Galileova loď - Galileo's ship

Galileova loď odkazuje na dva fyzikální experimenty, myšlenkový experiment a skutečný experiment, od Galilea Galileiho , fyzika a astronoma 16. a 17. století. Experimenty byly vytvořeny s cílem argumentovat myšlenkou rotující Země na rozdíl od nehybné Země, kolem které rotovalo Slunce a planety a hvězdy.

Argument, který byl v té době používán, byl ten, že pokud by se Země otáčela, byly by zjistitelné efekty na trajektorie střel nebo padajících těles.

Experiment lodního stěžně

V roce 1616, poté, co se již Galileo začal obávat, že je terčem podezření ze strany inkvizice , obdržel dopis od monsignora Francesca Ingoliho, v němž uváděl vědecké i teologické argumenty proti kopernikanismu. V rámci dlouhé odpovědi z roku 1624 popsal Galileo experiment upuštění skály ze stožáru hladce se pohybující lodi a pozorování, zda skála zasáhla na základnu stožáru nebo za něj. Různí lidé diskutovali o experimentu teoreticky a někteří tvrdili, že to udělali, s konfliktními zprávami o výsledku. Například o skutečných nebo myšlenkových experimentech podobných tomuto již dříve hovořili Jean Buridan , Nicolas Oresme , Nicolaus Cusanus , Clavius a Giordano Bruno .

Galileo řekl Ingoli (přeložil Stillman Drake):

Byl jsem dvakrát tak dobrý filozof než ti ostatní, protože když řekli, co je opakem účinku, přidali také lež, že to viděli experimentem; a já jsem provedl experiment - předtím mě fyzické uvažování přesvědčilo, že účinek musí dopadnout tak, jak ve skutečnosti je.

Galileo také diskutoval, že experiment je jeho Dialog o dvou hlavních světových systémech (den 2), ale bez jakéhokoli tvrzení, že byl skutečně proveden. Podobný experiment, o kterém hovořili Galileo a další autoři jako Oresme, Clavius ​​a Bruno, je ten, při kterém se vystřelí střela přímo z povrchu Země. Běžným aristotelsko-scholastickým argumentem bylo, že pokud by se zemský povrch pohyboval na východ, pak by v tomto experimentu projektil dopadl na západ od bodu startu, na rozdíl od pozorování.

1632 myšlenkový experiment

Kniha Galileo z roku 1632 Dialog o dvou hlavních světových systémech zvážila (druhý den) všechny běžné argumenty, které byly tehdy aktuální proti myšlence, že se Země pohybuje. Jedním z nich je, že kdyby se Země otáčela kolem své osy , pak bychom se všichni pohybovali na východ rychlostí tisíc kilometrů za hodinu, takže míč spadlý přímo z věže by dopadl západně od věže, která by se posunula o určitou vzdálenost Mezitím na východ. Podobně, argument zněl, dělová koule vypálená na východ přistane blíže k dělu než ta vypálená na západ, protože dělo pohybující se na východ by částečně dohnalo míč. Aby se proti takovým argumentům vyvrátila, kniha uvádí, že člověk na rovnoměrně se pohybující lodi nemá smysl pro pohyb, a tak dělová koule spadlá z vrcholu stožáru padne přímo na nohu. Aby se prokázal smysl, Galileův fiktivní obhájce Salviati navrhl níže popsaný experiment, aby ukázal klasický princip relativity, podle kterého neexistuje žádné vnitřní pozorování (tj. Bez pohledu z okna), podle kterého lze rozlišovat pohybující se systém rovnoměrně z jednoho v klidu. Jakékoli dva systémy pohybující se bez zrychlení jsou tedy ekvivalentní a nezrychlený pohyb je relativní. Téměř o tři století později byl tento pojem aplikován Albertem Einsteinem na zákony elektřiny a magnetismu ( Maxwellovy rovnice ) . To vedlo k formulaci speciální teorie relativity , k přepracování Galileova argumentu s tehdy známými zákony gravitace a elektromagnetismu.

Návrh

Salviatiho experiment probíhá následovně:

Zavřete se s nějakým kamarádem v hlavní kabině v podpalubí na nějaké velké lodi a mějte s sebou nějaké mouchy, motýly a další malá létající zvířata. Mějte velkou misku vody s rybami; zavěste láhev, která se vyprazdňuje po kapkách, do široké nádoby pod ní. Když loď stojí, pozorně sledujte, jak malá zvířata létají stejnou rychlostí na všechny strany kabiny. Ryby lhostejně plavou všemi směry; kapky padají do nádoby pod nimi; a když něco hodíte svému příteli, nemusíte to házet silněji jedním směrem než druhým, přičemž vzdálenosti jsou stejné; skáčete nohama k sobě a míjíte stejné prostory v každém směru. Když jste pozorně sledovali všechny tyto věci (i když nepochybně, když loď stojí na místě, všechno se musí stát tímto způsobem), nechte loď pokračovat jakoukoli rychlostí, která se vám líbí, pokud je pohyb rovnoměrný a nekolísá tam a tam. Ve všech jmenovaných efektech objevíte nejmenší změnu, ani od žádného z nich nemůžete poznat, zda se loď pohybovala nebo stála na místě. Při skákání projdete po podlaze stejné prostory jako dříve, ani nebudete dělat větší skoky směrem k zádi než k přídi, přestože se loď pohybuje poměrně rychle, a to navzdory skutečnosti, že během doby, kdy jste ve vzduchu podlaha pod vámi půjde opačným směrem než váš skok. Při házení něčeho na svého společníka nebudete potřebovat žádnou další sílu, abyste to dostali k němu, ať už je ve směru přídě nebo zádi, přičemž vy stojíte naproti. Kapičky dopadnou jako předtím do plavidla pod nimi, aniž by spadly směrem k zádi, ačkoli zatímco jsou kapky ve vzduchu, loď prochází mnoha rozpětími. Ryby ve své vodě budou plavat směrem k přední části mísy bez většího úsilí než směrem dozadu a stejně snadno půjdou na návnadu umístěnou kdekoli kolem okrajů mísy. Nakonec budou motýli a mouchy lhostejně pokračovat v letu na každou stranu, ani se nestane, že by byli soustředěni směrem k zádi, jako by byli unavení z držení kroku s kurzem lodi, od níž budou během dlouhé doby odděleni. udržovat se ve vzduchu. A pokud se kouř tvoří spálením kadidla, bude vidět, jak stoupá ve formě malého mraku, zůstává nehybný a nepohybuje se více na jednu stranu než na druhou. Příčinou všech těchto korespondencí účinků je skutečnost, že pohyb lodi je společný všem věcem, které jsou v něm obsaženy, a také vzduchu. Proto jsem řekl, že byste měli být v podpalubí; pokud by se to odehrálo výše pod širým nebem, které by nesledovalo průběh lodi, byly by v některých zaznamenaných účincích vidět více či méně znatelné rozdíly.

Dialog týkající se dvou hlavních světových systémů , přeložil Stillman Drake , University of California Press, 1953, s. 186 - 187 (druhý den).

Reference

De Angelis, A .; Espirito Santo, C. (2015). „Příspěvek Giordana Bruna ke speciálnímu principu relativity“ (PDF) . Journal of astronomické historie a dědictví . 18 (3): 241–248. arXiv : 1504.01604 .

Graney, Christopher M. (2012). „Esej Francesca Ingoliho ke Galileovi: Tycho Brahe a věda v inkvizici, která odsoudila Koperníkovu teorii“. arXiv : 1211,4244 . Citační deník vyžaduje |journal=( nápověda )

Stillman Drake, Galileo at Work: His Scientific Biography, s. 117