statek Galileusza

Statek Galileusza odnosi się do dwóch eksperymentów fizycznych , eksperymentu myślowego i rzeczywistego, przeprowadzonych przez Galileo Galilei , fizyka i astronoma z XVI i XVII wieku . Eksperymenty zostały stworzone, aby obalić ideę obracającej się Ziemi w przeciwieństwie do stacjonarnej Ziemi , wokół której obraca się Słońce , planety i gwiazdy.

Argumentem, który był wówczas używany, było to, że gdyby Ziemia się obracała, występowałyby wykrywalne efekty na trajektoriach pocisków lub spadających ciał.

Eksperyment z masztem statku

W 1616 roku, kiedy Galileusz już zaczął się martwić, że jest obiektem podejrzeń Inkwizycji , otrzymał list od prałata Francesco Ingoli , w którym wymieniono zarówno naukowe, jak i teologiczne argumenty przeciwko kopernikanizmowi. W ramach obszernej odpowiedzi z 1624 r. Galileusz opisał eksperyment polegający na zrzuceniu kamienia z masztu płynnie poruszającego się statku i obserwowaniu, czy kamień uderzył w podstawę masztu, czy za nim. Różni ludzie dyskutowali o eksperymencie w kategoriach teoretycznych, a niektórzy twierdzili, że to zrobili, ze sprzecznymi doniesieniami co do wyniku. Na przykład rzeczywiste lub myślowe eksperymenty podobne do tego omawiali wcześniej Jean Buridan , Nicolas Oresme , Nicolaus Cusanus , Clavius ​​i Giordano Bruno .

Galileo powiedział Ingoli (przetłumaczone przez Stillmana Drake'a):

Byłem dwa razy lepszym filozofem niż tamci, ponieważ oni, mówiąc, co jest przeciwieństwem skutku, dodali także kłamstwo, że widzieli to na podstawie doświadczenia; i przeprowadziłem eksperyment, przed którym fizyczne rozumowanie przekonało mnie, że skutek musi być taki, jaki jest.

Galileo omówił również eksperyment w swoim Dialogu dotyczącym dwóch głównych systemów światowych (dzień 2), ale bez żadnego zapewnienia, że ​​faktycznie został przeprowadzony. Podobny eksperyment omówiony przez Galileusza i innych autorów, takich jak Oresme, Clavius ​​i Bruno, polega na wystrzeleniu pocisku prosto z powierzchni ziemi. Powszechnym argumentem arystotelesowsko-scholastycznym było to, że gdyby powierzchnia ziemi poruszała się na wschód, to w tym eksperymencie pocisk wylądowałby na zachód od punktu startu, w przeciwieństwie do obserwacji.

Eksperyment myślowy z 1632 roku

Książka Galileusza z 1632 r. Dialogue Concerning the Two Chief World Systems rozważała (drugi dzień) wszystkie powszechne wówczas argumenty przeciwko idei, że Ziemia się porusza. Jednym z nich jest to, że gdyby Ziemia obracała się wokół własnej osi , wszyscy poruszalibyśmy się na wschód z prędkością tysięcy kilometrów na godzinę, więc piłka spadająca prosto z wieży wylądowałaby na zachód od wieży, która przemieściłaby się na pewną odległość Wschód w międzyczasie. Podobnie argumentowano, kula armatnia wystrzelona na wschód wylądowałaby bliżej armaty niż wystrzelona na zachód, ponieważ armata poruszająca się na wschód częściowo dogoniłaby kulę. Aby przeciwstawić się takim argumentom, książka zauważa, że ​​​​osoba na statku poruszającym się ruchem jednostajnym nie ma poczucia ruchu, więc kula armatnia zrzucona ze szczytu masztu spadłaby bezpośrednio na stopę. Aby to udowodnić, fikcyjny orędownik Galileusza, Salviati, zaproponował opisany poniżej eksperyment, aby pokazać klasyczną zasadę względności , zgodnie z którą nie istnieje wewnętrzna obserwacja (tj. równomiernie od jednego w spoczynku. Stąd dowolne dwa układy poruszające się bez przyspieszenia są równoważne, a ruch bez przyspieszenia jest względny. Prawie trzy wieki później pojęcie to zostało zastosowane do praw elektryczności i magnetyzmu ( równania Maxwella ) przez Alberta Einsteina . Doprowadziło to do sformułowania szczególnej teorii względności , będącej powtórzeniem argumentacji Galileusza z uwzględnieniem znanych wówczas praw grawitacji i elektromagnetyzmu.

Propozycja

Eksperyment Salviatiego przebiega następująco:

Zamknij się z jakimś przyjacielem w głównej kabinie pod pokładem jakiegoś dużego statku i miej tam ze sobą kilka much, motyli i innych małych latających zwierząt. Przygotuj dużą miskę wody z rybą; powiesić butelkę, która opróżnia się kropla po kropli do szerokiego naczynia pod nią. Gdy statek stoi nieruchomo, obserwuj uważnie, jak małe zwierzęta latają z jednakową prędkością na wszystkie strony kabiny. Ryby pływają obojętnie we wszystkich kierunkach; krople wpadają do naczynia poniżej; a rzucając coś swojemu przyjacielowi, nie musisz rzucać tym silniej w jednym kierunku niż w drugim, przy równych odległościach; skacząc ze złączonymi stopami, mijasz równe odstępy we wszystkich kierunkach. Kiedy dokładnie to wszystko obserwujesz (choć niewątpliwie, gdy statek stoi w miejscu, wszystko musi się dziać w ten sposób), pozwól, aby statek płynął z dowolną prędkością, o ile ruch jest jednostajny i nie waha się to w jedną, to w drugą stronę. Nie odkryjesz najmniejszej zmiany we wszystkich wymienionych efektach, ani też nie będziesz w stanie stwierdzić na podstawie żadnego z nich, czy statek porusza się, czy stoi w miejscu. W skokach będziesz mijał po podłodze te same przestrzenie co poprzednio, nie będziesz też wykonywał większych skoków w kierunku rufy niż w kierunku dziobu , mimo że statek porusza się dość szybko, pomimo tego, że w czasie, gdy jesteś w powietrzu podłoga pod tobą będzie zmierzać w kierunku przeciwnym do twojego skoku. Rzucając coś swojemu towarzyszowi, nie będziesz potrzebował więcej siły, aby mu to podać, niezależnie od tego, czy jest on skierowany w stronę dziobu, czy rufy, a ty znajdujesz się naprzeciwko. Krople będą spadać jak poprzednio na statek poniżej, bez opadania w kierunku rufy, chociaż gdy krople są w powietrzu, statek pokonuje wiele przęseł. Ryby w ich wodzie będą płynąć w kierunku przodu miski z nie większym wysiłkiem niż w kierunku tyłu i z równą łatwością podążą za przynętą umieszczoną w dowolnym miejscu wokół krawędzi miski. W końcu motyle i muchy będą kontynuować swoje loty obojętnie na wszystkie burty i nigdy nie zdarzy się, że skupią się na rufie, jakby zmęczone nadążaniem za kursem statku, od którego zostały oddzielone przez długi czas. odstępach czasu, utrzymując się w powietrzu. A jeśli dym powstaje przez spalenie jakiegoś kadzidła, będzie widoczny, jak unosi się w górę w postaci małej chmury, pozostając nieruchomy i nie poruszając się bardziej w jedną stronę niż w drugą. Przyczyną wszystkich tych zgodności skutków jest fakt, że ruch statku jest wspólny dla wszystkich zawartych w nim rzeczy, a także dla powietrza. Dlatego powiedziałem, że powinniście być pod pokładem; bo gdyby miało to miejsce na górze, na otwartej przestrzeni, która nie podążałaby kursem statku, widoczne byłyby mniej lub bardziej zauważalne różnice w niektórych odnotowanych skutkach.

Dialogue Concerning the Two Chief World Systems , przetłumaczone przez Stillmana Drake'a , University of California Press, 1953, s. 186 - 187 (drugi dzień).

Źródła

Ten artykuł zawiera fragment Dialogu dotyczącego dwóch głównych systemów światowych ; fragment został udostępniony na licencji GNU Free Documentation License (GFDL) przez majątek Stillmana Drake'a.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Galileo%27s_ship&oldid=1131950632 ”