describing scientific instruments include the 1586 tract entitled The Little Balance (La Billancetta) describing an accurate balance to weigh objects in air or water^[241] and the 1606 printed manual Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare on the operation of a geometrical and military compass.^[242]

His early works on dynamics, the science of motion and mechanics were his circa 1590 Pisan De Motu (On Motion) and his circa 1600 Paduan Le Meccaniche (Mechanics). The former was based on Aristotelian–Archimedean fluid dynamics and held that the speed of gravitational fall in a fluid medium was proportional to the excess of a body’s specific weight over that of the medium, whereby in a vacuum, bodies would fall with speeds in proportion to their specific weights. It also subscribed to the Philoponan impetus dynamics in which impetus is self-dissipating and free-fall in a vacuum would have an essential terminal speed according to specific weight after an initial period of acceleration.^{[citation needed]}

Galileo’s 1610 The Starry Messenger (Sidereus Nuncius) was the first scientific treatise to be published based on observations made through a telescope. It reported his discoveries of:

• the Galilean moons
• the roughness of the Moon’s surface
• the existence of a large number of stars invisible to the naked eye, particularly those responsible for the appearance of the Milky Way
• differences between the appearances of the planets and those of the fixed stars—the former appearing as small discs, while the latter appeared as unmagnified points of light

Galileo published a description of sunspots in 1613 entitled Letters on Sunspots suggesting the Sun and heavens are corruptible.^[243] The Letters on Sunspots also reported his 1610 telescopic observations of the full set of phases of Venus, and his discovery of the puzzling «appendages» of Saturn and their even more puzzling subsequent disappearance. In 1615, Galileo prepared a manuscript known as the «Letter to the Grand Duchess Christina» which was not published in printed form until 1636. This letter was a revised version of the Letter to Castelli, which was denounced by the Inquisition as an incursion upon theology by advocating Copernicanism both as physically true and as consistent with Scripture.^[244] In 1616, after the order by the Inquisition for Galileo not to hold or defend the Copernican position, Galileo wrote the «Discourse on the Tides» (Discorso sul flusso e il reflusso del mare) based on the Copernican earth, in the form of a private letter to Cardinal Orsini.^[245] In 1619, Mario Guiducci, a pupil of Galileo’s, published a lecture written largely by Galileo under the title Discourse on the Comets (Discorso Delle Comete), arguing against the Jesuit interpretation of comets.^[246]

In 1623, Galileo published The Assayer—Il Saggiatore, which attacked theories based on Aristotle’s authority and promoted experimentation and the mathematical formulation of scientific ideas. The book was highly successful and even found support among the higher echelons of the Christian church.^[247] Following the success of The Assayer, Galileo published the Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) in 1632. Despite taking care to adhere to the Inquisition’s 1616 instructions, the claims in the book favouring Copernican theory and a non-geocentric model of the solar system led to Galileo being tried and banned on publication. Despite the publication ban, Galileo published his Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two New Sciences (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) in 1638 in Holland, outside the jurisdiction of the Inquisition.^{[citation needed]}

Published written works

Galileo’s main written works are as follows:^[248]

• The Little Balance (1586; in Italian: La Bilancetta)
• On Motion (c. 1590; in Latin: De Motu Antiquiora)^[249]
• Mechanics (c. 1600; in Italian: Le Meccaniche)
• The Operations of Geometrical and Military Compass (1606; in Italian: Le operazioni del compasso geometrico et militare)
• The Starry Messenger (1610; in Latin: Sidereus Nuncius)
• Discourse on Floating Bodies (1612; in Italian: Discorso intorno alle cose che stanno in su l’acqua, o che in quella si muovono, «Discourse on Bodies that Stay Atop Water, or Move in It»)
• History and Demonstration Concerning Sunspots (1613; in Italian: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari; work based on the Three Letters on Sunspots, Tre lettere sulle macchie solari, 1612)
• «Letter to the Grand Duchess Christina» (1615; published in 1636)
• «Discourse on the Tides» (1616; in Italian: Discorso del flusso e reflusso del mare)
• Discourse on the Comets (1619; in Italian: Discorso delle Comete)
• The Assayer (1623; in Italian: Il Saggiatore)
• Dialogue Concerning the Two Chief World Systems (1632; in Italian: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo)
• Discourses and Mathematical Demonstrations Relating to Two New Sciences (1638; in Italian: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

Personal library

In the last years of his life, Galileo Galilei kept a library of at least 598 volumes (560 of which have been identified) at Villa Il Gioiello, on the outskirts of Florence.^[250] Under the restrictions of house arrest, he was forbidden to write or publish his ideas. However, he continued to receive visitors right up to his death and it was through them that he remained supplied with the latest scientific texts from Northern Europe.^[251]

With his past experience, Galileo may have feared that his collection of books and manuscripts would be seized by the authorities and burned, as no reference to such items was made in his last will and testament. An itemized inventory was only later produced after Galileo’s death, when the majority of his possessions including his library passed to his son, Vincenzo Galilei, Jr. On his death in 1649, the collection was inherited by his wife Sestilia Bocchineri.^[251]

Galileo’s books, personal papers and unedited manuscripts were then collected by Vincenzo Viviani, his former assistant and student, with the intent of preserving his old teacher’s works in published form. Unfortunately, it was a project that never materialised and in his final will, Viviani bequeathed a significant portion of the collection to the Hospital of Santa Maria Nuova in Florence, where there already existed an extensive library. The value of Galileo’s possessions were not realised, and duplicate copies were dispersed to other libraries, such as the Biblioteca Comunale degli Intronati, the public library in Sienna. In a later attempt to specialise the library’s holdings, volumes unrelated to medicine were transferred to the Biblioteca Magliabechiana, an early foundation for what was to become the Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze, the National Central Library in Florence.^[251]

A small portion of Viviani’s collection, including the manuscripts of Galileo and those of his peers Evangelista Torricelli and Benedetto Castelli, were left to his nephew, Abbot Jacopo Panzanini. This minor collection was preserved until Panzanini’s death when it passed to his great-nephews, Carlo and Angelo Panzanini. The books from both Galileo and Viviani’s collection began to disperse as the heirs failed to protect their inheritance. Their servants sold several of the volumes for waste paper. Around 1750 the Florentine senator Giovanni Battista Clemente de’Nelli heard of this and purchased the books and manuscripts from the shopkeepers, and the remainder of Viviani’s collection from the Panzanini brothers. As recounted in Nelli’s memoirs: «My great fortune in obtaining such a wonderful treasure so cheaply came about through the ignorance of the people selling it, who were not aware of the value of those manuscripts…»

The library remained in Nelli’s care until his death in 1793. Knowing the value of their father’s collected manuscripts, Nelli’s sons attempted to sell what was left to them to the French government. Grand Duke Ferdinand III of Tuscany intervened in the sale and purchased the entire collection. The archive of manuscripts, printed books and personal papers were deposited with the Biblioteca Palatina in Florence, merging the collection with the Biblioteca Magliabechiana in 1861.^[252]

See also

• Catholic Church and science
• Seconds pendulum
• Tribune of Galileo
• Villa Il Gioiello

Notes

References

Citations

General sources

Further reading

External links

• Works by Galileo Galilei at Open Library
• Works by Galileo Galilei at Project Gutenberg
• Works by Galileo Galilei at LibriVox (public domain audiobooks)
• Works by or about Galileo Galilei at Internet Archive
• Works in Galileo’s Personal Library at LibraryThing

Итальянский эрудит

Галилео Галилей
Портрет 1636 г. автор Юстус Сустерманс
Родился	Галилео ди Винченцо Бонаиути де ‘Галилей. (1564-02-15) 15 февраля 1564. Пиза, Герцогство Флоренция
Умер	8 января 1642 (1642 г.) -01-08) (77 лет). Арчетри, Великое Герцогство Тоскана
Образование	Пизанский университет
Известен	Аналитической динамикой, гелиоцентризм, кинематика, наблюдательная астрономия
Научная карьера
Области	Астрономия, физика, инженерия, натуральная философия, математика
Учреждения	Пизанский университет Падуанский университет
Покровители	Козимо II де Медичи Федерико Чези Фердинандо II Медичи фра Паоло Сарпи Франческо Мария дель Монте
Советники по образованию	Остилио Риччи да Фермо
Известные ученики	Бенедетто Кастелли Марио Гвидуччи Винченцо Вивиани
Подпись
. Герб .

Галилео ди Винченцо Бонайути де ‘Галилей (итальянский: ; 15 февраля 1564 — 8 января 1642) был итальянским астрономом, физиком и инженером, иногда описываемым как эрудит, из Пиза. Галилея называли «отцом наблюдательной астрономии », «отцом современной физики», «отцом научного метода » и «отцом современного наука «.

Галилей изучал скорость и скорость, гравитацию и свободное падение, принцип относительности, инерция, движение снаряда, а также работал в прикладной науке и технике, описывая свойства маятников и «гидростатических противовесов», изобретая термоскоп и различные военные компасы, а также использование телескопа для научных наблюдений за небесными объектами. Его вклад в наблюдательную астрономию включает телескопическое подтверждение фаз Венеры, наблюдение четырех крупнейших спутников Юпитера, наблюдение колец Сатурна и анализ солнечных пятен.

Галилей отстаивает гелиоцентризм и коперниканство встретил сопротивление со стороны католической церкви и некоторых астрономов. Этот вопрос был исследован римской инквизицией в 1615 году, которая пришла к выводу, что гелиоцентризм был «глупым и абсурдным в философии и формально еретическим, поскольку он во многих местах явно противоречит смыслу Священного Писания»

Галилей позже отстаивал свои взгляды в Диалоге о двух главных мировых системах (1632), который, казалось, напал на Папу Урбана VIII и, таким образом, оттолкнул как Папу, так и иезуитов., которые оба поддерживали Галилея до этого момента. Его судила инквизиция, признала «сильно подозреваемым в ереси» и заставила отречься. Остаток жизни он провел под домашним арестом. За это время он написал Две новые науки (1638), в основном о кинематике и прочности материалов, обобщая работу, проделанную им около сорока лет назад.

Содержание

• 1 Ранняя жизнь и семья
  • 1.1 Имя
  • 1.2 Дети
• 2 Карьера ученого
  • 2.1 Астрономия
    • 2.1.1 Сверхновая Кеплера
    • 2.1.2 Преломляющее телескоп
    • 2.1.3 Луна
    • 2.1.4 Спутники Юпитера
    • 2.1.5 Фазы Венеры
    • 2.1.6 Сатурн и Нептун
    • 2.1.7 Солнечные пятна
    • 2.1.8 Млечный Путь и звезды
  • 2.2 Теория приливов
  • 2.3 Споры о кометах и ​​The Assayer
  • 2.4 Споры о гелиоцентризме
• 3 Смерть
• 4 Научный вклад
  • 4.1 Научные методы
  • 4.2 Астрономия
  • 4.3 Инженерное дело
  • 4.4 Физика
    • 4.4.1 Падающие тела
  • 4.5 Математика
• 5 Наследие
  • 5.1 Последующие церковные переоценки
  • 5.2 Влияние на современную науку
  • 5.3 В художественных и популярных СМИ
• 6 Письма
  • 6.1 Опубликованные письменные произведения
• 7 См. Также
• 8 Примечания
• 9 Ссылка rences
  • 9.1 Цитаты
  • 9.2 Общие источники
• 10 Дополнительная литература
• 11 Внешние ссылки

Ранние годы и семья

Галилей родился в Пизе (тогда часть герцогства Флорентийского ), Италия, 15 февраля 1564 года, первый из шести детей Винченцо Галилея, лютниста, композитора и теоретик музыки и Джулия Амманнати, которая вышла замуж в 1562 году. Галилей сам стал опытным лютнистом и рано узнал бы от своего отца скептицизму в отношении установленного авторитета, ценности хорошо измеренного или количественное экспериментирование, оценка периодического или музыкального измерения времени или ритма, а также результатов, ожидаемых от комбинации математики и эксперимента.

Трое из пяти братьев и сестер Галилея пережили младенчество. Самый молодой, Микеланджело (или Микеланджело), ​​также стал лютнистом и композитором, хотя в юные годы Галилея он вносил свой вклад в финансовое бремя. Микеланджело не смог передать свою справедливую долю обещанного отцом приданого их шуринам, которые позже попытались найти средства правовой защиты для выплаты причитающихся выплат. Микеланджело также иногда приходилось занимать деньги у Галилея для поддержки своих музыкальных начинаний и экскурсий. Это финансовое бремя могло способствовать раннему желанию Галилея разработать изобретения, которые принесли бы ему дополнительный доход.

Когда Галилео Галилею было восемь лет, его семья переехала в Флоренцию, но он остался с Якопо Боргини на два года. Он получил образование с 1575 по 1578 год в аббатстве Валломброза, примерно в 30 км к юго-востоку от Флоренции.

Имя

Галилей имел обыкновение называть себя только своим именем. В то время фамилии в Италии были необязательными, и его имя имело то же происхождение, что и его фамилия Галилей. Его имя и фамилия в конечном итоге происходят от его предка, Галилео Бонайути, важного врача, профессора и политического деятеля Флоренции 15 века. Галилео Бонайути был похоронен в той же церкви, базилике Санта-Кроче во Флоренции, где примерно 200 лет спустя был похоронен его более известный потомок Галилео Галилей.

Когда он действительно называл себя с более чем одним именем, иногда это было как Галилео Галилей Линчео, отсылка к его членству в Академии Линчеи, элитной про-научной организации в Италии. В тосканских семьях середины шестнадцатого века было обычным делом называть старшего сына по фамилии родителей. Следовательно, Галилео Галилей не обязательно был назван в честь своего предка Галилео Бонайути. Итальянское мужское имя «Галилей» (отсюда и фамилия «Галилей») происходит от латинского «Галилей», что означает «из Галилеи », библейского региона на севере Израиля. Из-за этого региона прилагательное galilaios (греческое Γαλιλαῖος, латинское Galilaeus, итальянское Galileo), что означает «галилейский», использовалось в древности (особенно императором Юлианом ) для обозначения Христа и его последователей.

Библейские корни имени и фамилии Галилея стали предметом знаменитого каламбура. В 1614 году, во время дела Галилея , один из противников Галилея, доминиканский священник Томмазо Каччини произнес против Галилея противоречивую и влиятельную проповедь. В нем он процитировал Деяния 1:11 : «Мужи Галилейские! Что вы стоите и смотрите на небо?»

старшая дочь Галилея Вирджиния была особенно предана своему отцу

Дети

Несмотря на то, что Галилей был искренне набожным католиком, Галилей родил троих внебрачных детей с Мариной Гамба. У них было две дочери, Вирджиния (1600 г.р.) и Ливия (род. 1601), и сын Винченцо (1606 г.р.).

Из-за их незаконного рождения их отец считал девочек не вступать в брак, если не создавать проблем с непомерно дорогим содержанием или приданым, что было бы похоже на предыдущие обширные финансовые проблемы Галилея с двумя его сестрами. Единственной достойной альтернативой им была религиозная жизнь. Обе девочки были приняты монастырем Сан-Маттео в Арчетри и оставались там до конца своей жизни.

Вирджиния взяла имя Мария Селеста, войдя в монастырь.. Она умерла 2 апреля 1634 г. и похоронена вместе с Галилеем в базилике Санта-Кроче, Флоренция. Ливия взяла имя Сестра Аркангела и болела большую часть своей жизни. Позже Винченцо был узаконен как законный наследник Галилея и женился на Сестилии Боккинери.

Карьера ученого

Хотя Галилей всерьез рассматривал священство в молодости, в его По настоянию отца он вместо этого поступил в 1580 году в Пизанский университет на медицинскую степень. В 1581 году, когда он изучал медицину, он заметил качающуюся люстру , воздушные потоки которой колебались, раскачиваясь по большей и меньшей дуге. Ему казалось, по сравнению с биением его сердца, что люстре требуется одинаковое количество времени, чтобы раскачиваться вперед и назад, независимо от того, как далеко она раскачивалась. Вернувшись домой, он установил два маятника одинаковой длины и качнул один с большим размахом, а другой с небольшим, и обнаружил, что они держат время вместе. Только после работы Христиана Гюйгенса, почти сто лет спустя, таутохронная природа качающегося маятника была использована для создания точных часов. До этого момента Галилей намеренно держался подальше от математики, так как врач зарабатывал больше, чем математик. Однако, случайно посетив лекцию по геометрии, он уговорил своего упрямого отца разрешить ему изучать математику и натурфилософию вместо медицины. Он создал термоскоп, предшественник термометра, и в 1586 году опубликовал небольшую книгу о конструкции изобретенных им гидростатических весов (которые впервые привлек к нему внимание научного мира). Галилей также изучал дизайн, термин, охватывающий изящное искусство, и в 1588 году получил должность инструктора в Accademia delle Arti del Disegno во Флоренции, преподавая перспективу и светотень. Вдохновленный художественными традициями города и работами художников эпохи Возрождения, Галилей приобрел эстетический склад ума. Будучи молодым преподавателем в Академии, он на всю жизнь подружился с флорентийским художником Чиголи.

В 1589 году он был назначен на кафедру математики в Пизе. В 1591 году его отец умер, и ему доверили заботу о своем младшем брате Микеланджело. В 1592 году он перешел в Падуанский университет, где преподавал геометрию, механику и астрономию до 1610 года. В этот период Галилей сделал важные открытия как в чистой фундаментальной науке, так и в этой сфере. (например, кинематика движения и астрономия), а также практические прикладные науки (например, сопротивление материалов и новаторство в телескопе). Его многочисленные интересы включали изучение астрологии, которая в то время была дисциплиной, связанной с исследованиями математики и астрономии.

Астрономия

сверхновая Кеплера

Тихо Браге и другие наблюдали сверхновую в 1572. В письме Оттавио Бренцони Галилею от 15 января 1605 года сверхновая звезда 1572 года и менее яркая новая звезда 1601 года были доведены до сведения Галилея. Галилей наблюдал и обсуждал сверхновую Кеплера в 1604 году. Поскольку эти новые звезды не демонстрировали обнаруживаемого дневного параллакса, Галилей пришел к выводу, что это далекие звезды, и, следовательно, опроверг аристотелевскую веру в неизменность

Рефракторный телескоп

«cannocchiali» Галилея телескопы в Museo Galileo, Флоренция

Основано только на неопределенных описаниях первого практического телескоп, который Ханс Липперши пытался запатентовать в Нидерландах в 1608 году, Галилей в следующем году создал телескоп с увеличением примерно в 3 раза. Позже он сделал улучшенные версии с увеличением примерно до 30x. С помощью галилеевского телескопа наблюдатель мог видеть увеличенные вертикальные изображения Земли — это было то, что обычно известно как земной телескоп или подзорная труба. Он также мог использовать его, чтобы наблюдать за небом; какое-то время он был одним из тех, кто умел строить телескопы, достаточно подходящие для этой цели. 25 августа 1609 года он продемонстрировал один из своих ранних телескопов с увеличением около 8 или 9 венецианским законодателям. Его телескопы также были выгодным занятием для Галилея, который продавал их торговцам, которые находили их полезными как на море, так и в качестве предметов торговли. Он опубликовал свои первые телескопические астрономические наблюдения в марте 1610 года в кратком трактате, озаглавленном Sidereus Nuncius (Звездный вестник).

Иллюстрация Луны из Sidereus Nuncius, опубликованная в Венеции, 1610

Луна

30 ноября 1609 года Галилей нацелил свой телескоп на Луну. Галилей не был первым человеком, наблюдавшим Луну в телескоп (английский математик Томас Харриот сделал это четыре месяца назад, но увидел только «странную пятнистость»), но Галилей первым установил причину неравномерное угасание в виде светового затенения от лунных гор и кратеров. В своем исследовании он также составлял топографические карты, оценивая высоты гор. Луна не была тем, что долгое время считалось полупрозрачной и совершенной сферой, как утверждал Аристотель, и вряд ли была первой «планетой», «вечной жемчужиной, которая великолепно взошла в небесную империю», как сформулировал Данте. Галилею иногда приписывают открытие лунной либрации по широте в 1632 году, хотя Томас Харриот или Уильям Гилберт могли сделать это раньше.

Друг Галилея. художник Чиголи включил реалистичное изображение Луны в одну из своих картин, хотя, вероятно, использовал свой собственный телескоп для наблюдений.

Луны Юпитера

Именно на этой странице Галилей впервые заметил наблюдение спутников на Юпитере. Это наблюдение опровергло представление о том, что все небесные тела должны вращаться вокруг Земли. Галилей опубликовал полное описание в «Сидереус Нунций» в марте 1610 г.

7 января 1610 г. Галилей наблюдал в свой телескоп то, что он описал в то время как «три неподвижные звезды, совершенно невидимые из-за своей малости», все близко к Юпитеру и лежащие по прямой через него. Наблюдения в последующие ночи показали, что положения этих «звезд» относительно Юпитера менялись таким образом, что было бы необъяснимо, если бы они действительно были неподвижными звездами. 10 января Галилей отметил, что один из них исчез; наблюдение, которое он приписал тому, что он был скрыт за Юпитером. Через несколько дней он пришел к выводу, что они вращаются вокруг Юпитера: он обнаружил три из четырех крупнейших спутников Юпитера. Четвертый он обнаружил 13 января. Галилей назвал группу из четырех звезд Медичи в честь своего будущего покровителя Козимо II Медичи, великого герцога Тосканы и трех братьев Козимо. Однако позже астрономы переименовали их в галилеевы спутники в честь их первооткрывателя. Эти спутники были независимо обнаружены Саймоном Мариусом 8 января 1610 года и теперь называются Io, Европа, Ганимед и Каллисто, имена даны Мариусом в его Mundus Iovialis, опубликованном в 1614 году.

Наблюдения Галилеем за спутниками Юпитера вызвали революцию в астрономии: планета с меньшими планетами не соответствовала принципам аристотелевской космологии, который считал, что все небесные тела должны вращаться вокруг Земли, и многие астрономы и философы изначально отказывались верить, что Галилей мог открыть такую ​​вещь. Его наблюдения были подтверждены обсерваторией Христофора Клавиуса, и он был встречен героем, когда посетил Рим в 1611 году. Галилей продолжал наблюдать за спутниками в течение следующих восемнадцати месяцев, и к середине 1611 года он получил удивительно точные оценки для их периодов — подвиг, который Иоганн Кеплер считал невозможным.

Фазы Венеры

фазы Венеры, наблюдаемые Галилеем в 1610 году.

С сентября 1610 года Галилей заметил, что Венера демонстрирует полный набор фаз, аналогичный фазе Луны. гелиоцентрическая модель Солнечной системы, разработанная Николаем Коперником, предсказывает, что все фазы будут видны с момента обращения Венеры вокруг Солнца заставит его освещенное полушарие быть обращенным к Земле, когда оно будет на противоположной стороне Солнца, и повернуться от Земли, когда оно будет на земной стороне Солнца. В геоцентрической модели Птолемея орбиты планет не могли пересекать сферическую оболочку, несущую Солнце. Традиционно орбита Венеры полностью располагалась на ближней стороне Солнца, где она могла показывать только серп и новые фазы. Также было возможно разместить его полностью на обратной стороне Солнца, где он мог бы показывать только выпуклые и полные фазы. После телескопических наблюдений Галилея за полумесяцем, полукругом и полными фазами Венеры модель Птолемея стала несостоятельной. В начале 17 века, в результате его открытия, подавляющее большинство астрономов перешло на одну из различных геогелиоцентрических моделей планет, таких как Tychonic, Capellan и Extended. Капелланские модели, каждая с суточным вращением Земли или без нее. Все они объяснили фазы Венеры без «опровержения» предсказания звездного параллакса полным гелиоцентризмом. Таким образом, открытие Галилеем фаз Венеры было его наиболее эмпирически практически влиятельным вкладом в двухэтапный переход от полного геоцентризма к полному гелиоцентризму через геогелиоцентризм.

Сатурн и Нептун

В 1610 году Галилей также наблюдал планету Сатурн и сначала принял ее кольца за планеты, думая, что это трехчастная система. Когда он позже наблюдал за планетой, кольца Сатурна были прямо ориентированы на Землю, что заставило его подумать, что два тела исчезли. Кольца снова появились, когда он наблюдал планету в 1616 году, еще больше запутав его.

Галилей наблюдал планету Нептун в 1612 году. В его записных книжках она фигурирует как одна из многих ничем не примечательных тусклых звезд. Он не осознавал, что это планета, но он заметил ее движение относительно звезд, прежде чем потерять его из виду.

Солнечные пятна

Галилей провел невооруженным глазом и телескопические исследования пятна. Их существование создало еще одну трудность, связанную с неизменным совершенством небес, как утверждается в ортодоксальной аристотелевской небесной физике. Очевидные ежегодные вариации их траекторий, наблюдавшиеся Франческо Сицци и другими в 1612–1613 годах, также послужили мощным аргументом как против системы Птолемея, так и геогелиоцентрической системы Тихо Браге. Спор по поводу заявленного приоритета в открытии солнечных пятен и в их интерпретации привел Галилея к долгой и ожесточенной вражде с иезуитом Кристофом Шайнером. В середине был Марк Велсер, которому Шайнер объявил о своем открытии и который спросил Галилея о его мнении. Фактически, нет никаких сомнений в том, что оба они были избиты Давидом Фабрициусом и его сыном Йоханнесом.

Млечный Путь и звезды

Галилей наблюдал Млечный Путь., который ранее считался туманным, и обнаружил, что это множество звезд, упакованных так плотно, что они казались с Земли облаками. Он обнаружил множество других звезд, слишком далеких, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом. Он наблюдал двойную звезду Мицар в Большой Медведице в 1617 году.

В «Звездном вестнике» Галилей сообщил, что звезды выглядели как простые вспышки света, практически не изменившиеся по внешнему виду. телескопом, и сравнил их с планетами, которые телескоп обнаружил как диски. Но вскоре после этого в своих письмах о солнечных пятнах он сообщил, что телескоп показал, что формы звезд и планет были «довольно круглыми». С этого момента он продолжал сообщать, что телескопы показывают округлость звезд и что звезды, видимые в телескоп, имеют диаметр в несколько секунд дуги. Он также разработал метод измерения видимого размера звезды без телескопа. Как описано в его Диалоге о двух главных мировых системах, его метод заключался в том, чтобы подвесить тонкую веревку на линии прямой видимости к звезде и измерить максимальное расстояние, с которого она полностью закроет звезду. Из своих измерений этого расстояния и ширины веревки он мог рассчитать угол, под которым звезда в его точке обзора.

В своем диалоге он сообщил, что он нашел видимый диаметр звезды первой величины должно быть не более 5 угловых секунд, а одной шестой звездной величины должно быть около / 6 угловых секунд. Как и большинство астрономов его времени, Галилей не осознавал, что видимые размеры звезд, которые он измерял, были ложными, вызванными дифракцией и атмосферными искажениями, и не отражали истинные размеры звезд. Однако значения Галилея были намного меньше, чем предыдущие оценки видимых размеров самых ярких звезд, такие как сделанные Браге, и позволили Галилею опровергнуть антикоперниканские аргументы, такие как аргументы Тихо о том, что эти звезды должны быть абсурдно большими. чтобы их годовые параллаксы не были обнаружены. Другие астрономы, такие как Симон Мариус, Джованни Баттиста Риччоли и Мартинус Гортензий, провели аналогичные измерения звезд, и Мариус и Риччоли пришли к выводу, что меньшие размеры недостаточно малы, чтобы ответить на аргумент Тихо <. 392>

Теория приливов

Галилео Галилей, портрет Доменико Тинторетто

Кардинал Беллармин написал в 1615 году, что система Коперника не может быть защищена без » истинная физическая демонстрация того, что солнце не вращается вокруг земли, а земля вращается вокруг солнца ». Галилей считал свою теорию приливов таким свидетельством. Эта теория была для него настолько важна, что первоначально он намеревался назвать свой «Диалог о двух главных мировых системах» «Диалогом о приливах и отливах моря». Ссылка на приливы была удалена из названия по приказу Инквизиции.

Для Галилея приливы были вызваны колебаниями воды в море, когда точка на поверхности Земли ускорялась и замедлялась. вниз из-за вращения Земли вокруг своей оси и вращения вокруг Солнца. Он распространил свой первый отчет о приливах в 1616 году, адресованный кардиналу Орсини. Его теория дала первое представление о важности формы океанских бассейнов в размере и времени приливов; он правильно объяснил, например, незначительные приливы на полпути вдоль Адриатического моря по сравнению с приливами на его концах. Однако в качестве общего объяснения причины приливов его теория оказалась несостоятельной.

Если бы эта теория была верной, был бы только один прилив в день. Галилей и его современники знали об этой неадекватности, потому что в Венеции ежедневно бывает два прилива вместо одного, с разницей примерно в 12 часов. Галилей отверг эту аномалию как результат нескольких вторичных причин, включая форму моря, его глубину и другие факторы. Альберт Эйнштейн позже выразил мнение, что Галилей разработал свои «увлекательные аргументы» и некритически принял их. желания физического доказательства движения Земли. Галилей также отверг идею, известную с древности и его современником Иоганном Кеплером, что Луна вызвала приливы — Галилей также не интересовался эллиптическими орбитами планет Кеплера.. Галилей продолжал отстаивать свою теорию приливов, считая ее окончательным доказательством движения Земли.

Споры о кометах и ​​Пробирный

В 1619 году Галилей оказался втянутым в полемику с Отцом. Орацио Грасси, профессор математики иезуитского Коллегио Романо. Это началось как спор о природе комет, но к тому времени, когда Галилей опубликовал Пробирный (Il Saggiatore) в 1623 году, его последний залп в споре, это стало гораздо более широким спором. природа самой науки. Титульный лист книги описывает Галилея как философа и «Matematico Primario» великого герцога Тосканы.

Поскольку «Пробирщик» содержит огромное количество идей Галилея о том, как следует практиковать науку, его называют его научным манифестом. В начале 1619 года отец Грасси анонимно опубликовал брошюру «Астрономический спор о трех кометах 1618 года», в которой обсуждалось природу кометы, появившейся в конце ноября прошлого года. Грасси пришел к выводу, что комета была огненным телом, которое двигалось по отрезку большого круга на постоянном расстоянии от Земли, и, поскольку она двигалась в небе медленнее, чем Луна, она должна была быть дальше, чем Луна.

Аргументы и выводы Грасси подверглись критике в последующей статье Рассуждения о кометах, опубликованной от имени одного из учеников Галилея, флорентийского юриста по имени Марио Гвидуччи, хотя это было в значительной степени написано самим Галилеем. Галилей и Гвидуччи не предложили собственной окончательной теории о природе комет, хотя они высказали некоторые предварительные предположения, которые, как теперь известно, ошибочны. (Правильный подход к изучению комет был предложен в то время Тихо Браге.) В первом отрывке «Беседа Галилея и Гвидуччи» беспричинно оскорбляла иезуита Кристофа Шайнера, а также различные нелестные замечания в адрес профессоров философии. Collegio Romano были разбросаны по всей работе. Иезуиты были оскорблены, и Грасси вскоре ответил собственным полемическим трактатом «Астрономические и философские равновесия» под псевдонимом Лотарио Сарсио Сигенсано, якобы одним из своих учеников.

Пробирщик был разрушительным ответом Галилея на Astronomical Balance. Он получил широкое признание как шедевр полемической литературы, в которой аргументы «Сарси» подвергаются резкой насмешке. Он был встречен с большим одобрением и особенно понравился новому папе, Урбану VIII, которому он был посвящен. В Риме в предыдущее десятилетие Барберини, будущий Урбан VIII, выступил на стороне Галилея, и спор Галилея с Грасси окончательно оттолкнул многих иезуитов, которые ранее сочувствовали ему. идей, и Галилей и его друзья были убеждены, что именно эти иезуиты были ответственны за его последующее осуждение. Однако доказательства этого в лучшем случае двусмысленны.

Споры по поводу гелиоцентризма

Картина Криштиану Банти 1857 года «Галилей перед лицом римской инквизиции

во время конфликта Галилея с Церковь, большинство образованных людей придерживались аристотелевской геоцентрической точки зрения, согласно которой Земля является центром Вселенной и орбитой всех небесных тел, или Новая система Тихо Браге, сочетающая геоцентризм с гелиоцентризмом. Оппозиция гелиоцентризма и работы Галилея о нем сочетали религиозные и научные возражения. Религиозная оппозиция гелиоцентризму возникла из библейских отрывков, подразумевающих неизменную природу Земли. Научное противодействие исходило от Браге, который утверждал, что если гелиоцентризм верен, то должен наблюдаться годовой звездный параллакс, хотя в то время его не было. Аристарх и Коперник правильно постулировали, что параллакс незначителен, потому что звезды такие далекий. Однако Тихо возразил, что, поскольку звезды , по-видимому, имеют измеримый угловой размер, если бы звезды были так далеко, а их видимый размер обусловлен их физическим размером, они были бы намного больше Солнца. Фактически, невозможно наблюдать физический размер далеких звезд без современных телескопов.

Галилей защищал гелиоцентризм, основываясь на своих астрономических наблюдениях 1609. В декабре 1613 года великая герцогиня Кристина Флорентийская выступила против одного из друзей и последователей Галилея, Бенедетто Кастелли, с библейскими возражениями против движения Земли. Вдохновленный этим инцидентом, Галилей написал письмо Кастелли, в котором утверждал, что гелиоцентризм на самом деле не противоречит библейским текстам и что Библия является авторитетом в вопросах веры и морали, а не науки. Это письмо не было опубликовано, но широко распространено. Два года спустя Галилей написал письмо Кристине, в котором его аргументы были расширены с восьми до сорока страниц.

К 1615 году работы Галилея о гелиоцентризме были переданы на рассмотрение Римская инквизиция отца Никколо Лорини, который утверждал, что Галилей и его последователи пытались переосмыслить Библию, что было воспринято как нарушение Трентского собора и выглядело опасно как протестантизм. Лорини специально процитировал письмо Галилея Кастелли. Галилей отправился в Рим, чтобы защитить себя и свои идеи. В начале 1616 года монсеньор Франческо Инголи инициировал дискуссию с Галилеем, отправив ему эссе, оспаривающее систему Коперника. Позднее Галилей заявил, что, по его мнению, это эссе сыграло важную роль в последовавших за этим акциях против коперниканства. Инквизиция, возможно, поручила Инголи написать экспертное заключение по этому противоречию, причем эссе послужило основой для действий Инквизиции. Эссе было сосредоточено на восемнадцати физических и математических аргументах против гелиоцентризма. Это заимствовано в первую очередь из аргументов Тихо Браге, в частности, что гелиоцентризм потребует звезд, поскольку они кажутся намного больше Солнца. Эссе также включало четыре богословских аргумента, но Инголи предложил Галилею сосредоточиться на физических и математических аргументах, и он не упомянул библейские идеи Галилея.

В феврале 1616 года инквизиторская комиссия объявила гелиоцентризм «глупым и абсурдным». в философии и формально еретическим, поскольку во многих местах явно противоречит смыслу Священного Писания «. Инквизиция обнаружила, что идея движения Земли «получает такое же суждение в философии и… что касается богословской истины, она, по крайней мере, ошибочна в вере». Папа Павел V поручил кардиналу Беллармину передать это найти Галилею и приказать ему отказаться от гелиоцентризма. 26 февраля Галилея вызвали в резиденцию Беллармина и приказали «полностью отказаться… от мнения, что Солнце неподвижно стоит в центре мира, а Земля движется, и впредь не поддерживать, учить или защищать его ни в чем. как бы то ни было, устно или письменно «. Указ Конгрегации Индекса запретил «Революцию» Коперника и другие гелиоцентрические работы до исправления.

В течение следующего десятилетия Галилей держался подальше от споров. Он возродил свой проект по написанию книги на эту тему, чему способствовало избрание кардинала Маффео Барберини Папой Урбаном VIII в 1623 году. Барберини был другом и почитателем Галилея и имел выступил против увещевания Галилея в 1616 году. Полученная в результате книга Галилея «Диалог о двух главных мировых системах» была опубликована в 1632 году с формального разрешения инквизиции и разрешения папы.

Ранее Папа Урбан VIII лично спросил Галилея. приводить аргументы за и против гелиоцентризма в книге и быть осторожными, чтобы не защищать гелиоцентризм. Сознательно или намеренно, Симпличио, защитник аристотелевской геоцентрической точки зрения в «Диалоге о двух главных мировых системах», часто попадал в ловушку своих собственных ошибок и иногда производил впечатление дурака. В самом деле, хотя Галилей заявляет в предисловии к своей книге, что персонаж назван в честь известного философа Аристотеля (Симплиций на латыни, «Simplicio» на итальянском), имя «Simplicio» на итальянском языке также имеет коннотацию из «простака». Это изображение Симпличио сделало «Диалог о двух главных мировых системах» пропагандистской книгой: атака на аристотелевский геоцентризм и защита теории Коперника.

Большинство историков согласны с тем, что Галилей действовал не по злому умыслу и почувствовал себя ошеломленным реакцией на свою книгу. Однако Папа не отнесся легкомысленно к подозреваемым публичным насмешкам, равно как и к пропаганде Коперника.

Галилей оттолкнул одного из своих самых больших и могущественных сторонников, Папу, и был вызван в Рим для защиты своих писаний в сентябре 1632 года. Наконец, он прибыл в феврале 1633 года и предстал перед инквизитором Винченцо Макулани будет начислено. На протяжении всего процесса Галилей твердо утверждал, что с 1616 года он честно сдерживал свое обещание не придерживаться ни одного из осужденных мнений, и поначалу отрицал даже их защиту. Однако, в конце концов, его убедили признать, что, вопреки его истинным намерениям, у читателя его «Диалога» могло сложиться впечатление, что он был задуман как защита коперниканства. Ввиду довольно неправдоподобного отрицания Галилео того, что он когда-либо придерживался идей Коперника после 1616 года или когда-либо намеревался защищать их в диалоге, его последний допрос в июле 1633 года завершился угрозой пыток, если он не скажет правду, но он настаивал на своем отрицании, несмотря на угрозы.

Приговор инквизиции был вынесен 22 июня. Он состоял из трех основных частей:

• Галилей был признан «яростно подозреваемым в ереси» (хотя формально он никогда не был обвинен в ереси, что избавляло его от телесных наказаний), а именно в том, что он придерживался мнения, что Солнце неподвижно лежит на земле. центр вселенной, что Земля не находится в ее центре и движется, и что можно придерживаться и отстаивать мнение как вероятное после того, как оно было объявлено противоречащим Священному Писанию. От него требовалось «отречься, проклинать и ненавидеть» эти мнения.
• Он был приговорен к формальному тюремному заключению по усмотрению инквизиции. На следующий день это было заменено домашним арестом, под которым он оставался до конца своей жизни.
• Его оскорбительный диалог был запрещен; и в результате иска, не объявленного на суде, публикация любых его работ была запрещена, в том числе любых, которые он мог бы написать в будущем.

Приписываемый Мурильо портрет Галилея, смотрящего на слова «E pur si muove» (И все же он движется ) (неразборчиво на этом изображении), нацарапанные на стене его тюремной камеры

Согласно популярной легенде, после отказа от своей теории о том, что Земля движется вокруг Солнца, Галилей якобы пробормотал мятежную фразу «И все же она движется ». На картине 1640-х годов испанского художника Бартоломе Эстебана Мурильо или художника его школы, на котором слова были скрыты до реставрации в 1911 году, изображен заключенный в тюрьму Галилей, очевидно смотрящий на слова «E pur si muove» написано на стене его темницы. Самый ранний известный письменный отчет о легенде датируется столетием после его смерти, но Стилман Дрейк пишет: «Теперь нет никаких сомнений в том, что знаменитые слова были приписаны Галилею еще до его смерти».

После периода с дружелюбным Асканио Пикколомини (архиепископ Сиены ) Галилею разрешили вернуться на свою виллу в Арчетри недалеко от Флоренции в 1634 году. где он провел часть своей жизни под домашним арестом. Галилею было приказано читать Семь покаянных псалмов один раз в неделю в течение следующих трех лет. Однако его дочь Мария Селеста освободила его от этого бремени после того, как получила церковное разрешение взять его на себя.

Когда Галилей находился под домашним арестом, он посвятил свое время одному из своих лучшие произведения, Две новые науки. Здесь он резюмировал работу, которую он проделал около сорока лет назад, по двум наукам, которые теперь называются кинематикой и сопротивлением материалов, опубликованной в Голландии, чтобы избежать цензуры. Эта книга получила высокую оценку Альберта Эйнштейна. В результате этой работы Галилея часто называют «отцом современной физики». Он полностью ослеп в 1638 году и страдал от болезненной грыжи и бессонницы, поэтому ему было разрешено поехать во Флоренцию за медицинской помощью.

Дава Собель утверждает, что До суда и приговора Галилея за ересь в 1633 году папа Урбан VIII был озабочен судебными интригами и государственными проблемами и начал опасаться преследований или угроз своей собственной жизни. В этом контексте Собель утверждает, что проблема Галилея была представлена ​​Папе придворными инсайдерами и врагами Галилея. Обвиненный в слабости в защите церкви, Урбан отреагировал на Галилея из гнева и страха.

Смерть

Могила Галилея, Санта-Кроче, Флоренция

Галилей продолжал принимать посетителей до 1642 года, когда, страдая от лихорадки и учащенного сердцебиения, он умер 8 января 1642 года в возрасте 77 лет. Великий герцог Тосканы Фердинандо II пожелал похоронить его в основном здании Базилика Санта-Кроче, рядом с могилами его отца и других предков, и возвести мраморный мавзолей в его честь.

Средний палец правой руки Галилея

Однако эти планы были отброшены, после того, как Папа Урбан VIII и его племянник, кардинал Франческо Барберини, выразили протест, потому что Галилей был осужден католической церковью за «яростное подозрение в ереси». Вместо этого он был похоронен в маленькой комнате рядом с часовней послушников в конце коридора от южного трансепта базилики до ризницы. Он был перезахоронен в основном корпусе базилики в 1737 году после того, как в его честь был установлен памятник; во время этого переезда из его останков были удалены три пальца и зуб. Эти пальцы в настоящее время выставлены в Museo Galileo во Флоренции, Италия.

Научный вклад

Научные методы

Галилей внес оригинальный вклад в науку движения посредством новаторского сочетания эксперимента и математики. Более типичными для науки того времени были качественные исследования Уильяма Гилберта по магнетизму и электричеству. Отец Галилея Винченцо Галилей, лютнист и теоретик музыки, провел эксперименты, установив, возможно, самую старую известную нелинейную зависимость в физике: для натянутой струны высота звука изменяется пропорционально квадрату корень напряжения. Эти наблюдения лежат в рамках пифагорейской традиции музыки, хорошо известной изготовителям инструментов, которая включала тот факт, что разделение струны на целое число дает гармоничную гамму. Таким образом, ограниченная часть математики давно связала музыку и физику, и молодой Галилей видел, как наблюдения своего отца расширяют эту традицию.

Галилей был одним из первых современных мыслителей, четко заявивших, что законы природы математические. В «Пробирном» он написал: «Философия написана в этой великой книге, вселенной… Она написана на языке математики, и ее символы — треугольники, круги и другие геометрические фигуры…» Его математический анализ. являются дальнейшим развитием традиции поздних схоластических натурфилософов, которую Галилей усвоил, изучая философию. Его работа ознаменовала еще один шаг к окончательному отделению науки от философии и религии; крупное развитие человеческой мысли. Он часто был готов изменить свои взгляды в соответствии с наблюдениями. Для проведения своих экспериментов Галилею пришлось установить эталоны длины и времени, чтобы измерения, сделанные в разные дни и в разных лабораториях, можно было сравнивать воспроизводимым образом. Это обеспечило надежную основу для подтверждения математических законов с помощью индуктивного мышления..

Галилей продемонстрировал современное понимание правильной взаимосвязи между математикой, теоретической физикой и экспериментальной физикой. Он понимал параболу как в терминах конических сечений, так и в терминах ординаты (y), изменяющейся как квадрат абсциссы (х). Галилей далее утверждал, что парабола была теоретически идеальной траекторией равномерно ускоренного снаряда в отсутствие сопротивления воздуха или других возмущений. Он признал, что у этой теории есть пределы, отмечая на теоретических основаниях, что траектория снаряда с размером, сопоставимым с траекторией Земли, не может быть параболой, но, тем не менее, он утверждал, что для расстояний до диапазона артиллерии его времени, отклонение траектории снаряда от параболы было бы очень незначительным.

Галилей показал Венецианскому дожу, как пользоваться телескопом (фреска Джузеппе Бертини )

Астрономия

В наблюдении Галилеем сверхновой Кеплера в 1604 году и заключении, что это была группа далеких звезд, Галилей опроверг аристотелевское представление о неизменности небес.

Используя его преломление. В телескоп Галилей заметил в конце 1609 г., что поверхность Луны не гладкая. В начале следующего года он наблюдал четыре самых больших спутника Юпитера. Позже, в 1610 г., он наблюдал фазы Венеры — доказательство гелиоцентризма — а также Сатурн, хотя он думал, что план Кольца Эта были двумя другими планетами. В 1612 году он наблюдал Нептун и заметил его движение, но не идентифицировал его как планету.

Галилей изучал солнечные пятна, Млечный Путь, и делал различные наблюдения о звездах, в том числе о том, как измерить их видимый размер. без телескопа.

Инженерное дело

Геометрический и военный компас Галилея , предположительно сделанный ок. 1604 г. — его личный приборостроитель Марк Антонио Маззолени

Галилей внес ряд вкладов в то, что сейчас известно как инженерное дело, в отличие от чистой физики. Между 1595 и 1598 годами Галилей разработал и усовершенствовал геометрический и военный компас, пригодный для использования артиллеристами и геодезистами. Это расширило более ранние инструменты, разработанные Никколо Тарталья и Гвидобальдо дель Монте. Для артиллеристов он предлагал, помимо нового и более безопасного способа точного подъема пушек, способ быстрого расчета заряда пороха для пушечных ядер различных размеры и материалы. Как геометрический инструмент, он позволял строить любой правильный многоугольник, вычислять площадь любого многоугольника или кругового сектора и выполнять множество других вычислений. Под руководством Галилео производитель инструментов Марк’Антонио Маззолени произвел более 100 таких компасов, которые Галилей продал (вместе с написанным им руководством) за 50 лир и предложил курс обучения использованию этого компаса. компасы на 120 лир.

В 1593 Галилей сконструировал термометр, используя расширение и сжатие воздуха в баллоне для перемещения воды в прикрепленной к нему трубке.

Реплика самого раннего из сохранившихся телескопов, приписываемых Галилео Галилею, выставленная в обсерватории Гриффита

В 1609 году Галилей вместе с англичанином Томасом Харриотом и другими был одним из первых использовать рефракторный телескоп в качестве инструмента для наблюдения за звездами, планетами или лунами. Название «телескоп» было придумано для инструмента Галилея греческим математиком Джованни Демизиани на банкете, устроенном в 1611 году принцем Федерико Чези, чтобы сделать Галилея членом его Accademia dei Lincei. В 1610 году он использовал телескоп с близкого расстояния, чтобы увеличить части насекомых. К 1624 году Галилей использовал составной микроскоп. В мае того же года он подарил один из этих инструментов кардиналу Золлерну для вручения герцогу Баварии, а в сентябре он послал другой принцу Чези. Линчеанцы снова сыграли роль в названии «микроскопа» год спустя, когда его коллега по академии Джованни Фабер придумал слово для изобретения Галилея от греческих слов μικρόν (микрон), означающих «маленький». «, и σκοπεῖν (skopein), что означает» смотреть на «. Это слово должно было быть аналогом «телескоп». Иллюстрации насекомых, сделанные с помощью одного из микроскопов Галилея и опубликованные в 1625 году, по-видимому, были первым четким документом использования составного микроскопа.

. В 1612 году, определив орбитальные периоды спутников Юпитера, Галилей предположил, что обладая достаточно точным знанием их орбит, можно было бы использовать их положение в качестве универсальных часов, и это сделало бы возможным определение долготы. Он работал над этой проблемой время от времени в течение оставшейся части своей жизни, но практические проблемы были серьезными. Впервые этот метод был успешно применен Джованни Доменико Кассини в 1681 году, а затем широко использовался для крупных съемок земли; этот метод, например, был использован для съемки Франции, а затем Зебулон Пайк на Среднем Западе Соединенных Штатов в 1806 году. Для морской навигации, где тонкие телескопические наблюдения были более трудными, проблема долготы в конечном итоге потребовала разработки практичный портативный морской хронометр, такой как Джон Харрисон. В конце своей жизни, полностью ослепнув, Галилей сконструировал механизм спуска для маятниковых часов (названный спусковым механизмом Галилея ), хотя часы, использующие его, не были построены до тех пор, пока не появился первый полностью рабочий маятник. часы были изготовлены Христианом Гюйгенсом в 1650-х годах.

Галилео несколько раз приглашали проконсультировать по инженерным схемам для смягчения затопления реки. В 1630 году Марио Гвидуччи, вероятно, сыграл важную роль в обеспечении того, чтобы Бартолотти проконсультировал его по схеме , чтобы проложить новый канал для реки Бизенцио недалеко от Флоренции.

Физика

Галилео e Вивиани, 1892, Тито Лесси Купол Пизанского собора с «лампой Галилея»

Теоретические и экспериментальные работы Галилея по движения тел, наряду с в значительной степени независимыми работами Кеплера и Рене Декарта, были предшественниками классической механики, разработанной сэром Исааком Ньютоном. Галилей провел несколько экспериментов с маятниками. Широко распространено мнение (благодаря биографии Винченцо Вивиани ), что они начались с наблюдения за колебаниями бронзовой люстры в соборе Пизы, используя его пульс в качестве таймера. Более поздние эксперименты описаны в его «Двух новых науках». Галилей утверждал, что простой маятник изохронен, то есть его колебания всегда занимают одно и то же время, независимо от амплитуды. На самом деле это только приблизительно верно, как было обнаружено Христианом Гюйгенсом. Галилей также обнаружил, что квадрат периода напрямую зависит от длины маятника. Сын Галилея, Винченцо, нарисовал часы на основе теории своего отца в 1642 году. Часы так и не были построены, и из-за больших колебаний, требуемых их спусковым механизмом, они не могли бы служить для хронометража.

Галилей менее известен, но все же считается одним из первых, кто понял частоту звука. Соскабливая долото с разной скоростью, он связал высоту звука, производимого с интервалом между пропусками долота, мерой частоты. В 1638 году Галилей описал экспериментальный метод измерения скорости света, устроив так, чтобы два наблюдателя, у каждого из которых были фонари со ставнями, наблюдали за фонарями друг друга на некотором расстоянии. Первый наблюдатель открывает заслонку своей лампы, а второй, увидев свет, немедленно открывает заслонку своего фонаря. Время между открытием затвора первым наблюдателем и появлением света от лампы второго наблюдателя указывает время, необходимое свету для перемещения туда и обратно между двумя наблюдателями. Галилей сообщил, что когда он попробовал это на расстоянии менее мили, он не смог определить, появился ли свет мгновенно. Где-то между смертью Галилея и 1667 годом члены флорентийской Accademia del Cimento повторили эксперимент на расстоянии около мили и получили такой же неубедительный результат. Теперь мы знаем, что скорость света слишком велика, чтобы ее можно было измерить такими методами (с человеческими открывающими ставнями на Земле).

Галилей выдвинул основной принцип относительности, согласно которому законы физики одинаковы в любой системе, которая движется с постоянной скоростью по прямой линии, независимо от ее конкретной скорости или направление. Следовательно, нет абсолютного движения или абсолютного покоя. Этот принцип лег в основу законов движения Ньютона и является центральным в специальной теории относительности Эйнштейна.

Падающие тела

Биография ученика Галилея Винченцо Вивиани утверждает, что Галилей имели падающие шары из того же материала, но разной массы из Пизанской башни, чтобы продемонстрировать, что время их спуска не зависит от их массы. Это противоречило тому, чему учил Аристотель: тяжелые предметы падают быстрее, чем более легкие, прямо пропорционально весу. Хотя эта история неоднократно пересказывалась в популярных источниках, сам Галилей не упоминал о таком эксперименте, и историки обычно считают, что это был в лучшем случае мысленный эксперимент, которого на самом деле не было. Исключением является Дрейк, который утверждает, что эксперимент действительно имел место, более или менее, как его описала Вивиани. Описанный эксперимент на самом деле был проведен Саймоном Стевином (широко известным как Стевинус), и, хотя использованное здание на самом деле было церковной башней в Делфте в 1586 году. Однако большинство его экспериментов с падающими телами проводились с использованием наклонные плоскости, на которых были значительно уменьшены как вопросы времени, так и сопротивление воздуху. В любом случае, наблюдения, что объекты одинакового размера и разного веса падали с одинаковой скоростью, задокументированы в работах Иоанна Филопона в шестом веке, о которых Галилей знал.

Во время миссии Apollo 15 в 1971 году астронавт Дэвид Скотт показал, что Галилей был прав: ускорение одинаково для всех тел на Луне, подверженных гравитации, даже для молота. и перо.

В своем «Дискорси» 1638 года персонаж Галилея Сальвиати, широко известный как представитель Галилея, утверждал, что все неравные веса будут падать с одинаковой конечной скоростью в вакууме. Но это было ранее предложено Лукрецием и Саймоном Стевином. Криштиану Банти Сальвиати также считал, что это может быть экспериментально продемонстрировано сравнение движений маятника в воздухе с бобами из свинца и пробки, которые имели разный вес, но в остальном были похожи.

Галилей предположил, что падающее тело будет падать с равномерным ускорением до тех пор, пока сопротивление среды, через которую оно падает, остается незначительным, или в предельном случае его падения через вакуум. Он также вывел правильный кинематический закон для расстояния, пройденного во время равномерного ускорения, начиная с состояния покоя, а именно, что оно пропорционально квадрату прошедшего времени (d t). До Галилея Николь Орем в 14 веке вывела закон временного квадрата для равномерно ускоренного изменения, а Доминго де Сото предположил в 16 веке, что тела, падающие сквозь однородная среда будет равномерно ускорена. Сото, однако, не ожидал многих уточнений и уточнений, содержащихся в теории падающих тел Галилея. Он, например, не осознавал, как это сделал Галилей, что тело упадет со строго равномерным ускорением только в вакууме и что в противном случае оно в конечном итоге достигнет однородной конечной скорости. Галилей выразил закон квадрата времени, используя геометрические конструкции и математически точные слова, придерживаясь стандартов дня. (Другим оставалось переформулировать закон в алгебраических терминах).

Он также пришел к выводу, что объекты сохраняют свою скорость при отсутствии каких-либо препятствий для их движения, тем самым противореча общепринятой гипотезе Аристотеля о том, что тело может оставаться только в так называемом «жестоком», «неестественном» «, или» принудительное «движение до тех пор, пока агент изменения (» движущая сила «) продолжал действовать в соответствии с ним. Философские идеи, относящиеся к инерции, были предложены Иоанном Филопоном и Жаном Буриданом. Галилей утверждал: «Представьте себе любую частицу, проецируемую вдоль горизонтальной плоскости без трения; тогда мы знаем, из того, что было более полно объяснено на предыдущих страницах, что эта частица будет двигаться по той же самой плоскости с движением, которое является равномерным и постоянным, при условии, что самолет не имеет границ ». Это было включено в законы движения Ньютона (первый закон), за исключением направления движения: у Ньютона — прямое, у Галилея — круговое (например, движение планет вокруг Солнца, которое, по его словам, и, в отличие от Ньютона, происходит в отсутствие гравитации).

Математика

Хотя применение Галилеем математики в экспериментальной физике было новаторским, его математические методы были стандартными в то время, включая десятки примеры метода обратной пропорции квадратного корня, переданного от Фибоначчи и Архимеда. Анализ и доказательства в значительной степени опирались на Евдоксову теорию пропорций, изложенную в пятой книге Элементов Евклида. Эта теория стала доступной только столетие назад благодаря точным переводам Тартальи и других; но к концу жизни Галилея его вытеснили алгебраические методы Декарта.

Концепция, которая теперь называется парадоксом Галилея, не была оригинальной для него. Предложенное им решение, заключающееся в невозможности сравнения бесконечных чисел, больше не считается полезным.

Наследие

Более поздняя переоценка Церкви

Дело Галилея было в значительной степени забыто после смерти Галилея, и споры утихли. Запрет инквизиции на перепечатку произведений Галилея был снят в 1718 году, когда было дано разрешение на публикацию издания его произведений (за исключением осужденного Диалога) во Флоренции. В 1741 г. Папа Бенедикт XIV санкционировал публикацию полного собрания научных трудов Галилея, которое включало слегка подвергнутую цензуре версию Диалога. В 1758 г. общий запрет на произведения, пропагандирующие гелиоцентризм, был удален из Указателя запрещенных книг, хотя особый запрет на нецензурные версии Диалога и De Revolutionibus Коперника остался. Все следы официального противодействия гелиоцентризму со стороны церкви исчезли в 1835 году, когда эти работы были окончательно исключены из Индекса.

Интерес к делу Галилея возродился в начале 19 века, когда протестантские полемисты использовали его (и другие). такие события, как испанская инквизиция и миф о плоской Земле ), чтобы атаковать римский католицизм. С тех пор интерес к нему то рос, то ослабевает. В 1939 году Папа Пий XII в своей первой речи перед Папской академией наук, через несколько месяцев после своего избрания на пост папы, охарактеризовал Галилея как одного из «самых смелых герои исследования… не боятся камней преткновения и рисков на своем пути, не боятся погребальных памятников ». Его близкий 40-летний советник профессор Роберт Лейбер писал: «Пий XII был очень осторожен, чтобы не закрыть двери (для науки) преждевременно. Он был энергичен в этом вопросе и сожалел об этом в случае с Галилеем».

15 февраля 1990 г. в речи, произнесенной в Римском университете Сапиенца, кардинал Ратцингер (позднее Папа Бенедикт XVI ) процитировал некоторые текущие взгляды на дело Галилея, как формирующие то, что он названный «симптоматическим случаем, который позволяет нам увидеть, насколько глубока неуверенность в себе современной эпохи, науки и техники». Некоторые из приведенных им взглядов принадлежали философу Полю Фейерабенда, которого он процитировал следующим образом: «Церковь во времена Галилея гораздо более строго придерживалась разума, чем сам Галилей, и она принимала во внимание этические и социальные последствия учения Галилея тоже. Ее вердикт против Галилея был рациональным и справедливым, и пересмотр этого вердикта может быть оправдан только на основании того, что является политически целесообразным ». Кардинал четко не указал, согласен он или не согласен с утверждениями Фейерабенда. Однако он сказал: «Было бы глупо строить импульсивные извинения на основе таких взглядов».

31 октября 1992 года Папа Иоанн Павел II признал, что Церковь ошибся, осудив Галилея за утверждение, что Земля вращается вокруг Солнца. «Иоанн Павел сказал, что теологи, осудившие Галилея, не признали формального различия между Библией и ее толкованием».

В марте 2008 г. глава Папской академии наук Никола Кабиббо, объявил о плане почтить память Галилея, установив его статую внутри стен Ватикана. В декабре того же года, во время мероприятий по случаю 400-летия первых телескопических наблюдений Галилея, Папа Бенедикт XVI высоко оценил его вклад в астрономию. Однако месяц спустя глава Папского совета по культуре Джанфранко Равази сообщил, что план по возведению статуи Галилея на территории Ватикана был приостановлен.

Влияние на современную науку

Согласно Стивену Хокингу, Галилей, вероятно, несет большую ответственность за рождение современной науки, чем кто-либо другой, и Альберт Эйнштейн назвал его отцом современной науки. 568>Памятная монета Международного года астрономии

Астрономические открытия Галилея и исследования теории Коперника привели к прочному наследию, которое включает категоризацию четырех больших лун Юпитера, открытых Галилеем (Io, Европа, Ганимед и Каллисто ) как галилеевы луны. Другие научные начинания и принципы названы в честь Галилео, включая космический корабль Galileo, первый космический аппарат, вышедший на орбиту вокруг Юпитера, предлагаемую глобальную спутниковую навигационную систему Galileo, преобразование между инерциальными системами в классической механике, обозначаемое преобразование Галилея и гал (единица), иногда известное как Галилей, который не является СИ единицей ускорения.

Отчасти потому, что 2009 год стал четвертым столетием первых зарегистрированных астрономических наблюдений Галилея с помощью телескопа Организации Объединенных Наций запланировано, что это будет Международный год астрономии. Глобальная схема была разработана Международным астрономическим союзом (МАС), а также одобрена ЮНЕСКО — органом ООН, отвечающим за вопросы образования, науки и культуры. Международный год астрономии 2009 был задуман как глобальное празднование астрономии и ее вклада в общество и культуру, пробуждая во всем мире интерес не только к астрономии, но и к науке в целом, с особым уклоном в сторону молодежи.

Планета Галилей и астероид 697 Галилея названы в его честь.

В художественных и популярных СМИ

Галилей несколько раз упоминается в разделе «опера» песни Queen «Богемская рапсодия ». Он занимает видное место в песне «Галилео » в исполнении группы Indigo Girls и Эми Грант из «Галилео» из ее альбома Heart in Motion.

О жизни Галилея написаны пьесы двадцатого века, в том числе Жизнь Галилея (1943) немецкого драматурга Бертольда Брехта с экранизацией (1975) и Лампа в полночь (1947) Барри Ставис, а также пьеса 2008 года «Галилео Галилей».

Ким Стэнли Робинсон написал научно-фантастический роман под названием Сон Галилея (2009), в котором Галилей переносится в будущее, чтобы помочь разрешить кризис научной философии; история перемещается между временами Галилея и гипотетическим далеким будущим и содержит много биографической информации.

Галилео Галилей был недавно выбран в качестве основного мотива для высокой коллекционной монеты: 25 евро. Памятная монета «Международный год астрономии», чеканка 2009 г. Эта монета также отмечает 400-летие изобретения телескопа Галилео. На аверсе изображена часть его портрета и его телескоп. На заднем плане изображен один из первых его рисунков поверхности Луны. На серебряном кольце изображены другие телескопы: телескоп Исаака Ньютона, обсерватория в Кремсмюнстерском аббатстве, современный телескоп, радиотелескоп и космический телескоп. В 2009 году также был выпущен Галилеоскоп. Это серийный недорогой учебный 2-дюймовый (51 мм) телескоп относительно высокого качества.

Письма

Статуя за пределами Уффици, Флоренция Статуя Галилея, созданная Пио Феди (1815–1892) внутри здания Ланьон в Королевский университет Белфаста. Сэр Уильям Уитла (профессор Materia Medica 1890–1919) привез статую из Италии и подарил ее университету.

Ранние работы Галилея, описывающие научные инструменты, включают трактат 1586 года. под названием «Маленькие весы» (La Billancetta), описывающие точные весы для взвешивания объектов в воздухе или воде, и печатное руководство 1606 года Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare по работе геометрического и военного компаса.

Его ранние работы по динамике, науке о движении и механике были написаны его Пизан Де Моту (О движении) около 1590 года и его Падуан Ле Меканиш (Механика) около 1600 года. Первый был основан на гидродинамике Аристотеля-Архимеда и утверждал, что скорость гравитационного падения в жидкой среде пропорциональна превышению удельного веса тела над удельным весом среды, в результате чего в вакууме тела падают со скоростью пропорционально к их удельному весу. Он также подписался на Филопонановскую динамику импульса, в которой импульс саморассеивается, а свободное падение в вакууме будет иметь существенную конечную скорость в соответствии с удельным весом после начального периода ускорения.

Галилей 1610 г. Звездный Вестник (Сидереус Нунций) был первым научным трактатом, опубликованным на основе наблюдений, сделанных в телескоп. В нем сообщалось о его открытиях:

• галилеевых спутников
• шероховатости поверхности Луны
• о существовании большого количества звезд, невидимых невооруженным глазом, особенно тех, которые ответственны за появление Млечный Путь
• различий между внешним видом планет и неподвижных звезд — первые выглядят как маленькие диски, а вторые — как неувеличенные светящиеся точки.

Галилей опубликовал описание солнечных пятен в 1613, озаглавленный Письма о солнечных пятнах, предполагающие, что Солнце и небеса подвержены тлению. В «Письмах о солнечных пятнах» также сообщается о его телескопических наблюдениях за 1610 г. полного набора фаз Венеры и о его открытии загадочных «придатков» Сатурна и их еще более загадочного последующего исчезновения. В 1615 году Галилей подготовил рукопись, известную как «Письмо великой княгине Кристине », которое не было опубликовано в печатном виде до 1636 года. Это письмо представляло собой переработанную версию Письма Кастелли, которое было осуждено инквизиция как вторжение в теологию, защищая коперниканство как физически истинное и как совместимое с Писанием. В 1616 году, после приказа Инквизиции Галилею не придерживаться и не защищать позицию Коперника, Галилей написал «Рассуждения о приливах » (Discorso sul flusso e il reflusso del mare), основанный на Земле Коперника., в форме частного письма кардиналу Орсини. В 1619 году Марио Гвидуччи, ученик Галилея, опубликовал написанную Галилеем лекцию под названием «Рассуждения о кометах» (Discorso Delle Comete), выступая против иезуитской интерпретации комет.

В 1623 году Галилей опубликовал Пробирщик — Иль Сагджиаторе, который атаковал теории, основанные на авторитете Аристотеля, и продвигал эксперименты и математическое формулирование научных идей. Книга имела большой успех и даже нашла поддержку в высших эшелонах христианской церкви. После успеха «Пробирщика» Галилей опубликовал «Диалог о двух главных мировых системах» (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) в 1632 году. Несмотря на то, что он старался придерживаться инструкций инквизиции 1616 года, утверждения в книге поддерживают теорию Коперника и негеоцентрическая модель солнечной системы привела к тому, что Галилей был подвергнут испытанию и запрещен к публикации. Несмотря на запрет на публикацию, Галилей опубликовал свои Рассуждения и математические доказательства, относящиеся к двум новым наукам (Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze) в 1638 году в Голландии, за пределами юрисдикции Инквизиция.

Опубликованные письменные работы

Основные письменные работы Галилея следующие:

• The Little Balance (1586; по-итальянски: La Bilancetta)
• On Motion (c. 1590) ; на латыни: De Motu Antiquiora )
• Механика (ок. 1600; на итальянском языке: Le mecaniche)
• Операции геометрического и военного компаса (1606; на итальянском: Le operazioni del compasso geometryo et militare)
• Звездный вестник (1610; на латинском: Sidereus Nuncius)
• Рассуждение о парящих телах (1612; на итальянском: Discorso intorno alle cose che stanno in su l’acqua, o che in quella si muovono, «Рассуждения о телах, которые остаются на поверхности воды или движутся в ней»)
• История и демонстрация солнечных пятен (1613; на итальянском языке: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari; работа, основанная на Трех Letters on Sunspots, Tre lettere sulle macchie solari, 1612)
• «Письмо великой княгине Кристине «(1615; опубликовано в 1636 году)
• «Discourse on the Tides » (1616; на итальянском: Discorso дель фл usso e reflusso del mare)
• Рассуждения о кометах (1619; на итальянском: Discorso delle Comete)
• Пробирщик (1623; по-итальянски: Il Saggiatore)
• Диалог о двух главных мировых системах (1632; на итальянском: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo)
• Рассуждения и математические демонстрации, касающиеся двух новых наук (1638; на итальянском: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

См. также

• Католическая церковь и наука
• Маятник секунд
• Трибуна Галилея
• Вилла Il Gioiello

Примечания

Ссылки

Цитаты

Общие источники

Дополнительная литература

Внешние ссылки

• Работы Галилео Галилей в Открытая библиотека
• Работы Галилео Галилей в Project Gutenberg
• Работы Галилео Галилей в LibriVox (аудиокниги в общественном достоянии)
• Работает Галилео Галилей или о нем в Интернет-архиве

Галилео Галилей
р. 15 февраля 1564, Пиза, Флорентийское герцогство
ум. 8 января 1642 (77 лет), Арчетри, Великое герцогство Тосканское
итальянский физик, механик, астроном, философ, математик

Библиография[править]

• Звездный вестник. Разговоры о двух великих мировых системах. Рассуждения о двух новых учениях в механике : (Избранные места)… / Галилео Галилей ; составил Я. И. Перельман. с вступ. статьей Ю. П. Шеина. — [Ленинград] : Ленингр. обл. изд-во, 1931 (тип. им. Володарского). — 64 с., 1 вкл. л. портр. : ил.; 21х15 см. — (Классики мировой науки).; — скан в РГБ
• Сочинения / Галилео Галилей ; [Пер. С. Н. Долгова] ; [Ред., предисл. и прим. А. Н. Долгова] ; Переплет и суп.-обл: А. П. Радищев. — [Москва] ; [Ленинград] : [Гос. техн.-теоретич. изд-во], [MCMXXXIV] [1934] (М. : ф-ка книги «Кр. пролетарий»). — 1 т.; 18х14 см. — (Классики естествознания/ Под общ. ред. И. И. Агола, С. И. Вавилова, М. Я. Выгодского… и др.).
• Диалог о двух главнейших системах мира птоломеевой и коперниковой / Галилео Галилей ; Пер. [и предисл., с.3-18] А. И. Долгова. — Москва ; Ленинград : Гостехиздат, 1948 (Москва : Образцовая тип.). — 380 с., 2 л. ил. : ил.; 27 см.
  • Диалог о двух главнейших системах мира : [12+] / Галилео Галилей ; [перевод с итальянского А. И. Долгова ; вступительная статья И. С. Дмитриева ; примечания А. И. Долгова и др.]. — Москва : РИПОЛ классик, печ. 2018. — 914, [2] с. : ил.; 21 см. — (Philo-Sophia).; ISBN 978-5-386-10676-8
• Избранные труды : В 2 т. : [Переводы] / [Предисл. акад. А. Ю. Ишлинского] ; Акад. наук СССР. — Москва : Наука, 1964. — 2 т.; 22 см.

1. Т. 1: Звездный вестник : Послание к Инголи. Диалог о двух системах мира. — 1964. — 640 с., 5 л. ил. : ил.
2. Т. 2: Механика : О телах, пребывающих в воде. Беседы и математические доказательства. Галилео Галилей / Прил. Б. Г. Кузнецов. Галилей и теория вероятностей / Л. Е. Майстров. Галилей и Декарт. Галилей и Гюйгенс / И. Б. Погребысский, У. И. Франкфурт. Первые упоминания о Галилее в русской научной литературе / Л. В. Жигалова. — 1964. — 571 с., 1 л. ил. : ил.

• Пробирных дел мастер / Галилео Галилей; Перевод Ю. А. Данилова; АН СССР. — М. : Наука, 1987. — 270,[1] с. : ил.; 20 см.

Работы этого автора находятся в общественном достоянии во всём мире, поскольку он умер более 100 лет назад. Переводы и позднейшие редакции произведений этого автора могут являться объектами авторских прав соответствующих лиц согласно статье 1260 ГК РФ.

Галилиео Галилей (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564, Пиза — 8 января 1642, Арчетри) — итальянский учёный XVI—XVII в.в., физик, создатель научного метода, создатель механики, астроном.

Биография[править]

Ранние годы[править]

Галилей родился в Италии, в городе Пиза, неподалеку от Флоренции в семье родовитого, но обедневшего дворянина Винченцо Галилея, теоретика музыки и лютниста. Представители рода Галилея упоминаются в документах с XIV века. Несколько его прямых предков были приорами (членами управляющего совета) Флорентийской республики, а прапрадед Галилея (тоже по имени Галилео), был известным врачом, в 1445 году он был избран председателем республики.

В семье родителей Галилео — Винченцо Галилея и Джулии Амманнати — было шестеро детей, но выжить удалось четверым: старшему сыну Галилео, дочерям Вирджинии и Ливии, и младшему сыну Микеланджело, который в дальнейшем тоже получил известность как композитор-лютнист. В 1572 году Винченцо перебрался во Флоренцию, столицу Тосканского герцогства. Династия Медичи, которая правила там, была известна покровительством искусства и науки.

С ранних лет мальчика влекло к искусству; через всю жизнь он пронес любовь к музыке и рисованию, которыми владел в совершенстве. В его взрослые годы лучшие художники Флоренции — Чиголи, Бронзино и др — советовались с ним по вопросам перспективы и композиции; Чиголи даже утверждал, что именно Галилею он обязан своей славой. По произведениям Галилея можно сделать вывод о наличии у него литературного таланта. Начальное образование Галилей получил в расположенном неподалеку монастыре Валломброза. Мальчик очень любил учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он рассматривал возможность стать священником, но отец был против.

В 1581 году Галилео поступил в Пизанский университет, где изучал медицину. Но, увлекшись геометрией и механикой, в частности произведениями Архимеда и Евклида, оставил университет с его схоластическими лекциями и вернулся к Флоренции, где четыре года самостоятельно изучал математику, которую считал надежной основой для изучения мира.^[1]

В 1589 году он стал профессором Пизанского университета. В 1592—1610 гг., после вынужденного отъезда из Пизы, Галилей работал на кафедре математики Падуанского университета, в дальнейшем — придворным философом герцога Козимо II Медичи. С 25 апреля 1611 года Галилео принадлежал к Академии деи Линчеи. Говорили, что мир не видел такого гения после Архимеда.^[1]

Конфликт с церковью[править]

В марте 1630 книгу «Диалог о двух главнейших системах мира — Птолемея и коперниковой», итог почти 30-летней работы, в целом было завершено, и Галилей, решив, что момент для ее издание благоприятный, предоставляет тогдашнюю версию своему другу, папскому цензору Риккарди. Почти год он ждет его решения, затем решает пойти на хитрость. Он добавляет к книге предисловие, где объявляет своей целью развенчание коперниканства и передает книгу тосканской цензуре, по некоторым сведениям, в неполном и смягченном виде. Получив положительный отзыв, он пересылал его в Рим. Летом 1631 он получил долгожданное разрешение.

В начале 1632 «Диалог» увидел свет. Книга написана в форме диалога между тремя любителями науки: коперниканцем Сальвиати, нейтральным участником Сагредо и Симпличио — сторонником Аристотеля и Птолемея. Хотя в книге нет авторских выводов, сила аргументов в пользу системы Коперника говорит сама за себя. Книга была написана не на научной латыни, а на «народной» — на итальянском языке.

Галилей надеялся, что Папа отнесётся к его уловке так же снисходительно, как и ранее в аналогичных по идеям «Писем к Инголь», однако просчитался. В довершение ко всему он сам безрассудно разослал 30 экземпляров своей книги влиятельным духовным лицам в Риме. Незадолго до этого (1623) Галилей вступил в конфликт с иезуитами; защитников у него в Риме осталось мало, да и те, оценив опасность ситуации, предпочли не вмешиваться.

Большинство биографов сходится во мнении, что в простаке-Симпличио римский Папа Урбан VIII узнал самого себя, свои аргументы и разозлился. Историки отмечают такие характерные черты Урбана, как деспотизм, упрямство и невероятное самомнение. Сам Галилей позже считал, что инициатива процесса принадлежала иезуитам, которые подали Папе крайне тенденциозный донос о книге Галилея (см. ниже письмо Галилея к Диодати). Уже через несколько месяцев книга была запрещена и изъята из продажи, а Галилея вызвали в Рим (несмотря на эпидемию чумы) на суд Инквизиции по подозрению в ереси. После неудачных попыток добиться отсрочки по причине плохого здоровья и продолжающейся эпидемии чумы (Урбан на это пригрозил доставить его в суд силой, в кандалах) Галилей подчинился, отбыл положенный чумной карантин и прибыл в Рим 13 февраля 1633 года. Никколини, представитель Тосканы в Риме, по указанию герцога Фердинанда II поселил Галилея в здании посольства. Следствие длилось с 21 апреля по 21 июня 1633 года.

После окончания первого допроса обвиняемого арестовали. Галилей находился в заключении всего 18 дней (с 12 по 30 апреля 1633 года) — эта необычная снисходительность, вероятно, была вызвана согласием Галилея покаяться, а также влиянием тосканского герцога, который постоянно хлопотал о смягчении участи своего старого учителя. Принимая во внимание его болезни и преклонный возраст, как тюрьму было использовано одно из служебных комнат в здании инквизиционного трибунала.

После «испытания» в письме из тюрьмы (23 апреля) Галилей осторожно сообщает, что не встает с кровати, потому что страдает от «ужасной боли в бедре». Часть биографов Галилея предполагают, что пытки действительно были, другие же считают это предположение недоказанным, документально подтверждено только угрозу пытками, часто сопровождалась имитацией самой пытки. В любом случае, если пытки и были, то в умеренных масштабах, поскольку уже 30 апреля ученого отпустили обратно в тосканское посольство.

Научные темы на процессе не обсуждались. Три эксперта инквизиции дали заключение: книга нарушает запрет на пропаганду «пифагорейской» доктрины. Было два главных вопроса: сознательно ли Галилей нарушил эдикт 1616 года, и раскаивается он в содеянном? В итоге ученого поставили перед выбором: либо он покается и откажется своих «ошибок», или его постигнет судьба Джордано Бруно и многих других, замученных инквизицией. 16 июня инквизиция провела пленарное заседание с участием Урбана VIII, где постановила:

Ознакомившись со всем ходом дела и выслушав показания, Его Святейшество определило допросить Галилея под угрозой пытки и, если устоит, то после предварительного отречения как очень подозреваемого в ереси … приговорить к заключению на усмотрение Святой Конгрегации. Ему предписано больше не рассуждать (письменно или устно) о движении Земли и о недвижимости Солнца … под страхом наказания как неисправимого.

Последний допрос Галилея состоялся 21 июня. Галилей подтвердил, что согласен выразить требуемое отречение. Его отпустили в посольство и снова арестовали. 22 июня был объявлен приговор: Галилей виновен в распространении книги с «ложным, еретическим, учением» о движении Земли, которое противоречит Священному писанию.^[2]

Галилей был приговорен к тюремному заключению на срок, который установит Папа. Его объявили НЕ еретиком, а «очень заподозренным в ереси»; такая формулировка была тяжким обвинением, однако спасало от костра. После объявления приговора Галилей на коленях произнес предложенное отречения. Копии приговора по личному распоряжению Папы Урбана было отправлено во все университеты католической Европы.

Последние годы[править]

Папа не стал долго держать Галилея в тюрьме. После вынесения приговора Галилея поселили на одной из вилл Медичи, откуда его перевели во дворец его друга, архиепископа Пикколомини в Сиене. Через пять месяцев Галилею было разрешено отправиться на родину, и он осел в Арчетри, рядом с монастырем, где были его дочери. Здесь он провел остаток жизни под домашним арестом и постоянным надзором инквизиции.

Режим содержания Галилея не отличался от тюремного, и ему постоянно угрожали переводом в тюрьму за малейшее нарушение режима. Галилею не дозволялось посещение городов, хотя тяжелобольной узник нуждался в постоянном врачебном наблюдении. В первые годы ему запрещено было принимать гостей под страхом перевода в тюрьму, впоследствии режим был несколько смягчен, и друзья смогли посещать Галилея — правда, не более чем по одному.

Инквизиция следила за пленником до конца его жизни; даже при смерти Галилея присутствовали два ее представителя. Все его печатные работы подлежали особо тщательной цензуре. Правда, в протестантской Голландии издание «Диалога» продолжалось (первая публикация: 1635, в переводе с латыни).

В 1634 году умерла его старшая 33-летняя дочь Вирджиния (в монашестве Мария-Челеста), любимица Галилея, которая преданно ухаживала за больным отцом и остро переживала его несогласия. Галилей пишет, что им владеют «безграничная печаль и меланхолия … постоянно слышу, как моя дорогая дочь зовет меня». Состояние здоровья Галилея ухудшилось, но он продолжал энергично работать в разрешенных для него областях науки. Галилей пережил дочь Вирджини на восемь лет и умер слепым. Вторая дочь Ливия тоже закончит свою жизнь в монастыре. Единственный внук, сын Винченцо — постригся в монахи и сжег все рукописи деда как богопротивные. На нем род Галилео закончится.^[1]

Последней книгой Галилея стала «Беседы и математические доказательства двух новых наук», где изложены основы кинематики и сопротивления материалов. Фактически, содержание книги представляет собой разгром аристотелевской динамики; вместо Галилей выдвигает свои принципы движения, проверенные на опыте. Бросая вызов инквизиции, Галилей вывел в новой книге тех же трех персонажей, и в запрещенном ранее «Диалоге о двух главнейших системах мира». В мае 1636 ученый вел переговоры об издании своего труда в Голландии, а затем тайно переправил туда рукопись. В доверительном письме графу де Ноэлю (которому он посвятил эту книгу) Галилей писал, что новая работа «снова ставит меня в ряды борцов». «Беседы …» выдали в июле 1638, а в Арчетри книга попала почти через год — в июне 1639. Этот труд стал настольной книгой Гюйгенса и Ньютона, завершивших начатое Галилеем построение основ механики.

Галилей умер 8 января 1642 года. Папа Урбан запретил хоронить его в семейном склепе. Его похоронили в Арчетри, городке, где он жил последние годы, без памятника. Только в 1737 году останки перезахоронили в базилике Санта Кроче рядом с Микеланджело.^[1]

Научные открытия[править]

Галилео впервые описал наблюдения естественных спутников Юпитера. Это наблюдение меняло устоявшееся мнение о том, что все небесные тела должны обращаться вокруг Земли. Полное описание своих наблюдений Галилео опубликовал в Sidereus Nuncius (1610).

Галилео Галилей был основоположником экспериментально-математического метода исследования природы, провозгласив принцип математизации научного знания. Он оставил развернутое изложение этого метода и сформулировал важнейшие принципы механического мира. Его исследования кардинально повлияли на развитие научной мысли. Именно от него берет начало физика как наука. Важнейшим вкладом Галилео Галилея в науку была сознательная и последовательная замена пассивного наблюдения активным экспериментом. Результатами этих экспериментов стали сделанные ученым научные открытия.

Механика[править]

Галилею человечество обязано двумя принципами механики, которые сыграли большую роль в развитии не только механики, но и всей физики. Сформулировав принцип относительности движения для прямолинейного и равномерного движения, закон свободного падения тел, механику их движения по наклонной плоскости (1604—1609) и тела, брошенного под углом к горизонту, идею о изохронизм колебания маятника (1583), идею инерции (1609), Галилей заложил основы механической системы отсчета, а второй принцип, связанный со свободным падением тел, привел к появлению понятия инертной и тяжелой массы. В специальной теории относительности Альберт Эйнштейн 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 заменены преобразованиями Лоренца). Объединение же второго галилеевского принципа, который Эйнштейн объяснил как принцип эквивалентности сил инерции и сил тяготения, с принципом относительности привело его к созданию общей теории относительности.

Изобретения[править]

Первым серьезным изобретением Галилея были гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов (1586). Галилей определил удельный вес воздуха, изобрел термоскоп, являющийся прообразом термометра, Создал один из первых телескопов, выдвинул идею применения маятника в часах, сделал также ряд физических исследований, посвященных гидростатике, прочности материалов.

• Некоторые из изобретений Галилея

• 

  Пропорциональный циркуль

Астрономические исследования[править]

Узнав об изобретенной в Голландии подзорной трубе, Галилей в 1609 года построил свой ​​первый телескоп с трехкратным увеличением, а чуть позже — с увеличением в 32 раза, как он сам писал впоследствии, «построил себе прибор к тому замечательный, что с его помощью предметы казались почти в тысячу раз больше и более чем в тридцать раз ближе, чем при наблюдении невооруженным глазом». С их помощью Галилей сделал несколько важных астрономических открытий — горы и кратеры на Луне, оценил размеры звезд и их колоссальную удаленность, пятна на Солнце, открыл 4 спутника Юпитера (Ио, Европу, Ганимед и Каллисто), фазы Венеры, кольца Сатурна, охарактеризовал Млечный Путь как скопление отдельных звезд и др.

Галилей наладил производство телескопов.

В 1610—1614, изменяя расстояние между линзами, он создал микроскоп, считается одним из изобретателей микроскопа. Благодаря Галилею линзы и оптические приборы стали мощным орудием научных исследований. Как отмечал С. Вавилов, «именно от Галилея оптика получила наибольший стимул для дальнейшего теоретического технического развития». Оптические исследования Галилея посвящены также учению о цвете, вопросам природы света, физической оптике. Галилею принадлежит идея конечности скорости распространения света и постановка (1607) эксперимента по ее определению.

Создание телескопа и астрономические открытия получили Галилею широкую популярность. Эти открытия безусловно усиливали позиции гелиоцентрической системы Коперника в борьбе с системой Птолемея. После процесса над ним Галилей был объявлен «узником святой инквизиции» и он был вынужден жить сначала в Риме, а затем — в Арчетри в Флоренции. Однако научную деятельность Галилей не прекратил, до своей болезни (в 1637 году Галилей окончательно потерял зрение) он завершил работу «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки», которая подводила итог его физических исследований.

До наших времен дошло несколько интересных и поучительных высказываний Галилея; в частности, он отмечал: «В науке тихое замечание одного человека ценнее гласные утверждение тысячи единомышленников.»

Взгляды[править]

В основе мировоззрения Галилея лежит признание им объективного существования мира, бесконечного и вечного, при этом Галилей предполагал божественную первопричину. В природе, по Галилеем, ничто не уничтожается и не порождается, происходит лишь изменение взаимного расположения тел или их частей. Материя состоит из неделимых атомов, ее движение — универсальное механическое передвижение. Небесные светила подобны Земле и подчиняются единым законам механики. Все процессы в природе обусловлены строгой механической причинностью. Отсюда истинная цель науки — отыскать причины явлений. Исходный пункт познания природы, за Галилеем, — наблюдение, а основа науки — опыт. Галилей утверждал, что задача ученых — не добывать истину из сопоставления текстов признанных авторитетов и путем абстрактных, отстраненных рассуждений, а «… изучать великую книгу природы, что и является настоящим предметом философии».

Развивая в гносеологии идею безграничности «экстенсивного» познания природы, Галилей предполагал и возможность достижения абсолютной истины, то есть «интенсивного» познания. В изучении природы Галилей выделял два главных метода познания: суть первого заключалась в том, что понятие опыта, в отличие от своих предшественников, Галилей не сводил к простому наблюдению, а предпочитал планомерно поставленный эксперимент, с помощью которого исследователь ставит природе вопросы и ищет на них ответы. Метод этот Галилей назвал резолютивным, собственно методом анализа, расчленения природы, то есть аналитическим. Другим важнейшим методом познания Галилей признавал композитивный, то есть синтетический. При этом методе с помощью ряда дедуктивных суждений проверяется истинность выдвинутых при анализе гипотетических предположений. При этом Галилей считал, что хотя опыт и является исходным пунктом познания, но сам по себе он не даёт ещё достоверного знания. Последнее достигается планомерным реальным или воображаемым экспериментированием, опирающимся на строгое количественно-математическое описание. В итоге достоверное знание мы получаем при сочетании синтетического и аналитического, чувственного и абстрактного.

Произведения Галилея по литературе положили начало итальянской научной прозе. Из художественных произведений Галилея известнен набросок одной комедии и сатирическое «Стихотворение в терцинах».

См. также[править]

• Утверждения о еврейских предках Галилео Галилея

Источники[править]

Галилео Галилей [+]
Биография и научные достижения	Математизация • Процесс Галилея • Галилеев спусковой механизм часов • Галилеевы спутники • Изобретение микроскопа • Изобретение подзорной трубы • Преобразования Галилея • Эксперименты на Пизанской башне • Термоскоп • Парадокс Галилея
Труды	Пробирщик • Диалог о двух главнейших системах мира • Sidereus Nuncius • Беседы и математические доказательства двух новых наук
Семья	Винченцо Галилеи (отец) • Микеланджело Галилей (брат) • Винченцо Гамба (сын) • Мария Челеста (дочь) • Марина Гамба (гражданская жена) • Утверждения о еврейских предках

Галиле́о Галиле́й (итал. Galileo Galilei; 15 февраля 1564, Пиза — 8 января 1642, Арчетри) — итальянский физик, механик, астроном, философ и математик, оказавший значительное влияние на науку своего времени. Он первым использовал телескоп для наблюдения небесных тел и сделал ряд выдающихся астрономических открытий. Галилей — основатель экспериментальной физики. Своими экспериментами он убедительно опроверг умозрительную метафизику Аристотеля и заложил фундамент классической механики.

При жизни был известен как активный сторонник гелиоцентрической системы мира, что привело Галилея к серьёзному конфликту с католической церковью.

Ранние годы

Галилей родился в 1564 году в итальянском городе Пиза, в семье родовитого, но обедневшего дворянина Винченцо Галилея, видного теоретика музыки и лютниста. Полное имя Галилео Галилея: Галилео ди Винченцо Бонайути де Галилей (итал. Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei). Представители рода Галилеев упоминаются в документах с XIV века. Несколько его прямых предков были приорами (членами правящего совета) Флорентийской республики, а прапрадед Галилея, известный врач, тоже носивший имя Галилео, в 1445 году был избран главой республики.

В семье Винченцо Галилея и Джулии Амманнати было шестеро детей, но выжить удалось четверым: Галилео (старшему из детей), дочерям Вирджинии, Ливии и младшему сыну Микеланджело, который в дальнейшем тоже приобрел известность как композитор-лютнист. В 1572 году Винченцо переехал во Флоренцию, столицу Тосканского герцогства. Правящая там династия Медичи была известна широким и постоянным покровительством искусству и наукам.

О детстве Галилея известно немного. С ранних лет мальчика влекло к искусству; через всю жизнь он пронёс любовь к музыке и рисованию, которыми владел в совершенстве. В зрелые годы лучшие художники Флоренции — Чиголи, Бронзино и др. — советовались с ним о вопросах перспективы и композиции; Чиголи даже утверждал, что именно Галилею он обязан своей славой. По сочинениям Галилея можно сделать также вывод о наличии у него замечательного литературного таланта.

Начальное образование Галилей получил в расположенном неподалёку монастыре Валломброза. Мальчик очень любил учиться и стал одним из лучших учеников в классе. Он взвешивал возможность стать священником, но отец был против.

В 1581 году 17-летний Галилей по настоянию отца поступил в Пизанский университет изучать медицину. В университете Галилей посещал также лекции по геометрии (ранее он с математикой был совершенно не знаком) и настолько увлёкся этой наукой, что отец стал опасаться, как бы это не помешало изучению медицины.

Галилей пробыл студентом неполных три года; за это время он успел основательно ознакомиться с сочинениями античных философов и математиков и заработал среди преподавателей репутацию неукротимого спорщика. Уже тогда он считал себя вправе иметь собственное мнение по всем научным вопросам, не считаясь с традиционными авторитетами.

Вероятно, в эти годы он познакомился с теорией Коперника. Астрономические проблемы тогда живо обсуждались, особенно в связи с только что проведённой календарной реформой.

Вскоре финансовое положение отца ухудшилось, и он оказался не в состоянии оплачивать далее обучение сына. Просьба освободить Галилея от платы (такое исключение делалось для самых способных студентов) была отклонена. Галилей вернулся во Флоренцию (1585), так и не получив учёной степени. К счастью, он успел обратить на себя внимание несколькими остроумными изобретениями (например, гидростатическими весами), благодаря чему познакомился с образованным и богатым любителем науки, маркизом Гвидобальдо дель Монте. Маркиз, в отличие от пизанских профессоров, сумел его правильно оценить. Уже тогда дель Монте говорил, что со времени Архимеда мир не видел такого гения, как Галилей]. Восхищённый необыкновенным талантом юноши, маркиз стал его другом и покровителем; он представил Галилея тосканскому герцогу Фердинанду I Медичи и ходатайствовал об оплачиваемой научной должности для него.

В 1589 году Галилей вернулся в Пизанский университет, теперь уже профессором математики. Там он начал проводить самостоятельные исследования по механике и математике. Правда, жалованье ему назначили минимальное: 60 скудо в год (профессор медицины получал 2000 скудо). В 1590 году Галилей написал трактат «О движении».

В 1591 году умер отец, и ответственность за семью перешла к Галилео. В первую очередь он должен был позаботиться о воспитании младшего брата и о приданом двух незамужних сестёр.

В 1592 году Галилей получил место в престижном и богатом Падуанском университете (Венецианская республика), где преподавал астрономию, механику и математику. По рекомендательному письму венецианского дожа университету можно судить о том, что научный авторитет Галилея уже в эти годы был чрезвычайно высок:

Сознавая всю важность математических знаний и их пользу для других главных наук, мы медлили назначением, не находя достойного кандидата. В настоящее время заявил желание занять это место синьор Галилей, бывший профессор в Пизе, пользующийся большой известностью и справедливо признаваемый за самого сведущего в математических науках. Поэтому мы с удовольствием предоставляем ему кафедру математики на четыре года со 180 флоринами жалованья в год.

Падуя, 1592—1610

Годы пребывания в Падуе — наиболее плодотворный период научной деятельности Галилея. Вскоре он стал самым знаменитым профессором в Падуе. Студенты толпами стремились на его лекции, венецианское правительство непрестанно поручало Галилею разработку разного рода технических устройств, с ним активно переписываются молодой Кеплер и другие научные авторитеты того времени.

В эти годы он написал трактат «Механика», который вызвал некоторый интерес и был переиздан во французском переводе. В ранних работах, а также в переписке, Галилей дал первый набросок новой общей теории падения тел и движения маятника.

Поводом к новому этапу в научных исследованиях Галилея послужило появление в 1604 году новой звезды, называемой сейчас сверхновой Кеплера. Это пробуждает всеобщий интерес к астрономии, и Галилей выступает с циклом частных лекций. Узнав об изобретении в Голландии зрительной трубы, Галилей в 1609 году конструирует собственноручно первый телескоп и направляет его в небо.

Увиденное Галилеем было настолько поразительно, что даже многие годы спустя находились люди, которые отказывались поверить в его открытия и утверждали, что это иллюзия или наваждение. Галилей открыл горы на Луне, Млечный путь распался на отдельные звёзды, но особенно поразили современников обнаруженные им 4 спутника Юпитера (1610) В честь четырёх сыновей своего покойного покровителя Фердинанда Медичи (умершего в 1609 году), Галилей назвал эти спутники «Медичийскими звёздами» (лат. Stellae Medicae)[16]. Сейчас они носят более подходящее название «галилеевых спутников».

части медицины», так как все привычные астрологические методы «окажутся до основания разрушенными».

В эти годы Галилей вступает в гражданский брак с венецианкой Мариной Гамба (итал. Marina Gamba). Он так и не обвенчался с Мариной, но стал отцом сына и двух дочерей. Сына он в память об отце назвал Винченцо, а дочерей, в честь своих сестёр — Вирджинией и Ливией. Позже, в 1619 году, Галилей официально узаконил сына; обе дочери закончили жизнь в монастыре.

Общеевропейская слава и нужда в деньгах толкнули Галилея на губительный, как позже оказалось, шаг: в 1610 году он покидает спокойную Венецию, где он был недоступен для инквизиции, и перебирается во Флоренцию. Герцог Козимо II Медичи, сын Фердинанда, обещал Галилею почётное и доходное место советника при тосканском дворе. Обещание он сдержал, что позволило Галилею решить проблему огромных долгов, накопившихся после выдачи замуж двух его сестёр.

Флоренция, 1610—1632

Обязанности Галилея при дворе герцога Козимо II были необременительны — обучение сыновей тосканского герцога и участие в некоторых делах как советника и представителя герцога. Формально он также зачислен профессором Пизанского университета, но освобождён от утомительной обязанности чтения лекций.

Галилей продолжает научные исследования и открывает фазы Венеры, пятна на Солнце, а затем и вращение Солнца вокруг оси. Свои достижения (а зачастую и свой приоритет) Галилей зачастую излагал в задиристо-полемическом стиле, чем нажил немало новых врагов (в частности, среди иезуитов).

Защита коперниканства

ост влияния Галилея, независимость его мышления и резкая оппозиционность по отношению к учению Аристотеля способствовали формированию агрессивного кружка его противников, состоящего из профессоров-перипатетиков и некоторых церковных деятелей. Особенно возмущали недоброжелателей Галилея его пропаганда гелиоцентрической системы мира, поскольку, по их мнению, вращение Земли противоречило текстам Псалмов (Псал.103:5), стиху из Экклезиаста (Екк.1:5), а также эпизоду из «Книги Иисуса Навина» (Нав.10:12), где говорится о неподвижности Земли и движении Солнца. Кроме того, подробное обоснование концепции неподвижности Земли и опровержение гипотез о её вращении содержалось в трактате Аристотеля «О небе» и в «Альмагесте» Птолемея.

В 1611 году Галилей, в ореоле своей славы, решил отправиться в Рим, надеясь убедить Папу, что коперниканство вполне совместимо с католицизмом. Он принят хорошо, избран шестым членом научной «Академии деи Линчеи», знакомится с Папой Павлом V, влиятельными кардиналами. Продемонстрировал им свой телескоп, пояснения давал осторожно и осмотрительно. Кардиналы создали целую комиссию для выяснения вопроса, не грешно ли смотреть на небо в трубу, но пришли к выводу, что это позволительно. Обнадёживало и то, что римские астрономы открыто обсуждали вопрос, движется ли Венера вокруг Земли или вокруг Солнца (смена фаз Венеры ясно говорила в пользу второго варианта).

Осмелев, Галилей в письме к своему ученику аббату Кастелли (1613) заявил, что Священное Писание относится только к спасению души и в научных вопросах не авторитетно: «ни одно изречение Писания не имеет такой принудительной силы, какую имеет любое явление природы». Более того, он опубликовал это письмо, чем вызвал появление доносов в инквизицию. В том же 1613 году Галилей выпустил книгу «Письма о солнечных пятнах», в которой открыто высказался в пользу системы Коперника. 25 февраля 1615 года римская инквизиция начала первое дело против Галилея по обвинению в ереси. Последней ошибкой Галилея стал призыв к Риму высказать окончательное отношение к коперниканству (1615).

Всё это вызвало реакцию, обратную ожидаемой. Встревоженная успехами Реформации, католическая церковь решила укрепить свою духовную монополию — в частности, запретив коперниканство. Позицию церкви проясняет письмо влиятельного кардинала Беллармино, направленное 12 апреля 1615 года теологу Паоло Антонио Фоскарини, защитнику коперниканства. Кардинал поясняет, что церковь не возражает против трактовки коперниканства как удобного математического приёма, но принятие его как реальности означало бы признание того, что прежнее, традиционное толкование библейского текста было ошибочным. А это, в свою очередь, пошатнёт авторитет церкви:

Во-первых, мне кажется, что Ваше священство и господин Галилео мудро поступают, довольствуясь тем, что говорят предположительно, а не абсолютно; я всегда полагал, что так говорил и Коперник. Потому что, если сказать, что предположение о движении Земли и неподвижности Солнца позволяет представить все явления лучше, чем принятие эксцентриков и эпициклов, то это будет сказано прекрасно и не влечет за собой никакой опасности. Для математика этого вполне достаточно. Но желать утверждать, что Солнце в действительности является центром мира и вращается только вокруг себя, не передвигаясь с востока на запад, что Земля стоит на третьем небе и с огромной быстротой вращается вокруг Солнца, — утверждать это очень опасно не только потому, что это значит возбудить всех философов и теологов-схоластов; это значило бы нанести вред святой вере, представляя положения Святого Писания ложными.    Во-вторых, как вы знаете, [Тридентский] собор запретил толковать Священное Писание вразрез с общим мнением святых отцов. А если ваше священство захочет прочесть не только святых отцов, но и новые комментарии на книгу «Исхода», Псалмы, Экклезиаст и книгу Иисуса, то вы найдете, что все сходятся в том, что нужно понимать буквально, что Солнце находится на небе и вращается вокруг Земли с большой быстротой, а Земля наиболее удалена от неба и стоит неподвижно в центре мира. Рассудите же сами, со всем своим благоразумием, может ли допустить церковь, чтобы писанию придавали смысл, противо­положный всему тому, что писали святые отцы и все греческие и латинские толкователи?

5 марта 1616 года Рим официально определяет гелиоцентризм как опасную ересь:

   Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию.    Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения.

Папа Павел V утвердил это решение. Книга Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления». Декрет конгрегации предписал:

…Чтобы никто отныне, какого бы он ни был звания и какое бы ни занимал положение, не смел печатать их или содействовать печатанию, хранить их у себя или читать, а всем, кто имеет или впредь будет иметь их, вменяется в обязанность немедленно по опубликовании настоящего декрета представить их местным властям или инквизиторам.

Всё это время (с декабря 1615 по март 1616 года) Галилей провёл в Риме, безуспешно пытаясь повернуть дело в иную сторону. Он смог добиться только заверений, что лично ему ничего не грозит, однако впредь всякая поддержка «коперниканской ереси» должна быть прекращена.

Церковный запрет гелиоцентризма, в истинности которого Галилей был убеждён, был неприемлем для учёного. Он вернулся во Флоренцию и стал размышлять, как, формально не нарушая запрета, продолжать защиту истины. В конце концов он решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы и выжидая благоприятного момента.

Создание новой механики

После рокового декрета 1616 года Галилей на несколько лет сменил направление борьбы — теперь он сосредотачивает усилия преимущественно на критике Аристотеля, чьи сочинения также составляли базу средневекового мировоззрения. В 1623 году выходит книга Галилея «Пробирных дел мастер» (итал. Il Saggiatore); это памфлет, направленный против иезуитов, в котором Галилей излагает свою ошибочную теорию комет (он полагал, что кометы — не космические тела, а оптические явления в атмосфере Земли). Позиция иезуитов (и Аристотеля) в данном случае была ближе к истине: кометы — внеземные объекты. Эта ошибка не помешала, однако, Галилею изложить и остроумно аргументировать свой научный метод, из которого выросло механистическое мировоззрение последующих веков.

В том же 1623 году новым Папой, под именем Урбан VIII, был избран Маттео Барберини, давний знакомый и друг Галилея. В апреле 1624 года Галилей поехал в Рим, надеясь добиться отмены эдикта 1616-го года. Он принят со всеми почестями, награждён подарками и лестными словами, однако в главном вопросе ничего не добился. Эдикт был отменён только два столетия спустя, в 1818 году. Урбан VIII особо похвалил книгу «Пробирных дел мастер» и запретил иезуитам продолжать полемику с Галилеем.

В 1624 году Галилей опубликовал «Письма к Инголи»; это ответ на анти-коперниканский трактат богослова Франческо Инголи. Галилей сразу оговаривает, что не собирается защищать коперниканство, а желает всего лишь показать, что у него имеются прочные научные основания. Этот приём он использовал позже и в своей главной книге, «Диалог о двух системах мира»; часть текста «Писем к Инголи» была просто перенесена в «Диалог». В своём рассмотрении Галилей приравнивает звёзды к Солнцу, указывает на колоссальное расстояние до них, говорит о бесконечности Вселенной. Он даже позволил себе опасную фразу: «Если какая-либо точка мира может быть названа его [мира] центром, то это центр обращений небесных тел; а в нём, как известно всякому, кто разбирается в этих вопросах, находится Солнце, а не Земля». Он заявил также, что планеты и Луна, подобно Земле, притягивают находящиеся на них тела.

Но главная научная ценность этого сочинения — закладка основ новой, неаристотелевской механики, развёрнутая 12 лет спустя в последнем сочинении Галилея, «Беседы и математические доказательства двух новых наук». Уже в «Письмах к Инголи» Галилей ясно формулирует принцип относительности для равномерного движения:

Результаты стрельбы будут всегда одинаковые, к какой бы стране света она ни была направлена… это произойдет потому, что так же должно получаться, будет ли Земля в движении или стоять неподвижно… Дайте движение кораблю, и притом с какой угодно скоростью; тогда (если только движение его будет равномерным, а не колеблющимся туда и сюда) вы не заметите ни малейшей разницы [в происходящем].

В современной терминологии, Галилей провозгласил однородность пространства (отсутствие центра мира) и равноправие инерциальных систем отсчёта. Следует отметить важный анти-аристотелевский момент: аргументация Галилея неявно предполагает, что результаты земных опытов можно переносить на небесные тела, то есть законы на Земле и на небе одни и те же.

В конце своей книги Галилей, с явной иронией, выражает надежду, что его сочинение поможет Инголи заменить его возражения против коперниканства на другие, более соответствующие науке.

В 1628 году великим герцогом Тосканы стал 18-летний Фердинанд II, воспитанник Галилея; его отец Козимо II умер семью годами раньше. Новый герцог сохранил тёплые отношения с учёным, гордился им и всячески помогал.

Ценную информацию о жизни Галилея содержит сохранившаяся переписка Галилея с его старшей дочерью Вирджинией, в монашестве принявшей имя Мария-Челеста. Она жила во францисканском монастыре в Арчетри, близ Флоренции. Монастырь, как положено у францисканцев, был бедный, отец часто посылал дочери продукты и цветы, взамен дочь готовила ему варенье, чинила одежду, копировала документы. Сохранились только письма от Марии-Челесты — письма от Галилея, скорее всего, монастырь уничтожил после процесса 1633 года. Вторая дочь, Ливия, жила в том же монастыре, но в это время была часто больна и в переписке участия не принимала.

В 1629 году Винченцо, сын Галилея, женился и поселился у отца. В следующем году у Галилея появился внук, названный в его честь. Вскоре, однако, встревоженный очередной эпидемией чумы, Винченцо с семьёй уезжают. Галилей обдумывает план переселиться в Арчетри, поближе к любимой дочери; этот замысел осуществился в сентябре 1631 года.

Конфликт с католической церковью

В марте 1630 года книга «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой», итог почти 30-летней работы, в основном завершена, и Галилей, решив, что момент для её выхода благоприятен, предоставляет тогдашнюю версию своему другу, папскому цензору Риккарди. Почти год он ждёт его решения, затем решает пойти на хитрость. Он добавляет к книге предисловие, где объявляет своей целью развенчание коперниканства и передаёт книгу тосканской цензуре, причём, по некоторым сведениям, в неполном и смягчённом виде. Получив положительный отзыв, он пересылает его в Рим. Летом 1631 года он получает долгожданное разрешение.

В начале 1632 года «Диалог» вышел в свет. Книга написана в форме диалога между тремя любителями науки: коперниканцем Сальвиати, нейтральным участником Сагредо и Симпличио, приверженцем Аристотеля и Птолемея. Хотя в книге нет авторских выводов, сила аргументов в пользу системы Коперника говорит сама за себя. Немаловажно также, что книга написана не на учёной латыни, а на «народном» итальянском языке.

Галилей надеялся, что Папа отнесётся к его уловке так же снисходительно, как ранее к аналогичным по идеям «Письмам к Инголи», однако просчитался. В довершение всего он сам безрассудно рассылает 30 экземпляров своей книги влиятельным духовным лицам в Риме. Как уже отмечалось выше, незадолго перед тем (1623) Галилей вступил в конфликт с иезуитами; защитников у него в Риме осталось мало, да и те, оценив опасность ситуации, предпочли не вмешиваться.

Большинство биографов сходится во мнении, что в простаке-Симпличио римский Папа узнал самого себя, свои аргументы, и пришёл в ярость. Историки отмечают такие характерные черты Урбана, как деспотизм, упрямство и невероятное самомнение. Сам Галилей позже считал, что инициатива процесса принадлежала иезуитам, которые представили Папе крайне тенденциозный донос о книге Галилея (см. ниже письмо Галилея к Диодати). Уже через несколько месяцев книга была запрещена и изъята из продажи, а Галилея вызвали в Рим (невзирая на эпидемию чумы) на суд Инквизиции по подозрению в ереси. После неудачных попыток добиться отсрочки по причине плохого здоровья и продолжающейся эпидемии чумы (Урбан на это пригрозил доставить его насильно в кандалах) Галилей подчинился, отбыл положенный чумной карантин и прибыл в Рим 13 февраля 1633 года. Никколини, представитель Тосканы в Риме, по указанию герцога Фердинанда II поселил Галилея в здании посольства. Следствие тянулось с 21 апреля по 21 июня 1633 года.

По окончании первого допроса обвиняемого взяли под арест. Галилей провёл в заключении всего 18 дней (с 12 по 30 апреля 1633 года) — эта необычная снисходительность, вероятно, была вызвана согласием Галилея покаяться, а также влиянием тосканского герцога, непрестанно хлопотавшего о смягчении участи своего старого учителя. Принимая во внимание его болезни и преклонный возраст, в качестве тюрьмы была использована одна из служебных комнат в здании инквизиционного трибунала.

Историки исследовали вопрос, применялась ли к Галилею пытка в период заключения. Документы процесса опубликованы Ватиканом не полностью, а то, что увидело свет, возможно, подверглось предварительному редактированию. Тем не менее в приговоре инквизиции были обнаружены следующие слова:

Заметив, что ты при ответах не совсем чистосердечно признаёшься в своих намерениях, мы сочли необходимым прибегнуть к строгому испытанию.

Оригинальный текст  (лат.)

После «испытания» Галилей в письме из тюрьмы (23 апреля) осторожно сообщает, что не встаёт с постели, так как его мучает «ужасная боль в бедре». Часть биографов Галилея предполагают, что пытка действительно имела место, другие же считают это предположение недоказанным, документально подтверждена лишь угроза пыткой, часто сопровождавшаяся имитацией самой пытки. В любом случае, если пытка и была, то в умеренных масштабах, так как уже 30 апреля учёного отпустили обратно в тосканское посольство.

Судя по сохранившимся документам и письмам, научные темы на процессе не обсуждались. Основными были два вопроса: сознательно ли Галилей нарушил эдикт 1616 года, и раскаивается ли он в содеянном. Три эксперта инквизиции дали заключение: книга нарушает запрет на пропаганду «пифагорейской» доктрины. В итоге учёный был поставлен перед выбором: либо он покается и отречётся от своих «заблуждений», либо его постигнет участь Джордано Бруно.

16 июня инквизиция провела пленарное заседание с участием Урбана VIII, где постановила:

Ознакомившись со всем ходом дела и выслушав показания, Его Святейшество определил допросить Галилея под угрозой пытки и, если устоит, то после предварительного отречения как сильно подозреваемого в ереси… приговорить к заключению по усмотрению Святой Конгрегации. Ему предписано не рассуждать более письменно или устно каким-либо образом о движении Земли и о неподвижности Солнца… под страхом наказания как неисправимого.

Последний допрос Галилея состоялся 21 июня. Галилей подтвердил, что согласен произнести требуемое от него отречение; на этот раз его не отпустили в посольство и снова взяли под арест.  22 июня был объявлен приговор: Галилей виновен в распространении книги с «ложным, еретическим, противным Св. Писанию учением» о движении Земли

  Вследствие рассмотрения твоей вины и сознания твоего в ней присуждаем и объявляем тебя, Галилей, за всё вышеизложенное и исповеданное тобою под сильным подозрением у сего Св. судилища в ереси, как одержимого ложною и противною Священному и Божественному Писанию мыслью, будто Солнце есть центр земной орбиты и не движется от востока к западу, Земля же подвижна и не есть центр Вселенной. Также признаем тебя ослушником церковной власти, запретившей тебе излагать, защищать и выдавать за вероятное учение, признанное ложным и противным Св. Писанию… Дабы столь тяжкий и вредоносный грех твой и ослушание не остались без всякой мзды и ты впоследствии не сделался бы еще дерзновеннее, а, напротив, послужил бы примером и предостережением для других, мы постановили книгу под заглавием «Диалог» Галилео Галилея запретить, а тебя самого заключить в тюрьму при Св. судилище на неопределённое время.

Галилей был осуждён к тюремному заключению на срок, который установит Папа. Его объявили не еретиком, а «сильно заподозренным в ереси»; такая формулировка также была тяжким обвинением, однако спасала от костра. После оглашения приговора Галилей на коленях произнёс предложенный ему текст отречения. Копии приговора по личному распоряжению Папы Урбана были разосланы во все университеты католической Европы.

Последние годы

Папа не стал долго держать Галилея в тюрьме. После вынесения приговора Галилея поселили на одной из вилл Медичи, откуда он был переведён во дворец своего друга, архиепископа Пикколомини в Сиене. Спустя пять месяцев Галилею было разрешено отправиться на родину, и он поселился в Арчетри, рядом с монастырём, где находились его дочери. Здесь он провёл остаток жизни под домашним арестом и под постоянным надзором инквизиции.

Режим содержания Галилея не отличался от тюремного, и ему постоянно угрожали переводом в тюрьму за малейшее нарушение режима. Галилею не дозволялось посещение городов, хотя тяжелобольной узник нуждался в постоянном врачебном наблюдении. В первые годы ему запрещено было принимать гостей под страхом перевода в тюрьму; впоследствии режим был несколько смягчён, и друзья смогли навещать Галилея — правда, не более чем по одному.

Инквизиция следила за пленником до конца его жизни; даже при кончине Галилея присутствовали два её представителя. Все его печатные работы подлежали особо тщательной цензуре. Отметим, что в протестантской Голландии издание «Диалога» продолжалось (первая публикация: 1635 год, в переводе на латинский).

В 1634 году умерла 33-летняя старшая дочь Вирджиния (в монашестве Мария-Челеста), любимица Галилея, которая преданно ухаживала за больным отцом и остро переживала его злоключения. Галилей пишет, что им владеют «безграничная печаль и меланхолия… постоянно слышу, как моя дорогая дочурка зовёт меня». Состояние здоровья Галилея ухудшилось, но он продолжает энергично работать в разрешённых для него областях науки.

Сохранилось письмо Галилея к его другу Элиа Диодати (1634), где он делится новостями о своих злоключениях, указывает на их виновников (иезуитов) и делится планами будущих исследований. Письмо было послано через доверенное лицо, и Галилей в нём вполне откровенен:

  В Риме я был приговорён Святой инквизицией к заточению по указанию Его Святейшества… местом заточения для меня стал этот маленький городок в одной миле от Флоренции, со строжайшим запрещением спускаться в город, встречаться и беседовать с друзьями и приглашать их…    Когда я вернулся из монастыря вместе с врачом, посетившим мою больную дочь перед её кончиной, причём врач сказал мне, что случай безнадёжный и что она не переживёт следующего дня (как оно и случилось), я застал дома викария-инквизитора. Он явился, чтобы приказать мне, по распоряжению Св. инквизиции в Риме…, что я не должен был обращаться с просьбой разрешить мне вернуться во Флоренцию, иначе меня посадят в настоящую тюрьму Св. инквизиции…    Это происшествие и другие, о которых писать было бы слишком долго, показывает, что ярость моих весьма могущественных преследователей постоянно возрастает. И они в конце концов пожелали раскрыть своё лицо: когда один из моих дорогих друзей в Риме, тому около двух месяцев, в разговоре с падре Христофором Гринбергом, иезуитом, математиком этой коллегии, коснулся моих дел, этот иезуит сказал моему другу буквально следующее: «Если бы Галилей сумел сохранить расположение отцов этой коллегии, он жил бы на свободе, пользуясь славой, не было бы у него никаких огорчений и он мог бы писать по своему усмотрению о чём угодно — даже о движении Земли» и т. д. Итак, Вы видите, что на меня ополчились не из-за того или иного моего мнения, а из-за того, что я в немилости у иезуитов.

В конце письма Галилей высмеивает невежд, которые «подвижность Земли объявляют ересью» и сообщает, что намерен анонимно опубликовать новый трактат в защиту своей позиции, но прежде хочет закончить давно задуманную книгу по механике]. Из этих двух планов он успел осуществить только второй — написал книгу по механике, подытожившую ранее сделанные им открытия в этой области (см. ниже).

Вскоре после смерти дочери Галилей полностью потерял зрение, но продолжал научные исследования, опираясь на верных учеников: Кастелли, Торричелли и Вивиани (автора первой биографии Галилея). В письме 30 января 1638 года Галилей заявляет[59]:

Я не прекращаю, даже в охватившей меня темноте, строить рассуждения по поводу то одного, то другого явления природы, и я не смог бы дать своему беспокойному уму отдыха, даже если бы пожелал того.

Последней книгой Галилея стали «Беседы и математические доказательства двух новых наук», где излагаются основы кинематики и сопротивления материалов. Фактически содержание книги представляет собой разгром аристотелевой динамики; взамен Галилей выдвигает свои принципы движения, проверенные на опыте. Бросая вызов инквизиции, Галилей вывел в новой книге тех же трёх персонажей, что и в запрещённом ранее «Диалоге о двух главнейших системах мира». В мае 1636 года учёный ведёт переговоры об издании своего труда в Голландии, а затем тайно переправляет туда рукопись. В доверительном письме другу, графу де Ноэлю (которому он посвятил эту книгу) Галилей пишет, что новый труд «снова ставит меня в ряды борцов». «Беседы…» вышли в свет в июле 1638 года, а в Арчетри книга попала почти через год — в июне 1639 года. Этот труд стал настольной книгой Гюйгенса и Ньютона, завершивших начатое Галилеем построение оснований механики.

Только один раз, незадолго до смерти (март 1638 года), инквизиция разрешила слепому и тяжело больному Галилею покинуть Арчетри и поселиться во Флоренции для лечения. При этом ему под страхом тюрьмы было запрещено выходить из дома и обсуждать «про́клятое мнение» о движении Земли. Однако спустя несколько месяцев, после появления нидерландского издания «Бесед…», разрешение было отменено, и учёному предписали вернуться в Арчетри. Галилей собирался продолжить «Беседы…», написав ещё две главы, но не успел выполнить задуманное.

алилео Галилей умер 8 января 1642 года, на 78-м году жизни, в своей постели. Папа Урбан запретил хоронить Галилея в семейном склепе базилики Санта-Кроче во Флоренции. Похоронили его в Арчетри без почестей, ставить памятник Папа тоже не позволил.

Младшая дочь, Ливия, умерла в монастыре. Позже единственный внук Галилея тоже постригся в монахи и сжёг хранившиеся у него бесценные рукописи учёного как богопротивные. Он был последним представителем рода Галилеев.

В 1737 году прах Галилея, как он и просил, был перенесён в базилику Санта Кроче, где 17 марта он был торжественно погребён рядом с Микеланджело. В 1758 году Папа Бенедикт XIV велел вычеркнуть работы, защищавшие гелиоцентризм, из «Индекса запрещённых книг»; впрочем, эта работа проводилась неспешно и завершилась только в 1835 году.

С 1979 по 1981 годы по инициативе Римского Папы Иоанна Павла II работала комиссия по реабилитации Галилея, и 31 октября 1992 года Папа Иоанн Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника.

Научные достижения

Галилей по праву считается основателем не только экспериментальной, но — в значительной мере — и теоретической физики. В своём научном методе он осознанно сочетал продуманный эксперимент с его рациональным осмыслением и обобщением, и лично дал впечатляющие примеры таких исследований. Иногда из-за недостатка научных данных Галилей ошибался (например, в вопросах о форме планетных орбит, природе комет или причинах приливов), но в подавляющем большинстве случаев его метод приводил к цели. Характерно, что Кеплер, располагавший более полными и точными данными, чем Галилей, сделал правильные выводы в тех случаях, когда Галилей ошибался.

Философия и научный метод

Хотя в древней Греции были замечательные инженеры (Архимед, Герон и другие), сама идея экспериментального метода познания, который должен дополнять и подтверждать дедуктивно-умозрительные построения, была чужда аристократическому духу античной физики. В Европе ещё в XIII веке Роберт Гроссетест и Роджер Бэкон призвали к созданию экспериментальной науки, которая на математическом языке сможет описать природные явления, однако до Галилея в реализации этой идеи не было существенного продвижения: научные методы мало отличались от теологических, и ответы на научные вопросы по-прежнему искали в книгах древних авторитетов[66]. Научная революция в физике начинается с Галилея[67].

В отношении философии природы Галилей был убеждённым рационалистом. Он считал, что законы природы постижимы для человеческого разума. В «Диалоге о двух системах мира» он писал:

Я утверждаю, что человеческий разум познаёт некоторые истины столь совершенно и с такой абсолютной достоверностью, какую имеет сама природа; таковы чистые математические науки, геометрия и арифметика; хотя Божественный разум знает в них бесконечно больше истин… но в тех немногих, которые постиг человеческий разум, я думаю, его познание по объективной достоверности равно Божественному, ибо оно приходит к пониманию их необходимости, а высшей степени достоверности не существует.

Разум у Галилея — сам себе судья; в случае конфликта с любым другим авторитетом, даже религиозным, он не должен уступать:

Мне кажется, что при обсуждении естественных проблем мы должны отправляться не от авторитета текстов Священного Писания, а от чувственных опытов и необходимых доказательств… Я полагаю, что всё касающееся действий природы, что доступно нашим глазам или может быть уяснено путём логических доказательств, не должно возбуждать сомнений, ни тем более подвергаться осуждению на основании текстов Священного Писания, может быть, даже превратно понятых[69]. Бог не менее открывается нам в явлениях природы, нежели в речениях Священного Писания… Было бы опасно приписывать Священному Писанию какое-либо суждение, хотя бы один раз оспоренное опытом[70].

Античные и средневековые философы предлагали для объяснения явлений природы разнообразные «метафизические сущности» (субстанции), которым приписывались надуманные свойства. Галилея такой подход не устраивал:

Поиск сущности я считаю занятием суетным и невозможным, а затраченные усилия — в равной мере тщетными как в случае с удалёнными небесными субстанциями, так и с ближайшими и элементарными; и мне кажется, что одинаково неведомы как субстанция Луны, так и Земли, как пятен на Солнце, так и обыкновенных облаков… [Но] если тщетно искать субстанцию солнечных пятен, это ещё не значит, что нами не могут быть исследованы некоторые их характеристики, например место, движение, форма, величина, непрозрачность, способность к изменениям, их образование и исчезновение.

Декарт отверг такую позицию (в его физике основное внимание уделялось именно нахождению «главных причин»), однако начиная с Ньютона галилеевский подход становится преобладающим.

Галилей считается одним из основателей механицизма. Этот научный подход рассматривает Вселенную как гигантский механизм, а сложные природные процессы — как комбинации простейших причин, главная из которых — механическое движение. Анализ механического движения лежит в основе работ Галилея. Он писал в «Пробирных дел мастере»:

Никогда я не стану от внешних тел требовать чего-либо иного, чем величина, фигура, количество, и более или менее быстрые движения для того, чтобы объяснить возникновение ощущений вкуса, запаха и звука; я думаю, что если бы мы устранили уши, языки, носы, то остались бы только фигуры, числа, движения, но не запахи, вкусы и звуки, которые, по моему мнению, вне живого существа являются не чем иным, как только пустыми именами.

Для проектирования эксперимента и для осмысления его результатов нужна некоторая предварительная теоретическая модель исследуемого явления, и основой её Галилей считал математику, выводы которой он рассматривал как самое достоверное знание: книга природы «написана на языке математики»; «Тот, кто хочет решать вопросы естественных наук без помощи математики, ставит неразрешимую задачу. Следует измерять то, что измеримо, и делать измеримым то, что таковым не является.»

Опыт Галилей рассматривал не как простое наблюдение, а как осмысленный и продуманный вопрос, заданный природе. Он допускал и мысленные эксперименты, если их результаты не вызывают сомнений. При этом он ясно представлял, что сам по себе опыт не даёт достоверного знания, и полученный от природы ответ должен подвергнуться анализу, результат которого может привести к переделке исходной модели или даже к замене её на другую. Таким образом, эффективный путь познания, по мнению Галилея, состоит в сочетании синтетического (в его терминологии, композитивный метод) и аналитического (резолютивный метод), чувственного и абстрактного[75]. Эта позиция, поддержанная Декартом, с этого момента утвердилась в науке. Тем самым наука получила свой метод, собственный критерий истины и светский характер.

Механика

Физика и механика в те годы изучались по сочинениям Аристотеля, которые содержали метафизические рассуждения о «первопричинах» природных процессов. В частности, Аристотель утверждал[76]:

• Скорость падения пропорциональна весу тела.
• Движение происходит, пока действует «побудительная причина» (сила), и в отсутствие силы прекращается.

Находясь в Падуанском университете, Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. В частности, он заметил, что ускорение свободного падения не зависит от веса тела, таким образом опровергнув первое утверждение Аристотеля.

В своей последней книге Галилей сформулировал правильные законы падения: скорость нарастает пропорционально времени, а путь — пропорционально квадрату времени[77]. В соответствии со своим научным методом он тут же привёл опытные данные, подтверждающие открытые им законы. Более того, Галилей рассмотрел (в 4-й день «Бесед») и обобщённую задачу: исследовать поведение падающего тела с ненулевой горизонтальной начальной скоростью. Он совершенно правильно предположил, что полёт такого тела будет представлять собой суперпозицию (наложение) двух «простых движений»: равномерного горизонтального движения по инерции и равноускоренного вертикального падения. Галилей доказал, что указанное, а также любое брошенное под углом к горизонту тело летит по параболе[77]. В истории науки это первая решённая задача динамики. В заключение исследования Галилей доказал, что максимальная дальность полёта брошенного тела достигается для угла броска 45° (ранее это предположение высказал Тарталья, который, однако, не смог его строго обосновать[78]). На основе своей модели Галилей (ещё в Венеции) составил первые артиллерийские таблицы[79].

Галилей опроверг и второй из приведённых законов Аристотеля, сформулировав первый закон механики (закон инерции): при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. То, что мы называем инерцией, Галилей поэтически назвал «неистребимо запечатлённое движение». Правда, он допускал свободное движение не только по прямой, но и по окружности (видимо, из астрономических соображений). Правильную формулировку закона позднее дали Декарт и Ньютон; тем не менее общепризнанно, что само понятие «движение по инерции» впервые введено Галилеем, и первый закон механики по справедливости носит его имя.

Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который также был позже назван в его честь. В «Диалоге о двух системах мира» Галилей сформулировал принцип относительности следующим образом[81]:

Для предметов, захваченных равномерным движением, это последнее как бы не существует и проявляет своё действие только на вещах, не принимающих в нём участия.

Эти открытия Галилея, кроме всего прочего, позволили ему опровергнуть многие доводы противников гелиоцентрической системы мира, утверждавших, что вращение Земли заметно сказалось бы на явлениях, происходящих на её поверхности. Например, по мнению геоцентристов, поверхность вращающейся Земли за время падения любого тела уходила бы из-под этого тела, смещаясь на десятки или даже сотни метров. Галилей уверенно предсказал: «Будут безрезультатны любые опыты, которые должны были бы указывать более против, чем за вращение Земли».

Галилей опубликовал исследование колебаний маятника и заявил, что период колебаний не зависит от их амплитуды (это приблизительно верно для малых амплитуд)[83]. Он также обнаружил, что периоды колебаний маятника соотносятся как квадратные корни из его длины. Результаты Галилея привлекли внимание Гюйгенса, который изобрёл часы с маятниковым регулятором (1657); с этого момента появилась возможность точных измерений в экспериментальной физике.

Многие рассуждения Галилея представляют собой наброски открытых много позднее физических законов. Например, в «Диалоге» он сообщает, что вертикальная скорость шара, катящегося по поверхности сложного рельефа, зависит только от его текущей высоты, и иллюстрирует этот факт несколькими мысленными экспериментами; сейчас мы бы сформулировали этот вывод как закон сохранения энергии в поле тяжести. Аналогично он объясняет (теоретически незатухающие) качания маятника.

В статике Галилей ввёл фундаментальное понятие момента силы (итал. momento).

Астрономия

В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром. Труба давала приблизительно трёхкратное увеличение[86]. Вскоре ему удалось построить телескоп, дающий увеличение в 32 раза. Отметим, что термин телескоп ввёл в науку именно Галилей (сам термин предложил ему Федерико Чези, основатель «Академии деи Линчеи»)[87]. Ряд телескопических открытий Галилея способствовали утверждению гелиоцентрической системы мира, которую Галилей активно пропагандировал, и опровержению взглядов геоцентристов Аристотеля и Птолемея.

Первые телескопические наблюдения небесных тел Галилей провёл 7 января 1610 года[1][88]. Эти наблюдения показали, что Луна, подобно Земле, имеет сложный рельеф — покрыта горами и кратерами. Известный с древних времен пепельный свет Луны Галилей объяснил как результат попадания на наш естественный спутник солнечного света, отражённого Землёй. Всё это опровергало учение Аристотеля о противоположности «земного» и «небесного»: Земля стала телом принципиально той же природы, что и небесные светила, а это, в свою очередь, служило косвенным доводом в пользу системы Коперника: если другие планеты движутся, то естественно предположить, что движется и Земля. Галилей обнаружил также либрацию Луны и довольно точно оценил высоту лунных гор.

У Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника. Тем самым Галилей опроверг один из доводов противников гелиоцентризма: Земля не может вращаться вокруг Солнца, поскольку вокруг неё самой вращается Луна. Ведь Юпитер заведомо должен был вращаться либо вокруг Земли (как в геоцентрической системе), либо вокруг Солнца (как в гелиоцентрической). Полтора года наблюдений позволили Галилею оценить период обращения этих спутников (1612), хотя приемлемая точность оценки была достигнута только в эпоху Ньютона. Галилей предложил использовать наблюдения затмений спутников Юпитера для решения важнейшей проблемы определения долготы на море[90]. Сам он не смог разработать реализацию подобного подхода, хотя работал над ней до конца жизни; первым успеха добился Кассини (1681), однако из-за трудностей наблюдений на море метод Галилея применялся в основном сухопутными экспедициями, а после изобретения морского хронометра (середина XVIII века) проблема была закрыта.

Галилей открыл также (независимо от Иоганна Фабрициуса и Хэрриота) солнечные пятна. Существование пятен и их постоянная изменчивость опровергали тезис Аристотеля о совершенстве небес (в отличие от «подлунного мира»)[31]. По результатам их наблюдений Галилей сделал вывод, что Солнце вращается вокруг своей оси, оценил период этого вращения и положение оси Солнца.

Галилей установил, что Венера меняет фазы. С одной стороны, это доказывало, что она светит отражённым светом Солнца (насчёт чего в астрономии предшествующего периода не было ясности). С другой стороны, порядок смены фаз соответствовал гелиоцентрической системе: в теории Птолемея Венера как «нижняя» планета была всегда ближе к Земле, чем Солнце, и «полновенерие» было невозможно.

Галилей отметил также странные «придатки» у Сатурна, но открытию кольца помешали слабость телескопа и поворот кольца, скрывший его от земного наблюдателя[91]. Полвека спустя кольцо Сатурна открыл и описал Гюйгенс, в распоряжении которого был 92-кратный телескоп.

Галилей показал, что при наблюдении в телескоп планеты видны как диски, видимые размеры которых в различных конфигурациях меняются в таком соотношении, какое следует из теории Коперника. Однако диаметр звёзд при наблюдениях с телескопом не увеличивается. Это опровергало оценки видимого и реального размера звезд, которые использовались некоторыми астрономами как аргумент против гелиоцентрической системы.

Млечный путь, который невооружённым глазом выглядит как сплошное сияние, распался на отдельные звёзды (что подтвердило догадку Демокрита), и стало видно громадное количество неизвестных ранее звёзд.

В «Диалоге о двух системах мира» Галилей подробно обосновал (устами персонажа Сальвиати), почему он предпочитает систему Коперника, а не Птолемея:

• Венера и Меркурий никогда не оказываются в противостоянии, то есть в стороне неба, противоположной Солнцу. Это означает, что они вращаются вокруг Солнца, и их орбита проходит между Солнцем и Землёй.

У Марса противостояния бывают. Кроме того, Галилей не выявил у Марса фаз, заметно отличных от полной освещённости видимого диска. Отсюда и из анализа изменений яркости при движении Марса Галилей сделал вывод, что эта планета тоже вращается вокруг Солнца, но в данном случае Земля находится внутри её орбиты. Аналогичные выводы он сделал для Юпитера и Сатурна.

Таким образом, осталось выбрать между двумя системами мира: Солнце (с планетами) вращается вокруг Земли или Земля вращается вокруг Солнца. Наблюдаемая картина движений планет в обоих случаях одна и та же, это гарантирует принцип относительности, сформулированный самим Галилеем. Поэтому для выбора нужны дополнительные доводы, в числе которых Галилей приводит бо́льшую простоту и естественность модели Коперника. Будучи пламенным сторонником Коперника, Галилей, однако, отверг систему Кеплера с эллиптическими орбитами планет.

Галилей разъяснил, отчего земная ось не поворачивается при обращении Земли вокруг Солнца; для объяснения этого явления Коперник ввёл специальное «третье движение» Земли. Галилей показал на опыте, что ось свободно движущегося волчка сохраняет своё направление сама собой («Письма к Инголи»):

Подобное явление очевидным образом обнаруживается у всякого тела, находящегося в свободно подвешенном состоянии, как я показывал многим; да и вы сами можете в этом убедиться, положив плавающий деревянный шар в сосуд с водою, который вы возьмете в руки, и затем, вытянув их, начнете вращаться вокруг самого себя; вы увидите, как этот шар будет поворачиваться вокруг себя в сторону, обратную вашему вращению; он закончит свой полный оборот в то же самое время, как вы закончите ваш.

Вместе с тем, Галилей сделал серьёзную ошибку, полагая, что явление приливов доказывает вращение Земли вокруг оси[73]. Впрочем, он приводит и другие серьёзные аргументы в пользу суточного вращения Земли:

• Трудно согласиться с тем, что вся Вселенная совершает суточный оборот вокруг Земли (особенно учитывая колоссальные расстояния до звёзд); более естественно объяснить наблюдаемую картину вращением одной Земли. Синхронное участие планет в суточном вращении нарушало бы также наблюдаемую закономерность, согласно которой, чем дальше планета от Солнца, тем медленнее она движется.
• Даже у огромного Солнца обнаружено осевое вращение.

Галилей описывает здесь же мысленный эксперимент, который мог бы доказать вращение Земли: пушечный снаряд или падающее тело за время падения немного отклоняются от вертикали; однако приведенный им расчёт показывает, что это отклонение ничтожно. Он сделал верное замечание, что вращение Земли должно влиять на динамику ветров. Все эти эффекты были обнаружены много позже.

Математика

К теории вероятностей относится его исследование об исходах при бросании игральных костей. В его «Рассуждении об игре в кости» («Considerazione sopra il giuoco dei dadi», время написания неизвестно, опубликовано в 1718 году) проведён довольно полный анализ этой задачи.

В «Беседах о двух новых науках» он сформулировал «парадокс Галилея»: натуральных чисел столько же, сколько их квадратов, хотя бо́льшая часть чисел не являются квадратам. Это подтолкнуло в дальнейшем к исследованию природы бесконечных множеств и их классификации; завершился процесс созданием теории множеств.

Другие достижения

Галилей изобрёл:

• Гидростатические весы для определения удельного веса твёрдых тел. Галилей описал их конструкцию в трактате «La bilancetta» (1586)
• Первый термометр, ещё без шкалы (1592)
• Пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле (1606)[101][102].
• Микроскоп, плохого качества (1612); с его помощью Галилей изучал насекомых.