Что открыл Эванжелиста Торричелли?
Галилео Галилей
Галилей (итал. Galileo Galilei) родился в 1564 году в итальянском городе Пиза, в семье родовитого, но обедневшего дворянина, учителя музыки.
Широко известны его открытия в области астрономии и механики. В 1609 году Галилей самостоятельно построил свой первый телескоп с выпуклым объективом и вогнутым окуляром, созданием телескопов Г.Галилей занимался долгие году, постоянно совершенствуя их конструкцию.
Наблюдения в телескоп показали, что Луна покрыта горами и изрыта кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры, и впервые была постигнута их колоссальная удалённость, у Юпитера обнаружились собственные луны — четыре спутника, Млечный путь распался на отдельные звёзды, стало видно громадное количество новых звёзд. Галилей открывает фазы Венеры, солнечные пятна и собственное вращение Солнца.
Галилей изучал инерцию и свободное падение тел. Сформулировал первый закон механики: при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо равномерно движется. Галилей является одним из основоположников принципа относительности в классической механике, который был позже назван в его честь.
Менее известна его работа по теории вероятности «Рассуждении об игре в кости», где проведён первый наиболее полный анализ этой задачи об исходах при бросании игральных костей.
Он был самым знаменитым профессором в Падуе. Студенты толпами стремились на его лекции, венецианское правительство непрестанно поручало Галилею разработку разного рода технических устройств.
|
|
|
Галилей изобрёл: пропорциональный циркуль, используемый в чертёжном деле; первый термометр, ещё без шкалы; микроскоп, правда, плохого качества.
Занимался также теорией звука, цвета, магнетизма, гидростатикой. Через всю жизнь он пронёс любовь к музыке и рисованию, которыми владел в совершенстве. В зрелые годы лучшие художники Флоренции советовались с ним в вопросах перспективы и композиции.
Галилео Галилей умер 8 января 1642 года, в возрасте 78 лет, в своей постели. Похоронили его в Арчетри без почестей, запретив ставить памятник. Только в 1737 году его прах был перенесён в собор Санта Кроче во Флоренции, где 17 марта он был торжественно погребён рядом с Микеланджело.
Одним из учеников Галилея был Э. Торричелли, остававшийся с ним до конца.
На 2 странице обложке приведено фотография гробницы Г.Галилея.
«И всё-таки она вертится!».
Озлоблённая успехами Реформации, католическая церковь решает закрепить свою духовную монополию, распространив её на науку и, в частности, запретив коперниканство. В 1616 году Рим официально определяет гелиоцентризм как опасную ересь: «Утверждать, что Солнце стоит неподвижно в центре мира — мнение нелепое, ложное с философской точки зрения и формально еретическое, так как оно прямо противоречит Св. Писанию. Утверждать, что Земля не находится в центре мира, что она не остаётся неподвижной и обладает даже суточным вращением, есть мнение столь же нелепое, ложное с философской и греховное с религиозной точки зрения».
|
|
|
Книга Коперника была включена в Индекс запрещённых книг «до её исправления».
Разумеется, церковный запрет гелиоцентризма был неприемлем для Галилея. Он решил издать книгу, содержащую нейтральное обсуждение разных точек зрения. Он писал эту книгу 16 лет, собирая материалы, оттачивая аргументы и выжидая благоприятного момента.
В 1632 году книга «Диалог о двух главнейших системах мира — птолемеевой и коперниковой» вышла в свет. Книга написана в форме диалога между двумя сторонниками Коперника и Симпличио, приверженцем Аристотеля и Птолемея.
Большинство биографов сходится во мнении, что в простаке Симпличио римский Папа узнал самого себя и пришёл в ярость. Уже через несколько месяцев продажа книги была запрещена и изъята из продажи, а Галилея на суд Инквизиции. Следствие тянулось с 21 апреля по 21 июня 1633 года.
|
|
|
В итоге учёный был поставлен перед выбором: либо он покается и отречётся от своих «заблуждений», либо его постигнет участь Джордано Бруно.
22 июня Галилею пришлось произнести предложенный ему текст отречения. Затем объявили приговор: Галилей виновен в распространении «ложного, еретического, противного Св. Писанию учения» о движении Земли. Он осуждается к тюремному заключению на срок, который установит Папа.
Распространена легенда, по которой после суда Галилей сказал «И всё-таки она вертится!». Однако доказательств тому нет. Считается, что данный миф был создан и запущен в обращение в 1757 году журналистом Джузеппе Баретти.
С 1979 по 1981 годы по инициативе Римского Папы Иоанна-Павла II работала комиссия по реабилитации Галилея, и 31 октября 1992 года Папа Иоанн-Павел II официально признал, что инквизиция в 1633 году совершила ошибку, силой вынудив учёного отречься от теории Коперника.
На 2 странице обложки показана репродукция картины Жозеф Николя Робер-Флери «Галилей перед Святым Судилищем» (1847). Интерес французского художника совсем не случаен: после взятия Рима и ареста папы Пия VI в 1796 году Наполеон потребовал, чтобы все документы процесса над Галилеем 1633 года доставили в Париж. Наполеоновские историки немедленно приступили к пропаганде мифа о «мученичестве» Галилея за дело науки
|
|
|
Эванжелиста Торричелли
Эванжелиста Торричелли (итал. Torricelli, Evangelista) Итальянский физик и математик. Родился 15 октября 1608 в Фаэнце. В 1627 приехал в Рим, где изучал математику под руководством Б.Кастелли, друга и ученика Галилео Галилея. Под впечатлением трудов Галилея о движении написал собственное сочинение на ту же тему под названием «Трактат о движении» (1640). В 1641 переехал в Арчетри, где стал учеником и секретарем Галилея, а позже его преемником на кафедре математики и философии Флорентийского университета.
Развивая исследования Галилея, Торричелли в 1643 показал, что воздух имеет вес, и что насос не может вытянуть воду на высоту более 10 м. Торричелли вместе с В. Вивиани поставил известный опыт по доказательству существования атмосферного давления. Высота ртутного столба менялась в зависимости от погодных условий, и Торричелли заключил, что этой высотой измеряется давление воздуха (атмосферное давление). В своём сочинении «Opera geometrica» (Флоренция, 1644) Торричелли излагает также свои открытия и изобретения, среди которых самое важное место занимает изобретение ртутного барометра. Простые микроскопы, которые изготовлял Торричелли, были весьма совершенны; он умел также изготовлять большие чечевицеобразные стёкла для телескопов.
В 1641 Торричелли сформулировал закон вытекания жидкости из отверстий в стенке открытого сосуда и вывел формулу для определения скорости вытекания (формула Торричелли).
Умер Торричелли во Флоренции 25 сентября 1647.
В его честь названа единица давления Торр, равная 1 миллиметру ртутного столба, и открытая им «торричеллиева пустота».
Именно Галилей поручил Торричелли провести знаменитые опыты по доказательству существования атмосферного давления. Результаты этих опытов и их интерпретация Торричелли и Галилеем произвели невероятный шум и вызвали многочисленные споры.
Что открыл Эванжелиста Торричелли?
В течении двух тысячелетий в господствовал один из самых известных постулатов физики Аристотеля: «Природа не терпит пустоты!». Да и в наше время его используют, как аналог «Свято место пусто не бывает!».
Справедливости ради, отметим, что в учении самого Аристотеля этот тезис не был догматом, данным свыше. Основываясь на здравом смысле, вытекающем из постоянных наблюдений, Аристотель утверждал, что каждое тело имеет «свое место»: тяжелые стремятся вниз, а легкие вверх; естественным движением планет (очевидно, вокруг Земли) является равномерное движение по кругу; для движения с постоянной скоростью тело необходимо постоянно подталкивать; всякая среда препятствует «естественному» движению – поэтому, если среда отсутствует, то тела должны приобретать сколь угодно большую скорость, что невозможно (почти по Эйнштейну), поэтому пустого пространства быть не может. Как видите, рассуждения Аристотеля не лишены логики, но обладают одним недостатком – они не верны.
В первой половине XVII века не многие задумывались над обоснованием «известных истин», достаточным и последним аргументом было «Magister dixit!» (в переводе с латыни «так сказал учитель»).
Поэтому, когда в трубке Торричелли возникла пустота – это было потрясением основ: неужели Аристотель может быть не прав? Не важно, что воздух имеет вес (и не малый, 1 кубический метр весит более 1 килограмма); не важно, что атмосфера давит на каждого человека с силой 1 килограмм на каждый квадратный сантиметр; не важно, что изобретенный барометр может предсказывать погоду – неужели Magister ошибся! И самое важное – человек не предписывает законы природе, а только их изучает и открывает! И использует в своих интересах.
Как достойный ученик Г. Галилея, Э. Торричелли разрушил еще один догмат, жаль только, что в его опытах пустоты было маловато. Этот «пробел» восполнил магдебургский бургомистр Отто фон Герике, поставивший себе цель «получать торричеллеву пустоту в достаточных количествах» и … сконструировал воздушный насос!
Классический пример «боязни пустоты» демонстрирует вода, поднимающаяся вслед за поршнем, не давая образоваться пустому пространству. И вдруг с этим примером произошел казус. При сооружении фонтанов во Флоренции обнаружилось, что вода «не желает» подниматься выше 34 футов (примерно 10,3 м). Недоумевающие строители обратились за помощью к престарелому Г.Галилею, который сострил, что, вероятно природа перестает бояться пустоты на высоте, превышающей 34 фута, но все же поручил своим ученикам Торричелли и Вивиани разобраться в этом странном явлении.
Из солнечной Италии, где власть папы абсолютна, перенесемся во Францию абсолютной монархии, где правит Людовик XIV , прославившийся своим основным законом «Государство – это я». В это время творят Пьер Ферма и Рене Декарт (которому, правда, пришлось переехать в республиканскую Голландию), создают новую математику. А в физике, точнее, натуральной философии, появляется очередная умозрительная схема – картезианство(по латинизированной фамилии де Карта – Картезий), «постигающая» строение вселенной, не глядя на саму Вселенную. Однако и здесь начинают ставить настоящие физические эксперименты. Будем справедливы его имя сохранилось не только в декартовой системе координат, но и известная игрушка «картезианский водолаз» также названа в его честь.
Для нашего повествования наибольшую роль играет еще один великий француз Блез Паскаль.
Известная алгебраическая кривая «улитка Паскаля» открыта и исследована не прославленным физиком, математиком, философом и героем нашего повествования Блезом Паскалем, а его отцом – Этьеном, который и сам неплохо разбирался в математике. Кстати, именно отец Блеза самостоятельно занимался самообразованием своего сына и привил ему любовь и страсть к науке.
На рисунке показано семейство этих кривых для различных значений ее параметра 
. Уравнение этой кривой не сложно
Вдохновленный исследованиями Э. Торричелли молодой Блез Паскаль повторяет его эксперименты, развивает их, показывает изменение атмосферного давления с высотой, сначала поднимая свой барометр на гору, а затем всего на балкон собора. Он постоянно совершенствует свои приборы и неопровержимо доказывает правоту Торричелли и Галилея. Продолжая заниматься экспериментированием, наконец, формулирует закон, носящий его имя.
Блез Паскаль
Блез Паскаль (фр. Blaise Pascal) родился 19 июня 1623 года в городе Клермон-Ферран (Франция) в семье председателя налогового управления. В 1631 году, после смерти матери, семья переехала в Париж.
Ранние работы Блеза относились к естественным и прикладным наукам. Отец Блеза был сборщиком налогов, и, наблюдая за его бесконечными утомительными расчетами, Паскаль задумал создать вычислительное устройство, которое могло бы помочь этой работе. В 1634 (в 11 лет) где-то за обеденным столом кто-то зацепил ножом фаянсовое блюдо. Оно зазвучало. Но стоило прикоснуться к блюду пальцем, как звук исчез. Чтобы найти этому объяснение, Паскаль проводит опыты, результаты которых ложатся в основу его «Трактата о звуках».
В 1639 году, в 16 лет, он написал замечательный трактат о предмете проективной геометрии. В это же время он доказал теорему Паскаля: если вершины шестиугольника лежат на некотором коническом сечении, то три точки пересечения прямых, содержащих противоположные стороны, лежат на одной прямой. Этот результат и 400 следствий из него Паскаль изложил в виде трактата (не сохранился).
В 1642 году (в 19 лет) Паскаль начал создание своей суммирующей машины «паскалины» и до 1652 года построил около 50 вариантов своей машины. Изобретённый Паскалем принцип связанных колёс почти на три столетия стал основой создания большинства вычислительных устройств.
В 1648, несмотря на болезнь ног, Паскаль завершил «опыты, касающиеся пустоты» и доказал, что в природе нет так называемого «страха пустоты». Он изучал равновесие жидкости под действием атмосферного давления. В историю физики Паскаль вошел, установив основной закон гидростатики и подтвердив предположение Торричелли о существовании атмосферного давления. Исходя из своих открытий, Паскаль изобрел гидравлический пресс, на века опередивший технологию того времени.
В 1654 году, в переписке с Пьером де Ферма, закладываются основы теории вероятностей. В комбинаторике исследованы свойства "треугольника Паскаля" и его применение к подсчёту числа сочетаний.
19 августа 1662 после мучительной продолжительной болезни Блез Паскаль умер.
В честь Паскаля названы: кратер на Луне; единица измерения давления системы СИ; язык программирования Pascal.
На 2 странице обложки приведен портрет Блеза Паскаля работы французского художника Филипп де Шампень. .
До 1950 года картина считалась "Портретом неизвестного", пока портретная криминалистическая экспертиза не установила личность "неизвестного", сличив портрет с посмертной маской Паскаля. В свое время де Шампень скрыл имя изображённого, когда Блеза Паскаля и его друзей-янсенистов постигли гонения.
Задумайтесь, над таким рассуждением: давление – есть сила, действующая на единицу площади; но сила величина векторная, поэтому если вектор разделить на скаляр, то должна получаться векторная величина. А давление до сих пор остается скалярным! Разрешение этого парадокса дает закон Паскаля «давление передается во все стороны одинаково», как следствие - величина сила давления на площадку не зависит от ее ориентации, а направлена эта сила перпендикулярно площадке. Поэтому и оказывается возможным ввести такую характеристику состояния жидкости или газа как давление. Конечно, работы Паскаля посвящены гидростатике, но без закона Паскаля говорить о давлении газа тоже не логично! Поэтому основатель гидростатики заслужено оказался в нашей истории о газах.
Итак, благодаря трудам Паскаля в 1644 году в уравнении (1) появилась первая буква: 
- давление газа. Исторически, конечно, она появилась второй, ведь площади и объемы ( 
в уравнении) умели измерять не то, что в Древней Греции, но и в Египте, Вавилоне, Халдее.
К чему приводят занятия наукой.
К 1651 году все эти занятия, опыты, вычисления в какой-то момент опротивели уже прославившемуся ученому Блезу Паскалю. Ему вдруг захотелось вырваться из храма науки, чтобы вкусить «прелестей» жизни. Свет встретил его с распростертыми объятиями. Знакомства с власть имущими, свободный вход в аристократические салоны, потакание всем своим прихотям и слабостям — вот что занимало Паскаля на протяжении нескольких лет. Все это время его младшая сестра Жаклин ревностно молилась за спасение души своего распутного брата.
И вдруг, 24 ноября 1654 года, в половине одиннадцатого ночи, Паскаль пережил мистическое озарение. Придя в себя, он тут же записал откровение на кусочек пергамента, который был зашит им в подкладку своего платья: «Бог Авраама, Бог Исаака, Бог Иакова, но не Бог философов и ученых…». С этой реликвией Паскаль не расставался до самой смерти, после чего друзья и обнаружили её. Это стало началом новой жизни Паскаля. Отныне его перо направлено на защиту «вечных ценностей».
Паскаль прекращает занятия наукой. Единственным исключением стало фундаментальное исследование циклоиды. Он становится апологетом — защитником христианства. Паскаль публикует «Письма к провинциалу» — ряд художественных эссе, сочиненных в виде переписки. В них он обличал политику иезуитов, стремившихся поймать в свои сети как можно больше прихожан любыми средствами. Но не только обличение фарисейства было задачей Блеза. Главной целью своей Паскаль теперь считал служение Создателю.
Одним из самых отрадных занятий в последний год жизни Паскаля было паломничество по Парижским церквям. Он обошел их все.
С 1658 года здоровье Паскаля быстро ухудшается. Появились ужасные головные боли. Из-за этого врачи запрещали любые умственные нагрузки. Но больной умудрялся записывать всё, что приходило ему в голову буквально на любом подручном материале, будь то кусок ткани или салфетка. После смерти Блеза друзья нашли целые пачки таких вот записок, перевязанных бечевкой, которые позже были расшифрованы и изданы книгой под названием «Мысли». В основном они посвящены взаимоотношению Бога и человека, а также апологетике христианства. В этой же рукописи содержалось описание доказательства разумности веры на основе теории игр.
Новые радикальные идеи, новые теории, даже верные, не сразу «овладевают массами», нужно время, нужны новые люди, пропагандирующие их и, главное, умеющие их использовать в практических целях. Сейчас на необходимо бросить взор на прагматичную, протестантскую Германию, разоренную тридцатилетней войной. Именно здесь появился человек, выполнивший эти задачи, после экспериментов которого не осталось сомнения в существовании атмосферного давления и весомости воздуха, человека, доказавшего, что на каждого из нас постоянно давит, очень сильно давит … легкий и жизненно нам необходимый воздух. Это бургомистр Магдебурга Отто фон Герике[1]. Кстати, он и доказал, что воздух необходим для жизни, простим ему не гуманное обращение с подопытными животными.
Отто фон Герике
Отто фон Герике (нем. Guericke, Otto von) родился 20 ноября 1602 в Магдебурге. В 1617–1623 изучал право в Лейпцигском, Хельмштадском, Йенском университетах, в 1623 – механику и математику в Лейденском университете. По возвращении на родину был избран членом городского совета, занимался строительством фортификационных сооружений. В 1631 в ходе Тридцатилетней войны Магдебург был разрушен, и Герике пришлось покинуть город. В течение 10 лет он работал инженером в Эрфурте, затем в Саксонии. Занимался дипломатической деятельностью, которая во многом способствовала возрождению его родного города. За заслуги перед Марбургом в 1646 был избран его бургомистром, занимал этот пост в течение 30 лет. В 1666 получил дворянский титул. В 1681 переехал в Гамбург, где умер 11 мая 1686.
Несмотря на занятость государственными делами, Герике на протяжении всей жизни интересовался естественными науками. Еще со студенческих лет его волновала проблема «пустого пространства». Размышляя над ней, он решил на опыте проверить возможность создания пустоты (вакуума), что привело его к изобретению воздушного насоса (1650). В 1654 он продемонстрировал с его помощью существование давления воздуха (знаменитый опыт с «магдебургскими полушариями»), определил его плотность, показал, что звук не распространяется в пустоте, что животные в безвоздушном пространстве гибнут и т.д. В 1660 создал одну из первых электростатических машин. Это был шар из серы размером с мяч средней величины, насаженный на железную ось, при касании которого ладонями во время его вращения возникала электризация. С помощью этого прибора Герике обнаружил электростатическое отталкивание, электрическое свечение (наэлектризованный серный шар светился в темноте). Герике построил первый водяной барометр и использовал его для метеорологических наблюдений, изобрел гигрометр, сконструировал воздушный термометр, манометр. Будучи очень занятым человеком, он не мог сам описывать свои опыты. Это сделал за него профессор Вюрцбургской академии К. Шотт в нескольких книгах, вышедших в 1657–1664. Именно работы Герике побудили Бойля поставить опыты по исследованию свойств газов. Результаты своих исследований Герике опубликовал только в 1672 в сочинении «Новые, так называемые магдебургские, опыты о пустом пространстве».
Дата добавления: 2020-12-12; просмотров: 109; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!