Корабль Галилея относится к двум физическим экспериментам , мысленному эксперименту и реальному эксперименту Галилео Галилея , физика и астронома XVI и XVII веков . Эксперименты были созданы, чтобы доказать идею вращающейся Земли в противовес неподвижной Земле, вокруг которой вращались Солнце , планеты и звезды.
В то время использовался аргумент, что если бы Земля вращалась , то это оказывало бы заметное влияние на траектории снарядов или падающих тел.
В 1616 году, после того как Галилей уже был обеспокоен тем, что стал объектом подозрений 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, ударился ли камень об основание мачты или за нее. Различные люди обсуждали эксперимент в теоретических терминах, и некоторые утверждали, что провели его, с противоречивыми сообщениями о результате. Например, реальные или мысленные эксперименты, подобные этому, ранее обсуждались Жаном Буриданом , [1] Николасом Орезмом , [2] Николаем Кузанским , [3] Клавиусом [4] и Джордано Бруно . [5]
Галилей сказал Инголи (перевод Стиллмана Дрейка): [6]
Я был вдвое лучшим философом, чем те другие, потому что они, говоря то, что противоположно эффекту, также добавили ложь о том, что они видели это на опыте; и я провел эксперимент, — перед которым физическое рассуждение убедило меня, что эффект должен получиться таким, каким он действительно оказывается.
Галилей также обсуждал эксперимент в своем «Диалоге о двух главнейших системах мира» (день 2), [7], но без какого-либо утверждения о том, что он был фактически проведен. Похожий эксперимент, обсуждаемый Галилеем и другими авторами, такими как Орем, Клавий и Бруно, заключается в том, что снаряд запускается прямо вверх с поверхности Земли. Распространенный аргумент Аристотеля-Схоластика состоял в том, что если бы поверхность Земли двигалась на восток, то в этом эксперименте снаряд приземлился бы к западу от точки запуска, вопреки наблюдению.
В книге Галилея 1632 года «Диалог о двух главных системах мира» (Второй день) были рассмотрены все распространенные тогда аргументы против идеи о том, что Земля движется. Один из них заключается в том, что если бы Земля вращалась вокруг своей оси , то мы все двигались бы на восток со скоростью в тысячи километров в час, поэтому шар, сброшенный прямо с башни, приземлился бы к западу от башни, которая за это время переместилась бы на некоторое расстояние на восток. Аналогично, утверждалось в аргументе, пушечное ядро, выпущенное на восток, приземлилось бы ближе к пушке, чем выпущенное на запад, потому что пушка, движущаяся на восток, частично догнала бы шар. Чтобы опровергнуть такие аргументы, в книге отмечается, что человек на равномерно движущемся судне не имеет чувства движения, и поэтому пушечное ядро, сброшенное с вершины мачты, упало бы прямо к подножию. Чтобы доказать эту точку зрения, вымышленный адвокат Галилея Сальвиати предложил эксперимент, описанный ниже, чтобы продемонстрировать классический принцип относительности, согласно которому не существует внутреннего наблюдения (т. е. без, так сказать, взгляда в окно), с помощью которого можно было бы отличить равномерно движущуюся систему от покоящейся. Следовательно, любые две системы, движущиеся без ускорения, эквивалентны, а неускоренное движение относительно. Почти три столетия спустя это понятие было применено к законам электричества и магнетизма ( уравнения Максвелла ) Альбертом Эйнштейном . Это привело к формулировке специальной теории относительности , переформулировки аргумента Галилея с учетом известных тогда законов гравитации и электромагнетизма.
Эксперимент Сальвиати проходит следующим образом: [8]
Запритесь 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 чашу с водой и несколько рыбок в ней; подвесьте бутылку, которая капля за каплей выливается в широкий сосуд под ней. Когда корабль стоит на месте, внимательно наблюдайте, как маленькие животные с одинаковой скоростью разлетаются во все стороны каюты. Рыбы безразлично плавают во всех направлениях; капли падают в сосуд внизу; и, бросая что-то своему другу, вам не нужно бросать это сильнее в одном направлении, чем в другом, расстояния должны быть равными; прыгая, сдвинув ноги вместе, вы проходите равные расстояния в каждом направлении. Когда вы внимательно наблюдали за всеми этими вещами (хотя, несомненно, когда корабль стоит на месте, все должно происходить именно так), заставьте корабль двигаться с любой скоростью, которая вам нравится, при условии, что движение равномерное и не колеблется в ту или иную сторону. Вы не обнаружите ни малейшего изменения во всех названных эффектах, и ни по одному из них вы не сможете сказать, движется ли корабль или стоит на месте. Прыгая, вы пройдете по полу те же самые пространства, что и раньше, и не будете делать больших прыжков в сторону кормы, чем в сторону носа , хотя судно движется довольно быстро, несмотря на то, что в то время, когда вы находитесь в воздухе, пол под вами будет двигаться в направлении, противоположном вашему прыжку. Бросая что-то своему товарищу, вам не понадобится больше силы, чтобы доставить это ему, независимо от того, находится ли он в направлении носа или кормы, при этом вы сами будете находиться напротив. Капли будут падать, как и прежде, в сосуд внизу, не падая в сторону кормы, хотя, пока капли находятся в воздухе, судно проходит много пролетов. Рыба в своей воде будет плыть к передней части своей чаши с не большим усилием, чем к задней, и будет с одинаковой легкостью идти к приманке, размещенной в любом месте по краям чаши. Наконец, бабочки и мухи будут продолжать свои полеты безразлично во все стороны, и никогда не случится так, чтобы они сосредоточились у кормы, как будто устав идти в ногу с курсом корабля, от которого они будут отделены в течение длительных интервалов, удерживаясь в воздухе. И если дым сделать, сжигая какой-нибудь ладан, то будет видно, как он поднимается в виде небольшого облака, оставаясь неподвижным и двигаясь не больше в одну сторону, чем в другую. Причина всех этих соответствий эффектов заключается в том, что движение корабля является общим для всех вещей, содержащихся в нем, и также для воздуха. Вот почему я сказал, что вы должны быть под палубой; ибо если бы это происходило наверху, на открытом воздухе, который не следовал бы курсу корабля, более или менее заметные различия были бы видны в некоторых из отмеченных эффектов.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )