Развитие физики

Перелом в развитии физики наступил позже, чем в астрономии. На протяжении XVI в. появляются, правда, отдельные исследования, обнаруживающие чуждый схоластике подход к изучению окружающего человека материального мира. К их числу следует отнести исследования Леонардо да Винчи, голландского инженера Стевина, разработавшего некоторые проблемы гидростатики («Принципы равновесия», 1586 г.), и особенно английского учёного Вильяма Гильберта (1540—1603), который на основании экспериментального исследования явлений природы в своей работе «О магните» дал подробное описание явлений магнетизма и известных тогда электрических явлений. Однако решительный перелом в этой области научного знания произошёл лишь в первой половине XVII в. и был связан с деятельностью того же Галилея, который решительно встал на путь создания новой физики, основанной на опыте и применении точных математических методов для анализа и обобщений данных опыта.

Новый дух, внесённый Галилеем в науку, виден на примере исследования вопроса о свободном падении тел. В своё время Аристотель выдвинул положение, что скорость падения тел различна и пропорциональна их весу. Это ошибочное мнение вместе со всеми физическими воззрениями Аристотеля было некритически воспринято средневековыми схоластами, которые повторяли его из поколения в поколение, даже не пытаясь проверить на практике. Галилей, не считаясь с авторитетом Аристотеля, подверг это положение проверке, убедился в его несостоятельности и выдвинул взамен него совершенно правильное утверждение, что все тела под действием силы тяжести надают с одинаковым ускорением. Для экспериментального доказательства правильности открытого им закона Галилей, по рассказу его биографа, сбрасывал шары различного веса с знаменитой наклонной башни в Пизе.

Не останавливаясь на этом, Галилей подверг сокрушительной критике всю совокупность господствовавших в его время ошибочных взглядов Аристотеля на движение и, применяя новые, подлинно научные методы исследования, выяснил целый ряд вопросов механики. Он уточнил представление о скорости и ускорении, сформулировал, правда, в неокончательном виде, закон инерции и закон независимости действия сил, вывел уравнение равномерно ускоренного движения, определил траекторию брошенного тела, начал изучение колебания маятника и т. д. Всё это, вместе взятое, даёт полное право считать Галилея основоположником тех разделов современной механики, в которых изучается движение, т. е. кинематики и динамики.

Иероним Кардано. Гравюра 1560 г.

Зарождение и укрепление в борьбе со схоластикой новых принципов научного исследования знаменовало начало эпохи бурного развития физики. Помимо механики, в громадной степени двинутой вперёд работами Галилея, начинают быстро развиваться и другие разделы физики. Важные открытия делаются в механике жидких и газообразных тел. Ученик Галилея Торичелли (1608—1647) разработал некоторые вопросы гидродинамики, начал изучение атмосферного давления и создал ртутный барометр. Знаменитый французский учёный Паскаль (1623— 1662) успешно продолжал изучение атмосферного давления и окончательно доказал, что столб ртути в барометре поддерживается именно атмосферным давлением. Кроме того, он открыл названный его именем закон о передаче давления в жидкостях и газах.

Быстро развивается также и оптика. В конце XVI и начале XVII в. были изобретены микроскоп и телескоп. Одновременно начинается успешная разработка Кеплером, Декартом и другими учёными теоретической оптики (открыт закон преломления света и т. д.).

Для быстрого развития экспериментальной физики в XVII в. характерно возникновение учёных обществ, ставивших перед собой задачу основанного на опыте изучения природы. Вопросы естествознания входили в круг занятий возникшего в 1603 г. в Риме общества учёных под названием «Академия зорких» (буквально — «рысей»). Членом этого обществабыл Галилей. В середине ХVII столетия возникают общества учёных-естествоиспытателей во Флоренции, Париже, Лондоне.