Галилео Галилей (, ) е италиански физик, астроном, астролог и философ, считан заедно с Френсис Бейкън за основоположник на съвременния научен метод. Сред неговите постижения са подобрения на телескопа, свързани с тях астрономически наблюдения, и публичната защита на хелиоцентричната система. Той е определян като „баща на съвременната наблюдателна астрономия“, „баща на съвременната физика“, „баща на науката“ и „баща на съвременната наука“.
Работата на Галилей се смята за рязко скъсване с традициите, доминиращи в Европа и ислямския свят от времето на Аристотел. Освен това неговият конфликт с Римокатолическата църква е сочен като един от първите значими примери на конфликта между религиозния авторитет и свободата на мисълта в Западния свят.
Кратка хронология 15 февруари 1564 – Галилео Галилей е роден в Пиза, Тоскана. 1581 – 1585 – Учи в Университета в Пиза. 1585 – 1589 – Дава уроци по математика в Сиена и Флоренция, Тоскана. 1589 – 1592 – Преподава в Пизанския университет. 1592 – 1610 – Преподава в Университета в Падуа, Венецианска република. 1610 – Публикува първите си наблюдения с телескоп в Sidereus Nuncius. 1610 – 1632 – Заема почетна служба в двора на херцога на Тоскана във Флоренция. 1613 – Публикува наблюденията си върху слънчевите петна. 1616 – Инквизицията му забранява да защитава и преподава теорията на Коперник. 1632 – Публикуван е „Диалог за двете главни световни системи“. 1632 – Осъден е на затвор от съда на Инквизицията. 1632 – 1633 – Живее под домашен арест в Сиена. 1633 – 1642 – Живее под домашен арест в Арчетри край Флоренция. 1634 – Умира дъщеря му – сестра Мария Челесте. 1638 – Публикувана е „Две нови науки“. 8 януари 1642 – Галилео Галилей умира в Арчетри, Тоскана.
Биография Галилео Галилей е роден в Пиза, Тоскана на 15 февруари 1564 година. Той е първото от седемте деца на Винченцо Галилей и Джулия Аманати, дребни благородници. Винченцо е музикант, композитор и музикален теоретик, автор на „Диалог за съвременната музика“ (1581).
Галилео е обучаван от родителите си до десетгодишна възраст. Когато през 1574 семейството се премества във Флоренция, с образованието му се заема живеещ наблизо свещеник. Впоследствие постъпва в манастира „Санта Мария де Валомброза“, където получава религиозно образование. Религиозната му кариера е прекъсната през 1579 година – баща му го връща във Флоренция, позовавайки се на заболяване на очите на сина си.
През 1581 година Галилей постъпва в Пизанския университет, където първоначално учи медицина и философия, а след това математика. Въпреки че е принуден да напусне по финансови причини, през 1589 със съдействието на маркиз Гуидобалдо дел Монте му е предложена работа като преподавател по математика в университета. Малко по-късно се премества в Падуанския университет, където преподава геометрия, механика и астрономия до 1610 година. През този период той се занимава и с научна дейност и прави някои от важните си открития.
Въпреки че е вярващ католик, Галилей става баща на три извънбрачни деца от Марина Гамба: Виргиния (1600 – 1634), приема името Мария Челесте при влизането си в манастира Сан Матео в Арчетри, Флоренция; Ливия (1601 – ?) също е монахиня в Сан Матео под името Арканджела; Винченцо (1606 – ?), по-късно е официално признат от баща си, съпруг е на Сестилия Бокинери.
През 1610 година Галилей получава почетна длъжност в двора на Козимо Медичи, велик херцог на Тоскана и негов бивш студент. През 1612 година пътува до Рим, където се включва в Академия деи Линчеи и наблюдава слънчевите петна. По същото време се засилва противопоставянето на теориите на Николай Коперник, които той подкрепя. През 1614 година проповедникът Томазо Качини публично осъжда възгледите на Галилей за движението на Земята, обявявайки ги за опасни и близки до ерес. Галилей отива в Рим, за да се защити срещу тези обвинения, но през 1616 година кардинал Роберто Белармино лично му връчва забрана да защитава или преподава коперниканска астрономия, защото тя противоречи на приетото тълкуване на Светото писание.
През 1622 година Галилео Галилей пише книгата Saggiatore, одобрена от цензурата и публикувана през 1623 година. През 1624 година той разработва първия известен микроскоп. През 1630 година се завръща в Рим, за да получи разрешение за издаването на Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo („Диалог за двете главни световни системи“), публикувана във Флоренция през 1632 година. Въпреки това през октомври същата година той е извикан да се яви пред Инквизицията в Рим. Съдът издава осъдителна присъда и принуждава Галилей да се отрече от книгата си. Той е изпратен в Сиена, а през декември 1633 година му е разрешено да се премести във вилата си в Арчетри. През 1634 година умира любимата му дъщеря – сестра Мария Челесте. През 1638 година, почти напълно ослепял, той публикува в Лайден последната си книга Due nuove scienze („Две нови науки“).
Галилео Галилей умира в Арчетри, Флоренция, на 8 януари 1642 година в присъствието на своя ученик Винченцо Вивиани.
Приноси Научни методи Основният принос на Галилео Галилей към Научната революция е използването на количествени експерименти и математическата интерпретация на резултатите от тях. По негово време тези методи са нови в Европа. Уилям Гилбърт, непосредствен предшественик на Галилей, започва да използва експерименти, но без количествения подход към тях. В същото време бащата на Галилео Галией – Винченцо Галилей, прави експерименти, при които открива вероятно първото нелинейно отношение във физиката – връзката между опъна и честотата на звука в напрегната струна. Тези наблюдения са в духа на известната на майсторите на инструменти питагорейска традиция, според която целочислените отношения дефинират хармонични гами.
Галилео Галилей, свидетел на наблюденията на баща си, има възможност да ги обобщи на съвсем друго ниво. Той първи ясно заявява, че природните закони са математически и, както сам твърди, „езикът на Бог е математиката“. Това е рязко скъсване с дотогавашните традиции в науката, основани на постулатите на Аристотел и поставящи логиката в основата на научните изследвания.
Галилей показва забележително разбиране за връзките между математика, теоретична физика и експериментална физика. Така например: Разбира математическата парабола както като конично сечение, така и като квадратична зависимост. Твърди, че параболата е теоретично идеалната балистична крива при липса на триене или други препятствия. Той дори поставя ограничения за валидността на тази теория, като казва, че тя е уместна за траектории в мащаба на лаборатория или бойно поле. Изхождайки от чисто теоретични съображения, смята, че хипотезата може би не е вярна при мащаби, съпоставими с размера на планетата. Осъзнава, че експерименталните данни никога няма да съвпаднат точно с някаква теоретична или математическа форма поради неточността на измерванията, непренебрежимостта на триенето и т.н.
Галилей допринася и за отхвърлянето на сляпото приемане на авторитети (като Църквата) или други мислители (като Аристотел) в областта на науката и за разграничаването на науката от философията и религията.
През XX век някои изследователи, най-вече френският историк на науката Александър Койре, поставят под съмнение валидността на експериментите на Галилей. Например опитите за определяне на ускорението на падащи тела, описани в „Две нови науки“, изискват прецизно измерване на времето, което би трябвало да е невъзможно с техниката от началото на XVII век. Според Койре Галилей стига до закономерността дедуктивно и използва експериментите само за демонстрация. Според други изследвания, опитващи се да възпроизведат опитите на Галилей, те са напълно валидни и описваната от него точност е постижима.
Астрономия
Галилео Галилей публикува първите си астрономически наблюдения с телескоп през март 1610 година в краткия трактат Sidereus Nuncius. На 7 януари същата година той открива три от четирите големи спътника на Юпитер – Йо, Европа и Калисто. Четири нощи по-късно открива и четвъртия – Ганимед. Той забелязва, че спътниците се появяват и изчезват периодично, което обяснява с тяхното движение около Юпитер, заключавайки, че те се движат в орбита около планетата. Той прави допълнителни наблюдения на спътниците през 1620 година. По-късно астрономите променят първоначалното наименование на спътниците, дадено от Галилей, „Медичиеви звезди“ (от името на неговите покровители – фамилията Медичи) на „Галилееви спътници“. Наблюдението, че около една планета се въртят по-малки планети, поставя под въпрос геоцентричната система, според която всички астрономически обекти се движат около Земята.
Галилей открива и цикличния характер на вида на Венера, наподобяващ лунните фази. Според хелиоцентричната система, предложена от Коперник, би трябвало да се наблюдават всички фази, тъй като движението на Венера около Слънцето би обръщало към Земята нейната осветена страна, когато тя е от отсрещната страна на Слънцето, и нейната тъмна страна, когато тя е между Земята и Слънцето. Според геоцентричния модел пълна фаза не би трябвало да се наблюдава, тъй като Венера винаги остава между Слънцето и Земята. Наблюденията на Галилей подкрепят, макар и да не доказват еднозначно, хелиоцентричната система.
Галилео Галилей е един от първите европейци, наблюдавали слънчевите петна, макар че има свидетелства, че китайски астрономи са правили това много по-рано. Той също така предлага нова интерпретация на наблюдение на слънчево петно от времето на Карл Велики, обяснявано погрешно с преминаване на Меркурий пред Слънцето. Спорът за това, кой първи е открил слънчевите петна, предизвиква продължителна и остра вражда между Галилей и Христоф Шайнер. Днес преобладава мнението, че откритието е направено първо от Давид Фабрициус и неговия син Йоханес.
Галилей е и първият, публикувал сведения за планини и кратери по повърхността на Луната, основавайки се на очертанията от светлина и сянка по нея. На базата на тези наблюдения той дори прави оценки за височината на планините. Това го довежда до заключението, че Луната е „груба и неравна, точно като повърхността на самата Земя“, а не идеалната сфера от теориите на Аристотел.
Наблюденията на Галилей показват също, че Млечният път, смятан преди това за мъглявина, представлява множество звезди, струпани толкова гъсто, че приличат на облаци, гледани от Земята. Той открива и множество други звезди, твърде отдалечени, за да бъдат наблюдавани с просто око. През 1612 година Галилей наблюдава Нептун, но не разбира, че това е планета, и не му обръща особено внимание.
Физика Теоретичните и експериментални изследвания на Галилей върху движението на телата заедно с работите на Йоханес Кеплер и Рене Декарт поставят основите на класическата механика, развита малко по-късно от Исак Нютон. Галилей е сред първите европейски учени, извършващи обстойни експерименти и стремящи се към математическо изразяване на природните закони.
Един от най-известните разкази за Галилей описва как той пуска топки с различна маса от Наклонената кула в Пиза, за да демонстрира, че времето, за което падат, не зависи от масата им. Макар че тази история се появява в негова биография, писана от ученика му Винченцо Вивиани, днес тя обикновено се смята за измислена. Всъщност Галилей прави опити с топки, търкалящи се по наклонена равнина, с което демонстрира същото явление – ускорението не зависи от масата. Макар този факт да противоречи на широко приетата по онова време теория на Аристотел, Галилей не е първият, достигнал до този извод. Независимостта на ускорението при падане и масата е описана още от Йоан Филопон през 6 век, а същото твърди и Джанбатиста Бенедети, съвременник на бащата на Галилей.