Корабль Галилея относится к двум физическим экспериментам , мысленному эксперименту и реальному эксперименту Галилео Галилея , физика и астронома 16-го и 17-го веков . Эксперименты были созданы, чтобы доказать идею вращающейся Земли в отличие от неподвижной Земли, вокруг которой вращались Солнце , планеты и звезды.
Аргумент, который использовался в то время, заключался в том, что, если бы Земля вращалась, на траекториях снарядов или падающих тел были бы заметные последствия .
В 1616 году, после того как Галилей уже был обеспокоен тем, что он стал объектом подозрений со стороны инквизиции , он получил письмо от монсеньора Франческо Инголи, в котором перечислялись как научные, так и теологические аргументы против коперниканства. В рамках длинного ответа 1624 года Галилей описал эксперимент по сбрасыванию камня с мачты плавно движущегося корабля и наблюдению за тем, попал ли камень в основание мачты или позади нее. Различные люди обсуждали эксперимент в теоретическом плане, а некоторые утверждали, что провели его, но имели противоречивые сведения о результате. Например, реальные или мысленные эксперименты, подобные этому, ранее обсуждались Жаном Буриданом , [1] Николя Ореме , [2] Николаем Кузанским , [3] Клавиусом [4] и Джордано Бруно . [5]
Галилей сказал Инголи (перевод Стиллмана Дрейка): [6]
Я был вдвое лучшим философом, чем другие, потому что они, говоря о том, что является противоположным эффекту, добавили еще ложь о том, что они видели это на опыте; и я провел эксперимент, перед которым физические рассуждения убедили меня, что эффект должен оказаться таким, каким он есть на самом деле.
Галилей также обсуждал этот эксперимент в своем «Диалоге о двух главных мировых системах» (день 2) [7] , но без каких-либо утверждений о том, что он действительно был проведен. Подобный эксперимент, обсуждаемый Галилеем и другими авторами, такими как Орем, Клавиус и Бруно, представляет собой эксперимент, в котором снаряд запускается прямо вверх с поверхности земли. Распространенный аристотелевско-схоластический аргумент заключался в том, что если бы земная поверхность двигалась на восток, то в этом эксперименте снаряд приземлился бы к западу от точки запуска, вопреки наблюдениям.
В книге Галилея 1632 года «Диалог о двух главных мировых системах» («Второй день») были рассмотрены все распространенные в то время аргументы против идеи о движении Земли . Одно из них заключается в том, что если бы Земля вращалась вокруг своей оси , то мы все двигались бы на Восток со скоростью тысячи километров в час, поэтому мяч, упавший прямо с башни, приземлился бы к западу от башни, которая переместилась бы на некоторое расстояние. Восток тем временем. Аналогично, аргумент заключался в том, что пушечное ядро, выпущенное на восток, приземлится ближе к пушке, чем выпущенное на запад, потому что пушка, движущаяся на восток, частично догонит ядро. Чтобы опровергнуть подобные аргументы, в книге отмечается, что у человека на равномерно движущемся корабле нет чувства движения, и поэтому пушечное ядро, упавшее с вершины мачты, упадет прямо к подножию. Чтобы доказать свою точку зрения, вымышленный защитник Галилея Сальвиати предложил описанный ниже эксперимент, чтобы показать классический принцип относительности , согласно которому не существует внутреннего наблюдения (т.е. без, так сказать, выглядывания в окно), с помощью которого можно различить движущуюся систему. равномерно от покоящегося. Следовательно, любые две системы, движущиеся без ускорения , эквивалентны, а безускоренное движение относительно. Почти три столетия спустя это понятие было применено к законам электричества и магнетизма ( уравнениям Максвелла ) Альбертом Эйнштейном . Это привело к формулировке специальной теории относительности , переформулировки аргументов Галилея с учетом известных тогда законов гравитации и электромагнетизма.
Эксперимент Сальвиати выглядит следующим образом: [8]
Закройтесь с каким-нибудь другом в главной каюте под палубой какого-нибудь большого корабля и возьмите с собой мух, бабочек и других мелких летающих животных. Возьмите большую миску с водой и рыбой; повесьте под ней бутылку, из которой капля за каплей опорожняется в широкий сосуд. Пока корабль стоит на месте, внимательно наблюдайте, как зверюшки разлетаются с одинаковой скоростью во все стороны каюты. Рыбы равнодушно плавают во все стороны; капли падают в сосуд внизу; причем, бросая что-нибудь другу, нужно бросать это не сильнее в одну сторону, чем в другую, при равных расстояниях; прыгая, поставив ноги вместе, вы проходите равные расстояния во всех направлениях. Когда вы внимательно наблюдали за всеми этими вещами (хотя, несомненно, когда корабль стоит на месте, все должно происходить именно так), позвольте кораблю двигаться с любой желаемой скоростью, лишь бы движение было равномерным и не колебалось в ту или иную сторону. Вы не обнаружите ни малейшего изменения во всех названных эффектах и ни по одному из них не сможете определить, движется ли корабль или стоит на месте. В прыжке вы пройдете по полу те же пространства, что и раньше, и не будете совершать более крупные прыжки в сторону кормы , чем в сторону носа , хотя корабль движется довольно быстро, несмотря на то, что за время вашего нахождения в воздухе пол под вами будет двигаться в направлении, противоположном вашему прыжку. Чтобы бросить что-то своему спутнику, вам не понадобится больше силы, чтобы доставить ему это, независимо от того, находится ли он в направлении носа или кормы, а вы находитесь напротив. Капли по-прежнему будут падать в находящееся внизу судно, не опускаясь к корме, хотя, пока капли находятся в воздухе, корабль проходит много пролетов. Рыба в воде будет плыть к передней части чаши с таким же усилием, как и к задней части, и с такой же легкостью будет приближаться к наживке, расположенной где угодно по краям чаши. Наконец бабочки и мухи продолжат свои полеты равнодушно во все стороны, и никогда не случится, чтобы они сосредоточились к корме, как будто утомившись идти в ногу с курсом корабля, от которого они были отделены в течение долгого времени. интервалы, удерживая себя в воздухе. И если дым образуется от сжигания какого-нибудь благовония, то можно будет увидеть, как он поднимается в виде небольшого облака, оставаясь неподвижным и перемещаясь не более в одну сторону, чем в другую. Причиной всех этих соответствий действий является тот факт, что движение корабля является общим для всех содержащихся в нем вещей, а также для воздуха. Вот почему я сказал, что вам следует находиться под палубой; ибо если бы это происходило наверху, на открытом воздухе, который не следовал бы за курсом корабля, то в некоторых из отмеченных эффектов были бы видны более или менее заметные различия.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )