Галилей и его роль в возникновении современной науки

Основы нового типа мировоззрения, новой науки были заложены Галилеем. Он начал создавать ее как математическое и опытное естествознание. Исходной посылкой было выдвижение Галилеем аргумента, что для формулирования четких суждений относительно природы ученым надлежит учитывать только объективные - поддающиеся точному измерению -свойства (размер, форма, количество, вес, движение), тогда как свойства, просто доступные восприятию (цвет, звук, вкус, осязание), следует оставить без внимания как субъективные и эфемерные. Лишь с помощью количественного анализа наука может получить правильные знания о мире. А чтобы глубже проникнуть в математические законы и постичь истинный характер природы, Галилей усовершенствовал и изобрел множество технических приборов - линзу, телескоп, микроскоп, магнит, воздушный термометр, барометр и др. Использование этих приборов придавало эмпиризму новое, неведомое грекам измерение. Прежние дедуктивные схоластические размышления о вселенной должны были уступить место ничем не скованному экспериментальному ее исследованию с целью постижения действующих в ней безличных математических законов.

Очень важно, что свою систематическую ориентацию на опыт Галилей сочетал со стремлением к его математическому осмыслению. Эксперимент для него - планомерно проводимый опыт, посредством которого исследователь как бы задает природе интересующие его вопросы. Ответы, которые он хочет получить, возможны не на путях умозрительно-силлогистических рассуждений, но должны быть итогом дедуктивно-математического осмысления результатов исследования. Галилей ставил такое осмысление столь высоко, что считал возможным полностью заменить традиционную логику, как бесполезное орудие мышления, математикой, которая только и способна научить человека искусству доказательства.

Эта важнейшая сторона методологии Галилея вылилась у него в идею систематического применения двух взаимосвязанных методов - аналитического и синтетического (он называл их резолютивным и композитивным). При помощи аналитического метода исследуемое явление расчленяется на более простые составляющие его элементы. Затем вступает другое методологическое действие в виде того или иного предположения, гипотезы, с помощью которых достигается объяснение интересующих ученого фактов или явлений природы в их большей или меньшей сложности. Эта задача решается проверкой правильности принятой гипотезы, которая не должна находиться в противоречии с фактами, выявленными при анализе опыта. Такого рода проверка осуществляется при помощи синтетического метода. Иначе говоря, Галилей нашел подлинно научную точку соприкосновения опытно-индуктивного и абстрактно-дедуктивного способов исследования природы, дающую возможность связать научное мышление, невозможное без абстрагирования и идеализации, с конкретным восприятием явлений и процессов природы.

Ориентация на математику приводила Галилея к более радикальному развитию аналитической традиции. Он вновь возвращается, хотя и на более высоком уровне, к идеям Пифагора и Платона о числовых архетипах бытия. Действительным языком книги природы он считает язык геометрических фигур.

Математический аналитический метод Галилея приводил к механистическому истолкованию бытия. Можно считать, что великий ученый полностью порвал с сугубо качественным истолкованием природы, присущим как схоластике, так и натурфилософии с ее органицизмом. Натурфилософское познание, основанное на аналогии между организмом и природой (микро- и макрокосмосом), уступило место опытно-аналитическому выявлению конкретных причин бытия. Органистическое истолкование бытия заменялось причинно-детерминистическим, основывавшимся на первых успехах математики и механики.

Особое значение для нас имеют открытия Галилея в области механики, так как с помощью совершенно новых категорий и новой методологии он взялся разрушить догматические построения господствовавшей аристотелевской схоластической физики, основывавшейся на поверхностных наблюдениях и умозрительных выкладках, переполненной телеологическими представлениями о движении вещей в соответствии с их «природой» и целью, о естественных и насильственных движениях, о природной тяжести и легкости тел, о совершенстве кругового движения по сравнению с прямолинейным и т.д. Именно на основе критики аристотелевской физики Галилей создал свою программу строительства естествознания.

Стержень физических представлений Аристотеля составляет учение о движении, которое невозможно понять без обращения к проблеме пространства. Пространство, по Аристотелю, - это место, граница объемлющего с объемлемым. Тело, снаружи которого имеется объемлющее его тело, находится в определенном месте. Так, в соответствии с учением об элементах, земля находится в воде, вода - в воздухе, воздух - в эфире, эфир - ни в чем. Так как пространство обусловлено качественной границей между объектом и окружающей его средой, оно неоднородно. Движение также определяется качественной природой его носителя. Так, огонь естественно, по природе движется вверх, а вниз - против природы - насильственно. В силу этого правила, тяжелые тела всегда движутся к центру, а легкие - на периферию.

Галилей опроверг перипатетическое (аристотелевское) учение о естественных и насильственных движениях. Он показал, что если средой движения является не воздух, а вода, то некоторые тяжелые тела (скажем, бревно) становятся легкими, так как движутся вверх. Следовательно, движения тел вверх и вниз зависят от их удельного веса по отношению к среде, а не от их предназначения.

Аристотель считал, что тяжелое тело должно падать с большей скоростью, чем легкое, по причине своего стихийного влечения к центру земли как к своему естественному местонахождению: чем тяжелее тело, тем сильнее это влечение. Используя математический подход в своих физических опытах, Галилей вначале опроверг эту аксиому, а затем сформулировал закон постоянного ускорения для движения падающих тел -движения, совершенно не зависящего от веса или состава данных тел.

Также он проанализировал метательное движение и пришел к идее инерции, пока еще не сформулированной точно, но сыгравшей в дальнейшем развитии естествознания огромную роль. В отличие от Аристотеля, полагавшего, будто все тела стремятся достичь места, отведенного им природой, и будто всякое иное движение прекращается, если отсутствует некий постоянно возобновляемый внешний импульс, Галилей считал, что движущееся тело стремится пребывать в постоянном движении, если только какая-нибудь внешняя причина не остановит его или не отклонит от направления его движения. Так было опровергнуто одно из главных возражений последователей Аристотеля против теории планетарной Земли:

они утверждали, что предметы, находящиеся на поверхности Земли, в случае ее движения неизбежно оказались бы сброшены с нее и что любой метательный снаряд, запускаемый вверх под прямым углом, обязательно приземлялся бы на некотором расстоянии от исходной точки броска. Поскольку не наблюдалось ни того ни другого, они заключали, что Земля должна быть неподвижной. Но, вооружившись понятием инерции, Галилей доказывал, что пребывающая в движении Земля автоматически передает свое собственное движение всем находящимся на ней предметам или же метательным снарядам и, следовательно, общее инерционное движение остается незаметным наблюдателю, также находящемуся на Земле.

Во времена Галилея более или менее разработанным разделом физики была статика - наука о равновесии тел под действием приложенных к нему сил. Основателем ее был Архимед, которого Галилей считал своим учителем. Сам Галилей разработал динамику - науку о движении тел под действием приложенных сил. Он сформулировал первые законы свободного падения тел, дал строгую формулировку понятий скорости и ускорения, осознал решающее значение свойства движения тел, в будущем названного инерцией. Очень ценна была высказанная им идея относительности движения.

Философское и методологическое значение законов механики, открытых Галилеем, было огромным, ибо впервые в истории человеческой мысли было сформулировано само понятие физического закона в современном значении.

Законы механики Галилея вместе с его астрономическими открытиями подводили ту физическую базу под теорию Коперника, которой сам ее творец еще не располагал. Из гипотезы гелиоцентрическая доктрина теперь начинала превращаться в теорию.

На протяжении своей жизни, отданной науке, Галилей преуспел во многом: действенно поддержал коперниковскую теорию, постулировал полную подчиненность природы законам математики, ввел идею о силе как действующем механическом факторе, изложил основы современной механики и экспериментальной физики, обосновал рабочие принципы современного научного метода. Поэтому не случайно именно эта фигура отмечает рождение подлинно научного естествознания. Галилей начал научную революцию, приведшую к созданию современной науки.

Но оставался еще нерешенным вопрос о соотношении земных и небесных движений, объяснение движения самой Земли.

Гелиоцентрическая гипотеза Коперника пока так же мало соответствовала реальному движению планет, как и Птолемеевская схема. Поисками ответов на эти и некоторые другие вопросы характеризуется дальнейший ход научной революции, окончательно сломавшей старое мировоззрение и создавшей классическую науку.