Философия, физика и астрономия Галилео Галилея

Галилео Галилей (1564 – 1642). Галилео Галилей родился в Пизе в знатной, но обедневшей семье Винченцо Галилея. Галилео был старшим сыном в многодетной семье. Отец Галилео был высокообразованным человеком, профессиональным музыкантом, но на жизнь он зарабатывал, занимаясь торговым делом. Начальное образование Галилео Галилей получил от домашнего учителя, а затем в 1574 г., когда семья переехала из Пизы во Флоренцию, стал послушником монастыря. Отец меч­тал о медицинской карьере сына и настоял на том, чтобы Галилео ушёл из монастыря и поступил в Пизанский университет. В 1581 г. Галилей стал студентом Пизанского университета, но осо­бого интереса к медицине не проявил. Его больше интересовали математика, аст­рономия, механика, физика. Самостоятельно, вне университетской програм­мы, Галилей изучает труды Аристотеля, Евклида, Архимеда, Витрувия и дру­гих античных специалистов в названных областях. Еще студентом он стал раскрывать свои исследовательские дарования. На­блюдая за раскачиванием лампады в Пизанском соборе, Галилей открыл, что период ко­лебаний маятника не зависит от его массы и амплитуды колебаний. Правда, Галилей не знал, что арабам уже было известно это явление – изохронизм маятника. Как бы то ни было, это его личное открытие и эксперименты с маятником сыграли важную роль в его исследованиях законов падения тел. Кроме того, ещё в студенческие годы Галилей сделал свое первое замечательное изобретение – гидростатические весы, позволявшие с большой точностью определять удельный вес веществ. Проучившись в университете 6 лет, Галилей всё-таки курс обучения не завершил из-за недостатка средств.

Тем не менее, благодаря известности в среде математиков и физиков Галилей становится в 1859 г. профессором по кафедре математики в Пизанском университете. Легенда гласит, что двадцатипятилетний профессор проводил со студентами публичные опыты, бросая камни с Пизанской башни, чтобы опровергнуть учение Аристотеля о пропорциональности скорости падения весу тела. В 1591 г. умер отец , и на плечи Галилея легла забота о много­численной семье (шесть братьев и сестер). К этому добавились и другие неприятности. Великий герцог Тосканы лишил Галилея своего расположения после того, как Галилей дал отрицательное заклю­чение о проекте углубления гавани, сделанном одним из членов семейства герцога. Университетские власти также были им недо­вольны. Раздражение начальства вызывали полемический темперамент Галилея и его едкая на­смешливость (особенно недовольны былишуточной поэмой Галилея, в которой высмеивался обычай университетских профессоров носить тогу). Галилей вынужден был искать себе новую должность и новое место жительства.

В 1592 г. он становится профессором университета в Падуе, городе Венецианской республике. Галилей женится на Марине Гамба, с которой он прожил 10 лет, расставшись с ней из-за её желания выйти замуж за другого. От брака у Галилея остались две дочери и сын. В Падуе начинается самый плодотворный период его творческой деятельности. К падуанскому периоду творчества Галилея относятся изобретение термо­скопа, исследование магнитов, открытие законов движения, глубокие ас­трономические исследования.

Успехи Галилея и его слава дали ему возможность получить должность первого математика Пизанского университета. Эта должность позволяла освободиться от преподавательской работы, принять предложение герцога Тосканского переехать в 1609 г. из Падуи в Арчетри близ Флоренции и со­средоточиться на научной работе. Флорентийский период жизни Галилея продолжался 22 года. Здесь, в Ар­четри, он продолжил свои астрономические наблюдения и физические иссле­дования. В своей работе «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и о тех, которые в ней движутся» (1612), Галилей опровергает суждение перипатети­ков о зависимости способности тел плавать или тонуть от их формы.

В Арчетри Галилей готовит к опубликованию свой, ставший основным, труд – «Диалог о двух главнейших системах мира – Птолемеевой и Коперниковой». Книга вышла в свет в 1632 г. во Флоренции. Она напи­сана живым итальянским языком в форме бесед трех патрициев. Здесь остроумно обсуждаются важней­шие физические и астрономические проблемы.

Несмотря на то, что издание «Диалогов» было санкционировано церко­вью, а сама книга посвящена Папе, уже через 6 месяцев после выхода кни­ги в свет Галилею решением инквизиции было предписано явиться в Рим. Начался знаменитый суд над Галилеем, результатом которого стало пись­менное заявление ученого, в котором он признавал, что многие места его книги неудачны и могут укрепить ложное мнение. Но действовавший тогда (с 1616 г.) запрет церкви на пропаганду идей Коперника, не позволил Галилею покончить с обвинением церкви так просто. На допросах Галилей от­рицал, что разделяет учение Коперника. Существует легенда, что после одного из допросов суда инквизиции, на котором он отрёкся от приверженности учению Коперника, Галилей, выйдя из зала суда, произнес фразу, ставшую знаменитой: «А все-таки она (т.е. Земля) вертится!» Однако под угрозой запрета заниматься исследовательской деятельностью, сожжения ещё не вышедших трудов и применения пыток Галилей пошёл на публичное раскаяние во взглядах, осуждаемых церковью. Публичное покаяние было произ­несено Галилеем 22 июня 1633г. в церкви Святой Марии в Риме. После этого он был помещен под домашний арест в своём доме в Арчетри.

Последние годы жизни Галилей провел в уединении и посвятил их труду над вопросами динамики и статики. С 1637г. он вновь был окружён учениками, сре­ди которых был и знаменитый в будущем физик Торричелли. В 1638 г. выходит из печати сочинение Галилео Галилея «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки». Под двумя новыми науками Галилей подразумевал динами­ку и сопротивление материалов. «Беседы» естественным образом продолжают «Диалог», но новая книга более строга в научном отношении.

Галилей умер в возрасте 78 лет, окруженный друзьями, и двумя, надзиравшими над ним, представителями инквизиции.

Образ настоящей физической теории, предполагаемый Галилеем и его методология. И в физике, и в астрономии, имея в виду традицию многовековой критики и особенно тотальную критику физики Аристотеля, соответствующую духу современной Галилею эпохи, Галилей не просто ограничивается критикой, и не просто положительно разрабатывает некоторые отдельные постулаты аристотелевской физики, но, по сути, стремится создать новую цельную систему физики, в которую как раздел входила бы и астрономия – разумеется, гелиоцентрическая астрономия. Он не сумел, конечно, полностью реализовать этот грандиозный замысел, но установка была именно такой. И Галилей далеко продвинулся по намеченному пути. Цельность таким вот образом замысленной физики при том состоянии специального знания, которое застал Галилей, не могла быть осуществлена иначе, чем сведением физики к механике – теории движения тел в пространстве и времени, ибо именно и только механика могла в то время стать теорией, охватывающей и физику Земли и физику неба – астрономию в качестве «небесной механики». Поэтому Галилей решительно отказался от включения в предмет исследований создаваемой им новой физики кроме механических движений всех других, предполагаемых Аристотелем, изменений, Конечно, мы знаем, что в последующие времена физика разрослась далеко за пределы механики (да, конечно, и не все физические исследования самого Галилея укладывались в предмет механики). Но, очевидно, именно это первоначальное ограничение предметной области физики, осознаваемое или не осознаваемое Галилеем в качестве такового, и позволило затем физике уже в качестве науки развиться в целый комплекс физических наук.

Для физического творчества Галилея характерно то, что он, думается, первым после Архимеда, которому он следовал как своему предшественнику в физике, начал, хотя, может быть он это ясно и не осознавал, но, как бы там ни было, – начал на деле разрывать непосредственные связи и непосредственную зависимость от натурфилософии (или шире – от метафизики). Это не значит, что он пытался вообще обойтись в своей физике без метафизических предпосылок. Совершенно очевидна в этом плане его зависимость или ориентация на Платона и неоплатонизм, из схоластов – на Оккама, Буридана, Орема, а из философов современной ему эпохи – на Николая Кузанского и Джордано Бруно. Ведь без метафизических предпосылок нельзя обойтись, строя цельную физическую систему или, как сейчас говорят, – физическую картину мира. Хотя, чрезмерно увлёкшись, что извинительно для энтузиаста создания нового, научного типа знания, Галилей порой и может даже заявить, что философия излишня или даже только мешает решению физических вопросов. Например, в его «Диалоге» можно найти при обсуждении вопроса о феномене ускорения движения такое заявление, отражающее позицию автора: «Мне думается, что сейчас неподходящее время для занятий вопросом о причинах ускорения в естественном движении, по поводу которого различными философами было высказано столько различ­ных мнений; одни приписывали его приближению к центру, другие –постепенному частичному уменьшению сопротивляющейся среды, тре­тьи –некоторому воздействию окружающей среды, которая смыкается позади падающего тела и оказывает на него давление, как бы постоянно его подталкивая; все эти предположения и еще многие другие следова­ло бы рассмотреть, что, однако, принесло бы мало пользы. Сейчас для нашего Автора будет достаточно, если мы рассмотрим, как он исследует и излагает свойства ускоренного движения (какова бы ни была причина ускорения) <…>».

Но при всем том, что Галилей, конечно, не обходится без метафизики, он, однако, никакие метафизические предпосылки не берёт готовыми из философской традиции, а главное – он так модифицирует те или иные существующие метафизические идеи, чтобы они наилучшим образом соответствовали той физике, образ которой сложился у него в ходе его физических исследований. И этот образ у него – образ уже собственно научной теории. Правда, Галилей не формулирует то, что представляется ему настоящей физической теорией, но то, как он это понимает, достаточно хорошо видно из методологии, применяемой им в его физических исследованиях.

При рассмотрении того, как, по Галилею, должна строиться теория можно, пожалуй, выделить четыре последовательно осуществляющиеся познавательные процедуры (см. об этом: Льоцци М. История физики. Пер. с итал. М., 1970. С. 80 – 81). Первая фаза – восприятие явления, чувственный опыт, как говорил Галилей, привлекающий наше внимание к изучению определенной частной группы явлений, но еще не даю­щий законов природы. В сборе и отборе данных чувственного опыта центральную роль играет эксперимент. После сбора чувственных данных, т.е., как стали говорить позже, – после формирования эмпирического базиса. Галилей переходит, как он говорил, к аксиоме, т. е., согласно современной терминологии, к (рабочей) гипотезе. В этом центральный момент открытия, возникающий из внимательного критического рассмотрения чув­ственного опыта путем творческого процесса, сходного, как считает современный историк физики Марио Льоцци, с интуицией худож­ника. А точнее говоря – это, конечно же, по преимуществу, – математическая интуиция. Далее следует третья фаза, которую Галилей называл математи­ческим развитием, т. е. дедуктивный вывод следствий из принятой (рабочей) гипотезы. Но почему математические следствия должны соответ­ствовать данным ощущений? «Потому что, – считает Галилей, –наши рассуждения должны быть о чувственном мире, а не о бумажном мире». Заключительная, четвертая процедура – опытная проверка как решающий критерий истинности всего пути исследования. В опытной проверке, как и в первоначальном сборе чувственных данных у Галилея опять ключевую роль играет экспери­мент. Чувственный опыт, рабочая гипотеза, математическая разработка и опытная проверка –таковы познавательные процедуры и четыре последовательные фазы исследования явления природы, которое начинается с опыта и к нему же возвращается. Это теоретическое движение не может совершаться без обращения к математике.

Правда, здесь не отмечена фаза индуктивных обобщений опытных данных, предполагаемая структурой собственно научной теории. Но это только потому, что Галилей её просто не акцентирует и потому, что фактически процедура индуктивных обобщений у него реализуется заодно с процедурой эксперимента. Это оказывается возможным, благодаря тому, что он развил процедуру эксперимента соответствующим образом. В отличие от того, что эксперимент представлял собой прежде, когда он был близок к простому наблюдению и предполагал, главным образом, пусть хотя бы и методически тщательно организованное, создание искусственных условий для воспроизведения природных явлений, эксперимент Галилеем организовывался так, чтобы тщательно очистить явление от всех возмущающих, искажающих его внешних воздействий, пытаясь тем самым в наиболее чистом виде выявить собственные основные признаки явления, даже взятого в единичном экземпляре, что и равнозначно индуктивному обобщению.

Философы и историки науки отмечают ещё, что Галилею наука обязана развитием также и так называемого мысленного эксперимента (сам данный термин получил распространение гораздо позже, чем жил Галилей). Речь идёт о такой познавательной процедуре, когда те или иные условия, в которых существует изучаемое явление, устраняются или создаются не путем манипуляций с телесными вещами, а мысленно, в представлении. Мысленный эксперимент, по сути, широко использовался и до Галилея, например, его часто использовал Аристотель. Но обычно, как и у того же Аристотеля, эта процедура была направлена на опровержение тех или иных теоретических тезисов, у Галилея же она направлена, прежде всего, на утверждение теоретических представлений. Нужно подчеркнуть, что природа мысленного эксперимента, по крайней мере – у Галилея, совсем иная, чем природа эксперимента как такового. Если эксперимент как таковой направлен на формирование эмпирической базы и заодно, как это обычно бывает у Галилея, выполняет функцию индуктивного обобщения, то так называемый мысленный эксперимент направлен на установление закона связи, изучаемых явлений, т.е. на формулирование гипотезы (по Галилею – «аксиомы») о законе. Притом осуществляется это обнаружение и формулирование, если позволено так сказать, в особой форме. Как справедливо отмечает А.В. Ахутин, раскрывая способ решения исследовательской проблемы Галилеем посредством мысленного эксперимента, «для Галилея суть вопроса сводилась главным образом к созданию, конструированию, изобретению геометро-кинетической схемы механического события. Сама теоретическая работа развёртывалась как открытие и наглядное обнаружение теоретических определений в процессе мысленного экспериментирования с этим идеально сконструированным объектом» (Ахутин А.В. История принципов физического эксперимента. М., 1976. С. 227 – 228). Итак, теоретические определения, иначе сказать, гипотезы Галилей предпочитает «изобретать» в виде «геометро-кинетических схем» «механических событий», а шире и точнее надо бы сказать – математическо-механические схем связей явлений, т.е. законов, хотя, действительно, исходна у него при построении таких схем геометрия, а не арифметика и алгебра. Следовательно, мысленный эксперимент у Галилея функционально есть способ перехода от уровня индуктивных обобщений эмпирии, осуществляемых им обычно заодно с экспериментом как таковым, к уровню собственно теоретическому, зачинающемуся в гипотезе. Осуществляется же этот переход в форме математическо-механических мысленных конструкций, т.е. этот переход опосредствуется именно математической интуицией, и далее гипотеза в теорию – в обоснованный закон – развивается опять-таки математически, чтобы в завершение найти подтверждение в эмпирии.

Эксперимент как таковой в том его виде, который ему придаётся Галилеем, и мысленный эксперимент, как его осуществляет Галилей, перетекая как бы один в другой, сближают, сокращают дистанцию между эмпирией и теорией. Галилей стремится усмотреть и усматривает почти прямо и непосредственно теоретико-математические схемы в самой чувственно данной реальности. Он это и утверждает, объявляя, что книга природы «написана на языке математики, ее буквами служат треугольники, окруж­ности и другие геометрические фигуры, без помощи которых человеку невоз­можно понять её речь; без них –напрасное блуждание в тёмном лабиринте».

Именно образ того, какой должна быть истинно физическая теория, его методология, по существу, уже собственно научная методология, но выражаемая, конечно, в особом, индивидуально-авторском ключе, и предопределяет то, какой метафизический образ универсума он строит из того, так сказать, материала, который ему предоставляет философия в лице предпочитаемых им философов и в виде определенных философских идей, руководствуясь тем, что избранные и скорректированные им метафизические предпосылки будут способствовать решению его специальных исследовательских задач наилучшим образом.

Метафизические предпосылки физики (механики) Галилея. Для Галилея как физика-механика особенно важна философская категория пространства. Строя новую физику Галилей, конечно, отвергает в первую очередь, как и большинство натурфилософов и физиков эллинистически-римского периода, поздней схоластики и эпохи Возрождения, пытающихся пересмотреть или ревизовать аристотелевское представление о пространстве как совокупности мест, поскольку это центральное представление физики Аристотеля возвращает к учению о естественных местах, различению естественных и насильственных движений и т.п., ставшему уже с очевидностью несостоятельным. Казалось бы, методология его физико-механического теоретизирования, в котором предполагается, что «книгу природы» следует изучать посредством математики, поскольку она, так сказать, написана на языке математики буквами геометрии, должна склонить его к принятию представления о пространстве как чисто идеальном геометрическом трёхмерном континууме, к чему приходили, как мы знаем, многие из тех, кто отвергал физику Аристотеля. Но именно потому, что его метод предполагает нацеленность на максимально возможное сближение идеально-математических структур с чувственно данной телесной реальностью, он, будучи честным и требовательным к точности знания исследователем, не может не замечать, что сколь бы не уменьшалась дистанция между двумя реальностями их отождествление не правомерно или, по крайней мере, проблематично. В «Диалоге» тема эта обсуждается с разных сторон. И приходится всё-таки, так или иначе, признавать, что идеальный геометрический объект не тождествен геометрическим формам тел, которые всегда не столь правильны, как идеальные геометрические формы. Но ведь Галилею как физику требуется узнать истину о движениях именно тел по телесным же поверхностям, а не движения идеальных геометрических форм. «Потому что, – замечает он однажды,– наши рассуждения должны быть о чувственном мире, а не о бумажном мире». Поэтому пространство для Галилея это не идеальный геометрический континуум, а континуум телесный, материальный. Пространство тождественно не идеальным формам, а материи.

Это телесное, материальное пространство, и хотя оно не тождественно геометрическим формам, но ведь близко к ним, а, значит, – изотропно (однородно), а значит, и неделимо (разрывы нарушали бы изотропность), имея одинаковые физические свойства во всех направлениях, как у Джордано Бруно, до бесконечности, как у Николая Кузанского и того же Бруно. В целом этот галилеевский метафизический образ пространства, как мы можем догадаться, из всех известных ко времени Галилея больше всего схож с теоретическим образом материи у Джордано Бруно. Но Галилей и понимание материи такое, как у Бруно, не принимает в качестве вполне удовлетворяющего его физико-теоретической и методологической установке. У Бруно качеством неделимости обладает лишь бестелесная материя, а телесная материя делима. Материя-пространство Галилея исключительно телесна (зачем ему как физику-механику вообще нужна некая бестелесная материя?) и именно в качестве телесной материя-пространство обладает качеством неделимости. По Бруно, телесная материя, имеющая атомное строение, обладает свойством плотности потому, что пустота – второе мировое начало античного демокритовского атомизма – сплошь заполнена телами, составленными возникающими из атомов элементов земли, воды, воздуха и огня, а промежутки между телами заполнены также возникшим из атомов всепроникающим веществом эфира. Но поскольку материя состоит, в конечном счете, из отдельных частиц, постольку телесная материя делима. И потому-то, кстати, эта, легко поддающаяся трансформациям материя, как представляется Бруно вслед за Николаем Кузанским, оказывается под воздействием пантеистически толкуемых энергий пространством переходов абсолютных максимумов и минимумов геометрических и иных параметров этой материи. Переходов –безмерно свободных, и тем самым – совершенно неопределённых, что не могло не претить Галилею, который в телесном пространстве был намерен устанавливать законы, И действительно устанавливал законы движения тел. А законы являются строгой мерой определённости изменений вообще и механических движений –в частности. Галилей в принципе не отрицает, что материя имеет структуру, в основе которой лежат атомы и порождаемые их соединениями тела и вещества. Формально он принимает ту структуру вещества, которая была предположена Бруно, но он капитально переосмысливает её по существу. Дело в том, что он не может проигнорировать факты, относящиеся к различиям плотностей тел и веществ. Эти факты делают правомерным предположение, что пустота существует не только, так сказать, под сплошной эфирной «прокладкой», не пропускающей пустоту в состав материи. Но пустота существует и в самих – не эфирных – веществах и телах, образуя в них своего рода «поры», чем и объясняются различия их плотностей. Но в целом плотность в материи, как это естественно предположить механику Галилею, преобладает над рыхлостью и в этом смысле материя неделима.

Но почему плотность преобладает над рыхлостью? Объясняя это, Галилей радикально переосмысливает атомистическое учение. Античные атомисты: пустоты, поры в телах рассматривали как причину их разрушаемости, почему и надо было Демокриту предполо­жить, что неразделимость атома обусловлена отсутствием в нём пустоты, которая разделяла бы его на части. У Галилея же, напротив, пустота вы­ступает как сила сцепления. Галилей в этом пункте берёт на вооружение известное положение Аристотеля, но не атомистов; это положение о том, что природа «боится пустоты». Этим положением Аристотель объясняет ряд физических явлений, в том числе движение жидкости в сообща­ющихся сосудах и т. п. И Галилей их принимает тоже, когда, например, утверждает: «Если мы возьмем цилиндр воды и обнаружим в нём сопротивление его частиц разделению, то оно не может происходить от иной причины, кроме стремления не допустить образования пустоты». Но то, что Галилей не пренебрегает данным положением Аристотеля, не означает его непоследовательности в отвержении физики Аристотеля в целом. Он и это положение переосмысливает в духе собственной теории. У Аристотеля тезис «природа не терпит пустоты» является аргументом для устранения пустоты вообще из природы. Галилей признаёт существование пустоты в природе в виде мельчайших пустот в материи –веществах и телах. Но пустоты, согласно Галилею и в отличие от атомистов и Джордано Бруно, являются не причиной разделяемости материи, а причиной, напротив, сцепления веществ и тел. Напрашивающийся вопрос, как можно объяснить огромную силу сопротивления некоторых матери­алов разрыву или деформации с помощью ссылок на «мельчайшие пус­тоты», которые, являясь «мельчайшими», должны бы давать, вроде бы, только ничтожный эффект сцепления, он разрешает следующим образом. Галилей указывает на то, что «хотя эти пустоты имеют ничтожную величину и, следовательно, сопротивление каждой из них легко превозмогаемо, но неисчислимость их количества неисчислимо увеличивает сопротивляемость...». Но и атомы, по Галилею, в таком случае логично предполагаются имеющими ничтожно малую величину, а их количество в каждом конечном объеме, соответственно, предполагается неисчислимым. Известный специалист в области философских проблем науки П.П. Гайденко так резюмирует этот ход мысли Галилея: «Неисчислимость коли­чества ничтожно малых пустот (и атомов – В. М.) – это, в сущности, бесконечное множество бесконечно малых, можно сказать, пустот (и атомов – В. М.), а можно сказать, сил сопро­тивления (разрыву – В. М.). Потом окажется, что этот метод суммирования бесконечно большого числа бесконечно малых –неважно чего: моментов времени, частей пространства, моментов движения и т.д. – является универсаль­ным и необычайно плодотворным инструментом мышления». (Гайденко Пиама. История новоевропейской философии в ее связи с наукой. Учебное пособие для вузов. М., 2000. С. 67). Включив, таким образом, актуальную бесконечность в конечные части актуально бесконечного материального пространства, Галилей, воспринимая идею Николая Кузанского о бесконечности мира и взаимных переходах абсолютных максимумов и минимумов геометрических параметров материи, развитую Джордано Бруно, вместе с тем умеряет ту неопределённость, которую эти мыслители вносили в представления о материи, допуская абсолютную свободу упомянутых переходов. Бесконечное у Галилео Галилея становится внутренним планом измеримого конечного, позволяя истолковывать и определенным образом преодолевать те сложности, с которыми сопряжены количественные измерения параметров движения и установление законов движения, претендующих на универсальность, в конечных эмпирически доступных исследователю пространствах материи.

Построив соответствующий его методологии и его образу физико-механической теории, какой она должна быть, чтобы обеспечивать познание истины о законах движения, метафизический образ пространства – пространства материального, изотропного, неделимого в смысле преобладания плотности и связности над рыхлостью и бессвязностью; пространства, заключающего в конечном своем фрагменте бесконечное число бесконечно малых пустот и атомов, – Галилей создал метафизические предпосылки для разработки теории движения в эмпирически данном физическом пространстве и вместе с тем усовершенствовал математические средства познания и обоснования законов механики. Подобно тому, как он усмотрел в физическом конечном фрагменте пространства бесконечно большое число бесконечно малых материальных элементов, так в конечных геометрических фигурах и конечных числах он увидел суммы бесконечно больших количеств бесконечно малых величин. Правда, он не сумел математически формализовать эти математические представления. Такого рода представления, когда позже их удалось формализовать в виде правил дифференциально-интегрального исчисления, стали кардинально новым мощным средством научного познания. Но и в неформализованном, а лишь дедуктивно-логическом своем выражении идея конечных фигур и чисел как бесконечно больших количеств бесконечно малых величин сыграла незаменимую роль в математическом аппарате его физико-механических открытий. Кстати, можно утверждать, учитывая вышеизложенное, что математика у Галилея является фактически исключительно инструментом познания, но не выражением онтологических сущностей, тем более – не платоновских идеальных сущностей, потому что если Галилей и ставил проблему онтологичности математических объектов, то никак не в отношении к миру идеального, а именно в отношении к материальному пространству. Однако решил-то он эту проблему в том смысле, что между материей-пространством и объектами математики существует неизбежный зазор. Но при этом не удивительно, что Галилей ощущает свою связь с платоновской традицией, поскольку она во многом положила начало математизации естествознания.

То, как метафизически было обосновано Галилеем его видение эмпирического пространства физико-механических движений, пусть и не позволяло отождествлять это эмпирическое пространство с идеальными геометрическими формами, числами и алгебраическими формулами, но зато давало основание полагать, что это эмпирическое пространство обладает свойствами, позволяющими, по крайней мере, в эксперименте – путем кропотливого подбора материалов нужной плотности, калибровки и шлифовки поверхностей плоских, круглых и иных по форме тел, шлифовки линз оптических приборов, тщательной настройки маятников и часовых механизмов и т.д., и т.п., придавать этому пространству все более близкую к идеальной форму; форму всё больше и больше приближающуюся к отображающим ее идеальным формам как средствам познавательной деятельности.

Это придает Галилео Галилею уверенность в том, что, несмотря на неизбежное сохранение зазора между эмпирической реальностью и её отражением, человеческое познание природы способно всё глубже постигать, пусть и не все истины, поскольку они бесчисленны, но, во всяком случае некоторые истины о природе, хотя бы они и были замыслом самого Бога. Он говорит об этом так: «<…> 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, ибо объемлет их все, но в тех немногих, которые постиг человеческий разум <...> его познание по объективной досто­верности равно божественному, ибо оно приходит к пони­манию их необходимости, а высшей степени достоверности не существует». Как видно, Галилей, преобразовав метафизику необходимым для его теоретической деятельности образом, от религиозно-богословской сферы предмет физических исследований просто отделяет, придерживаясь, вероятно, того соображения, что, дескать, почему бы Богу было не создать природу такой, чтобы истину о ней мог познавать и человек. Мы знаем, что инквизиция не сочла позицию Галилея совместимой с верой в Бога. Но у нас нет оснований сомневаться в искренности Галилея, уверявшего обвинителей в том, что он истинно верующий человек. Тем не менее, ясно, что это не помешало Галилею отделить область физических знаний и истин от сферы истин религиозных.

В общем же, методология Галилея, выстроенные им метафизические предпосылки физики, усовершенствованные математические средства познания дали ему возможность постичь ряд фундаментальных физико-механических законов, а также совершить многие более частные открытия и изобретения.

Физико-механические открытия Галилея. Первым открытием Галилея в механике было открытие закона равенства скоростей падающих тел независимо от их веса. В рамках аристотелевской физики с её учением о естественных местах сила стремления падающего тела к естественному месту – к Земле не могла быть отождествлена ни с чем иным кроме веса или, как говорили, – тяжести тела. Отвергнув теорию естественных мест и приняв идею изотропности и бесконечности материального пространства, Галилей не мог согласиться и с отождествлением тяжести с силой, приводящей тело к падению, а, значит, не мог ставить скорость падения в зависимость от тяжести. Уверенность в том, что эксперимент обеспечивает надёжные условия для выявления истинного закона, и дала Галилею возможность открыть указанный закон. Верность методу экспериментального исследования, устраняющего эмпирические обстоятельства искажения истинного закона движения, привела его к выводу, что ошибочное увязывание скорости падения с тяжестью тела возникает из-за действия сил сопротивления среды движению падающего тела. Галилей приходит к выводу, что «если бы совершенно устранить сопротивление среды, то все тела падали бы с одинаковой скоростью». Надо сказать, что в этом предположении имплицитно уже содержалась возможность совершённого позже открытия принципа инерции. Нам не известны подробности того, как Галилей экспериментировал, стремясь насколько возможно устранить сопротивление среды и уравнять её сопротивление для тел разной тяжести, прежде, чем он сам убедился в достоверности открытого закона. Но известно, что он публично демонстрировал в присутствие коллег и студентов университета, что тела разных весов, которые он ронял с Пизанской башни, достигали земли одновременно, т.е. падали с одинаковой скоростью.

Закон равенства скоростей падающих тел Галилей конкретизировал в форму закона падения, гласящего, что свободно падающие тела движутся равноускоренно или, как еще говорят, с естественным ускорением. Размышляя о движении падения тел, Галилей признавался, что он не может догадаться, какова природа силы, вызывающей движение падения и его ускорение. Позже решить эту проблему удалось Ньютону, раскрывшему природу этой силы как силы притяжения Земли. Но, и не зная причины силы вызывающей падение тел с ускорением, Галилей открыл данный закон, экспериментально и теоретически установив зависимости параметров движения свободно падающих тел. Тщательно подготовленные эксперименты заключались в опытах с наклонными плоскостями. В «Беседах» он описывает, как тщательно он подготовил оборудование для этих экспериментов: «Вдоль узкой ли­нейки или, лучше сказать, деревянной доски длиною около две­надцати локтей, шириною пол-локтя и толщиною около трех дюй­мов был прорезан канал шириною немного больше одного дюйма. Канал этот был прорезан совершенно прямым и, чтобы сделать его достаточно гладким и скользким, оклеен внутри возможно ровным и полированным пергаментом; по этому каналу мы за­ставляли падать гладкий шарик из твердейшей бронзы совер­шенно правильной формы». Понятно, что говоря о «совершенно» прямом канале и правильной форме шарика, он нечаянно преувеличивает, ибо, как мы отметили, он хорошо понимает, что «совершенной», т.е. идеальной, правильности геометрии эмпирического пространства достичь нельзя, но можно приближаться к этому, как он нам и показывает в других моментах того же цитированного нами текста, сообщая о том, что сделал канал для шара достаточно гладким и скользким, а оклеил его возможно ровным и полированным пергаментом. Как бы то ни было, в эксперименте Галилей измерял время скатывания шарика из различных положений его в канале-желобке, определяя соотношения времени, пути и скорости падения. Эксперименты использовались для построения, а затем проверки теории.

Теоретическое решение проблемы соотношения параметров равноускоренного падения заходило в тупик, пока Галилей вслед за многими физиками считал, что скорость падающего тела пропорциональна проходимому пути. Упорно занимаясь проблемой, он однажды понял, что надо исходить из того, что скорость пропорциональна не пути, а времени. В результате он определил, что при падении тела, движущегося равноускоренно, проходимый путь пропорционален квадрату затраченного времени.