Galileo Galilei

gigatos | 31 ledna, 2022

Souhrn

Galileo Galilei (15. února 1564, Pisa – 8. ledna 1642, Arcetri) byl italský fyzik, astronom, filozof, matematik a akademik, považovaný za otce moderní vědy.Byl klíčovou postavou vědecké revoluce, protože výslovně zavedl vědeckou metodu (nazývanou také „galileovská metoda“ nebo „experimentální metoda“) a jeho jméno je spojováno s významnými přínosy v oblasti fyziky a astronomie. Zásadní význam měl také jeho podíl na astronomické revoluci, když podpořil heliocentrickou soustavu.

Její hlavní přínos filozofickému myšlení spočívá v zavedení experimentální metody do vědeckého zkoumání, díky níž věda poprvé opustila do té doby převládající metafyzickou pozici, aby získala novou, autonomní perspektivu, realistickou i empirickou, zaměřenou na to, aby prostřednictvím experimentální metody upřednostnila kategorii kvantity (prostřednictvím matematického určení přírodních zákonů) před kategorií kvality (výsledek dřívější tradice zaměřené pouze na hledání podstaty entit) a vypracovala nyní objektivní racionální popis.

Galileo, podezřelý z kacířství a obviněný z podvracení aristotelské přírodní filozofie a Písma svatého, byl souzen a odsouzen Svatým oficiem a 22. června 1633 byl donucen odvolat své astronomické myšlenky a uvězněn ve své vile v Arcetri. V průběhu staletí byla hodnota Galileiho díla církví postupně uznána a o 359 let později, 31. října 1992, papež Jan Pavel II. na plenárním zasedání Papežské akademie věd uznal „spáchané omyly“ na základě závěrů práce studijní komise, kterou nechal v roce 1981 zřídit, a Galileiho rehabilitoval.

Mládí (1564-1588)

Galileo Galilei se narodil 15. února 1564 v Pise jako nejstarší ze sedmi dětí Vincenza Galileiho a Giulie Ammannatiové. Rodina Ammannati, pocházející z oblastí Pistoia a Pescia, se pyšnila významným původem; Vincenzo Galilei naopak patřil ke skromnějšímu rodu, ačkoli jeho předkové patřili k florentské buržoazii. Vincenzo se narodil v Santa Maria a Monte v roce 1520, v té době jeho rodina upadala a on, cenný hudebník, se musel přestěhovat do Pisy, kde spojil provozování hudebního umění s obchodním povoláním, aby si vydělal více peněz.

Do rodiny Vincenza a Giulie patřili kromě Galilea také Michelangelo, který byl hudebníkem u bavorského velkovévody, Benedetto, který zemřel v dětském věku, a tři sestry, Virginia, Anna a Livia, a možná ještě čtvrtá sestra jménem Lena.

Po neúspěšném pokusu zařadit Galilea mezi čtyřicet toskánských studentů, kteří byli bezplatně přijati do internátní školy na univerzitě v Pise, se mladého muže ujal „zdarma“ Muzio Tebaldi, celník města Pisy, kmotr Michelangelova křtu a Vincenzův přítel, který se staral o potřeby rodiny během jeho dlouhé pracovní nepřítomnosti.

V Pise se Galileo seznámil se svou mladou sestřenicí Bartolomeou Ammannatiovou, která se starala o dům vdovce Tebaldiho, jenž se s ní navzdory velkému věkovému rozdílu v roce 1578 oženil, pravděpodobně proto, aby ukončil zlovolné pomluvy o své mladé neteři, které byly pro Galileiho rodinu nepříjemné. Mladý Galileo pak začal studovat ve Florencii, nejprve u svého otce, pak u učitele dialektiky a nakonec ve škole kláštera Santa Maria di Vallombrosa, kde do svých čtrnácti let přijal novicmistrovský hábit.

Dne 5. září 1580 zapsal Vincenzo svého syna na univerzitu v Pise s úmyslem, aby studoval medicínu, a mohl tak jít ve stopách svého slavného předka Galilea Bonaiutiho a především zahájit kariéru, která by mu přinesla lukrativní příjmy.

Přestože se Galileo v těchto letech zajímal o experimentální pokrok, jeho pozornost se brzy obrátila k matematice, kterou začal studovat v létě roku 1583, kdy využil příležitosti setkat se ve Florencii s Ostilem Riccim da Fermo, stoupencem matematické školy Niccola Tartaglii. Ricciho charakteristickým rysem byl přístup k výuce matematiky: ne jako k abstraktní vědě, ale jako k disciplíně, kterou lze využít k řešení praktických problémů souvisejících s mechanikou a inženýrskými technikami. Ve skutečnosti to byla právě studijní linie Tartaglia-Ricci (která navazovala na Archimédovu tradici), která Galilea naučila, jak důležitá je přesnost při pozorování dat a pragmatická stránka vědeckého výzkumu. Je pravděpodobné, že Galileo vPise navštěvoval také kurzy fyziky, které vedl aristotelik Francesco Bonamici.

Během svého pobytu v Pise, který trval až do roku 1585, učinil Galileo svůj první osobní objev, izochronismus oscilací kyvadla, na němž pracoval po celý svůj život a snažil se zdokonalit jeho matematickou formulaci.

Po čtyřech letech mladý Galileo zanechal studia medicíny a odešel do Florencie, kde pokračoval ve svých nových vědeckých zájmech a zabýval se mechanikou a hydraulikou. V roce 1586 nalezl řešení Hieronova „korunového problému“ vynálezem přístroje pro hydrostatické stanovení specifické hmotnosti těles. Vliv Archiméda a Ricciho učení se projevil také v jeho studiích o těžišti těles.

Mezitím Galileo hledal stálé ekonomické zázemí: kromě soukromých hodin matematiky ve Florencii a Sieně se v roce 1587 vydal do Říma, aby požádal slavného matematika Christopha Clavia o doporučení ke vstupu do boloňského studia, ale marně, protože v Boloni dali přednost padovskému Giovannimu Antoniovi Maginimu na katedře matematiky. V roce 1588 přednesl na pozvání Fiorentinské akademie dvě přednášky o postavě, místě a velikosti Dantova Pekla, v nichž obhajoval hypotézy o topografii Dantova imaginárního Pekla, které formuloval již Antonio Manetti.

Výuka v Pise (1589-1592)

Galilei se poté obrátil na svého vlivného přítele Guidobalda Del Monteho, matematika, s nímž se seznámil prostřednictvím výměny dopisů o matematických otázkách. Guidobaldo pomohl Galileovi v jeho univerzitní kariéře, když ho po překonání nepřátelství Giovanniho Medicejského, přirozeného syna Cosima Medicejského, doporučil svému bratrovi kardinálu Francescovi Marii Del Monte, který se obrátil na mocného toskánského vévodu Ferdinanda I. Medicejského. Pod jeho vedením získal Galileo v roce 1589 tříletou smlouvu na katedru matematiky na univerzitě v Pise, kde jasně vytyčil svůj pedagogický program, čímž si okamžitě vysloužil nepřátelství aristotelsky vzdělaného akademického prostředí:

Plodem pisánského učení je rukopis De motu antiquiora, který obsahuje sérii přednášek, v nichž se snažil podat výklad problému pohybu. Základem jeho výzkumu bylo pojednání Diversarum speculationum mathematicarum liber, vydané v Turíně v roce 1585 Giovannim Battistou Benedettim, jedním z fyziků, kteří podporovali teorii „impulsu“ jako příčiny „prudkého pohybu“. Přestože povahu takového impulsu, který tělesa přenášejí, nebylo možné definovat, tato teorie, kterou poprvé v 6. století vypracoval Jan Filoponos a kterou poté podpořili pařížští fyzikové, sice nebyla schopna problém vyřešit, ale postavila se proti tradičnímu aristotelskému vysvětlení pohybu jako produktu prostředí, v němž se pohybují samotná tělesa.

V Pise se Galilei neomezil jen na vědeckou činnost: z tohoto období pocházejí jeho Úvahy o Tassovi, po nichž následovala Postila all“Ariosto. Jsou to poznámky roztroušené na listech a poznámky na okrajích stránek jeho svazků Dostaveníčko jeruzalémské a Orlando Furioso, kde sice kritizuje míru „nedostatku fantazie a pomalé monotónnosti obrazu a verše, ale to, co na Ariostovi miluje, je nejen pestrost krásných snů, rychlé střídání situací, živá pružnost rytmu, ale harmonická vyváženost toho všeho, soudržnost organické jednoty obrazu – i v pestrosti – básnické fantazie.

V létě roku 1591 zemřel jeho otec Vincenzo a na Galileovi zůstalo břemeno obživy celé rodiny: pro svatbu své sestry Virginie, která se provdala téhož roku, musel Galileo zajistit věno, čímž se zadlužil, stejně jako později pro svatbu své sestry Livie v roce 1601 s Taddeem Gallettim, a další peníze musel vynaložit na potřeby početné rodiny svého bratra Michelangela.

V roce 1592 Galileimu opět pomohl Guidobaldo Del Monte, který ho doporučil do prestižního studia v Padově, kde byla katedra matematiky po smrti Giuseppe Moletiho v roce 1588 stále neobsazená.

Dne 26. září 1592 vydaly úřady Benátské republiky jmenovací dekret se smlouvou, kterou bylo možné prodloužit, na čtyři roky a platem 180 florénů ročně. 7. prosince Galilei přednesl v Padově úvodní řeč a o několik dní později zahájil kurz, který měl mít mezi studenty velký ohlas. Zůstal tam osmnáct let, které označil za „nejlepších osmnáct let svého života“. Galilei přijel do Benátské republiky jen několik měsíců po zatčení Giordana Bruna (23. května 1592) ve stejném městě.

Padovské období (1592-1610)

V dynamickém prostředí padovského studia (které bylo také výsledkem atmosféry relativní náboženské tolerance zaručené Benátskou republikou) udržoval Galilei srdečné vztahy i s osobnostmi, jejichž filozofická a vědecká orientace byla vzdálená jeho vlastní, jako byl profesor přírodní filozofie Cesare Cremonini, přísně aristotelský filozof. Navštěvoval také kulturní a senátorské kruhy v Benátkách, kde se spřátelil se šlechticem Giovanfrancescem Sagredem, kterého Galilei učinil protagonistou svého Dialogu o největších systémech, a s Paolem Sarpim, teologem a odborníkem na matematiku a astronomii. Právě v dopise adresovaném mnichovi 16. října 1604 formuloval zákon o padajících tělesech:

Galileo přednášel mechaniku v Padově od roku 1598: jeho Pojednání o mechanice, vytištěné v Paříži v roce 1634, má být výsledkem jeho kurzů, které vycházely z Aristotelových Questioni meccaniche.

Ve studiu v Padově si Galileo s pomocí řemeslníka Marcantonia Mazzoleniho, který bydlel ve stejném domě, zřídil malou dílnu, kde prováděl pokusy a vyráběl přístroje, jejichž prodejem si doplňoval plat. V roce 1593 sestrojil stroj na dopravu vody do vyšších poloh, na který získal od benátského senátu dvacetiletý patent pro veřejné použití. Poskytoval také soukromé hodiny – mezi jeho žáky patřili Vincenzo Gonzaga, alsaský princ Giovanni Federico a budoucí kardinálové Guido Bentivoglio a Federico Cornaro – a dosáhl zvýšení platu: z 320 zlatých ročně v roce 1598 na 1000 v roce 1609.

„Novou hvězdu“ pozoroval 9. října 1604 astronom Fra“ Ilario Altobelli, který o tom informoval Galileiho. Velmi jasnou hvězdu později 17. října pozoroval Kepler, který o ní napsal studii De Stella nova in pede Serpentarii, takže hvězda je dnes známá jako Keplerova supernova.

Galileo o tomto astronomickém jevu přednesl tři přednášky, jejichž text nám není znám, ale proti jeho argumentům napsal jistý Antonio Lorenzini, samozvaný aristotelik z Montepulciana, pamflet, pravděpodobně na popud Cesareho Cremoniniho, a pamflet napsal také milánský vědec Baldassarre Capra.

Z nich víme, že Galileo interpretoval tento jev jako důkaz proměnlivosti nebes na základě toho, že jelikož „nová hvězda“ nevykazovala žádnou změnu paralaxy, musela se nacházet mimo oběžnou dráhu Měsíce.

V roce 1605 byla na podporu Galileiho teze vydána jízlivá brožura v pavijském dialektu s názvem Dialogo de Cecco di Ronchitti da Bruzene in perpuosito de la Stella Nuova od autora vystupujícího pod pseudonymem Cecco di Ronchitti. Článek obhajoval platnost metody paralaxy pro určování vzdáleností (nebo alespoň minimální vzdálenosti) i objektů, které jsou pozorovateli dostupné pouze vizuálně, jako jsou například nebeské objekty. Atribuce článku zůstává nejistá, tj. zda jej napsal sám Galilei, nebo Girolamo Spinelli, padovský benediktin (asi 1580-1647).

Kolem roku 1594 napsal Galileo dvě pojednání o opevňovacích pracích, Breve introduzione all“architettura militare (Krátký úvod do vojenské architektury) a Trattato di fortificazione (Pojednání o opevňování); kolem roku 1597 sestrojil kompas, který popsal v brožuře Le operazioni del compasso geometrico et militare (Operace geometrického a vojenského kompasu), vydané v Padově roku 1606 a věnované Cosimovi II. Kompas byl již známý a v různých podobách a k různým účelům používaný přístroj a Galileo si za svůj vynález nenárokoval žádné zvláštní zásluhy, ale Baldassarre Capra, student Simona Mayra, ho v latinsky psaném pamfletu z roku 1607 obvinil, že plagioval jeden z jeho předchozích vynálezů. Dne 9. dubna 1607 Galileo vyvrátil Caprova obvinění, dosáhl jeho odsouzení reformátory padovského studia a vydal Obranu proti pomluvám a podvodům Baldessara Capry, kde se také vrátil k předchozímu vydání Supernovy.

Objev supernovy vyvolal ve společnosti velkou nevoli a Galileo se neštítil využít této chvíle k vypracování osobních horoskopů na objednávku. Na jaře téhož roku 1604 byl navíc Galilei obviněn padovskou inkvizicí na základě stížnosti jednoho ze svých bývalých spolupracovníků, který ho obvinil z tvorby horoskopů a tvrzení, že hvězdy určují lidská rozhodnutí. Senát Benátské republiky však řízení rázně zablokoval a spisy o vyšetřování byly pohřbeny, takže se o něm nikdy nedostala žádná zpráva do římské inkvizice, tj. do Svatého oficia. Od případu bylo pravděpodobně upuštěno také proto, že se Galileo zabýval natální astrologií, a nikoli předpovědí.

„Jeho věhlas jako autora horoskopů mu přinášel žádosti a nepochybně i významnější platby od kardinálů, knížat a patricijů, včetně Sagreda, Morosiniho a některých, kteří se zajímali o Sarpiho. Vyměňoval si dopisy s velkovévodovým astrologem Raffaellem Gualterottim a v nejtěžších případech se znalcem z Verony Ottaviem Brenzonim.“ Mezi grafy narození, které Galileo vypočítal a vyložil, jsou grafy jeho dvou dcer, Virginie a Livie, a jeho vlastní, vypočítané třikrát: „Skutečnost, že se Galileo této činnosti věnoval, i když za ni nedostával zaplaceno, naznačuje, že jí přikládal určitou hodnotu.“

Nezdá se, že by se Galilei v letech sporu o „novou hvězdu“ již veřejně vyslovil pro koperníkovskou teorii: předpokládá se, že ačkoli byl o koperníkovství hluboce přesvědčen, domníval se, že ještě nemá dostatečně pádné důkazy, aby si neporazitelně získal souhlas univerzity učenců. Svůj příklon ke kopernikanismu však soukromě vyjádřil již v roce 1597. V tomto roce totiž napsal Keplerovi – který nedávno vydal svůj Prodromus dissertationum cosmographicarum – „Napsal jsem již mnoho argumentů a mnoho vyvrácení protiargumentů, ale dosud jsem se je neodvážil zveřejnit, obávaje se osudu samotného Koperníka, našeho mistra“. Tyto obavy se však rozplynuly díky dalekohledu, který Galileo poprvé namířil na oblohu v roce 1609. Optikou se zabýval již Giovanni Battista Della Porta ve svých dílech Magia naturalis (1589) a De refractione (1593) a Kepler v Ad Vitellionem paralipomena (1604), což jsou práce, na jejichž základě bylo možné dospět ke konstrukci dalekohledu: poprvé však byl přístroj sestrojen nezávisle na těchto studiích na počátku 17. století řemeslníkem Hansem Lippersheyem, německým optikem naturalizovaným v Nizozemsku. Galileo se tedy rozhodl připravit si olověnou trubici a na její konce připevnil dvě čočky, „obě s plnou plochou a s druhou sféricky konkávní v první čočce a konvexní v druhé; když jsem pak přiblížil oko ke konkávní čočce, vnímal jsem předměty jako docela velké a blízké, neboť se mi zdály třikrát bližší a devětkrát větší, než když jsem je pozoroval pouhým přirozeným zrakem“. Dne 25. srpna 1609 předložil Galileo přístroj jako vlastní konstrukci benátské vládě, která ocenila jeho „vynález“, zdvojnásobila mu plat a nabídla mu doživotní smlouvu na výuku.Vynález, znovuobjevení a rekonstrukce dalekohledu není epizodou, která by mohla vzbudit velký obdiv. Novinka spočívá v tom, že Galileo byl první, kdo tento přístroj zavedl do vědy, použil ho čistě vědeckým způsobem a pojal ho jako vylepšení našich smyslů. Galileova velikost v souvislosti s dalekohledem spočívala právě v tom, že překonal celou řadu epistemologických překážek, myšlenek a předsudků a využil je k posílení svých vlastních tezí.

Díky dalekohledu navrhl Galileo nový pohled na nebeský svět:

Nové objevy byly zveřejněny 12. března 1610 v knize Sidereus Nuncius, jejíž kopii Galileo poslal toskánskému velkovévodovi Cosimovi II., svému bývalému žákovi, spolu s ukázkou svého dalekohledu a věnováním čtyř satelitů, které Galileo pokřtil původně jako Cosmica Sidera a později jako Medicea Sidera („Medicejské planety“). Je zřejmé, že Galileo si chtěl získat vděčnost rodu Medicejských, a to nejspíše nejen za účelem návratu do Florencie, ale také proto, aby získal vlivnou ochranu s ohledem na prezentaci těchto novinek před učenou veřejností, což by jistě nezabránilo kontroverzím. Při pozorování Saturnu v Padově po vydání knihy Sidereus Nuncius Galileo objevil a nakreslil strukturu, která byla později identifikována jako prstence.

Ve Florencii (1610)

7. května 1610 Galileo požádal Belisaria Vintu, prvního tajemníka Cosima II., aby ho přijal na univerzitu v Pise, a uvedl: „Pokud jde o titul a záminku mé služby, rád bych, aby Vaše Výsost kromě jména matematik přidala i jméno filosof, protože tvrdím, že jsem studoval více let filosofii než měsíců čistou matematiku“.

Dne 6. června 1610 florentská vláda vědci oznámila, že byl přijat na místo „matematika primase studia v Pise a filosofa nejjasnějšího velkovévody, bez povinnosti číst nebo bydlet buď ve studiu, nebo ve městě Pise, a s platem tisíc scudi ročně florentské měny“. 10. července Galileo podepsal smlouvu a v září dorazil do Florencie.

Když sem dorazil, postaral se, aby Ferdinandovi II., synovi velkovévody Cosima, předal nejlepší optické čočky, které vyrobil ve své dílně, když byl v Padově, kde s pomocí muránských sklářských mistrů vyráběl stále dokonalejší „brýle“, a to v takovém množství, že je vyvážel, stejně jako s dalekohledem zaslaným kolínskému kurfiřtovi, který jej zase zapůjčil Keplerovi, jenž jej dobře využil a který s vděčností uzavřel své dílo Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus z roku 1611, když napsal následující: „Vicisti Galilaee“, který uznává pravdivost Galileiho objevů. Mladý Ferdinand nebo někdo jiný čočku rozbil, a tak mu Galilei dal něco méně křehkého: „vyzbrojený“ magnet, tj. zabalený do železného plechu, vhodně umístěný, který zvýšil přitažlivou sílu tak, že ačkoli vážil jen šest uncí, magnet „zvedl patnáct liber železa zpracovaného do podoby hrobu“.

Když se Galileo přestěhoval do Florencie, opustil svou partnerku, Benátčanku Marinu Gambu (1570-1612), s níž se seznámil v Padově a s níž měl tři děti: Virginii (1600-1634) a Livii (1601-1659), které nikdy nebyly legitimizovány, a Vincenzia (1606-1649), kterého uznal v roce 1619. Galileo svěřil svou dceru Livii její babičce ve Florencii, u níž již žila jeho druhá dcera Virginie, a syna Vincenzia zanechal v Padově v péči své matky a po její smrti jisté Marině Bartoluzziové.

Později, když bylo pro obě dívky obtížné žít společně s Giulií Ammannatiovou, nechal Galileo své dcery v roce 1613 vstoupit do kláštera San Matteo v Arcetri (Florencie) a přinutil je složit sliby, jakmile dosáhly rituálního věku šestnácti let: Virginia přijala jméno sestry Marie Celesty a Livia jméno sestry Arcangely, a zatímco první z nich se smířila se svým stavem a udržovala stálou korespondenci s otcem, Livia otcovo nařízení nikdy nepřijala.

Vydání knihy Sidereus Nuncius vzbudilo uznání, ale také kontroverze. Kromě obvinění, že se svým dalekohledem zmocnil objevu, který mu nepatřil, byla zpochybňována i reálnost toho, co tvrdil, že objevil. Slavný padovský aristotelik Cesare Cremonini i boloňský matematik Giovanni Antonio Magini, který údajně inspiroval protigalliánský pamflet Brevissima peregrinatio contra Nuncium Sidereum Martina Horkého, přijali Galileiho pozvání, aby se podívali do jím sestrojeného dalekohledu, ale měli pocit, že nevidí žádný z údajných Jupiterových satelitů.

Teprve později se Magini vzpamatoval a s ním i vatikánský astronom Christoph Clavius, který se původně domníval, že Galileem identifikované Jupiterovy satelity jsou pouhým klamem vytvořeným čočkami dalekohledu. Poslední námitku bylo v letech 1610-11 obtížné vyvrátit, a to jak kvůli nízké kvalitě optické soustavy Galileiho prvního dalekohledu, tak kvůli hypotéze, že čočky mohou nejen zlepšovat vidění, ale také ho zkreslovat. Velmi významnou podporu poskytl Galileovi Kepler, který po počáteční skepsi a po sestrojení dostatečně výkonného dalekohledu ověřil skutečnou existenci Jupiterových satelitů a v roce 1611 vydal ve Frankfurtu nad Mohanem spis Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus mathematicus florentinus jure inventionis Medicaea sidera nuncupavit.

Jelikož jezuitští profesoři na Collegio Romano byli považováni za jedny z předních vědeckých autorit té doby, vydal se Galileo 29. března 1611 do Říma, aby zde představil své objevy. Se všemi poctami ho přijal sám papež Pavel V., kardinálové Francesco Maria Del Monte a Maffeo Barberini a kníže Federico Cesi, který ho zapsal do Accademia dei Lincei, kterou založil o osm let dříve. Již 1. dubna mohl Galileo napsat vévodskému sekretáři Belisariovi Vintovi, že jezuité, „když konečně poznali pravdu o nových Medicejských planetách, již dva měsíce provádějí jejich nepřetržitá pozorování, která stále pokračují; ověřili jsme je s mými vlastními a jsou velmi správná“.

V té době si však Galilei ještě neuvědomoval, že nadšení, s nímž šíří a obhajuje své objevy a teorie, vyvolá odpor a podezření v církevní sféře.

Dne 19. dubna kardinál Roberto Bellarmino pověřil vatikánské matematiky, aby vypracovali zprávu o nových objevech, které učinil „nadaný matematik pomocí přístroje zvaného dělo nebo ochial“, a 17. května se Kongregace Svatého oficia preventivně dotázala inkvizice v Padově, zda bylo někdy na místě zahájeno nějaké řízení proti Galileimu. Římská kurie již zřejmě začala tušit, jaké důsledky „může mít tento zvláštní vývoj vědy na obecné pojetí světa, a tím nepřímo i na posvátné zásady tradiční teologie“.

V roce 1612 napsal Galileo spis Discorso intorno alle cose che stanno in su l“acqua, o che in quella si muove, v němž na základě Archimédovy teorie prokázal, že tělesa se vznášejí nebo potápějí ve vodě v závislosti na jejich specifické hmotnosti, a nikoli na jejich tvaru, což vyvolalo polemickou reakci florentského učence a aristotelika Ludovica delle Colombeho v podobě Apologetické rozpravy o Galileově rozpravě. Dne 2. října v Palazzo Pitti za přítomnosti velkovévody, velkovévodkyně Kristiny a kardinála Maffea Barberiniho, který byl tehdy jeho velkým obdivovatelem, veřejně experimentálně demonstroval domněnku a definitivně vyvrátil Ludovica delle Colombe.

Ve svém Discorsu se Galilei zmínil také o slunečních skvrnách, které podle svého tvrzení pozoroval již v Padově v roce 1610, ale neoznámil je. Následujícího roku napsal spis Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti, vydaný v Římě Accademia dei Lincei, jako odpověď na tři dopisy jezuity Christopha Scheinera, adresované koncem roku 1611 Marku Welserovi, augsburskému duumviru, mecenáši věd a příteli jezuitů, jehož byl bankéřem. Kromě otázky priority objevu Scheiner nesprávně tvrdil, že skvrny jsou tvořeny rojem hvězd rotujících kolem Slunce, zatímco Galileo je považoval za tekutou hmotu patřící k povrchu Slunce a rotující kolem něj právě v důsledku rotace hvězdy.

Pozorování skvrn umožnilo Galileovi určit dobu rotace Slunce a prokázat, že obloha a Země nejsou dva radikálně odlišné světy, z nichž první je dokonalý a neměnný a druhý zcela proměnlivý a nedokonalý. Dne 12. května 1612 totiž Federicu Cesimu zopakoval svou koperníkovskou vizi, když napsal, že Slunce se „samo v měsíčním měsíci otáčí podobně jako ostatní planety, tedy od západu k východu kolem pólů ekliptiky: Pochybuji, že tato novinka má být pohřbem nebo spíše posledním a konečným soudem pseudofilosofie, neboť znamení již byla spatřena ve hvězdách, Měsíci a Slunci; a čekám, že se z Peripatra vynoří velké věci pro zachování neměnnosti nebes, které nevím, kde budou uloženy a ukryty. Velmi důležité bylo také pozorování rotačního pohybu Slunce a planet: díky němu se rotace Země, díky níž by rychlost bodu na rovníku byla asi 1700 km, stala méně pravděpodobnou.

Galileův objev fází Venuše a Merkuru nebyl slučitelný s Ptolemaiovým geocentrickým modelem, ale pouze s geoheliocentrickým modelem Tychona Brahe, který Galileo nikdy nebral v úvahu, a s Koperníkovým heliocentrickým modelem. Galileo v dopise Giulianovi de“ Medici z 1. ledna 1611 potvrdil, že „Venuše nutně obíhá kolem Slunce, stejně jako Merkur a všechny ostatní planety, čemuž věřili všichni pythagorejci, Koperník, Kepler i já, ale nebylo to rozumně dokázáno, jako nyní u Venuše a Merkuru“.

V letech 1612 až 1615 Galileo obhajoval heliocentrický model a objasnil své pojetí vědy ve čtyřech soukromých dopisech, známých jako „Koperníkovy dopisy“, které adresoval otci Benedettovi Castellimu, dva monsignorovi Pietru Dinimu a jeden své matce velkovévodkyni Kristině Lotrinské.

Podle Aristotelova učení neexistuje v přírodě vakuum, protože každé těleso, ať už pozemské nebo nebeské, zaujímá prostor, který je součástí tělesa samotného. Bez těla není prostor a bez prostoru není tělo. Aristoteles tvrdí, že „příroda se vyhýbá vakuu“ (každý plyn nebo kapalina se vždy snaží vyplnit každý prostor a vyhýbá se prázdným částem). Výjimkou z této teorie však byla zkušenost s pozorováním, že voda nasátá do trubice ji zcela nezaplní, ale nevysvětlitelně v ní zůstane část, o které se myslelo, že je zcela prázdná, a proto ji příroda zaplní; to se však nestalo. Galilei v odpovědi na dopis, který mu v roce 1630 zaslal jistý ligurský občan Giovan Battista Baliani, tento jev potvrdil a tvrdil, že „odpor přírody k prázdnotě“ lze překonat, ale jen částečně, a že skutečně „on sám dokázal, že není možné, aby voda stoupala sáním při rozdílu výšek větším než 18 sáhů, tedy asi 10 a půl metru“. Galilei proto věřil, že horror vacui je omezený, a nezajímalo ho, zda jev ve skutečnosti souvisí s hmotností vzduchu, jak měl prokázat Evangelista Torricelli.

Spor s církví

21. prosince 1614 obvinil dominikánský mnich Tommaso Caccini (1574-1648) z kazatelny kostela Santa Maria Novella ve Florencii některé moderní matematiky, zejména Galilea, že svými astronomickými koncepcemi inspirovanými koperníkovskými teoriemi odporují Písmu svatému. Když Caccini 20. března 1615 přijel do Říma, odsoudil Galilea jako zastánce pohybu Země kolem Slunce. Mezitím vyšla v Neapoli kniha karmelitánského teologa Paola Antonia Foscariniho (1565-1616) Lettera sopra l“opinione de“ Pittagorici e del Copernico, věnovaná Galileovi, Keplerovi a všem akademikům z Lincei, jejímž cílem bylo smířit biblické pasáže s Koperníkovou teorií tím, že je bude vykládat „tak, aby jí vůbec neodporovaly“.

Kardinál Roberto Bellarmino, již soudce v procesu s Giordanem Brunem, ve svém dopise odpovědi Foscarinimu uvedl, že pasáže Písma, které jsou v rozporu s heliocentrismem, by bylo možné nově interpretovat pouze v případě, že by byl heliocentrismus skutečně prokázán, a neakceptoval Galileovy argumenty, dodal, že mu zatím žádné nebyly prokázány, a tvrdil, že v každém případě by se v případě pochybností mělo dát přednost Písmu svatému. Galileovo odmítnutí přijmout Bellarminův návrh nahradit Ptolemaiovu teorii Koperníkovou teorií – pod podmínkou, že ji Galileo uzná za pouhou „matematickou hypotézu“, která má „zachránit zdání“ – bylo výzvou, byť neúmyslnou, k odsouzení Koperníkovy teorie.

Následujícího roku byl Foscarini krátce uvězněn a jeho Lettera zakázána. Mezitím se Svaté oficium 25. listopadu 1615 rozhodlo pokračovat v prověřování dopisů o slunečních skvrnách a Galileo se rozhodl přijet do Říma, aby se osobně obhájil, podporován velkovévodou Cosimem: „Matematik Galileo přijíždí do Říma,“ napsal Cosimo II. kardinálu Scipione Borgheseovi, „a přichází spontánně, aby se vyjádřil k některým obviněním, přesněji řečeno pomluvám, které vznesli jeho stoupenci.“

Dne 25. února 1616 papež nařídil kardinálu Bellarminovi, aby „předvolal Galilea a napomenul ho, aby se vzdal výše uvedeného názoru; a pokud by odmítl uposlechnout, aby mu otec komisař před notářem a svědky vydal příkaz, aby se této nauky zcela vzdal a neučil ji, nehájil ji a nezabýval se jí“. V témže roce byl Koperníkův spis De revolutionibus zařazen na Index donec corrigatur (dokud nebyl opraven). Kardinál Bellarmino však Galileovi vydal prohlášení, v němž odmítl abdikaci, ale zopakoval zákaz podporovat Koperníkovy teze: možná, že pocty a zdvořilosti, kterých se Galileovi navzdory všemu dostalo, způsobily, že Galileo podlehl iluzi, že je mu dovoleno to, co je ostatním zakázáno.

V listopadu 1618 se na obloze objevily tři komety, které upoutaly pozornost a podnítily studium astronomů v celé Evropě. Mezi nimi byl i jezuita Orazio Grassi, matematik z Collegio Romano, který úspěšně přednesl uznávanou přednášku Disputatio astronomica de tribus cometis anni MDCXVIII: V něm na základě některých přímých pozorování a logicko-scholastického postupu podpořil hypotézu, že komety jsou tělesa nacházející se za „oblohou Měsíce“, a použil ji k potvrzení modelu Tychona Brahe, podle něhož je Země umístěna ve středu vesmíru a ostatní planety obíhají kolem Slunce, proti heliocentrické hypotéze.

Galilei se rozhodl odpovědět, aby obhájil platnost Koperníkova modelu. Odpověděl nepřímo, prostřednictvím svého přítele a žáka Maria Guiducciho v Pojednání o kometách, na němž se však pravděpodobně podílela mistrova ruka. Guiducci ve své odpovědi nesprávně tvrdil, že komety nejsou nebeské objekty, ale čistě optické jevy vznikající působením slunečního světla na páry stoupající ze Země, ale také poukázal na rozpory v Grassiho úvahách a jeho chybné závěry z pozorování komet dalekohledem. Jezuita odpověděl spisem Libra astronomica ac philosophica, podepsaným anagramatickým pseudonymem Lotario Sarsi, v němž přímo napadl Galileiho a kopernikanismus.

Na to Galilei reagoval přímo: teprve v roce 1622 bylo hotové pojednání Il Saggiatore. Byl napsán formou dopisu, schválen Accademia dei Lincei a vytištěn v Římě v květnu 1623. Po smrti papeže Řehoře XV. nastoupil 6. srpna na papežský stolec jako Urban VIII. Maffeo Barberini, který byl po léta Galileovým přítelem a obdivovatelem. To Galilea mylně přesvědčilo, že „naděje byla vzkříšena, naděje, která byla nyní téměř zcela pohřbena. Jsme svědky návratu vzácného poznání z dlouhého vyhnanství, do kterého bylo nuceno“, jak napsal papežovu synovci Francescovi Barberinimu.

Assayer předkládá teorii, která se později ukázala jako mylná, o kometách jako zjeveních způsobených slunečním zářením. Vznik koruny a ohonu komety totiž závisí na působení a směru slunečního záření, takže pravdu měl Galilei a pravdu Grassi, který jako odpůrce Koperníkovy teorie mohl mít o nebeských tělesech pouze představu sui generis. Rozdíl mezi Grassiho a Galileovými argumenty však spočíval především v metodě, neboť Galileo vycházel ze svých úvah založených na zkušenosti. V Saggiatore napsal Galileo slavnou metaforu, podle níž „filozofie je napsána v této velké knize, která je neustále otevřena před našima očima (říkám vesmír)“, čímž se postavil do protikladu ke Grassimu, který se při zjišťování pravdy o přírodních otázkách spoléhal na autoritu mistrů minulosti a Aristotela.

Dne 23. dubna 1624 přijel Galileo do Říma, aby se poklonil papeži a vymohl si od něj toleranci koperníkovské soustavy ze strany církve, ale během šesti audiencí, které mu Urban VIII. poskytl, od něj nezískal žádný přesný závazek v tomto smyslu. Bez jakýchkoli záruk, ale s neurčitým povzbuzením, které mu poskytl papež Urban, jenž udělil penzi jeho synovi Vincenzovi, Galileo cítil, že může konečně v září 1624 odpovědět na Disputatio Francesca Ingoliho. Poté, co Galileo formálně vzdal hold katolické ortodoxii, měl ve své odpovědi vyvrátit Ingoliho antikoperníkovské argumenty, aniž by navrhl tento astronomický model nebo reagoval na teologické argumenty. V dopise Galileo poprvé vyslovuje to, co se bude nazývat Galileův princip relativity: na běžnou námitku zastánců nehybnosti Země, spočívající v pozorování, že hroby padají na zemský povrch kolmo, a nikoliv šikmo, jak by se zřejmě mělo stát, kdyby se Země pohybovala, odpovídá Galileo zkušeností s lodí, která, ať už je v rovnoměrném pohybu, nebo stojí, jevy pádu nebo obecně pohybů těles v něm obsažených se vyskytují přesně stejným způsobem, protože „univerzální pohyb lodi, který je přenášen na vzduch a všechny věci, které jsou v něm obsaženy, a není v rozporu s přirozeným sklonem těchto věcí, je v nich nesmazatelně zachován“.

V témže roce 1624 začal Galilei psát své nové dílo, Dialog, který mu měl umožnit, aby na základě srovnání různých názorů účastníků rozhovoru vyložil různé současné kosmologické teorie včetně Koperníka, aniž by se k některé z nich osobně přihlásil. Zdravotní a rodinné důvody prodloužily psaní díla až do roku 1630: musel se starat o početnou rodinu svého bratra Michelangela, zatímco jeho syn Vincenzio, který v roce 1628 vystudoval práva v Pise, se následujícího roku oženil se Sestilií Bocchineri, sestrou Geriho Bocchineriho, jednoho z tajemníků vévody Ferdinanda, a Alessandry. Aby splnil přání své dcery Marie Celesty, jeptišky v Arcetri, mít ho blíž, pronajal si malou vilu „Il Gioiello“ nedaleko kláštera. Po mnoha peripetiích, které vedly k získání církevního imprimatur, bylo dílo vydáno v roce 1632.

V Dialogu jsou porovnávány dva hlavní systémy, ptolemaiovský a koperníkovský (Galileo tak z diskuse vylučuje nedávnou hypotézu Tychona Brahe), a vystupují v něm tři protagonisté: dva z nich jsou skutečné postavy, Galileovi přátelé, v té době již mrtví, Florenťan Filippo Salviati (1582-1614) a Benátčan Gianfrancesco Sagredo (1571-1620), v jejichž domě se rozhovory předstírají, zatímco třetím hrdinou je Simplicio, vymyšlená postava, jejíž jméno připomíná známého antického komentátora Aristotela a zároveň naznačuje jeho vědeckou prostotu. Je zastáncem ptolemaiovské soustavy, zatímco koperníkovskou opozici podporuje Salviati a v neutrálnější roli Sagredo, který nakonec sympatizuje s koperníkovskou hypotézou.

Dialog se dočkal mnoha pochvalných recenzí, mimo jiné od Benedetta Castelliho, Fulgenzia Micanzia, spolupracovníka a životopisce Paola Sarpiho, a Tommasa Campanelly, ale již v srpnu 1632 se začaly šířit zvěsti, že kniha bude zakázána: 25. července napsal mistr Posvátného paláce Niccolò Riccardi florentskému inkvizitorovi Clemente Egidimu, že papež nařídil, aby kniha nebyla vydávána, a 7. srpna ho požádal, aby vypátral již prodané výtisky a zabavil je. Podle florentského velvyslance Francesca Niccoliniho rozzlobený papež 5. září obvinil Galilea, že oklamal ministry, kteří vydání díla schválili. Urban VIII. vyjádřil nelibost nad tím, že jedna z jeho tezí byla podle něj zpracována neobratně a vystavena posměchu. Při diskusi o teorii přílivu a odlivu, kterou podporoval kopernikán Salviati a která měla být definitivním důkazem pohyblivosti Země, Simplicio předložil „velmi pevné učení, které jsem se již naučil od nejvýznamnějšího a nejvýznamnějšího člověka a ke kterému je třeba být klidný“ (jasný odkaz na Urbana), podle něhož Bůh díky své „nekonečné moudrosti a moci“ mohl způsobit příliv a odliv velmi různými způsoby a nelze si být jistý, že ten, který navrhl Salviati, je jediný správný. Kromě toho, že Galileiho teorie přílivu a odlivu byla chybná, musel Salviatiho ironický komentář, v němž označil Simpliciův návrh za „obdivuhodné a vpravdě andělské učení“, působit pobuřujícím dojmem. Nakonec se dílo uzavírá tvrzením, že lidé „mohou vést spory o uspořádání světa“, pokud „nenajdou dílo vytvořené“ Bohem. Tento závěr nebyl ničím jiným než diplomatickým trikem, jak se dostat do tisku. To papeže rozzuřilo. 23. září požádala římská inkvizice florentskou inkvizici, aby Galileovi oznámila, že se má do října dostavit ke generálnímu komisaři Svatého oficia v Římě. Galileo, zčásti kvůli nemoci a zčásti proto, že doufal, že se záležitost podaří nějak vyřešit bez zahájení procesu, odložil svůj odjezd o tři měsíce. 20. ledna 1633 odjel na nosítkách do Říma a čelil hrozivému naléhání Svatého oficia.

Proces začal 12. dubna prvním výslechem Galilea, kterému inkviziční komisař, dominikán Vincenzo Maculano, tvrdil, že 26. února 1616 obdržel „nařízení“, v němž mu kardinál Bellarmino nařídil, aby se vzdal Koperníkovy teorie, nijak ji nepodporoval a neučil ji. Během výslechu Galileo popřel, že by o tomto přikázání věděl, a tvrdil, že si nepamatuje, že Bellarminův výrok obsahoval slova quovis modo (jakýmkoli způsobem) a nec docere (neuč). Když na něj inkvizitor naléhal, Galileo nejenže přiznal, že o „výše uvedeném příkazu nic neřekl“, ale dokonce zašel tak daleko, že prohlásil, že „ve zmíněné knize ukazuji opak Koperníkova názoru a že Koperníkovy důvody jsou neplatné a nepřesvědčivé“. Po skončení prvního výslechu byl Galileo zadržován, „i když pod velmi přísným dohledem“, ve třech místnostech inkviziční budovy, „kde měl dostatek volného prostoru k procházkám“.

22. června, den po Galileově posledním výslechu, byl v kapitulní síni dominikánského kláštera Santa Maria sopra Minerva za Galileovy přítomnosti a v pokleku vynesen rozsudek, který vynesli kardinálové Felice Centini, Guido Bentivoglio, Desiderio Scaglia, Antonio Barberini a Berlinghiero Gessi, Fabrizio Verospi a Marzio Ginetti, „generální inkvizitoři proti kacířské pravdě“, shrnující dlouhý konflikt mezi Galileem a církevním učením, který začal v roce 1615 jeho knihou Delle macchie solari a odporem teologů proti Koperníkovu modelu v roce 1616. Rozsudek pak tvrdil, že dokument, který obdržel v únoru 1616, byl účinným napomenutím, aby neobhajoval a neučil Koperníkovu teorii.

Galilei byl odsouzen k „formálnímu vězení podle našeho uvážení“ a ke „spásnému trestu“ týdenního odříkávání sedmi kajícných žalmů po dobu tří let, přičemž si inkvizice vyhradila právo „zmírnit, změnit nebo zrušit všechny nebo část“ trestů a pokání.

Jestliže legenda o Galileově větě „E pur si muove“, pronesené těsně po jeho abdikaci, naznačuje jeho neporušené přesvědčení o platnosti koperníkovského modelu, závěr procesu znamenal porážku jeho programu šíření nové vědecké metodologie, založené na důsledném pozorování faktů a jejich experimentálním ověřování – proti staré vědě, která vytváří „zkušenosti jako učiněné a odpovídající jejím potřebám, aniž by je kdy učinila nebo pozorovala“ – a proti předsudkům zdravého rozumu, který často vede k přesvědčení, že jakékoli zdání je skutečné: program vědecké obnovy, který učil „přestat věřit autoritám, tradici a zdravému rozumu“, který chtěl „naučit myslet“.

Poslední léta (1633-1642)

Rozsudek zahrnoval trest odnětí svobody podle uvážení Svatého oficia a povinnost odříkávat kající žalmy jednou týdně po dobu tří let. Doslovná přísnost byla v praxi zmírněna: věznění spočívalo v nuceném pětiměsíčním pobytu v římské rezidenci velvyslance toskánského velkovévody Pietra Niccoliniho v Trinità dei Monti a odtud na jeho žádost v domě arcibiskupa Ascania Piccolominiho v Sieně. Pokud jde o kající žalmy, Galileo pověřil svou dceru Marii Celestu, klášterní jeptišku, aby je se souhlasem církve přednášela. Piccolomini byl Galileovi v Sieně nakloněn a umožnil mu setkávat se s osobnostmi města a diskutovat o vědeckých otázkách. Na základě anonymního dopisu, který odsuzoval jednání arcibiskupa i samotného Galilea, Svaté oficium vyhovělo Galileově dřívější žádosti a uvěznilo ho v izolované vile („Il Gioiello“), kterou vědec vlastnil na venkově v Arcetri. V příkazu z 1. prosince 1633 bylo Galileovi nařízeno, aby „zůstal sám, nikoho nevolal ani nepřijímal, po dobu, kterou určí Jeho Svatost“. Navštěvovat ho směli pouze rodinní příslušníci s předchozím povolením: i proto pro něj byla ztráta dcery sestry Marie Celesty, jediné, s níž udržoval styky, 2. dubna 1634 obzvlášť bolestná.

Přesto byl schopen udržovat korespondenci s přáteli a obdivovateli, a to i mimo Itálii: Elii Diodatimu do Paříže napsal 7. března 1634 a utěšoval se svým neštěstím, že „závist a zloba proti mně intrikovaly“, s tím, že „neslavně dopadají zrádci a ti, kteří jsou v nejvznešenějším stupni nevědomosti“. Diodati se dozvěděl o latinském překladu Dialogu, který ve Štrasburku pořizoval Matyáš Bernegger, a řekl mu o „jistém Antoniu Roccovi, velmi čistém peripatetikovi, který je velmi vzdálen tomu, aby rozuměl čemukoli z matematiky nebo astronomie“ a který proti němu v Benátkách napsal „mordacità e contumelie“. Tento a další dopisy ukazují, jak málo se Galileo zřekl svého koperníkovského přesvědčení.

Po soudním procesu v roce 1633 Galilei napsal a v Nizozemsku v roce 1638 vydal velké vědecké pojednání s názvem Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze týkající se mechaniky a místních pohybů, díky němuž je považován za otce moderní vědy. Je organizován jako čtyřdenní dialog mezi stejnými třemi protagonisty jako předchozí Dialog o největších systémech (Sagredo, Salviati a Simplicio).

První den se Galileo zabýval odolností materiálů: rozdílná odolnost musí souviset se strukturou konkrétního materiálu a Galileo, aniž by si činil nárok na vysvětlení problému, se zabýval Demokritovým atomistickým výkladem a považoval jej za hypotézu schopnou vysvětlit fyzikální jevy. Zejména možnost existence vakua, jak ji předpokládal Démokritos, byla považována za vážnou vědeckou hypotézu a ve vakuu – tj. bez jakéhokoli odporu – Galileo právem tvrdil, že všechna tělesa „klesají stejnou rychlostí“, což bylo v rozporu se soudobou vědou, která se domnívala, že pohyb ve vakuu je nemožný.

Poté, co se druhý den zabýval statikou a pákou, se třetí a čtvrtý den zabýval dynamikou a stanovil zákony rovnoměrného pohybu, přirozeně zrychleného pohybu a rovnoměrně zrychleného pohybu a kmitání kyvadla.

V posledních letech svého života vedl Galileo láskyplnou korespondenci s Alessandrou Bocchineri. V roce 1629 dala rodina Bocchineri z Prata Alessandřinu sestru Sestilii za manžela Galileiho synovi Vincenziu.

Když se Galilei v roce 1630 seznámil s Alessandrou, bylo jí už 66 let, byla to 33letá žena, která svou inteligenci zušlechťovala a kultivovala jako dvorní dáma císařovny Eleonory Gonzagové na vídeňském dvoře, kde se seznámila s Giovannim Francescem Buonamicim, významným diplomatem, který se stal Galileiho dobrým přítelem, a provdala se za něj.

V korespondenci si Alessandra a Galileo vyměňovali četná pozvání na schůzky a Galileo neopomněl ocenit její inteligenci, protože „tak vzácné jsou ženy, které mluví tak rozumně jako ona“. Kvůli své slepotě a zhoršujícímu se zdravotnímu stavu byl florentský vědec občas nucen odmítat pozvání „nejen kvůli mnoha indispozicím, které mě v tomto mém velmi vážném věku tísní, ale také proto, že jsem stále považován za vězně, a to z těch příčin, které jsou dobře známy“.

Poslední dopis zaslaný Alessandře 20. prosince 1641 o „neúmyslné stručnosti“ předcházel Galileiho smrti o 19 dní později v noci 8. ledna 1642 v Arcetri za asistence Vivianiho a Torricelliho.

Po smrti

Galilei byl pohřben v bazilice Santa Croce ve Florencii spolu s dalšími velikány, jako byli Machiavelli a Michelangelo, ale nebylo možné zřídit „vznešený a honosný hrob“, jak si přáli jeho žáci, protože 25. ledna synovec Urbana VIII., kardinál Francesco Barberini, napsal florentskému inkvizitorovi Giovannimu Muzzarellimu, aby „sdělil velkovévodovi, že není dobré stavět mauzolea pro mrtvolu toho, kdo byl kajícníkem u tribunálu svaté inkvizice a zemřel v době, kdy kajícnictví trvalo; V epitafu nebo nápisu, který má být umístěn na hrobce, by neměla být žádná slova, která by mohla urazit pověst tohoto soudu. Stejné varování je třeba dát i těm, kdo přednášejí pohřební řeč.“

Církev také bedlivě sledovala Galileovy žáky: když založili Accademia del Cimento, zasáhla u velkovévody a Accademia byla v roce 1667 rozpuštěna. Teprve v roce 1737 byl Galileo Galilei poctěn pohřebním pomníkem v Santa Croce, který oslavil Ugo Foscolo.

Galilejské učení o dvou pravdách

Galileo byl přesvědčen o správnosti koperníkovské kosmologie, ale dobře si uvědomoval, že je považována za rozpornou s biblickým textem a tradicí církevních otců, kteří zastávali geocentrické pojetí vesmíru. Protože církev považovala Písmo svaté za inspirované Duchem svatým, mohla být heliocentrická teorie, dokud se neprokázal opak, přijímána pouze jako pouhá hypotéza (ex suppositione) nebo matematický model, bez jakéhokoli vztahu ke skutečnému postavení nebeských těles. Právě za této podmínky nebyl Koperníkův spis De revolutionibus orbium coelestium církevními úřady odsouzen a uveden na indexu zakázaných knih, přinejmenším do roku 1616.

Galileo, katolický intelektuál, vstoupil do debaty o vztahu vědy a víry svým dopisem otci Benedettovi Castellimu z 21. prosince 1613. Obhajoval Koperníkův model tím, že existují dvě pravdy, které si nutně neodporují a nejsou ve vzájemném rozporu. Bible je jistě posvátný text inspirovaný Bohem a Duchem Svatým, nicméně napsaný v určitém historickém okamžiku s cílem vést čtenáře k pochopení pravého náboženství. Z tohoto důvodu, jak již tvrdili mnozí exegeté, včetně Luthera a Keplera, byla biblická fakta nutně napsána tak, aby jim rozuměli i starověcí a obyčejní lidé. Proto je třeba rozlišovat, jak tvrdil již Augustin z Hippo, správně náboženské poselství od historicky konotovaného a nevyhnutelně narativního a didaktického popisu faktů, epizod a postav:

Známá biblická epizoda o Jozuově žádosti k Bohu, aby zastavil Slunce a prodloužil tak den, byla v církevních kruzích použita na podporu geocentrického systému. Galileo naopak tvrdil, že by se tím den neprodloužil, protože v ptolemaiovské soustavě se denní rotace (den

Podle Galilea se Písmo svaté zabývá Bohem; metoda zkoumání přírody musí být založena na „rozumových zkušenostech“ a „nutných důkazech“. Bible a příroda si nemohou odporovat, protože obě pocházejí od Boha. V případě jakéhokoli zjevného nesouladu to tedy nebude věda, kdo bude muset udělat krok zpět, ale vykladači posvátného textu, kteří se budou muset podívat za jeho povrchní význam. Jinými slovy, jak vysvětluje Galileiho badatel Andrea Battistini, „biblický text se přizpůsobuje pouze „běžnému způsobu vulgárního člověka“, tj. nepřizpůsobuje se schopnostem „znalců“, ale poznávacím limitům obyčejného člověka, a zahaluje tak hlubší smysl výroků jakousi alegorií. Pokud jde o vztah vědy a teologie, jeho slavná věta zní: „Chápáno církevní osobou nejvyššího stupně, záměrem Ducha svatého je naučit nás, jak jít do nebe, a ne jak jít do nebe“, obvykle připisovaná kardinálu Cesare Baroniovi. Je třeba poznamenat, že podle tohoto kritéria nemohl Galileo použít biblickou pasáž z Jozue, aby se pokusil prokázat údajnou shodu mezi posvátným textem a Koperníkovým systémem a údajný rozpor mezi Biblí a Ptolemaiovým modelem. Prvním je Bible, napsaná v jazyce srozumitelném „vulgárnímu“ člověku, která má v podstatě spásnou a duši zachraňující hodnotu, a proto vyžaduje pečlivý výklad tvrzení týkajících se přírodních jevů v ní popsaných. Druhá je „tato velká kniha, která je neustále otevřena před našima očima (říkám vesmír), kterou je třeba číst podle vědecké racionality a která nemá být kladena na druhé místo po první knize, ale aby mohla být správně interpretována, musí být studována pomocí nástrojů, kterými nás obdařil tentýž Bůh Bible: smysly, řečí a intelektem:

V dopise velkovévodkyni Kristýně Lotrinské z roku 1615 na otázku, zda lze teologii stále považovat za královnu věd, Galilei opět odpověděl, že teologie má díky svému předmětu prvořadý význam, ale že si nemůže nárokovat vynášet soudy v oblasti vědeckých pravd. Naopak, pokud určitá vědecky prokázaná skutečnost nebo jev nesouhlasí s posvátnými texty, je třeba je znovu přečíst ve světle nových poznatků a objevů.

Podle galileovské nauky o dvou pravdách nemůže být mezi pravou vědou a pravou vírou žádný spor, protože obě jsou z definice pravdivé. V případě zjevného rozporu s přírodními fakty je však třeba výklad posvátného textu upravit tak, aby odpovídal nejnovějším vědeckým poznatkům.

Postoj církve se v této otázce nijak zásadně nelišil od Galileova: i katolická církev s mnohem větší opatrností připouštěla nutnost revidovat výklad svatých písem ve světle nových skutečností a nových, pevně prokázaných poznatků. V případě Koperníkovy soustavy však kardinál Robert Bellarmine a mnozí další katoličtí teologové rozumně tvrdili, že pro ni neexistují žádné přesvědčivé důkazy:

Na druhou stranu nepozorování hvězdné paralaxy (která měla být pozorována jako důsledek posunu Země vůči obloze stálých hvězd) pomocí tehdy dostupných přístrojů představovalo důkaz proti heliocentrické teorii. V této souvislosti tedy církev připustila, že o koperníkovském modelu se hovoří pouze ex suppositione (jako o matematické hypotéze). Galileiho obhajoba ex professo (vědomě a kompetentně, vědomě a záměrně) koperníkovské teorie jako skutečného fyzikálního popisu sluneční soustavy a oběžných drah nebeských těles se proto nevyhnutelně střetla s oficiálním stanoviskem katolické církve. Podle Galilea nemohla být Koperníkova teorie považována za pouhou matematickou hypotézu už proto, že byla jediným dokonale přesným vysvětlením a nepoužívala „absurdity“, které představovaly excentry a epicykly. V rozporu s tehdejšími tvrzeními potřeboval Koperník k udržení přesnosti srovnatelné s Ptolemaiovou soustavou více excentrů a epicyklů než Ptolemaios. Jejich přesný počet je původně 34 (v jeho prvním výkladu systému obsaženém v Commentariolus), ale podle Koestlerových výpočtů dosahuje v De revolutionibus čísla 48. Ptolemaiovská soustava však nepoužívala 80, jak tvrdil Koperník, ale pouze 40, jak uvádí Peurbachova aktualizovaná verze Ptolemaiovské soustavy z roku 1453. Další údaje uvádí historik vědy Dijksterhuis, který se domnívá, že Koperníkova soustava používala jen o pět „kruhů“ méně než Ptolemaiova. Jediný podstatný rozdíl tedy spočíval výhradně v absenci rovnic v Koperníkově teorii. Výše zmíněný Koestler se zamýšlel nad tím, zda byl tento omyl způsoben tím, že Galileo nečetl Koperníkovo dílo, nebo jeho intelektuální nepoctivostí. Tato opozice vedla nejprve k zařazení knihy De revolutionibus na index a o mnoho let později k procesu s Galileem Galileim v roce 1633, který skončil jeho odsouzením na základě „prudkého podezření z kacířství“ a nuceným zřeknutím se svých astronomických koncepcí.

Rehabilitace katolickou církví

Kromě historického, právního a morálního posouzení Galileova odsouzení se epistemologické a biblické hermeneutické otázky, které byly v centru procesu, staly předmětem úvah nesčetných moderních myslitelů, kteří se často odvolávali na Galileovu kauzu, aby ilustrovali, někdy záměrně paradoxně, své úvahy o těchto otázkách. Například rakouský filozof Paul Feyerabend, zastánce epistemologické anarchie, tvrdil, že:

Tuto provokaci později převzal kard. Josepha Ratzingera, což vyvolalo námitky veřejného mínění. Skutečným účelem Feyerabendova provokativního výroku však bylo „pouze ukázat rozpor těch, kteří schvalují Galilea a odsuzují církev, ale pak jsou stejně přísní vůči práci svých současníků, jako byla církev v Galileově době“.

V následujících staletích církev změnila svůj postoj ke Galileovi: v roce 1734 Svaté oficium povolilo postavit na jeho počest mauzoleum v kostele Santa Croce ve Florencii; v roce 1757 Benedikt XIV. odstranil z indexu knihy, které učily o pohybu Země, čímž oficiálně potvrdil to, co již v roce 1664 učinil papež Alexandr VII. odvoláním dekretu z roku 1616.

Konečné povolení učit o pohybu Země a nehybnosti Slunce přišlo s dekretem Posvátné inkviziční kongregace, který schválil papež Pius VII. 25. září 1822.

Zvláště významný je příspěvek britského teologa a kardinála Johna Henryho Newmana z roku 1855, tedy několik let poté, co bylo učení o heliocentrismu kvalifikováno a kdy už byly Newtonovy teorie o gravitaci zavedeny a experimentálně prokázány. Teolog nejprve shrnuje vztah heliocentrismu k Písmu:

Zajímavá je kardinálova interpretace Galileovy aféry jako potvrzení, nikoliv popření božského původu církve:

V roce 1968 papež Pavel VI. inicioval revizi procesu a papež Jan Pavel II. 3. července 1981 vyzval k interdisciplinárnímu výzkumu Galileiho obtížných vztahů s církví a zřídil Papežskou komisi pro studium ptolemaiovsko-koperníkovského sporu 16. a 17. století, jehož součástí je i Galileiho případ. Papež ve svém projevu z 10. listopadu 1979, v němž oznámil zřízení komise, připustil, že „Galileo musel mnoho trpět, nemůžeme to skrývat, před lidmi a orgány církve“.

Po třinácti letech diskusí církev 31. října 1992 zrušila odsouzení, které formálně stále existovalo, a vyjasnila svůj výklad vědecko-teologické otázky Galilea Galileiho, přičemž uznala, že odsouzení Galilea Galileiho bylo způsobeno neústupností obou stran, které nechtěly považovat své teorie za pouhé hypotézy, které nebyly experimentálně prokázány a, na druhé straně na „nedostatek prozíravosti“, tj. inteligence a předvídavosti, teologů, kteří ho odsoudili, kteří nebyli schopni reflektovat vlastní kritéria výkladu Písma a kteří byli zodpovědní za to, že vědci způsobili mnoho utrpení. Jak prohlásil Jan Pavel II:

„Dějiny vědeckého myšlení ve středověku a renesanci, které nyní začínáme trochu lépe chápat, lze rozdělit do dvou období, nebo spíše, protože chronologické pořadí odpovídá tomuto dělení jen velmi zhruba, lze je zhruba rozdělit do tří fází či epoch, které odpovídají postupně třem různým myšlenkovým proudům: nejprve aristotelská fyzika, pak fyzika impulzů, kterou stejně jako všechno ostatní započali Řekové a kterou rozvinul proud pařížských nominalistů 14. století, a nakonec moderní fyzika, archimédovská a galileovská. „

Mezi hlavní objevy, které Galilei učinil na základě experimentů, patří počáteční fyzikální přístup k teorii relativity, později známý jako Galileova relativita, objev čtyř hlavních Jupiterových měsíců, známých jako Galileovy satelity (Io, Europa, Ganymedes a Callisto), a princip setrvačnosti, i když jen částečný.

Studoval také pádový pohyb těles a na základě úvah o pohybech podél nakloněných rovin objevil problém „minimálního času“ při pádu hmotných těles a studoval různé trajektorie, včetně paraboloidní spirály a cykloidy.

V rámci svého matematického výzkumu se zabýval vlastnostmi nekonečna a zavedl slavný Galileův paradox. V roce 1640 Galilei povzbudil svého žáka Bonaventuru Cavalieriho, aby rozvinul myšlenky svého učitele a ostatních v oblasti geometrie pomocí metody nedělitelných prvků pro určování ploch a objemů: tato metoda byla základním krokem ve vývoji infinitezimálního počtu.

Zrod moderní vědy

Galileo Galilei byl jednou z vůdčích osobností při zakládání vědecké metody vyjádřené matematickým jazykem a stanovil experiment jako základní nástroj zkoumání přírodních zákonů, na rozdíl od aristotelské tradice a její kvalitativní analýzy vesmíru:

Již ve svém třetím dopise z roku 1611 Marku Welserovi týkajícím se sporu o sluneční skvrny se Galilei ptá, co chce člověk při svém hledání poznat.

A ještě jednou: myslíme poznáním pochopení prvních principů jevů, nebo jejich vývoj?

Hledání základních prvních principů proto zahrnuje nekonečnou řadu otázek, protože každá odpověď vyvolává novou otázku: kdybychom si položili otázku, co je podstatou mraků, první odpověď by zněla, že je to vodní pára, ale pak bychom se museli zeptat, co je to za jev, a museli bychom si odpovědět, že je to voda, abychom si hned poté položili otázku, co je to voda, a odpověděli si, že je to ta tekutina, která teče v řekách, ale tato „zpráva o vodě“ je nám jen „bližší a závislejší na více smyslech“, bohatší na různé konkrétní informace, ale rozhodně nám nepřináší poznání podstaty mraků, o které víme přesně tolik, co předtím. Chceme-li však na druhé straně porozumět „afektům“, zvláštním vlastnostem těles, budeme je moci poznat jak u těles, která jsou od nás vzdálená, jako jsou mraky, tak u těch, která jsou blíže, jako je voda.

Studium přírody je proto třeba chápat jinak. „Někteří přísní obhájci všech peripatetických minuciózností“, vychovaní v kultu Aristotela, se domnívají, že „filosofování není a nemůže být nic jiného než velké cvičení nad Aristotelovými texty“, které přinášejí jako jediný důkaz svých teorií. A nechtějí „nikdy zvednout oči od těchto listin“, odmítají číst „tuto velkou knihu světa“ (tj. z přímého pozorování jevů), jako by „byla napsána přírodou, aby ji nečetl nikdo jiný než Aristoteles a aby jeho oči viděly pro všechny jeho potomky“.

Základem vědecké metody je tedy odmítnutí esencialismu a rozhodnutí uchopit pouze kvantitativní stránku jevů v přesvědčení, že je lze pomocí měření převést na čísla, takže máme matematický typ poznání, jediný dokonalý pro člověka, který k němu dospívá postupně prostřednictvím uvažování tak, aby se vyrovnal stejně dokonalému božskému poznání, které jím disponuje zcela a intuitivně:

Galileova metoda se proto musí skládat ze dvou hlavních aspektů:

Rodolfo Mondolfo nakonec shrnuje podstatu Galileovy metody a dodává:

V tom spočívá originalita galileovské metody: propojení zkušenosti a rozumu, indukce a dedukce, exaktního pozorování jevů a vypracování hypotéz, a to nikoliv abstraktně, ale se studiem reálných jevů a použitím vhodných technických nástrojů.

Galileův přínos k jazyku vědy byl zásadní jak v oblasti matematiky, tak zejména v oblasti fyziky. I dnes se v této disciplíně používá mnoho oborových výrazů, které vycházejí z konkrétních rozhodnutí pisánského vědce. Zejména v Galileových spisech je mnoho slov převzato z běžného jazyka a jsou podrobena „technizaci“, tj. je jim přisouzen specifický a nový význam (jde tedy o formu sémantického neologismu). Tak je tomu v případě „síly“ (i když ne v newtonovském smyslu), „rychlosti“, „hybnosti“, „impulsu“, „opěrného bodu“, „pružiny“ (ve smyslu mechanického nástroje, ale také „pružné síly“), „tření“, „terminátoru“, „pásky“.

Příkladem způsobu, jakým Galileo pojmenovává geometrické objekty, je pasáž ze spisu Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Pojednání a matematické demonstrace o dvou nových vědách):

Jak je vidět, v textu se vedle odborné terminologie („polokoule“, „kužel“, „válec“) používá termín označující předmět denní potřeby, a to „mísa“.

Fyzika, matematika a filozofie

Galileo Galilei se do historie zapsal také svými úvahami o základech a nástrojích vědecké analýzy přírody. Známá je jeho slavná metafora v knize Assayer, v níž je matematika definována jako jazyk, v němž je napsána kniha přírody:

V této pasáži Galileo spojuje slova „matematika“, „filosofie“ a „vesmír“, čímž inicioval dlouhý spor mezi filosofy vědy o to, jak tyto pojmy chápe a jak je spojuje. Například to, co zde Galileo nazývá „vesmírem“, by se v moderním pojetí mělo chápat jako „fyzikální realita“ nebo „fyzikální svět“, protože Galileo má na mysli matematicky poznatelný hmotný svět. Tedy nejen na celek vesmíru chápaný jako soubor galaxií, ale také na jakoukoli jeho neživou část nebo podmnožinu. Na druhou stranu by pojem „příroda“ zahrnoval i biologický svět, který byl z Galileova zkoumání fyzikální reality vyloučen.

Pokud jde o vlastní vesmír, zdá se, že se Galilei, i když nerozhodně, přiklání k tezi, že je nekonečný:

K otázce konečnosti či nekonečnosti vesmíru nezaujímá jasné stanovisko, nicméně, jak tvrdí Rossi, „k tezi o nekonečnosti ho přiklání jediný důvod: je snazší vztahovat nepochopitelnost k nepochopitelnému nekonečnu než ke konečnému, které není pochopitelné“.

Galilei však nikdy výslovně nezohlednil, snad z opatrnosti, učení Giordana Bruna o neomezeném a nekonečném vesmíru bez středu, který se skládá z nekonečného množství světů, včetně Země a Slunce, které nemají žádné kosmogonické prvenství. Vědec z Pisy se debaty o konečnosti či nekonečnosti vesmíru neúčastní a tvrdí, že podle jeho názoru je tato otázka neřešitelná. Pokud se zdá, že se přiklání k hypotéze nekonečna, činí tak z filozofických důvodů, protože podle něj je nekonečno předmětem nepochopitelnosti, zatímco to, co je konečné, spadá do mezí pochopitelnosti.

Vztah mezi Galileovou matematikou a jeho filozofií přírody, úloha dedukce versus indukce v jeho výzkumu byly mnoha filozofy odkazovány na konfrontaci mezi Aristotelem a Platónem, na obnovení starořecké tradice s Archimédovou koncepcí nebo dokonce na počátek rozvoje experimentální metody v 17. století.

Dobře tuto otázku vyjádřil medievalistický filozof Ernest Addison Moody (1903-1975):

Galileo žil v době, kdy se v Evropě a Itálii opět rozšířily myšlenky platonismu, a pravděpodobně i z tohoto důvodu ztotožnil matematické symboly s geometrickými útvary, a nikoli s čísly. Využití algebry odvozené z arabského světa k demonstraci geometrických vztahů bylo stále nedostatečně rozvinuté a teprve Leibniz a Isaac Newton se stali základem pro studium klasické mechaniky. Galileo ve skutečnosti použil geometrické vztahy a podobnosti, aby prokázal zákon pádu těles.

Na jedné straně pro některé filosofy, jako byli Alexandre Koyré, Ernst Cassirer a Edwin Arthur Burtt (1892-1989), bylo experimentování v Galileových studiích jistě důležité a hrálo také pozitivní roli ve vývoji moderní vědy. Samotný experiment jako systematické studium přírody vyžaduje jazyk, kterým lze formulovat otázky a interpretovat získané odpovědi. Hledání takového jazyka bylo problémem, který zajímal filozofy již od dob Platóna a Aristotela, zejména s ohledem na netriviální roli matematiky při studiu přírodních věd. Galilei se opírá o přesné a dokonalé geometrické údaje, které se v reálném světě nikdy nemohou vyskytovat, nanejvýš jako hrubé aproximace.

Dnes se matematika v moderní fyzice používá ke konstrukci modelů reálného světa, ale v Galileově době nebyl tento přístup v žádném případě samozřejmostí. Podle Koyrého umožnil Galileovi jazyk matematiky formulovat apriorní otázky ještě předtím, než byl konfrontován se zkušeností, a tím orientoval samotné hledání vlastností přírody pomocí experimentů. Z tohoto hlediska by tedy Galileo navázal na platónskou a pythagorejskou tradici, kde matematická teorie předchází zkušenosti a nevztahuje se na smyslový svět, ale vyjadřuje jeho vnitřní povahu.

Jiní galileologové, jako například Stillman Drake, Pierre Duhem a John Herman Randall Jr., však zdůrazňovali novost Galileova myšlení ve srovnání s klasickou platónskou filozofií. V Assayerově metafoře je matematika jazykem a není přímo definována ani jako vesmír, ani jako filozofie, ale spíše jako nástroj pro analýzu smyslového světa, který platonici považovali za iluzorní. Jazyk by byl středem Galileovy metafory, ale skutečným cílem jeho výzkumu je samotný vesmír. Tímto způsobem se podle Drakea Galileo definitivně distancoval od platónské koncepce a filozofie, aniž by se však přiblížil aristotelské filozofii, jak tvrdí Pierre Duhem, podle něhož Galileova věda vycházela ze středověkého myšlení. Na druhou stranu je obtížné považovat Galilea za jednoho z nich kvůli prudkým útokům aristoteliků proti jeho vědě. Podle Drakea si tedy Galileo „nedal záležet na formulaci filozofie“ a ve třetím dni svých Rozprav o filozofických pojmech uvádí: „Podobné hluboké úvahy se očekávají od vyšších nauk, než je ta naše, a nám musí stačit, že jsme těmi méně důstojnými řemeslníky, kteří odkrývají a vytahují mramor z obložení, v němž pak znamenití sochaři nechávají vyniknout podivuhodným obrazům, které byly ukryty pod hrubou a beztvarou kůrou.

Podle Eugenia Garina chtěl Galileo naopak svou experimentální metodou identifikovat v „aristotelské“ pozorované skutečnosti vnitřní nutnost, vyjádřenou matematicky, díky jejímu spojení s „platónskou“ božskou příčinou, která ji vytváří a činí ji „živou“:

Studie pohybu

Wilhelm Dilthey považuje Keplera a Galileiho za vrcholné projevy „kalkulujícího myšlení“, které bylo ve své době připraveno řešit požadavky moderní buržoazní společnosti prostřednictvím studia pohybových zákonů:

Galilei byl ve skutečnosti jedním z protagonistů překonání aristotelského popisu podstaty pohybu. Již ve středověku někteří autoři, jako například Jan Filoponos v 6. století, pozorovali rozpory v aristotelských zákonech, ale až Galileo navrhl platnou alternativu založenou na experimentálních pozorováních. Na rozdíl od Aristotela, pro něhož existují dva „přirozené“ pohyby, tj. samovolné pohyby závislé na podstatě tělesa, jeden směřující dolů, typický pro zemská a vodní tělesa, a druhý vzhůru, typický pro tělesa vzdušná a ohnivá, pro Galilea má každé těleso tendenci padat dolů ve směru středu Země. Existují-li tělesa, která stoupají vzhůru, je to proto, že prostředí, v němž se nacházejí, má větší hustotu a tlačí je vzhůru podle známého principu, který vyjádřil již Archimedes: Galileiho zákon o padajících tělesech bez ohledu na prostředí tedy platí pro všechna tělesa bez ohledu na jejich povahu.

Jedním z prvních problémů, které museli Galileo a jeho současníci vyřešit, bylo najít vhodné nástroje pro kvantitativní popis pohybu. Problémem bylo pochopit, jak zacházet s dynamickými událostmi, jako jsou padající tělesa, pomocí geometrických obrazců nebo čísel, která jsou jako taková naprosto statická a postrádají jakýkoli pohyb. K překonání aristotelské fyziky, která pohyb považovala za kvalitativní a nematematický, za přemístění a následný návrat na své přirozené místo, bylo proto nutné nejprve rozvinout nástroje geometrie a zejména diferenciálního počtu, jak to později učinili mimo jiné Newton, Leibniz a Descartes. Galileovi se podařilo problém vyřešit studiem pohybu zrychlených těles, nakreslením přímky a přiřazením každého bodu času a ortogonální úsečky úměrné rychlosti. Tímto způsobem sestrojil prototyp rychlostně-časového diagramu a prostor, který těleso urazí, se jednoduše rovná ploše jím sestrojeného geometrického obrazce. Jeho studie a výzkumy pohybu těles také připravily půdu pro moderní balistiku.

Na základě studia pohybu, mentálních experimentů a astronomických pozorování si Galileo uvědomil, že je možné popsat dění na Zemi i na nebi jediným souborem zákonů. Tímto způsobem také překonal rozdělení sublunárního a supralunárního světa podle aristotelské tradice (podle níž se tento svět řídí jinými zákony než pozemský a dokonale sférickými kruhovými pohyby, které byly v sublunárním světě považovány za nemožné).

Při studiu nakloněné roviny zkoumal Galilei původ pohybu těles a úlohu tření; objevil jev, který je přímým důsledkem zachování mechanické energie a vede k úvaze o existenci setrvačného pohybu (který se uskutečňuje bez působení vnější síly). Měl tak intuici principu setrvačnosti, který později Isaac Newton začlenil do principů dynamiky: těleso, pokud neexistuje tření, zůstává v rovnoměrném přímočarém pohybu (v klidu, pokud v = 0), dokud na něj působí vnější síly. Pojem energie však ve fyzice 17. století chyběl a teprve o více než sto let později, s rozvojem klasické mechaniky, bylo dosaženo přesné formulace tohoto pojmu.

Galileo umístil dvě nakloněné roviny se stejným základním úhlem θ, jednu proti druhé, v libovolné vzdálenosti x. Spuštěním koule z výšky h1 pro úsek l1 na SN si všiml, že koule, která se ocitla na vodorovné rovině mezi dvěma nakloněnými rovinami, pokračuje ve svém přímočarém pohybu až k základně nakloněné roviny na DX. V tomto okamžiku se koule při absenci tření pohybuje po nakloněné rovině doprava o vzdálenost l2 = l1 a zastaví se ve stejné výšce (h2 = h1) jako na začátku. Z hlediska zachování mechanické energie je nutné, aby se počáteční potenciální energie Ep = mgh1 koule transformovala – při klesání koule po první nakloněné rovině (SN) – na kinetickou energii Ec = (1

Nyní si představte, že zmenšíte úhel θ2 nakloněné roviny vpravo (θ2 < θ1) a pokus zopakujete. Aby se koule vrátila do stejné výšky h2, jak vyžaduje princip zachování energie, musí nyní urazit delší vzdálenost l2 po nakloněné rovině doprava. Pokud budeme postupně zmenšovat úhel θ2, zjistíme, že se pokaždé zvětší délka l2 vzdálenosti, kterou koule urazí, aby dosáhla výšky h2. Pokud nakonec snížíme úhel θ2 na nulu (θ2 = 0°), eliminovali jsme nakloněnou rovinu strany DX. Pokud nyní spustíme kouli z výšky h1 nakloněné roviny SN, bude se koule po vodorovné rovině pohybovat neomezeně dlouho rychlostí vmax (princip setrvačnosti), protože vzhledem k neexistenci nakloněné roviny DX se nikdy nebude moci vrátit do výšky h2 (jak by předpokládal princip zachování mechanické energie).

Nakonec si představte, že srovnáte hory, zasypete údolí a postavíte mosty tak, aby vznikla naprosto rovná, rovnoměrná a přímá cesta bez tření. Jakmile začne setrvačný pohyb koule, která sestupuje z nakloněné roviny konstantní rychlostí vmax, bude se po této přímočaré dráze pohybovat tak dlouho, dokud nedokončí úplnou otáčku Země, a pak bude nerušeně pokračovat ve své cestě. Jedná se o (ideální) věčný setrvačný pohyb, který probíhá po kruhové dráze shodné s obvodem Země. Vycházeje z tohoto „ideálního experimentu“ se Galileo zřejmě mylně domníval, že všechny setrvačné pohyby musí být pohyby kruhovými. Pravděpodobně z tohoto důvodu považoval pro planetární pohyby, které (libovolně) považoval za setrvačné, vždy a pouze kruhové dráhy a odmítl místo toho eliptické dráhy, které prokázal Kepler od roku 1609. Proto, abychom byli důslední, se nezdá být správné to, co Newton tvrdí v „Principiích“ – čímž uvádí v omyl nespočet badatelů – totiž že Galilei předjímal jeho první dva principy dynamiky.

Galileovi se podařilo určit, co považoval za konstantní hodnotu tíhového zrychlení g na povrchu Země, tj. veličinu, která řídí pohyb těles padajících do středu Země, a to studiem pádu dobře vyhlazených koulí po nakloněné rovině, která byla rovněž dobře vyhlazená. Protože pohyb koule závisí na úhlu sklonu roviny, podařilo se mu jednoduchými měřeními pod různými úhly získat hodnotu g jen o málo nižší než přesná hodnota pro Padovu (g = 9,8065855 m

Nazvěme a zrychlení koule podél nakloněné roviny, jeho vztah ke g je a = g sin θ, takže z experimentálního měření a se můžeme vrátit k hodnotě tíhového zrychlení g. Nakloněná rovina umožňuje libovolně snižovat hodnotu zrychlení (a < g), což usnadňuje jeho měření. Například pokud θ = 6°, pak sin θ = 0,104528, a tedy a = 1,025 m.

Na základě podobnosti se zvukem se Galileo jako první pokusil změřit rychlost světla. Jeho nápad spočíval v tom, že se vydal na kopec s lucernou zakrytou rouškou, kterou pak sundal, a vyslal tak světelný signál asistentovi na jiném kopci vzdáleném jeden a půl kilometru: jakmile asistent uviděl signál, zvedl roušku své lucerny a Galileo, který viděl světlo, mohl zaznamenat čas, za který světelný signál došel na druhý kopec a vrátil se zpět. Přesné měření tohoto času by umožnilo změřit rychlost světla, ale pokus byl neúspěšný, protože Galilei nemohl mít tak dokonalý přístroj, který by dokázal změřit statisícinky sekundy, za které světlo urazí vzdálenost několika kilometrů.

První odhad rychlosti světla provedl v roce 1676 dánský astronom Rømer na základě astronomických měření.

Experimentální a měřicí zařízení

Experimentální přístroje měly zásadní význam pro rozvoj Galileových vědeckých teorií. Sestrojil různé měřicí přístroje, ať už původně, nebo je přepracoval na základě již existujících myšlenek. V oblasti astronomie sestrojil několik vlastních dalekohledů vybavených mikrometrem, jimiž měřil vzdálenost mezi Měsícem a jeho planetou. Aby mohl studovat sluneční skvrny, promítal obraz Slunce na list papíru pomocí helioskopu, aby jej bylo možné bezpečně pozorovat bez poškození zraku. Vynalezl také giovilabium, podobné astrolábu, k určování zeměpisné délky podle zatmění Jupiterových satelitů.

Ke studiu pohybu těles použil nakloněnou rovinu s kyvadlem k měření časových intervalů. Vytvořil také základní model teploměru založený na rozpínání vzduchu při změně teploty.

Galileo objevil izochronismus malých kmitů kyvadla v roce 1583. Podle legendy na to přišel při pozorování kmitů lampy zavěšené tehdy v centrální lodi katedrály v Pise, která je dnes uložena na nedalekém monumentálním hřbitově v kapli Aulla.

Tento nástroj se jednoduše skládá z hrobu, například kovové koule, přivázané k tenkému, neroztažitelnému drátu. Galileo si všiml, že doba kmitání kyvadla nezávisí na hmotnosti hrobu a také na amplitudě kmitání, pokud je malá. Zjistil také, že perioda kmitů T{displaystyle T} závisí pouze na délce vodiče l{displaystyle l}:

kde g{displaystyle g} je gravitační zrychlení. Má-li například kyvadlo l=1m{displaystyle l=1m}, má kmitání, které přenáší hrob z jednoho extrému do druhého a zpět, periodu T=2,0064s{displaystyle T=2,0064s} (přičemž pro g{displaystyle g} jsme předpokládali průměrnou hodnotu 9,80665{displaystyle 9,80665}). Galileo využil této vlastnosti kyvadla jako nástroje pro měření časových intervalů.

Galileo zdokonalil Archimédovu hydrostatickou váhu v roce 1586, když mu bylo 22 let a stále čekal na své jmenování na univerzitu v Pise, a popsal svůj přístroj ve svém prvním díle La Bilancetta, které kolovalo v rukopise, ale posmrtně bylo vytištěno v roce 1644:

Popisuje také, jak se získá měrná hmotnost PS tělesa vzhledem k vodě:

Bilancetta obsahuje také dvě tabulky s třiceti devíti specifickými hmotnostmi drahých a pravých kovů, které Galileo experimentálně určil s přesností srovnatelnou s moderními hodnotami.

Poměrný kružítko byl nástroj používaný od středověku k provádění i algebraických operací pomocí geometrie, zdokonalený Galileem, který dokázal získat odmocninu, sestrojit mnohoúhelníky a vypočítat plochy a objemy. Ve vojenské oblasti jej úspěšně používali dělostřelci k výpočtu trajektorií střel.

Literatura

Během svého pobytu v Pise (1589-1592) se Galileo neomezil jen na vědeckou činnost: z těchto let pocházejí jeho Úvahy o Tassovi, po nichž následovala Postille all“Ariosto. Jsou to poznámky roztroušené na listech papíru a zapsané na okrajích stránek jeho svazků Gerusalemme liberata a Orlando furioso, kde sice Tassovi vytýkal „nedostatek fantazie a pomalou monotónnost obrazu a verše, ale na Ariostovi miloval nejen rozmanitost krásných snů, rychlé střídání situací, živou pružnost rytmu, ale i jeho harmonickou vyváženost, soudržnost obrazu, organickou jednotu – i v rozmanitosti – básnického fantazmatu“.

Z literárního hlediska je Il Saggiatore považován za dílo, v němž se snoubí jeho láska k vědě a pravdě s polemickým vtipem. Dialog o dvou hlavních světových systémech (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo) však obsahuje i stránky s pozoruhodnou kvalitou psaní, živým jazykem a bohatým vyprávěním a popisem. Italo Calvino nakonec prohlásil, že Galilei byl podle jeho názoru největším prozaikem italského jazyka, který byl zdrojem inspirace i pro Leopardiho.

Galileo používal lidový jazyk ke dvěma účelům. Na jedné straně bylo cílem popularizace jeho díla: Galileo chtěl oslovit nejen učence a intelektuály, ale také méně vzdělané vrstvy, jako například techniky, kteří neznali latinu, ale přesto mohli jeho teorii porozumět. Na druhou stranu kontrastovala s církevní latinou a latinou různých akademií, která byla založena na principu auctoritas, respektive biblické a aristotelské. K rozchodu s předchozí tradicí došlo také v oblasti terminologie: na rozdíl od svých předchůdců Galileo nevycházel z latiny nebo řečtiny a nevytvářel nové termíny, ale přebíral je s úpravou jejich významu z místního jazyka.

Galileo také projevil odlišný postoj ke stávajícím terminologiím:

Figurativní umění

„Accademia e Compagnia dell“Arte del Disegno“ (Akademie a společnost umění kresby) byla založena Cosimem I. Medicejským v roce 1563 na návrh Giorgia Vasariho s cílem obnovit a podpořit rozvoj prvního cechu umělců, který vznikl ze starobylé Compagnie di San Luca (doložené od roku 1339). Mezi její první akademiky patřily osobnosti jako Michelangelo Buonarroti, Bartolomeo Ammannati, Agnolo Bronzino a Francesco da Sangallo. Po staletí byla Accademia nejpřirozenějším a nejprestižnějším místem setkávání umělců působících ve Florencii a zároveň podporovala vztah mezi vědou a uměním. Zajišťoval výuku euklidovské geometrie a matematiky a veřejné pitvy měly připravit na kreslení. Dokonce i takový vědec jako Galileo Galilei byl v roce 1613 jmenován členem Florentské akademie kreslení.“

Galileo se také účastnil složitých událostí týkajících se figurativního umění své doby, zejména portrétů, prohluboval své znalosti manýristické perspektivy a navazoval kontakty s významnými umělci té doby (např. s Cigolim) a svými astronomickými objevy soustavně ovlivňoval přírodovědné hnutí.

Pro Galilea je v obrazovém umění, stejně jako v poezii a hudbě, důležitá emoce, kterou lze vyjádřit, bez ohledu na analytický popis skutečnosti. Věřil také, že čím více se prostředky použité ke ztvárnění námětu liší od námětu samotného, tím větší je umělcova dovednost:

Ludovico Cardi, známý jako Cigoli, Florenťan, byl malířem v Galileově době. V jisté fázi svého života, aby obhájil svou práci, požádal svého přítele Galilea o pomoc: musel se bránit útokům těch, kteří považovali sochařství za nadřazené malířství, protože má dar trojrozměrnosti na úkor malířství, které je pouze dvojrozměrné. Galileo odpověděl dopisem z 26. června 1612. Rozlišil optické a hmatové hodnoty, což se stalo i hodnotovým soudem o sochařských a malířských technikách: socha se svými třemi rozměry klame hmat, zatímco malba ve dvou rozměrech klame zrak. Galilei proto přisuzoval malíři větší vyjadřovací schopnosti než sochaři, protože malíř dokáže zrakem lépe vyvolat emoce než sochař hmatem.

Hudba

Galileův otec byl ve své době známý hudebník (loutnista a skladatel) a hudební teoretik. Galileo zásadně přispěl k pochopení akustických jevů tím, že vědecky zkoumal význam oscilačních jevů při tvorbě hudby. Objevil také vztah mezi délkou vibrující struny a frekvencí vydávaného zvuku.

V dopise Lodovicu Cardimu Galileo píše:

zrovnoprávnění vokální a instrumentální hudby, protože v umění jsou důležité pouze emoce, které lze předat.

Galileovi bylo zasvěceno nespočet typů objektů a entit, ať už přírodních nebo vytvořených člověkem:

Galileo Galilei je připomínán oslavami v místních institucích 15. února, v den jeho narození.

Bibliografie

Zdroje

  1. Galileo Galilei
  2. Galileo Galilei
Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Ads Blocker Detected!!!

We have detected that you are using extensions to block ads. Please support us by disabling these ads blocker.