Диалог о двух главных мировых системах

Фронтиспис и титульный лист «Диалога » , 1632 г.

« Диалог о двух главных мировых системах» ( Dialogo sopra i Due Massimi sistemi del mondo ) — на итальянском языке книга Галилео Галилея сравнивается 1632 года, в которой система Коперника с традиционной системой Птолемея . На латынь оно было переведено как Systema cosmicum. ( Космическая система ) в 1635 году Матиаса Бернеггера . Книга была посвящена покровителю Галилея Фердинанду II Медичи, великому герцогу Тосканы , который получил первый печатный экземпляр 22 февраля 1632 года.

В системе Коперника Земля и другие планеты вращаются вокруг Солнца, а в системе Птолемея все во Вселенной вращается вокруг Земли. « Диалог» был опубликован во Флоренции по официальной лицензии инквизиции . В 1633 году Галилей был признан «яростно подозреваемым в ереси » на основании книги, которая затем была помещена в « Индекс запрещенных книг» , из которого она не была удалена до 1835 года (после того, как обсуждавшиеся в ней теории были разрешены к печати в 1633 году). 1822). В результате действия, о котором тогда не было объявлено, публикация всего, что он написал или когда-либо мог написать, была также запрещена в католических странах.

Обзор

Во время написания книги Галилей называл ее своим «Диалогом о приливах и отливах» , а когда рукопись поступила на одобрение инквизиции, название было «Диалог о приливах и отливах моря» . Ему было приказано удалить все упоминания о приливах из названия и изменить предисловие, поскольку одобрение такого названия выглядело бы как одобрение его теории приливов и приливов, использующей в качестве доказательства движение Земли. В результате формальный заголовок на титульном листе — «Диалог» , за которым следует имя Галилея, научные должности и длинный подзаголовок. Название, под которым сейчас известна эта работа, было извлечено типографом из описания на титульном листе, когда в 1744 году было дано разрешение на ее перепечатку с одобренным предисловием католического богослова. Это необходимо иметь в виду, обсуждая мотивы написания Галилеем книги. Хотя формально книга представлена ​​как рассмотрение обеих систем (как это и должно быть для того, чтобы вообще быть опубликованной), нет никаких сомнений в том, что сторона Коперника берет верх над аргументами.

Структура

Книга представлена ​​как серия дискуссий, продолжавшихся четыре дня, между двумя философами и непрофессионалом:

• Сальвиати отстаивает позицию Коперника и прямо излагает некоторые взгляды Галилея, называя его «академиком» в честь членства Галилея в Академии деи Линчеи . Он назван в честь друга Галилея Филиппо Сальвиати (1582–1614).
• Сагредо — интеллигентный мирянин, изначально нейтральный. Он назван в честь друга Галилея Джованни Франческо Сагредо (1571–1620).
• Симпличио, преданный последователь Птолемея и Аристотеля , представляет традиционные взгляды и аргументы против позиции Коперника. Предположительно, он назван в честь Симплиция Киликийского , комментатора Аристотеля в шестом веке, но предполагалось, что это имя было двусмысленным, поскольку по-итальянски «простой» (как в «простодушный») означает «простой». Симпличио создан по образцу двух современных консервативных философов: Лодовико делле Колумбе (1565–1616?), оппонента Галилея, и Чезаре Кремонини (1550–1631), коллеги из Падуи, который отказался смотреть в телескоп. Коломб был лидером группы флорентийских противников Галилея, которую некоторые друзья последнего называли «голубиной лигой».

Содержание

Дискуссия не ограничивается узко астрономическими темами, но охватывает большую часть современной науки. Частично это сделано для того, чтобы показать, что Галилей считал хорошей наукой, например обсуждение Уильяма Гилберта работы по магнетизму. Другие части важны для дебатов, поскольку они отвечают на ошибочные аргументы против движения Земли.

Классическим аргументом против движения Земли является отсутствие ощущения скорости земной поверхности, хотя она движется за счет вращения Земли со скоростью около 1700 км/ч на экваторе. В этой категории есть мысленный эксперимент , в котором человек находится под палубой корабля и не может определить, пришвартован ли корабль или плавно движется по воде: он наблюдает, как вода капает из бутылки, плавает рыба в резервуаре, летают бабочки. , и так далее; и их поведение одинаково, независимо от того, движется корабль или нет. Это классическое изложение инерциальной системы отсчета , опровергающее возражение, что если бы мы двигались со скоростью сотни километров в час по мере вращения Земли, все, что мы уронили, быстро отстало бы и отнесло бы на запад.

Большую часть аргументов Галилея можно разделить на три класса:

• Опровержение возражений, выдвинутых традиционными философами; например, мысленный эксперимент на корабле.
• Наблюдения, несовместимые с моделью Птолемея: фазы Венеры например, , которые просто не могли произойти, или кажущиеся движения солнечных пятен , которые можно было объяснить только в системе Птолемея или Тихона как результат невероятно сложной прецессии Солнца. Ось вращения Солнца.
• Аргументы, показывающие, что элегантная единая теория Небес, которой придерживались философы и которая, как считалось, доказывала неподвижность Земли, была неверной; например, горы Луны , спутники Юпитера и само существование солнечных пятен, ни одно из которых не было частью старой астрономии.

В целом эти аргументы хорошо сохранились с точки зрения знаний следующих четырех столетий. Насколько убедительными они должны были быть для беспристрастного читателя в 1632 году, остается спорным вопросом.

Галилей попытался использовать четвертый класс аргументов:

• Прямой физический аргумент в пользу движения Земли посредством объяснения приливов и отливов.

Как объяснение причин приливов и отливов или доказательство движения Земли это провал. Фундаментальный аргумент внутренне противоречив и фактически приводит к выводу, что приливов не существует. Но Галилей любил этот аргумент и посвятил ему «четвертый день» дискуссии. Степень его неудачи – как и почти все, что связано с Галилеем – является предметом споров. С одной стороны, в последнее время в печати все это охарактеризовали как «чудачество». С другой стороны, Эйнштейн использовал совсем другое описание:

Стремление Галилея получить механическое доказательство движения Земли привело его к формулированию неверной теории приливов и отливов. Увлекательные рассуждения последнего разговора вряд ли были бы приняты Галилеем в качестве доказательства, если бы его темперамент не взял над ним верх. [курсив добавлен]

Упущения

Копия Dialogo , флорентийского издания, находится в коллекции редких книг Тома Слика в Юго-западном научно-исследовательском институте в Техасе .

В «Диалоге» не рассматривается система Тихона , которая на момент публикации стала предпочитаемой системой многих астрономов и которая в конечном итоге оказалась неверной. Система Тихона — это неподвижная система Земли, но не система Птолемея; это гибридная система моделей Коперника и Птолемея. Меркурий и Венера вращаются вокруг Солнца (как в системе Коперника) по небольшим кругам, а Солнце, в свою очередь, вращается вокруг неподвижной Земли; Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца по гораздо большим кругам, а это значит, что они также вращаются вокруг Земли. Тихоновская система математически эквивалентна системе Коперника, за исключением того, что система Коперника предсказывает звездный параллакс , а система Тихон не предсказывает его. Звездный параллакс нельзя было измерить до 19 века, и поэтому в то время не было ни достоверного опровержения системы Тихона на эмпирических основаниях, ни каких-либо решающих наблюдательных свидетельств в пользу системы Коперника.

Галилей никогда не воспринимал систему Тихо всерьез, как видно из его переписки, считая ее неадекватным и физически неудовлетворительным компромиссом. Причину отсутствия системы Тихо (несмотря на многочисленные ссылки на Тихо и его работы в книге) можно искать в теории приливов и отливов Галилея, которая послужила первоначальным названием и организующим принципом «Диалога » . Хотя системы Коперника и Тихона эквивалентны геометрически, они совершенно различны динамически. Приливная теория Галилея подразумевала фактическое физическое движение Земли; то есть, если бы это было правдой, это предоставило бы такое же доказательство, которое, по-видимому, предоставил маятник Фуко два столетия спустя. Без ссылки на приливную теорию Галилея не было бы никакой разницы между системами Коперника и Тихона.

Галилей также не обсуждает возможность существования некруглых орбит, хотя Иоганн Кеплер прислал ему копию своей книги 1609 года «Новая астрономия» , в которой он предлагает эллиптические орбиты, правильно рассчитывая орбиты Марса. В письме принца Федерико Чези Галилею от 1612 года два закона движения планет , представленные в книге, рассматривались как общеизвестные; Третий закон Кеплера был опубликован в 1619 году. Через четыре с половиной десятилетия после смерти Галилея Исаак Ньютон опубликовал свои законы движения и гравитации , из которых выводится гелиоцентрическая система с планетами на приблизительно эллиптических орбитах.

Резюме

Предисловие: Взыскательному читателю ссылается на запрет «пифагорейского мнения о том, что земля движется» и говорит, что автор «встает на сторону Коперника с чисто математической гипотезой». Он представляет друзей Сагредо и Сальвиати, с которыми он беседовал, а также странствующего философа Симпличио .

День первый

Он начинает с доказательства Аристотеля полноты и совершенства мира (т.е. Вселенной) благодаря его трем измерениям. Симпличио указывает, что пифагорейцы отдавали предпочтение трем, тогда как Сальвиати не может понять, почему три ноги лучше, чем две или четыре. Он предполагает, что числа были «пустяками, которые позже распространились среди простонародья» и что их определения, такие как определения прямых линий и прямых углов, были более полезны для установления размеров. Симпличио ответил, что Аристотель считал, что в физических вопросах математическая демонстрация не всегда необходима.

Сальвиати критикует определение неба, данное Аристотелем, как нетленного и неизменного, в то время как только зона, связанная с Луной, демонстрирует изменения. Он указывает на изменения, наблюдаемые на небе: новые звезды 1572 и 1604 годов и солнечные пятна , увиденные в новый телескоп . Ведется дискуссия по поводу использования Аристотелем априорных аргументов. Сальвиати предполагает, что Аристотель использует личный опыт Аристотеля, чтобы выбрать подходящий аргумент для доказательства, как это делают другие, и что Аристотель изменил бы свое мнение в нынешних обстоятельствах.

Симпличио утверждает, что солнечные пятна могут быть просто небольшими непрозрачными объектами, проходящим перед Солнцем, но Сальвиати указывает, что некоторые из них появляются или исчезают случайным образом, а те, что находятся по краям, сплющены, в отличие от отдельных тел. Следовательно, «в аристотелевской философии лучше сказать: «Небеса можно изменить, потому что мои чувства подсказывают мне», чем: «Небеса неизменны, потому что Аристотель был настолько убежден рассуждениями».

Эксперименты с зеркалом показывают, что поверхность Луны должна быть непрозрачной, а не идеальной кристаллической сферой, как считает Симпличио. Он отказывается признать, что горы на Луне создают тени или что отраженный от Земли свет ответственен за слабые очертания серпа Луны.

Сагредо считает, что он считает Землю благородной из-за происходящих на ней изменений, тогда как Симпличио говорит, что изменения на Луне или звездах были бы бесполезны, потому что они не приносят пользы человеку. Сальвиати отмечает, что дни на Луне длятся месяц, и, несмотря на разнообразную местность, которую обнаружил телескоп, на ней не может поддерживаться жизнь. Люди усваивают математические истины медленно и нерешительно, тогда как Бог интуитивно знает всю их бесконечность. И если взглянуть на чудесные вещи, которые поняли и изобрели люди, то становится ясно, что человеческий разум является одним из самых превосходных творений Бога.

День второй

Второй день начинается с повторения того, что Аристотель изменил бы свое мнение, если бы увидел то же, что и они. «Это последователи Аристотеля увенчали его властью, а не он узурпировал или присвоил ее себе».

Существует одно высшее движение — то, благодаря которому Солнце, Луна, планеты и неподвижные звезды кажутся перемещающимися с востока на запад в течение 24 часов. Логически это может принадлежать как одной Земле, так и остальной части Вселенной. Аристотель и Птолемей, понявшие это, не возражают против какого-либо иного движения, кроме этого дневного.

Движение относительно: положение мешков с зерном на корабле может быть одинаковым в конце рейса, несмотря на движение корабля. Почему мы должны верить, что природа перемещает все эти чрезвычайно большие тела с немыслимыми скоростями, а не просто перемещает Землю средних размеров? Если Землю убрать из изображения, что произойдет со всем ее движением?

Движение неба с востока на запад противоположно всем остальным движениям небесных тел, происходящим с запада на восток; вращение Земли приводит ее в соответствие со всеми остальными. Хотя Аристотель утверждает, что круговые движения не являются противоположными, они все же могут приводить к столкновениям.

Большие орбиты планет занимают больше времени, чем короткие: Сатурн и Юпитер занимают много лет, Марс - два, тогда как Луна - всего месяц. Спутникам Юпитера требуется еще меньше. Это не изменится, если Земля вращается каждый день, но если Земля неподвижна, мы внезапно обнаруживаем, что сфера неподвижных звезд вращается за 24 часа. Учитывая расстояния, более разумно было бы сказать, что это тысячи лет.

Кроме того, некоторым из этих звезд приходится двигаться быстрее, чем другим: если бы Полярная звезда находилась точно на оси, то она была бы совершенно неподвижной, тогда как звезды на экваторе имеют невообразимую скорость. Прочность этой предполагаемой сферы непостижима. Сделайте Землю первомобильной , и необходимость в этой дополнительной сфере отпадет.

Фактический путь ядра B — от C до D.

Они рассматривают три основных возражения против движения Земли: что падающее тело останется позади Земли и, таким образом, упадет далеко к западу от точки падения; что пушечное ядро, выпущенное на запад, точно так же полетит гораздо дальше, чем выпущенное на восток; и что пушечное ядро, выпущенное вертикально, также приземлится далеко на западе. Сальвиати показывает, что они не учитывают импульс пушки.

Он также указывает, что попытка доказать, что Земля не движется, используя вертикальное падение, совершает логическую ошибку паралогизма ( при условии, что нужно доказать), потому что, если Земля движется, то это только кажется, что она падает вертикально. ; на самом деле оно падает под наклоном, как это происходит с пушечным ядром, поднимающимся через пушку (на рисунке).

В опровержение работы, в которой утверждается, что шару, падающему с Луны, потребуется шесть дней, чтобы долететь до него, вводится правило нечетных чисел: тело, падающее на 1 единицу за определенный интервал, упадет на 3 единицы в следующем интервале, на 5 единиц в последующем. один и т. д. Это порождает правило, согласно которому пройденное расстояние соответствует квадрату времени. Используя это, он подсчитал, что время на самом деле составляет немногим более 3 часов. Он также отмечает, что плотность материала не имеет большого значения: свинцовый шарик может ускоряться лишь в два раза быстрее, чем пробковый.

Фактически, мяч, падающий с такой высоты, будет не отставать от вертикали, а опережать ее, потому что вращательное движение будет происходить по постоянно уменьшающимся кругам. То, что заставляет Землю двигаться, похоже на то, что движет Марс или Юпитер, и то же самое, что притягивает камень к Земле. Называя это гравитацией, мы не объясняем, что это такое.

День третий

Сальвиати начинает с того, что отвергает аргументы книги против нов, которые он прочитал за ночь. В отличие от комет, они были неподвижны, и отсутствие у них параллакса легко проверить, и поэтому они не могли находиться в подлунной сфере.

Симпличио теперь приводит величайший аргумент против годового движения Земли: если она движется, то она больше не может быть центром зодиака, мира. Аристотель доказывает, что Вселенная конечна, ограничена и сферична. Сальвиати указывает, что они исчезают, если он отказывает ему в предположении, что оно подвижно, но допускает предположение первоначально, чтобы не умножать споры.

Солнечная система

Он указывает, что если что-то и является центром, то это должно быть Солнце, а не Земля, потому что все планеты в разное время находятся ближе или дальше от Земли, Венера и Марс - до восьми раз. Он призывает Симпличио составить план планет, начиная с Венеры и Меркурия, которые, как легко увидеть, вращаются вокруг Солнца. Марс также должен вращаться вокруг Солнца (как и Земли), поскольку его никогда не видно рогатым , в отличие от Венеры, которую сейчас можно увидеть в телескоп; аналогично с Юпитером и Сатурном. Земля, которая находится между Марсом с двухлетним периодом и Венерой с девятью месяцами, имеет годовой период, который более элегантно можно отнести к движению, чем к состоянию покоя.

Сагредо выдвигает еще два распространенных возражения. Если бы Земля вращалась, горы вскоре оказались бы в таком положении, что по ним пришлось бы спускаться, а не подниматься. Во-вторых, движение будет настолько быстрым, что у человека, находящегося на дне колодца, будет лишь короткая возможность увидеть движущуюся звезду. Симпличио может видеть, что первое ничем не отличается от путешествия по земному шару, как и любой, кто совершил кругосветное плавание, но хотя он понимает, что второе - то же самое, как если бы небеса вращались, он все еще не понимает этого. Сальвиати говорит, что первые ничем не отличаются от тех, кто отрицает антиподов. Во-вторых, он предлагает Симпличио решить, какую часть неба можно увидеть из колодца.

Сальвиати поднимает еще одну проблему: Марс и Венера не так изменчивы, как предполагает теория. Он объясняет, что на размер звезды для человеческого глаза влияет яркость, и размеры нереальны. Эту проблему можно решить с помощью телескопа, который также показывает форму полумесяца Венеры. Еще одно возражение против движения Земли, уникальное существование Луны, было разрешено открытием спутников Юпитера , которые любому юпитерианцу показались бы земной Луной.

Как регресс объясняет Коперник

Копернику удалось уменьшить некоторые неравномерные движения Птолемея, которому приходилось иметь дело с движениями, которые иногда происходили быстро, иногда медленно, а иногда и назад, с помощью огромных эпициклов . Марс, находящийся над сферой Солнца, часто опускается значительно ниже него, а затем парит над ним. Эти аномалии устраняются ежегодным движением Земли. Это объясняется диаграммой, на которой изменяющееся движение Юпитера показано с использованием орбиты Земли.

Симпличио выпускает еще одну брошюру, в которой богословские аргументы смешаны с астрономическими, но Сальвиати отказывается рассматривать вопросы Священного Писания. Поэтому он выдвигает аргумент, что неподвижные звезды должны находиться на невообразимом расстоянии, причем наименьшее из них больше, чем вся орбита Земли. Сальвиати объясняет, что все это происходит из-за искажения того, что сказал Коперник, что привело к огромному завышению размеров звезды шестой величины. Но многие другие известные астрономы переоценили размеры звезд, проигнорировав фактор яркости. Даже Тихо со своими точными приборами не решился измерить размер какой-либо звезды, кроме Солнца и Луны. Но Сальвиати (Галилей) смог сделать разумную оценку, просто повесив шнур, закрывающий звезду, и измерив расстояние от глаза до шнура.

Но до сих пор многие не могут поверить, что неподвижные звезды по отдельности могут быть такими же большими или больше Солнца. С какой целью это делается? Сальвиати утверждает, что «из-за нашей слабости дерзко пытаться судить о причинах действий Бога и называть все во вселенной тщетным и лишним, что не служит нам».

Пытался ли Тихо или кто-либо из его учеников каким-либо образом исследовать явления, которые могли бы подтвердить или опровергнуть движение Земли? Знает ли кто-нибудь из них, какие изменения необходимы в неподвижных звездах? Симпличио возражает против признания того, что расстояние до неподвижных звезд слишком велико, чтобы их можно было обнаружить. Сальвиати отмечает, насколько сложно даже обнаружить различные расстояния до Сатурна. Многие положения неподвижных звезд неизвестны точно, и необходимы гораздо более совершенные инструменты, чем у Тихо: скажем, использование прицела с фиксированным положением на расстоянии 60 миль.

Затем Сагредо просит Сальвиати объяснить, как система Коперника объясняет времена года и неравенство дня и ночи. Он делает это с помощью диаграммы, показывающей положение Земли в течение четырех времен года. Он указывает, насколько она проще системы Птолемея. Но Симпличио считает, что Аристотель поступил мудро, избегая слишком большого количества геометрии. Он предпочитает аксиому Аристотеля избегать более чем одного простого движения одновременно.

День четвертый

Они находятся в доме Сагредо в Венеции , где приливы являются важной проблемой, и Сальвиати хочет показать влияние движения Земли на приливы. Сначала он указывает на три периода приливов: суточный (суточный) , обычно с промежутками в 6 часов подъема и еще в шесть часов спада; ежемесячные , по-видимому, от Луны, которая увеличивает или уменьшает эти приливы; и годовой , что приводит к разным размерам в дни равноденствий.

Сначала он рассматривает ежедневное движение. Наблюдаются три разновидности: местами воды поднимаются и опадают без какого-либо движения вперед; в других они движутся на восток и обратно на запад, не поднимаясь и не опускаясь; в третьих — сочетание того и другого — это происходит в Венеции, где воды поднимаются при входе и опадают при выходе. В Мессинском проливе очень быстрые течения между Сциллой и Харибдой . В открытом Средиземноморье изменение высоты невелико, но течения заметны.

Симпличио возражает странствующими объяснениями, основанными на морских глубинах и господстве Луны над водой, хотя это не объясняет восходов, когда Луна находится ниже горизонта. Но он признает, что это может быть чудом.

Когда вода в Венеции поднимается, откуда она берется? На Корфу и в Дубровнике подъем невелик. Из океана через Гибралтарский пролив ? Это слишком далеко, и течение слишком медленное.

Так может ли движение контейнера вызвать беспокойство? Рассмотрим баржи, доставляющие воду в Венецию. Когда они наталкиваются на препятствие, вода устремляется вперед; когда они ускорятся, он пойдет назад. Несмотря на все эти возмущения, нет необходимости в новой воде, и уровень в середине остается в основном постоянным, хотя вода там течет взад и вперед.

Рассмотрим точку на Земле, находящуюся под совместным действием годового и суточного движений. В какой-то момент они складываются вместе, а через 12 часов действуют друг против друга, так что происходит поочередное ускорение и замедление. Таким образом, океанские бассейны подвергаются такому же воздействию, как и баржа, особенно в направлении восток-запад. Длина баржи влияет на скорость колебаний так же, как длина отвеса влияет на его скорость. Глубина воды также влияет на размер вибраций.

Первичный эффект объясняет приливы только один раз в день; шестичасовое изменение следует искать в другом месте, в периодах колебаний воды. В некоторых местах, таких как Геллеспонт и Эгейское море, периоды короче и изменчивее. Но в море с севера на юг, таком как Красное море, приливы очень малы, тогда как Мессинский пролив несет в себе сдерживаемый эффект двух бассейнов.

Симпличио возражает, что, если этим объясняется вода, не должна ли она еще больше быть видна на ветру? Сальвиати предполагает, что сдерживающие бассейны не столь эффективны и воздух не поддерживает свое движение. Тем не менее, эти силы проявляются в устойчивых ветрах с востока на запад в океанах тропической зоны .

Кажется, что Луна также принимает участие в производстве ежедневных эффектов, но это противно его уму. Движения Луны вызвали большие трудности у астрономов. Невозможно дать полный отчет об этих вещах, учитывая неравномерный характер морских бассейнов.

См. также

• « Рассуждение о приливах », эссе Галилея 1616 г.

Библиография

• Дрейк, Стиллман (1970). Исследования Галилея . Анн-Арбор: Издательство Мичиганского университета . ISBN  0-472-08283-3 .

• Линтон, Кристофер М. (2004). От Евдокса до Эйнштейна – История математической астрономии . Кембридж: Издательство Кембриджского университета . ISBN  978-0-521-82750-8 .

• Шарратт, Майкл (1994). Галилей: решительный новатор . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN  0-521-56671-1 .

Внешние ссылки

• СМИ, связанные с диалогом о двух главных системах мира на Викискладе?

• Итальянский текст с цифрами (на итальянском языке)
• Томаса Солсбери 1661 года Английский перевод «Диалога» . Он-лайн копия полного текста.
• Диалог величайших систем . Фиоренца, Per Gio: Батиста Ландини, 1632 г. Из отдела редких книг и специальных коллекций Библиотеки Конгресса.
• Версия аудиокниги Брайана Китинга