С деятельностью академии неразрывно связано развитие науки в России. В академическом университете учился основоположник нашей науки М. Ломоносов. Там же воспитывались создатель русского фарфора Д. Виноградов, крупный астроном, основатель Казанского университета С. Румовский, известный медик и биолог А. Протасов и другие ученые, своими трудами содействовавшие распространению знаний в России.
Что же дала деятельность первых академий для развития человеческой мысли? Чем отличались ученые нового времени от своих предшественников античного мира и времен средневековья?
Очень хороший ответ на эти вопросы мы находим в первой истории Лондонского королевского общества, написанной в 1667 году. Члены новых научных обществ и академий, читаем мы,
…«не только расходились во взглядах с древними, но правильно поставили себе целью идти медленным, но верным путем экспериментирования; и они шли этим путем, насколько им позволяла краткость их собственной жизни…
В общество ученых они считали нужным принимать людей всех профессий, потому что множество замечательных достижений создано не только руками ученых, но и в мастерских механиков, много ценного принесли путешествия купцов, плуг землепашца…
Следует всячески приветствовать отказ от многоречивости и высокопарности стиля… возвращение к естественной манере говорить, точности выражений, изложения возможно близкого к математической простоте.
В своих трудах члены новых ученых обществ отдают предпочтение языку ремесленников, сельских жителей и купцов по сравнению с языком схоластов».
Как видно из приведенной цитаты, ученые общества и академии стали колыбелью новой науки — науки, давшей возможность человеку не только понять и правильно объяснить природные явления, но и ставшей в его руках инструментом для преобразования окружающего мира.
Невозможно назвать точно дату и место зарождения современного знания. Великие открытия, приведшие к научной революции, к овладению энергией водяного пара, затем энергией электрического тока и, наконец, атомной энергией, стали возможны только в результате коллективных усилий ученых всех стран.
Впервые преимущества экспериментального метода в науке наиболее ярко выявились в творчестве гениального итальянского ученого Галилео Галилея, по праву считающегося отцом современного естествознания.
Первые трещины
Пробить брешь в средневековой науке, брешь, которую нельзя было заполнить никакими изощрениями схоластической философии, выпало на долю великого итальянца Галилео Галилея.
Написанные не на ученой латыни, а на родном языке, сочинения Галилея производили на читателей неизгладимое впечатление. Исключительная наблюдательность, гениальное предвидение истинных причин явлений, ясная научная аргументация, прекрасный литературный стиль и природный дар убеждать обеспечили Галилею высокое положение среди борцов за новое знание.
Иногда бывает, что человек, вызвавший революционные изменения в мировоззрении своих современников, сам строго следует старым законам. Так было и с Галилеем.
Галилео Галилей родился 15 февраля 1564 года в Пизе, в семье музыканта Винченцо Галилео. Отец будущего ученого был автором книг по теории музыки, принесших ему в то время известность, но не создавших, однако, материальной обеспеченности.
Детство Галилея протекало преимущественно во Флоренции. История не сохранила свидетельств его ранней одаренности. Ребенком он любил заниматься постройкой простеньких механизмов, как это делают почти все дети.
С годами пришло время думать о профессии. Возможно, что постоянные материальные затруднения семьи обратили внимание отца будущего ученого на доходную в то время карьеру медика. И вот в 1583 году Галилей — студент медицинского факультета Пизанского университета. Медицина все же не интересовала его, не привлекала и доходность служения Эскулапу.
При поступлении в университет Галилей впервые знакомится с математикой, о которой до того имел лишь смутное представление. Новая наука захватывает его. Изучению математики он отдает все свое время. Учитель Галилея О. Риччи не был крупным ученым, но важным для Галилея оказалось то, что Риччи интересовали те науки, которые не преподавались в средневековых университетах, но были тесно связаны с практической деятельностью людей, — такие, например, как механика. В силу этого математика раскрылась Галилею не как отвлеченная теория, а как наука, составляющая основу художественной и инженерной техники. Это обстоятельство объясняет характерную особенность научного творчества Галилея — тесную связь его великих открытий с изобретенными им приборами, желанием найти практическое применение для каждого нового открытия.
Изучив труды Евклида, Галилей переходит к исследованиям Архимеда и под их влиянием пишет свое первое научное сочинение «Опыт о гидростатическом равновесии». В университете его дела обстоят, однако, не блестяще. Официальная наука, занятая толкованием древних философов, претит ему, и он становится, по мнению университетской администрации, далеко не образцовым студентом. Этим, вероятно, объясняется отказ предоставить будущему ученому возможность окончить обучение на казенный счет, когда материальные затруднения заставляют его о том просить. Конечно, этим отказом университетские педагоги своей славы не увеличили.
В студенческие годы Галилей делает первое важное открытие. Однажды в соборе он наблюдал, как служитель, зажигая большую люстру, отклонил ее в сторону. Люстра начала колебаться. Сотни молящихся видели это. Но нужна была гениальная наблюдательность Галилея, чтобы подметить то, что ускользало от внимания других: размах колебаний люстры уменьшался, а время одного колебания как будто оставалось неизменным.
Но как в этом убедиться? Ведь часов в то время не существовало. Вот тут-то и пришла на помощь нелюбимая им медицина. Для определения времени колебания люстры Галилей решает воспользоваться биением пульса. Он внимательно следит за движением люстры. Да, действительно, возникшее предположение было совершенно верным — вне зависимости от размаха за время одного колебания его пульс совершает одно и то же число ударов.
Так был открыт важный закон колебания маятника.
После ухода из университета материальное положение Галилея могло бы сделаться тяжелым, если бы к тому времени он не был уже известен как талантливый математик. Первоначально ему поручают преподавание математики в Болонском, а с 1589 года — в не оценившем его первоначально Пизанском университете.
Вступив на кафедру, Галилей с огромной энергией отдается научным исследованиям, которые уже тогда были направлены на низвержение схоластики.
Возможно, молодой профессор и не предполагал, что когда-нибудь на его долю выпадет великая задача утверждения системы Коперника. Но уже первые механические исследования как бы подготавливали для этого почву, отметая необоснованные возражения, которые можно было делать, опираясь на учение Аристотеля.
Действительно, закон инерции в то время не был известен. И, утверждая вращение Земли, надо было объяснить, почему, когда человек подпрыгивает, земной шар не прокручивается под ним. Ведь какое, казалось бы, «убийственное» возражение можно было сделать польскому астроному, не зная об инерции. Если Земля действительно вращается, скажут перипатетики, достаточно сутки попрыгать на одном месте, чтобы совершить кругосветное путешествие. Земной шар за это время сам обернется под вами вокруг своей оси.
Первую трещину аристотелевская механика дала в самом, казалось бы, прочном месте — в утверждении, что тяжелые тела падают быстрее легких. Вопреки этому, тогда общепризнанному, мнению, которое считалось согласующимся со здравым смыслом, Галилей утверждал, что «если бы не было сопротивления воздуха, то все тела падали бы одинаково, то есть с одинаковой скоростью при равных высотах падения…».
Схоластики возмущались этим кощунственным, с их точки зрения, покушением на авторитет горячо любимого ими учителя.
Но Галилей не сдавался. Он поднялся на вершину наклонившейся «падающей» Пизанской башни и на глазах у многочисленных студентов и профессоров, специально собравшихся для проверки его утверждения, установил на краю башни два шара, один из которых в десять раз тяжелее другого. Одно движение руки — и оба шара одновременно оказываются в воздухе. Толпа с напряженным вниманием ожидает услышать звук удара о землю сначала более тяжелого шара. Но что это? Шары касаются земли одновременно, и звуки их ударов сливаются.
Для уточнения законов падения Галилей изучает движение тела по наклонной плоскости. Кстати, это один из первых количественных опытов в науке. Основная трудность его — точное измерение времени, которое надо было делать, не располагая часами.
С удивительным остроумием преодолевает Галилей это затруднение. Взяв ведро с водой и вставив в его дно узкую трубочку, конец которой можно было закрывать пальцем, он в начале измерения отнимал палец так, что вода стекала в специально подставленную чашу, а в конце снова закрывал трубочку пальцем. Взвешивая воду в чаше, можно было определять продолжительность опыта.
Как и другие его работы, механические опыты Галилея преследовали наряду с познавательной целью также решение важных практических задач: отыскивание законов движения пушечных ядер и определение такого положения ствола пушки, которое обеспечивало бы ей максимальную дальнобойность.
В те годы предполагали, что покидая ствол пушки, ядро обладает vis viva, то есть живой силой. Эта живая сила преодолевает, мол, на некоторое время свойственное, согласно схоластике, стремление всех тяжелых тел к падению, а уж когда она израсходуется, ядро начинает падать. Это объяснение приводило к ложным представлениям о дальности полета ядра. Галилей правильно решил эту практически важную задачу.
При всей ценности для науки открытых Галилеем законов движения не в них все же основное значение его работ для дальнейшего развития человеческой мысли. Величие сделанного им заключается в сокрушении самих основ схоластической науки.