Galileo Galilei
gigatos | 5 tammikuun, 2022
Yhteenveto
Galileo Galilei (Pisa 15. helmikuuta 1564 – Arcetri 8. tammikuuta 1642) oli italialainen fyysikko, tähtitieteilijä, filosofi, matemaatikko ja akateemikko, jota pidetään modernin tieteen isänä.Hän oli tieteellisen vallankumouksen avainhenkilö, joka otti käyttöön tieteellisen menetelmän (jota kutsutaan myös ”Galilein menetelmäksi” tai ”kokeelliseksi menetelmäksi”), ja hänen nimensä yhdistetään merkittäviin saavutuksiin fysiikan ja tähtitieteen alalla. Ensisijaisen tärkeää oli myös hänen roolinsa tähtitieteellisessä vallankumouksessa, kun hän tuki heliokeskistä järjestelmää.
Sen tärkeimmät panokset filosofiseen ajatteluun ovat peräisin kokeellisen menetelmän käyttöönotosta tieteellisessä tutkimuksessa, jonka ansiosta tiede luopui ensimmäistä kertaa siihen asti vallinneesta metafyysisestä kannasta ja omaksui uuden, itsenäisen näkökulman, joka on sekä realistinen että empiirinen ja jonka tavoitteena on asettaa kokeellisen menetelmän avulla etusijalle määrän kategoria (luonnonlakien matemaattisen määrittelyn avulla) laadun kategorian sijaan (joka on seurausta aiemmasta perinteestä, jonka tavoitteena oli vain entiteettien olemuksen etsiminen), jotta voidaan laatia objektiivinen rationaalinen kuvaus.
Galileota epäiltiin harhaoppisuudesta ja syytettiin aristoteelisen luonnonfilosofian ja Pyhien kirjoitusten kumoamisesta, ja Pyhä Toimisto tuomitsi hänet, ja 22. kesäkuuta 1633 hänet pakotettiin vetäytymään tähtitieteellisistä ajatuksistaan ja suljettiin Arcetrin huvilalleen. Vuosisatojen kuluessa kirkko hyväksyi vähitellen Galilein teosten arvon, ja 359 vuotta myöhemmin, 31. lokakuuta 1992, paavi Johannes Paavali II tunnusti paavillisen tiedeakatemian täysistunnossa ”tehdyt virheet” vuonna 1981 asettamansa tutkimuskomission työn johtopäätösten perusteella ja rehabilitoi Galilein.
Lue myös, elamakerrat – Henrik IV (Ranska)
Nuoruus (1564-1588)
Galileo Galilei syntyi 15. helmikuuta 1564 Pisassa Vincenzo Galilein ja Giulia Ammannatin vanhimpana seitsemästä lapsesta. Alun perin Pistoian ja Pescian alueilta kotoisin oleva Ammannatin perhe oli merkittävää sukua; Vincenzo Galilei sen sijaan kuului vaatimattomampaan sukuun, vaikka hänen esi-isänsä olivatkin osa firenzeläistä porvaristoa. Vincenzo syntyi Santa Maria a Montessa vuonna 1520, jolloin hänen perheensä oli jo ajautunut rappioon, ja hänen, arvomuusikon, oli muutettava Pisaan, jossa hän yhdisti musiikkitaiteen harjoittamisen ja kaupallisen ammatin saadakseen enemmän rahaa.
Vincenzon ja Giulian perheeseen kuuluivat Galileon lisäksi Michelangelo, joka oli Baijerin suurherttuan muusikko, Benedetto, joka kuoli lapsena, ja kolme sisarta, Virginia, Anna ja Livia, sekä mahdollisesti neljäs Lena.
Epäonnistuneen yrityksen jälkeen ottaa Galileo niiden neljänkymmenen toscanalaisen opiskelijan joukkoon, jotka otettiin ilmaiseksi vastaan Pisan yliopiston sisäoppilaitoksessa, nuorta miestä isännöi ”ilmaiseksi” Muzio Tebaldi, Pisan kaupungin tullivirkailija, Michelangelon kasteen kummisetä ja Vincenzon ystävä, joka huolehti perheen tarpeista Vincenzon pitkien poissaolojen aikana.
Pisassa Galileo tapasi nuoren serkkunsa Bartolomea Ammannatin, joka hoiti leskimies Tebaldin taloa. Tebaldi nai hänet suuresta ikäerosta huolimatta vuonna 1578, luultavasti lopettaakseen Galilein perheelle kiusalliset, nuorta sisarentytärtään koskevat pahansuovat huhut. Nuori Galilei aloitti opinnot Firenzessä ensin isänsä, sitten dialektiikan opettajan luona ja lopulta Santa Maria di Vallombrosan luostarin koulussa, jossa hän suoritti noviisikoulutuksen neljätoistavuotiaaksi asti.
Vincenzo kirjoitti poikansa 5. syyskuuta 1580 Pisan yliopistoon tarkoituksenaan saada hänet opiskelemaan lääketiedettä, jotta hän voisi seurata kunniakkaan esi-isänsä Galileo Bonaiutin jalanjälkiä ja ennen kaikkea aloittaa uran, joka toisi hänelle tuottoisia tuloja.
Huolimatta kiinnostuksestaan noiden vuosien kokeellista edistystä kohtaan Galileon huomio kiinnittyi pian matematiikkaan, jota hän alkoi opiskella kesällä 1583 ja käytti hyväkseen tilaisuutta tavata Firenzessä Ostilio Ricci da Fermo, joka oli Niccolò Tartaglian matematiikkakoulun kannattaja. Riccin erityispiirre oli hänen lähestymistapansa matematiikan opettamiseen: matematiikkaa ei pidetty abstraktina tieteenä vaan tieteenalana, jota voitiin käyttää mekaniikkaan ja insinööritekniikkaan liittyvien käytännön ongelmien ratkaisemiseen. Itse asiassa Tartaglia-Ricci-tutkimuslinja (joka puolestaan jatkoi Arkhimedeen perinnettä) opetti Galileolle tarkkuuden merkityksen tietojen havainnoinnissa ja tieteellisen tutkimuksen pragmaattisen puolen. On todennäköistä, että Galileo osallistui Pisassa myös aristoteelisen Francesco Bonamicin pitämille fysiikan kursseille.
Pisassa vuoteen 1585 kestäneen oleskelunsa aikana Galileo teki ensimmäisen henkilökohtaisen löytönsä, heilurin värähtelyjen isokronismin, jonka parissa hän jatkoi työskentelyä koko elämänsä ajan yrittäen parantaa sen matemaattista muotoilua.
Neljän vuoden kuluttua nuori Galilei lopetti lääketieteen opinnot ja lähti Firenzeen, jossa hän jatkoi uusia tieteellisiä kiinnostuksen kohteitaan ja työskenteli mekaniikan ja hydrauliikan parissa. Vuonna 1586 hän löysi ratkaisun Hieronin ”kruunuongelmaan” keksimällä välineen, jolla voitiin määrittää kappaleiden ominaispaino hydrostaattisesti. Arkhimedeen ja Riccin opetuksen vaikutus näkyy myös hänen tutkimuksissaan kiinteiden kappaleiden painopisteestä.
Sillä välin Galileo etsi säännöllistä taloudellista tilannetta: sen lisäksi, että hän antoi yksityistunteja matematiikassa Firenzessä ja Sienassa, hän meni Roomaan vuonna 1587 pyytämään suositusta Bolognan studioon kuuluisalta matemaatikolta Christoph Claviukselta, mutta turhaan, sillä Bolognassa matematiikan professuuriin valittiin mieluummin padulalainen Giovanni Antonio Magini. Accademia Fiorentinan kutsusta hän piti vuonna 1588 kaksi luentoa Danten Infernon hahmosta, sijainnista ja koosta puolustaen Antonio Manettin jo muotoilemia hypoteeseja Danten kuvitteellisen Infernon topografiasta.
Lue myös, historia-fi – Temppeliherrain ritarikunta
Opetus Pisassa (1589-1592)
Tämän jälkeen Galilei kääntyi vaikutusvaltaisen ystävänsä Guidobaldo Del Monten puoleen, matemaatikon, jonka hän oli tavannut matemaattisia asioita koskevan kirjeenvaihdon kautta. Guidobaldo auttoi Galileota edistymään yliopistourallaan, kun hän Cosimo de” Medicin luonnollisen pojan Giovanni de” Medicin vihamielisyyden voitettuaan suositteli häntä veljelleen, kardinaali Francesco Maria Del Montelle, joka puolestaan puhui Toscanan mahtavalle herttualle Ferdinando I de” Medicille. Hänen johdollaan Galileolle myönnettiin vuonna 1589 kolmivuotinen sopimus matematiikan professuurista Pisan yliopistossa, jossa hän esitti selkeästi pedagogisen ohjelmansa ja sai heti osakseen vihamielisyyttä aristoteelisesti koulutetussa akateemisessa ympäristössä:
Käsikirjoitus De motu antiquiora, joka sisältää sarjan luentoja, joissa hän yritti selittää liikkeen ongelmaa, on Pisan opetuksen hedelmä. Hänen tutkimuksensa perustana oli Torinossa vuonna 1585 julkaistu tutkielma Diversarum speculationum mathematicarum liber, jonka oli kirjoittanut Giovanni Battista Benedetti, yksi niistä fyysikoista, jotka kannattivat impulssiteoriaa ”väkivaltaisen liikkeen” syynä. Vaikka tällaisten kappaleisiin kohdistuvien impulssien luonnetta ei voitu määritellä, tämä teoria, jota ensimmäisen kerran kehitti 6. vuosisadalla Johannes Philoponus ja jota pariisilaiset fyysikot sitten tukivat, ei kyennyt ratkaisemaan ongelmaa, mutta se vastusti perinteistä aristoteelista selitystä, jonka mukaan liike oli sen väliaineen tuote, jossa kappaleet itse liikkuivat.
Pisassa Galilei ei rajoittunut pelkästään tieteellisiin tehtäviin: hänen Tassoa koskevat pohdintansa, joita seurasi Postille all”Ariosto, ovat peräisin tältä ajalta. Nämä ovat arkeille ripoteltuja muistiinpanoja ja huomautuksia hänen Jerusalem Delivered- ja Orlando Furioso -teostensa sivujen marginaaleihin, joissa hän kritisoi ”mielikuvituksen puutetta ja kuvan ja säkeen hidasta yksitoikkoisuutta, mutta hän rakastaa Ariostossa paitsi kauniiden unelmien moninaisuutta, tilanteiden nopeaa vaihtelua, rytmin eloisaa joustavuutta, myös näiden harmonista tasapainoa, kuvan johdonmukaisuutta, runollisen fantasian orgaanista yhtenäisyyttä – jopa moninaisuudessaan.” Hän on myös arvostellut Arioston teoksia.
Kesällä 1591 hänen isänsä Vincenzo kuoli ja jätti Galileolle taakan elättää koko perhe: samana vuonna naimisiin menneen sisarensa Virginian avioliittoa varten Galileo joutui hankkimaan myötäjäiset, mikä aiheutti velkoja, kuten hän joutui myöhemmin tekemään sisarensa Livian avioliittoa varten vuonna 1601 Taddeo Gallettin kanssa, ja hän joutui käyttämään muita rahoja auttaakseen veljensä Michelangelon monilapsisen perheen tarpeisiin.
Guidobaldo Del Monte auttoi Galileiä jälleen vuonna 1592 ja suositteli häntä arvostettuun Padovan studioon, jossa matematiikan professuuri oli edelleen auki Giuseppe Moletin kuoltua vuonna 1588.
Venetsian tasavallan viranomaiset antoivat 26. syyskuuta 1592 nimitysmääräyksen, jonka mukaan sopimus, jota voitiin jatkaa, oli nelivuotinen ja palkka 180 guldenia vuodessa. Joulukuun 7. päivänä Galilei piti avauspuheenvuoronsa Padovassa ja muutamaa päivää myöhemmin hän aloitti kurssin, jonka oli määrä saada suuri suosio opiskelijoiden keskuudessa. Hän jäi sinne kahdeksitoista vuodeksi, jota hän kuvailee ”koko elämäni parhaiksi kahdeksitoista vuodeksi”. Galilei saapui Venetsian tasavaltaan vain muutama kuukausi Giordano Brunon pidätyksen (23. toukokuuta 1592) jälkeen samassa kaupungissa.
Lue myös, elamakerrat – Richard Rodgers
Padovan kausi (1592-1610)
Padovan studion dynaamisessa ympäristössä (joka oli myös Venetsian tasavallan takaaman suhteellisen uskonnollisen suvaitsevaisuuden ilmapiirin tulosta) Galilei piti yllä lämpimiä suhteita jopa persoonallisuuksiin, joiden filosofinen ja tieteellinen suuntaus oli kaukana hänen omastaan, kuten luonnonfilosofian professori Cesare Cremoniniin, joka oli tiukasti aristoteelinen filosofi. Hän liikkui myös Venetsian sivistyneissä piireissä ja senaattoripiireissä, joissa hän ystävystyi aatelismies Giovanfrancesco Sagredon kanssa, josta Galilei teki suurimpia järjestelmiä koskevan dialoginsa päähenkilön, sekä teologi Paolo Sarpin kanssa, joka oli myös matematiikan ja tähtitieteen asiantuntija. Juuri 16. lokakuuta 1604 munkille osoitetussa kirjeessä hän muotoili putoavien kappaleiden lain:
Galileo oli luennoinut mekaniikasta Padovassa vuodesta 1598 lähtien: hänen Pariisissa vuonna 1634 painetun Mekaniikkaa käsittelevän tutkielmansa oletetaan olevan tulosta hänen kursseistaan, jotka olivat saaneet alkunsa Aristoteleen teoksesta Questioni meccaniche.
Padovassa sijaitsevassa studiossa Galileo perusti samassa talossa asuneen käsityöläisen Marcantonio Mazzolenin avustuksella pienen työpajan, jossa hän teki kokeita ja valmisti instrumentteja, joita hän myi täydentääkseen palkkaansa. Vuonna 1593 hän valmisti koneen veden nostamiseksi korkeammalle tasolle, jota varten hän sai Venetsian senaatilta kaksikymmenvuotisen patentin julkiseen käyttöön. Hän antoi myös yksityistunteja – hänen oppilaitaan olivat muun muassa Vincenzo Gonzaga, Elsassin prinssi Giovanni Federico ja tulevat kardinaalit Guido Bentivoglio ja Federico Cornaro – ja sai palkankorotuksia: vuonna 1598 hän sai 320 floriinia vuodessa, mutta vuonna 1609 hän sai 1000 floriinia.
Tähtitieteilijä Fra” Ilario Altobelli havaitsi 9. lokakuuta 1604 ”uuden tähden” ja ilmoitti siitä Galileille. Se oli hyvin kirkas, ja Kepler havaitsi sen myöhemmin 17. lokakuuta ja teki siitä tutkimuksen De Stella nova in pede Serpentarii, joten tähti tunnetaan nykyään nimellä Keplerin supernova.
Galilei piti tästä tähtitieteellisestä ilmiöstä kolme luentoa, joiden tekstiä emme tunne, mutta hänen väitteitään vastaan eräs Antonio Lorenzini, Montepulcianosta kotoisin oleva aristoteeliseksi itseään tituleeraava aristoteelikko, kirjoitti pamfletin, luultavasti Cesare Cremoninin ehdotuksesta, ja myös milanolaislähtöinen tiedemies Baldassarre Capra kirjoitti pamfletin.
Niistä tiedämme, että Galilei oli tulkinnut ilmiön todisteeksi taivaan muuttuvuudesta sillä perusteella, että koska ”uusi tähti” ei osoittanut minkäänlaista muutosta parallaksissa, sen oli oltava Kuun kiertoradan ulkopuolella.
Vuonna 1605 julkaistiin Galilein teesin tueksi Pavian murteella kirjoitettu syövyttävä vihkonen Dialogo de Cecco di Ronchitti da Bruzene in perpuosito de la Stella Nuova, jonka kirjoittaja kirjoitti salanimellä Cecco di Ronchitti. Kirjoituksessa puolustettiin parallaksimenetelmän pätevyyttä etäisyyksien (tai ainakin vähimmäisetäisyyksien) määrittämisessä myös sellaisten kohteiden osalta, jotka ovat havaitsijan saatavilla vain visuaalisesti, kuten taivaankappaleet. Kirjoituksen tekijästä ei ole varmuutta, eli onko sen kirjoittanut Galilei itse vai Padovan benediktiiniläinen Girolamo Spinelli (n. 1580 – 1647).
Noin vuonna 1594 Galileo kirjoitti kaksi linnoitustöitä käsittelevää tutkielmaa, Breve introduzione all”architettura militare (Lyhyt johdanto sotilasarkkitehtuuriin) ja Trattato di fortificazione (Linnoitusteksti); noin vuonna 1597 hän valmisti kompassin, jonka hän kuvasi Padovassa vuonna 1606 julkaistussa ja Cosimo II:lle omistetussa pamfletissa Le operazioni del compasso geometrico et militare (Geometrisen ja sotilaskompassin toiminta). Kompassi oli jo ennestään tunnettu ja eri muodoissaan ja eri käyttötarkoituksiin käytetty väline, eikä Galilei vaatinut keksinnöllään mitään erityistä ansiota; mutta Simon Mayrin oppilas Baldassarre Capra syytti vuonna 1607 latinaksi kirjoittamassaan pamfletissa Galileita siitä, että hän oli plagioinut erästä hänen aiempaa keksintöään. Huhtikuun 9. päivänä 1607 Galilei kumosi Capran syytökset, sai Paduan studion uudistajat tuomitsemaan hänet ja julkaisi puolustuksen Baldessar Capran panetteluja ja huijauksia vastaan, jossa hän myös palasi edelliseen Supernovan numeroon.
Supernovan ilmestyminen aiheutti suurta levottomuutta yhteiskunnassa, eikä Galilei epäröinyt käyttää tilaisuutta hyväkseen ja laatia tilauksesta henkilökohtaisia horoskooppeja. Lisäksi saman vuoden 1604 keväällä Padovan inkvisitio oli nostanut syytteen Galileiä vastaan, kun eräs hänen entisistä työtovereistaan oli valittanut hänen tekevän horoskooppeja ja väittäneen, että tähdet määräävät ihmisen valintoja. Venetsian tasavallan senaatti kuitenkin esti menettelyn päättäväisesti, ja tutkintakertomus haudattiin, joten siitä ei koskaan saatu tietoa Rooman inkvisitioon eli Pyhään virastoon. Asiasta luovuttiin luultavasti osittain siksi, että Galilei oli käsitellyt syntymäastrologiaa eikä ennustamista.
”Hänen maineensa horoskooppien kirjoittajana toi hänelle pyyntöjä ja epäilemättä myös huomattavampia maksuja kardinaaleilta, ruhtinailta ja patriiseilta, kuten Sagredolta, Morosinilta ja joiltakin, jotka olivat kiinnostuneita Sarpista. Hän vaihtoi kirjeitä suurherttuan astrologin Raffaello Gualterottin kanssa ja vaikeimmissa tapauksissa Veronan asiantuntijan Ottavio Brenzonin kanssa.” Galileon laskemien ja tulkitsemien syntymäkarttojen joukossa ovat hänen kahden tyttärensä Virginian ja Livian syntymäkartat sekä hänen omansa, joka on laskettu kolme kertaa: ”Se, että Galileo omistautui tälle toiminnalle, vaikka hänelle ei maksettu siitä palkkaa, viittaa siihen, että hän antoi sille jonkinlaista arvoa.”
Ei vaikuta siltä, että Galilei olisi ”uutta tähteä” koskevan kiistan vuosina jo julkisesti ilmaissut kannattavansa kopernikaanista teoriaa: uskotaan, että vaikka hän oli syvästi vakuuttunut kopernikaanismista, hän ajatteli, ettei hänellä ollut vielä riittävän vahvoja todisteita, jotta hän olisi voinut saada kaikkien tutkijoiden yksimielisyyden. Hän oli kuitenkin jo vuonna 1597 ilmaissut yksityisesti kannattavansa kopernikaanismia. Tuona vuonna hän kirjoitti Keplerille, joka oli juuri julkaissut teoksensa Prodromus dissertationum cosmographicarum: ”Olen jo kirjoittanut monia perusteluja ja monia vastakkaisten väitteiden kumoamisia, mutta en ole toistaiseksi uskaltanut julkaista niitä, koska olen pelännyt mestarimme Kopernikuksen kohtaloa”. Nämä pelot hälvenivät kuitenkin kaukoputken ansiosta, jonka Galileo osoitti taivaalle ensimmäisen kerran vuonna 1609. Giovanni Battista Della Porta oli jo käsitellyt optiikkaa teoksessaan Magia naturalis (1589) ja De refractione (1593) sekä Kepler teoksessaan Ad Vitellionem paralipomena (1604), joiden perusteella oli mahdollista päätyä kaukoputken rakentamiseen: mutta instrumentin rakensi ensimmäistä kertaa näistä tutkimuksista riippumatta 1600-luvun alussa hollantilaiseksi kansalaistettu saksalainen optikko Hans Lippershey. Galilei päätti sitten valmistaa lyijyputken ja kiinnitti sen päihin kaksi linssiä, ”molemmissa oli täysi kasvot ja toinen pallomainen kovera ensimmäisessä linssissä ja kupera toisessa linssissä; sitten lähestyessäni silmää koveraan linssiin havaitsin kohteet varsin suuriksi ja läheisiksi, sillä ne näyttivät kolme kertaa lähempänä ja yhdeksän kertaa suuremmilta kuin ne näyttivät, kun niitä katsottiin pelkästään luonnollisella näköaistilla”. Elokuun 25. päivänä 1609 Galilei esitteli laitteen omana rakennelmanaan Venetsian hallitukselle, joka ”keksintöä” arvostaen kaksinkertaisti hänen palkkansa ja tarjosi hänelle elinikäistä opettajasopimusta.Kaukoputken keksiminen, uudelleenlöytäminen ja uudelleenrakentaminen ei ole mikään suurta ihailua herättävä episodi. Uutta on se, että Galilei oli ensimmäinen, joka toi tämän välineen tieteeseen, käytti sitä puhtaasti tieteellisesti ja piti sitä aistiemme parantamisena. Galileon suuruus kaukoputken suhteen oli juuri tämä: hän voitti koko joukon epistemologisia esteitä, ajatuksia ja ennakkoluuloja ja käytti niitä omien teesiensä vahvistamiseen.
Kaukoputken ansiosta Galileo ehdotti uutta näkemystä taivaan maailmasta:
Uudet löydöt julkaistiin 12. maaliskuuta 1610 Sidereus Nuncius -julkaisussa, jonka jäljennöksen Galileo lähetti Toscanan suurherttualle Cosimo II:lle, entiselle oppilaalleen, yhdessä kaukoputkensa näytteen ja neljän satelliitin omistuskirjoituksen kanssa, jotka Galileo nimesi aluksi Cosmica Sideraksi ja sittemmin Medicea Sideraksi (”Medicin planeetat”). Galileon aikomus ansaita Medici-talon kiitollisuus on ilmeinen, todennäköisesti ei ainoastaan siksi, että hän aikoi palata Firenzeen, vaan myös saadakseen vaikutusvaltaista suojelua esitelläkseen uutuuksiaan oppineelle yleisölle, mikä ei varmasti jättäisi kiistoja herättämättä. Havainnoidessaan Saturnusta Padovassa Sidereus Nuncius -teoksen julkaisemisen jälkeen Galileo havaitsi ja piirsi rakenteen, joka myöhemmin tunnistettiin renkaiksi.
Lue myös, elamakerrat – Hermann Emil Fischer
Firenzessä (1610)
Toukokuun 7. päivänä 1610 Galileo pyysi Cosimo II:n ensimmäiseltä sihteeriltä Belisario Vintalta, että hänet otettaisiin palvelukseen Pisan yliopistoon, ja totesi seuraavaa: ”Mitä tulee palvelukseni titteliin ja tekosyyhyn, toivoisin, että Teidän Korkeutenne lisäisi matemaatikon nimen lisäksi filosofin nimen, koska tunnustan opiskelleeni enemmän filosofian vuosia kuin kuukausia puhdasta matematiikkaa”.
Kesäkuun 6. päivänä 1610 Firenzen hallitus ilmoitti tiedemiehelle, että hänet oli palkattu ”Pisan studion matemaatikoksi ja filosofiksi ylhäisimmän suuriruhtinaskunnan filosofiksi ilman velvollisuutta lukea tai asua studiossa tai Pisan kaupungissa, ja palkka tuhat scudia vuodessa Firenzen valuutassa”. Galileo allekirjoitti sopimuksen 10. heinäkuuta ja saapui Firenzeen syyskuussa.
Kun hän saapui tänne, hän huolehti siitä, että hän antoi suurherttua Cosimon pojalle Ferdinando II:lle parhaan optisen linssin, jonka hän oli valmistanut Padovassa järjestämässään työpajassa, jossa hän valmisti Muranon lasimestareiden avustuksella yhä täydellisempiä ”silmälaseja”, ja vieläpä sellaisia määriä, että hän vei niitä ulkomaille, kuten hän teki Kölnin valitsijamiehelle lähetetyn kaukoputken kanssa, joka puolestaan lainasi sen Keplerille, joka käytti sitä hyväkseen ja joka kiitollisena päätti vuonna 1611 ilmestyneen teoksensa Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus seuraavasti: ”Vicisti Galilaee”, jossa tunnustetaan Galilein löytöjen totuus. Nuori Ferdinand tai joku muu rikkoi linssin, ja niinpä Galilei antoi hänelle jotain vähemmän haurasta: ”aseistetun” magneetin, toisin sanoen käärittynä rautalevyyn, joka oli asianmukaisesti sijoitettu ja joka lisäsi vetovoimaa siten, että vaikka magneetti painoi vain kuusi unssia, se ”nosti viisitoista kiloa rautaa, joka oli työstetty haudan muotoon”.
Firenzeen muuttaessaan Galileo jätti kumppaninsa, venetsialaisen Marina Gamban (1570-1612), jonka hän oli tavannut Padovassa ja jonka kanssa hän oli saanut kolme lasta: Virginian (1600-1634) ja Livian (1601-1659), joita ei koskaan laillistettu, sekä Vincenzion (1606-1649), jonka hän tunnusti vuonna 1619. Galileo jätti tyttärensä Livian Firenzen isoäidilleen, jonka luona hänen toinen tyttärensä Virginia jo asui, ja poikansa Vincenzion Padovaan äitinsä huostaan ja tämän kuoleman jälkeen erään Marina Bartoluzzin huostaan.
Myöhemmin, kun molempien tyttöjen oli vaikea elää yhdessä Giulia Ammannatin kanssa, Galileo pakotti tyttärensä vuonna 1613 liittymään San Matteon luostariin Arcetrissa (Firenzessä) ja pakotti heidät vannomaan valansa heti, kun he olivat täyttäneet rituaalin mukaisen kuudentoista vuoden iän: Virginia otti sisar Maria Celeste -nimen ja Livia sisar Arcangela -nimen, ja siinä missä ensin mainittu kuittasi itsensä tilanteeseensa ja pysyi jatkuvassa kirjeenvaihdossa isänsä kanssa, Livia ei koskaan ottanut vastaan isänsä määräystä.
Sidereus Nunciuksen julkaiseminen herätti arvostusta mutta myös kiistoja. Sen lisäksi, että häntä syytettiin siitä, että hän oli ottanut kaukoputkellaan haltuunsa löydön, joka ei kuulunut hänelle, kyseenalaistettiin myös sen todellisuus, mitä hän väitti löytäneensä. Sekä kuuluisa padovalainen aristoteelikko Cesare Cremonini että bolognalainen matemaatikko Giovanni Antonio Magini, jonka sanotaan innoittaneen Martin Horkýn kirjoittamaa Galilein vastaista pamflettia Brevissima peregrinatio contra Nuncium Sidereum, ottivat vastaan Galilein kutsun katsoa hänen rakentamansa kaukoputken läpi, mutta he eivät nähneet yhtään Jupiterin oletettua satelliittia.
Vasta myöhemmin Magini tuli järkiinsä, ja hänen mukanaan Vatikaanin tähtitieteilijä Christoph Clavius, joka oli alun perin uskonut, että Galilein havaitsemat Jupiterin satelliitit olivat vain kaukoputken linssien aiheuttama harha. Jälkimmäistä väitettä oli vaikea kumota vuosina 1610-11, koska Galilein ensimmäisen kaukoputken optinen järjestelmä oli heikkolaatuinen ja koska oli esitetty hypoteesi, jonka mukaan linssit voivat paitsi parantaa näkemistä myös vääristää sitä. Erittäin merkittävän tuen Galileolle antoi Kepler, joka alun skeptisyyden jälkeen ja riittävän tehokkaan kaukoputken rakentamisen jälkeen varmisti Jupiterin satelliittien todellisen olemassaolon julkaisemalla Frankfurtissa vuonna 1611 teoksen Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus mathematicus florentinus jure inventionis Medicaea sidera nuncupavit.
Koska Collegio Romanon jesuiittaprofessoreita pidettiin aikansa johtavina tieteellisinä auktoriteetteina, Galilei matkusti Roomaan 29. maaliskuuta 1611 esittelemään löydöksiään. Paavi Paavali V, kardinaalit Francesco Maria Del Monte ja Maffeo Barberini sekä prinssi Federico Cesi ottivat hänet vastaan ja ottivat hänet kahdeksan vuotta aiemmin perustamaansa Accademia dei Linceihin. Jo 1. huhtikuuta Galileo saattoi kirjoittaa herttuan sihteerille Belisario Vintalle, että jesuiitat ”ovat vihdoin saaneet tietää totuuden uusista medicealaisista planeetoista ja ovat nyt kahden kuukauden ajan tehneet niistä jatkuvia havaintoja, jotka jatkuvat edelleen; olemme tarkistaneet ne omillani, ja ne ovat erittäin oikeita”.
Tuolloin Galilei ei kuitenkaan vielä tiennyt, että se innostus, jolla hän levitti ja puolusti löytöjään ja teorioitaan, herättäisi vastarintaa ja epäluuloa kirkon piirissä.
Kardinaali Roberto Bellarmino antoi 19. huhtikuuta Vatikaanin matemaatikoille tehtäväksi laatia raportti uusista löydöistä, joita ”lahjakas matemaatikko oli tehnyt tykiksi tai okiaaliksi kutsutun välineen avulla”, ja 17. toukokuuta Pyhän toimiston kongregaatio tiedusteli varovaisesti Padovan inkvisitiolta, oliko Galileiä vastaan koskaan aloitettu oikeudenkäyntiä paikallisesti. Ilmeisesti Rooman kuria oli jo alkanut hahmottaa, mitä seurauksia ”näillä ainutlaatuisilla tieteen kehityskulkuilla voi olla yleiseen maailmankäsitykseen ja siten epäsuorasti myös perinteisen teologian pyhiin periaatteisiin”.
Vuonna 1612 Galileo kirjoitti teoksen Discorso intorno alle cose che stanno in su l”acqua, o che in quella si muove, jossa hän osoitti Arkhimedeen teoriaan tukeutuen Aristoteleen teoriaa vastaan, että kappaleet kelluvat tai uppoavat veteen niiden ominaispainon eikä muodon mukaan, mikä herätti firenzeläisen oppineen ja aristoteelisen Ludovico delle Colomben polemisoivan vastauksen Apologeettisen diskurssin Galileo Galilein diskurssin ympärillä. Lokakuun 2. päivänä Palazzo Pittissä suurherttuan, suurherttuatar Cristinan ja kardinaali Maffeo Barberinin, joka oli tuolloin hänen suuri ihailijansa, läsnä ollessa hän esitti julkisesti kokeellisen näytteen olettamuksesta ja kumosi lopullisesti Ludovico delle Colomben.
Discorsossaan Galilei mainitsi myös auringonpilkut, jotka hän väitti havainneensa Padovassa jo vuonna 1610, mutta ilmoittamatta niistä. Seuraavana vuonna hän kirjoitti Roomassa Accademia dei Lincein julkaiseman teoksen Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti vastauksena jesuiitta Christoph Scheinerin kolmeen kirjeeseen, jotka hän oli osoittanut vuoden 1611 lopulla Augsburgin duumviirille Mark Welserille, tieteen mesenaatille ja jesuiittojen ystävälle, jonka pankkiiri hän oli. Sen lisäksi, että Scheiner väitti virheellisesti, että pilkut koostuivat Auringon ympärillä pyörivistä tähtiparvista, kun taas Galilei piti niitä nestemäisenä aineena, joka kuului Auringon pintaan ja pyöri Auringon ympärillä nimenomaan tähden oman pyörimisliikkeen vuoksi.
Täplien havainnointi antoi Galileolle mahdollisuuden määrittää Auringon kiertoaika ja osoittaa, että taivas ja maa eivät olleet kaksi radikaalisti erilaista maailmaa, joista ensimmäinen oli täydellinen ja muuttumaton ja jälkimmäinen täysin muuttuva ja epätäydellinen. Itse asiassa 12. toukokuuta 1612 hän toisti Federico Cesille kopernikaanisen näkemyksensä kirjoittamalla, kuinka Aurinko ”kääntyi itsekseen kuussa kuukaudessa samanlaisella kierroksella kuin muutkin planeetat, eli lännestä itään ekliptikan napojen ympäri”: Epäilen, että tämän uutuuden on tarkoitus olla pseudofilosofian hautajaiset tai pikemminkin viimeinen ja lopullinen tuomio, sillä tähdissä, kuussa ja auringossa on jo nähty merkkejä, ja odotan, että Peripatumista nousee esiin suuria asioita taivaan muuttumattomuuden ylläpitämiseksi, josta en tiedä, mihin se tallennetaan ja kätketään. Auringon ja planeettojen pyörimisliikkeen havaitseminen oli myös hyvin tärkeää: se teki maapallon pyörimisestä vähemmän epätodennäköistä, minkä vuoksi päiväntasaajalla sijaitsevan pisteen nopeus olisi noin 1700 kmh, vaikka maapallo olisi avaruudessa liikkumaton.
Galileon havainto Venuksen ja Merkuriuksen vaiheista ei ollut yhteensopiva Ptolemaioksen geosentrisen mallin kanssa, vaan ainoastaan Tycho Brahen geo-heliocentrisen mallin kanssa, jota Galileo ei koskaan harkinnut, ja Kopernikuksen heliocentrisen mallin kanssa. Kirjoittaessaan Giuliano de” Medicille 1. tammikuuta 1611 Galileo vahvisti, että ”Venus kiertää väistämättä aurinkoa, samoin kuin Merkurius ja kaikki muut planeetat, minkä kaikki pythagoralaiset, Kopernikus, Kepler ja minä itse uskoimme, mutta mitä ei ollut todistettu järkevästi, kuten nyt Venuksen ja Merkuriuksen kohdalla”.
Vuosien 1612 ja 1615 välisenä aikana Galileo puolusti heliosentristä mallia ja selvensi käsitystään tieteestä neljässä yksityiskirjeessä, jotka tunnetaan nimellä ”kopernikaaniset kirjeet” ja jotka osoitettiin isä Benedetto Castellille, kaksi monsignor Pietro Dinille ja yksi suurherttuatar Cristina Lorrainen äidille.
Aristoteleen opin mukaan luonnossa ei ole tyhjiötä, sillä jokainen kappale, olipa se sitten maanpäällinen tai taivaankappale, vie tilaa, joka on osa itse kappaletta. Ilman ruumista ei ole tilaa, ja ilman tilaa ei ole ruumista. Aristoteles toteaa, että ”luonto karttaa tyhjiötä” (jokainen kaasu tai neste pyrkii aina täyttämään kaikki tilat ja välttämään tyhjien osien jättämistä). Poikkeuksena tähän teoriaan oli kuitenkin kokemus, jossa havaittiin, että putkeen imetty vesi ei täyttänyt putkea kokonaan, vaan jätti selittämättömästi putkeen osan, jonka luultiin olevan täysin tyhjä ja jonka luonto siis täytti; mutta näin ei kuitenkaan käynyt. Galilei vastasi vuonna 1630 erään ligurialaisen Giovan Battista Balianin hänelle lähettämään kirjeeseen ja vahvisti ilmiön väittäen, että ”luonnon vastenmielisyys tyhjyyttä kohtaan” voitiin voittaa, mutta vain osittain, ja että ”hän itse on osoittanut, että on mahdotonta saada vettä nousemaan imun avulla yli 18 syynin, noin 10,5 metrin, korkeuserolla”. Galilei uskoi siis, että horror vacui oli rajallinen, eikä hän miettinyt, liittyikö ilmiö itse asiassa ilman painoon, kuten Evangelista Torricelli osoitti.
Lue myös, sivilisaatiot – Safavidit
Kiista kirkon kanssa
Dominikaanimunkki Tommaso Caccini (1574 – 1648) syytti 21. joulukuuta 1614 Firenzen Santa Maria Novellan saarnastuolista eräitä nykyaikaisia matemaatikkoja ja erityisesti Galileota siitä, että heidän kopernikaanisten teorioiden innoittamat tähtitieteelliset käsityksensä olivat ristiriidassa Pyhän Kirjoituksen kanssa. Saavuttuaan Roomaan 20. maaliskuuta 1615 Caccini tuomitsi Galileon maan auringon ympäri tapahtuvan liikkeen kannattajaksi. Tällä välin Napolissa oli julkaistu karmeliittiteologi Paolo Antonio Foscarinin (1565-1616) kirja Lettera sopra l”opinione de” Pittagorici e del Copernico, joka oli omistettu Galileolle, Keplerille ja kaikille Lincein akateemikoille. Sen tavoitteena oli sovittaa yhteen raamatunkohdat kopernikaanisen teorian kanssa tulkitsemalla niitä ”siten, etteivät ne ole lainkaan ristiriidassa sen kanssa”.
Kardinaali Roberto Bellarmino, joka oli jo tuomarina Giordano Brunon oikeudenkäynnissä, totesi Foscarinille lähettämässään vastauskirjeessä, että heliosentrismin kanssa ristiriidassa olevia Raamatun kohtia olisi mahdollista tulkita uudelleen vain, jos se olisi todella todistettu, ja lisäsi, ettei hän hyväksynyt Galileon perusteluja, että toistaiseksi hänelle ei ollut näytetty niitä, ja väitti, että epäselvyyksien ilmetessä olisi joka tapauksessa suosittava Pyhää Kirjoitusta. Se, että Galilei kieltäytyi hyväksymästä Bellarminen ehdotusta korvata Ptolemaioksen teoria kopernikaanisella teorialla – sillä ehdolla, että Galilei tunnustaisi sen pelkäksi ”matemaattiseksi hypoteesiksi”, jonka tarkoituksena oli ”pelastaa ulkonäkö” – oli, vaikkakin tahaton, kehotus kopernikaanisen teorian tuomitsemiseen.
Seuraavana vuonna Foscarini vangittiin hetkeksi ja hänen Letteransa kiellettiin. Tällä välin, 25. marraskuuta 1615, Pyhä Toimisto päätti jatkaa auringonpilkkuja koskevien kirjeiden tutkimista, ja Galilei päätti tulla Roomaan puolustautumaan henkilökohtaisesti suurherttua Cosimon tuella: ”Matemaatikko Galilei tulee Roomaan”, Cosimo II kirjoitti kardinaali Scipione Borgheselle, ”ja hän tulee spontaanisti antamaan selvityksen itsestään tietyistä syytöksistä tai pikemminkin parjauksista, joita hänen seuraajansa ovat esittäneet”.
Paavi määräsi 25. helmikuuta 1616 kardinaali Bellarminen ”kutsumaan Galileon koolle ja kehottamaan häntä luopumaan edellä mainitusta mielipiteestä; ja jos hän kieltäytyy tottelemasta, isäkomissaari antaa hänelle notaarin ja todistajien edessä määräyksen luopua opista kokonaan eikä opettaa, puolustaa tai käsitellä sitä”. Samana vuonna Kopernikuksen De revolutionibus laitettiin Index donec corrigaturiin (kunnes se korjattiin). Kardinaali Bellarmino antoi kuitenkin Galileolle julistuksen, jossa hän kiisti luopumisen mutta toisti kiellon tukea kopernikaanisia teesejä: ehkä kaikesta huolimatta saadut kunnianosoitukset ja kohteliaisuudet saivat Galileon uskomaan, että hänelle sallittiin se, mikä muilta oli kielletty.
Marraskuussa 1618 taivaalla näkyi kolme komeettaa, jotka herättivät tähtitieteilijöiden huomion ja tutkimukset kaikkialla Euroopassa. Heidän joukossaan jesuiitta Orazio Grassi, Collegio Romanon matemaatikko, piti menestyksekkäästi laajalti kiitetyn luennon Disputatio astronomica de tribus cometis anni MDCXVIII: Siinä hän tuki eräiden suorien havaintojen ja loogis-skolastisen menettelyn perusteella hypoteesia, jonka mukaan komeetat olivat ”kuutaivaan” ulkopuolella sijaitsevia kappaleita, ja käytti sitä vahvistamaan Tycho Brahen mallia, jonka mukaan Maa sijaitsee maailmankaikkeuden keskipisteessä ja muut planeetat kiertävät Aurinkoa, vastoin heliosentristä hypoteesia.
Galilei päätti vastata ja puolustaa kopernikaanisen mallin pätevyyttä. Hän vastasi siihen epäsuorasti ystävänsä ja oppilaansa Mario Guiduccin Discourse on Comets -teoksen välityksellä, mutta siinä oli todennäköisesti mestarin kädenjälki mukana. Vastauksessaan Guiducci väitti virheellisesti, että komeetat eivät ole taivaankappaleita vaan puhtaasti optisia efektejä, jotka auringonvalo saa aikaan maapallolta nousevissa höyryissä, mutta osoitti myös ristiriitaisuudet Grassin päättelyssä ja hänen virheelliset johtopäätöksensä kaukoputkella tehdyistä komeettahavainnoista. Jesuiitta vastasi kirjoituksella Libra astronomica ac philosophica, jonka hän allekirjoitti anagrammatisella salanimellä Lotario Sarsi ja jossa hän hyökkäsi suoraan Galileia ja kopernikaanismia vastaan.
Tähän Galilei vastasi suoraan: vasta vuonna 1622 ilmestyi Il Saggiatore -teos. Se on kirjoitettu kirjeen muotoon, ja Accademia dei Lincei hyväksyi sen, ja se painettiin Roomassa toukokuussa 1623. Paavi Gregorius XV:n kuoltua 6. elokuuta Maffeo Barberini, joka oli ollut Galileon ystävä ja ihailija vuosien ajan, nousi paavin valtaistuimelle Urban VIII:na. Tämä sai Galileon virheellisesti vakuuttuneeksi siitä, että ”toivo oli herätetty henkiin, toivo, joka oli lähes kokonaan haudattu. Olemme todistamassa arvokkaan tiedon paluuta pitkästä maanpaosta, johon se oli pakotettu”, hän kirjoitti paavin veljenpojalle Francesco Barberinille.
The Assayer esittelee myöhemmin virheelliseksi osoittautuneen teorian, jonka mukaan komeetat näyttäytyvät auringon säteiden aiheuttamina ilmiöinä. Itse asiassa komeetan kruunun ja pyrstön muodostuminen riippuu auringon säteilyn vaikutuksesta ja suunnasta, joten Galilei oli oikeassa ja Grassi oikeassa, joka vastusti kopernikaanista teoriaa ja jolla saattoi olla vain sui generis -käsitys taivaankappaleista. Grassin ja Galileon argumenttien ero oli kuitenkin lähinnä metodinen, sillä Galileo perusti päättelynsä kokemukseen. Galileo kirjoitti Saggiatoressa kuuluisan metaforan, jonka mukaan ”filosofia on kirjoitettu tähän suureen kirjaan, joka on jatkuvasti auki silmiemme edessä (minä sanon maailmankaikkeus)”, ja asettui näin vastakkain Grassin kanssa, joka luotti menneisyyden mestareiden ja Aristoteleen auktoriteettiin selvittääkseen totuuden luonnontieteellisistä kysymyksistä.
Galilei saapui Roomaan 23. huhtikuuta 1624 osoittaakseen kunnioitusta paaville ja saadakseen häneltä lupauksen siitä, että kirkko suvaitsisi kopernikaanisen järjestelmän, mutta Urban VIII:n hänelle myöntämien kuuden audienssin aikana hän ei saanut Urban VIII:lta mitään täsmällistä sitoumusta tässä mielessä. Ilman mitään takeita, mutta sen epämääräisen rohkaisun ansiosta, jonka hän sai siitä, että paavi Urban kunnioitti häntä – joka myönsi eläkkeen hänen pojalleen Vincenziolle – Galilei tunsi voivansa vihdoin vastata syyskuussa 1624 Francesco Ingolin Disputatio-julkaisuun. Kun Galileo oli muodollisesti kunnioittanut katolista ortodoksisuutta, hänen oli vastauksessaan kumottava Ingolin kopernikaanisen ajan vastaiset väitteet ehdottamatta kyseistä tähtitieteellistä mallia tai vastaamatta teologisiin väitteisiin. Kirjeessä Galilei esittää ensimmäistä kertaa sen, mitä kutsutaan Galilein suhteellisuusperiaatteeksi: Maapallon liikkumattomuuden kannattajien esittämään yleiseen vastaväitteeseen, joka perustuu havaintoon, että haudat putoavat kohtisuoraan maan pinnalle eikä vinosti, kuten ilmeisesti pitäisi tapahtua, jos maapallo liikkuisi, Galilei vastaa tuomalla esiin kokemuksen laivasta, joka on joko tasaisessa liikkeessä tai paikallaan, putoamisilmiöt tai yleensä sen sisältämien kappaleiden liikkeet tapahtuvat täsmälleen samalla tavalla, koska ”laivan universaali liike, joka välittyy ilmaan ja kaikkiin sen sisältämiin kappaleisiin eikä ole ristiriidassa näiden kappaleiden luonnollisen taipumuksen kanssa, säilyy pysyvästi niissä”.
Samana vuonna 1624 Galilei aloitti uuden teoksensa, Dialogin, jossa hän vertailemalla keskustelukumppanien eri mielipiteitä selvitti kosmologian eri teorioita, myös Kopernikuksen teorioita, osoittamatta mitään henkilökohtaista sitoutumista mihinkään niistä. Terveydelliset ja perhesyyt pitkittivät teoksen kirjoittamista vuoteen 1630 asti: hänen oli huolehdittava veljensä Michelangelon suuresta perheestä, ja hänen poikansa Vincenzio, joka oli valmistunut juristiksi Pisassa vuonna 1628, meni seuraavana vuonna naimisiin Sestilia Bocchinerin kanssa, joka oli Ferdinand-herttuan sihteerin Geri Bocchinerin ja Alessandran sisar. Täyttääkseen Arcetrissa nunnana toimivan tyttärensä Maria Celesten toiveen saada hänet lähemmäksi, hän vuokrasi pienen huvilan ”Il Gioiello” luostarin läheltä. Kun teos oli saanut kirkollisen hyväksynnän monien vaiheiden jälkeen, se julkaistiin vuonna 1632.
Vuoropuhelussa vertaillaan kahta suurta järjestelmää, ptolemaiolaista ja kopernikaanista (Galilei sulkee näin ollen keskustelun ulkopuolelle Tycho Brahen tuoreen hypoteesin), ja päähenkilöitä on kolme: Kaksi on todellisia hahmoja, Galilein ystäviä, jotka olivat tuolloin jo kuolleet: firenzeläinen Filippo Salviati (1582-1614) ja venetsialainen Gianfrancesco Sagredo (1571-1620), joiden talossa keskustelut teeskennellään käytävän, kun taas kolmas päähenkilö on Simplicio, keksitty hahmo, jonka nimi muistuttaa tunnettua antiikin Aristoteleen kommentaattoria ja viittaa myös hänen tieteelliseen yksinkertaisuuteensa. Hän on ptolemaiolaisen järjestelmän kannattaja, kun taas kopernikaanista oppositiota tukevat Salviati ja neutraalimmassa roolissa Sagredo, joka lopulta sympatisoi kopernikaanista hypoteesia.
Dialogi sai paljon kiitosta, muun muassa Benedetto Castellilta, Fulgenzio Micanziolta, Paolo Sarpin yhteistyökumppanilta ja elämäkertakirjoittajalta, sekä Tommaso Campanellalta, mutta jo elokuussa 1632 huhut kertoivat, että kirja kiellettäisiin: 25. heinäkuuta Pyhän palatsin päällikkö Niccolò Riccardi kirjoitti Firenzen inkvisiittorille Clemente Egidille, että paavi oli määrännyt, ettei kirjaa saa julkaista, ja 7. elokuuta hän pyysi tätä jäljittämään jo myydyt kappaleet ja takavarikoimaan ne. Florentiinalaisen lähettilään Francesco Niccolinin mukaan vihainen paavi syytti 5. syyskuuta Galileota siitä, että hän oli pettänyt teoksen julkaisemiseen luvan antaneita ministereitä. Urban VIII ilmaisi pahoituksensa siitä, että yhtä hänen teeseistään oli hänen mukaansa käsitelty kömpelösti ja asetettu naurunalaiseksi. Keskustellessaan vuorovesiteoriasta, jota kopernikaaninen Salviati tuki – ja jonka oletettiin olevan lopullinen todiste maapallon liikkuvuudesta – Simplicio esitti ”hyvin vakaan opin, jonka olen jo oppinut oppineimmalta ja huomattavimmalta henkilöltä ja jonka suhteen on oltava hiljaa” (selvä viittaus Urbaniin), jonka mukaan Jumala olisi ”äärettömän viisautensa ja voimansa” ansiosta voinut aiheuttaa vuoroveden hyvin eri tavoin, eikä voitu olla varmoja siitä, että Salviatin esittämä oli ainoa oikea tapa. Sen lisäksi, että Galileon vuorovesiteoria oli väärä, Salviatin ironinen kommentti, jossa hän kutsui Simplicion ehdotusta ”ihailtavaksi ja todella enkelimäiseksi opiksi”, on varmasti tuntunut törkeältä. Lopuksi teos päättyi toteamukseen, jonka mukaan ihmisillä on ”lupa kiistellä maailman perustuslaista”, kunhan he eivät ”löydä Jumalan tekemää työtä”. Tämä johtopäätös oli pelkkä diplomaattinen temppu päästä painoon. Tämä raivostutti paavin. Syyskuun 23. päivänä Rooman inkvisitio pyysi Firenzen inkvisitiota ilmoittamaan Galileolle, että hänen oli saavuttava lokakuussa Roomaan Pyhän kanslian pääkomissaarin eteen. Galilei viivytteli lähtöään kolme kuukautta osittain sairautensa vuoksi ja osittain siksi, että hän toivoi, että asia voitaisiin ratkaista jollakin tavalla ilman oikeudenkäynnin aloittamista. 20. tammikuuta 1633 hän lähti Roomaan kantotuolilla, koska Pyhä Toimisto oli uhkaavasti vaatinut häntä lähtemään.
Oikeudenkäynti alkoi 12. huhtikuuta Galileon ensimmäisellä kuulustelulla, ja inkvisitorin komissaari, dominikaani Vincenzo Maculano, väitti saaneensa 26. helmikuuta 1616 ”käskyn”, jossa kardinaali Bellarmino määräsi häntä luopumaan kopernikaanisesta teoriasta, olemaan tukematta sitä millään tavoin eikä opettamatta sitä. Kuulustelun aikana Galilei kiisti tietävänsä mitään tästä käskystä ja väitti, ettei muistanut, että Bellarminen lausunto sisälsi sanat quovis modo (millään tavalla) ja nec docere (älä opeta). Kun inkvisiittori painosti häntä, Galilei ei ainoastaan myöntänyt, ettei hän ollut sanonut ”mitään edellä mainitusta käskystä”, vaan meni jopa niin pitkälle, että väitti, että ”kyseisessä kirjassa osoitan Kopernikuksen mielipiteen vastakohdan ja että Kopernikuksen perustelut ovat pätemättömiä ja epämääräisiä”. Ensimmäisen kuulustelun päätyttyä Galilei pidettiin ”vaikkakin hyvin tiukan valvonnan alaisena” inkvisition rakennuksen kolmessa huoneessa, ”jossa oli runsaasti ja vapaasti liikkumismahdollisuuksia”.
Kesäkuun 22. päivänä, Galileon viimeistä kuulustelua seuraavana päivänä, Santa Maria sopra Minervan dominikaaniluostarin kappeliseurakuntatalossa, Galileon läsnä ollessa ja polvistuneena, kardinaalit Felice Centini, Guido Bentivoglio, Desiderio Scaglia, Antonio Barberini ja Berlinghiero Gessi antoivat tuomion, Fabrizio Verospi ja Marzio Ginetti, ”yleisinkvisiittorit harhaoppista rukousta vastaan”, tiivistävät Galileon ja kirkon opin välisen konfliktin pitkän historian, joka alkoi vuonna 1615 kirjasta Auringonpilkkuja ja teologien vuonna 1616 esittämästä kopernikaanisen mallin vastustuksesta. Tuomion mukaan helmikuussa 1616 saatu asiakirja oli tehokas kehotus olla puolustamatta tai opettamatta kopernikaanista teoriaa.
Galilei tuomittiin ”vilpittömällä sydämellä ja vilpittömällä uskolla” luopumiseen ja dialogin kieltämiseen, ja hänet tuomittiin ”muodolliseen vankeusrangaistukseen harkintamme mukaan” ja ”pelastavaan rangaistukseen”, joka oli viikoittainen seitsemän katumuspsalmin lausuminen kolmen vuoden ajan, ja inkvisitio varasi itselleen oikeuden ”lieventää, muuttaa tai poistaa rangaistuksia ja rangaistuksia kokonaan tai osittain”.
Jos Galileon legendaarinen lause ”E pur si muove”, jonka hän lausui heti luopumisensa jälkeen, viittaa hänen ehjään vakaumukseensa kopernikaanisen mallin pätevyydestä, oikeudenkäynnin päättyminen merkitsi hänen ohjelmansa epäonnistumista uuden tieteellisen metodologian levittämiseksi, joka perustui tosiasioiden tarkkaan havainnointiin ja niiden kokeelliseen todentamiseen – vanhaa tiedettä vastaan, joka tuottaa ”kokemuksia sellaisina kuin ne on tehty ja jotka vastaavat sen tarpeita ilman, että se on koskaan itse tehnyt tai havainnoinut niitä” – ja vastoin terveen järjen ennakkoluuloja, jotka usein saavat uskomaan minkä tahansa näennäisen asian todeksiantamiseen: tieteellisen uudistuksen ohjelma, jossa opetettiin ”olemaan luottamatta auktoriteetteihin, perinteisiin ja terveeseen järkeen” ja jossa haluttiin ”opettaa ajattelemaan”.
Lue myös, elamakerrat – Josephus
Viimeiset vuodet (1633-1642)
Tuomioon sisältyi vankeusrangaistus Pyhän kanslian harkinnan mukaan ja velvollisuus lausua katumuspsalmeja kerran viikossa kolmen vuoden ajan. Kirjaimellista ankaruutta lievennettiin käytännössä: vangitseminen koostui viiden kuukauden pakollisesta oleskelusta Toscanan suurherttuan lähettilään Pietro Niccolinin roomalaisessa residenssissä Trinità dei Montissa ja sieltä edelleen arkkipiispa Ascanio Piccolominin talossa Sienassa tämän pyynnöstä. Mitä tulee katumuspsalmeihin, Galilei antoi tyttärelleen Maria Celestelle, luostarissa asuvalle nunnalle, tehtäväksi lausua ne kirkon suostumuksella. Sienassa Piccolomini suosi Galileota sallimalla hänen tavata kaupungin henkilöitä ja keskustella tieteellisistä kysymyksistä. Arkkipiispan ja Galileon toimintaa tuomitsevan nimettömän kirjeen jälkeen Pyhä Toimisto hyväksyi Galileon aiemmin esittämän pyynnön ja sulki hänet eristettyyn huvilaan (”Il Gioiello”), jonka tiedemies omisti Arcetrin maaseudulla. Joulukuun 1. päivänä 1633 annetussa määräyksessä Galilei määrättiin ”pysymään yksin, olemaan kutsumatta tai vastaanottamatta ketään hänen pyhyytensä harkinnan mukaan”. Vain perheenjäsenet saivat vierailla hänen luonaan etukäteen annetulla luvalla: tästäkin syystä hänen tyttärensä sisar Maria Celesten, ainoan, johon hänellä oli ollut yhteyksiä, menettäminen 2. huhtikuuta 1634 oli hänelle erityisen tuskallista.
Hän pystyi kuitenkin pitämään kirjeenvaihtoa ystävien ja ihailijoiden kanssa myös Italian ulkopuolella: Elia Diodatille Pariisiin hän kirjoitti 7. maaliskuuta 1634 lohduttaen itseään epäonnekseen sillä, että ”kateus ja pahansuopuus ovat juonineet minua vastaan”, ja totesi, että ”häpeä lankeaa pettureille ja niille, jotka ovat tietämättömyyden ylevimmässä asteessa”. Diodati sai tietää Matthias Berneggerin Strasbourgissa tekemästä latinankielisestä käännöksestä hänen dialogistaan ja kertoi hänelle ”eräästä Antonio Roccosta, joka oli hyvin puhdas peripateetikko ja hyvin kaukana siitä, että hän ymmärtäisi mitään matematiikasta tai tähtitieteestä” ja joka kirjoitti ”mordacità e contumelie” häntä vastaan Venetsiassa. Tämä ja muut kirjeet osoittavat, miten vähän Galileo oli hylännyt kopernikaanisia uskomuksiaan.
Vuonna 1633 käydyn oikeudenkäynnin jälkeen Galilei kirjoitti ja julkaisi Alankomaissa vuonna 1638 suuren tieteellisen tutkielman nimeltä Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze, joka koski mekaniikkaa ja paikallisia liikkeitä ja jonka ansiosta häntä pidetään modernin tieteen isänä. Se järjestetään neljän päivän aikana käytävänä vuoropuheluna, jossa on samat kolme päähenkilöä kuin edellisessä suurimpia järjestelmiä koskevassa vuoropuhelussa (Sagredo, Salviati ja Simplicio).
Ensimmäisenä päivänä Galilei käsitteli materiaalien kestävyyttä: erilainen kestävyys on yhdistettävä tietyn materiaalin rakenteeseen, ja Galilei, väittämättä saavansa selitystä ongelmaan, käsitteli Demokritoksen atomistista tulkintaa pitäen sitä hypoteesina, joka pystyy selittämään fysikaaliset ilmiöt. Erityisesti Demokritoksen esittämää tyhjiön olemassaolon mahdollisuutta pidettiin vakavasti otettavana tieteellisenä hypoteesina, ja tyhjiössä – toisin sanoen ilman minkäänlaista vastusta – Galilei väitti oikeutetusti, että kaikki kappaleet ”laskeutuisivat yhtä nopeasti”, toisin kuin nykytiede, joka piti liikettä tyhjiössä mahdottomana.
Kun hän oli käsitellyt toisena päivänä staattisia asioita ja vipua, hän käsitteli kolmantena ja neljäntenä päivänä dynamiikkaa ja vahvisti tasaisen liikkeen, luonnollisesti kiihtyvän liikkeen ja tasaisesti kiihtyvän liikkeen lait sekä heilurin värähtelyt.
Viimeisinä elinvuosinaan Galilei kävi kiihkeää kirjeenvaihtoa Alessandra Bocchinerin kanssa. Vuonna 1629 Praton Bocchineri-suku oli antanut Alessandran sisaren Sestilian naimisiin Galilein pojan Vincenzion kanssa.
Kun Galilei tapasi vuonna 1630 Alessandran, joka oli nyt 66-vuotias, hän oli 33-vuotias nainen, joka oli jalostanut ja viljellyt älykkyyttään keisarinna Eleonora Gonzagan hovineitona Wienin hovissa, jossa hän tapasi ja meni naimisiin Giovanni Francesco Buonamicin kanssa, joka oli tärkeä diplomaatti ja josta tulisi Galilein hyvä ystävä.
Kirjeenvaihdossaan Alessandra ja Galilei vaihtoivat lukuisia tapaamiskutsuja, ja Galilei ei jättänyt kehumatta naisen älykkyyttä, sillä ”on niin harvinaista löytää naisia, jotka puhuvat niin järkevästi kuin hän”. Sokeutensa ja heikentyneen terveytensä vuoksi firenzeläinen tiedemies joutui toisinaan kieltäytymään kutsuista, ”ei ainoastaan niiden monien vaivojen vuoksi, jotka pitävät minua ahdistuneena tässä hyvin vakavassa iässäni, vaan myös siksi, että minua pidetään edelleen vankina hyvin tunnetuista syistä”.
Viimeinen Alessandralle 20. joulukuuta 1641 lähetetty kirje, joka oli ”tahattoman lyhyt”, edelsi Galilein kuolemaa 19 päivää myöhemmin yöllä 8. tammikuuta 1642 Arcetrissa Vivianin ja Torricellin avustamana.
Lue myös, taistelut – Jerusalemin piiritys (70)
Kuoleman jälkeen
Galilei haudattiin Santa Crocen basilikaan Firenzessä muiden suurmiesten, kuten Machiavellin ja Michelangelon, kanssa, mutta hänen opetuslastensa toivomaa ”mahtipontista ja runsasta talletusta” ei voitu tehdä, koska Urban VIII:n veljenpoika, kardinaali Francesco Barberini, hautasi hänet 25. tammikuuta, kirjoitti Firenzen inkvisiittorille Giovanni Muzzarellille, että hän ”välittäisi suurherttuan korviin, että ei ole hyvä rakentaa mausoleumeja sellaisen henkilön ruumiille, joka on ollut Pyhän inkvisition tuomioistuimessa ja kuollut katumuksen kestäessä.”; Hautakappeliin sijoitettavassa hautakirjoituksessa tai kaiverruksessa ei saa lukea sanoja, jotka voisivat loukata tämän tuomioistuimen mainetta. Sama varoitus on annettava myös niille, jotka lausuvat hautajaispuheita”.
Kirkko piti myös silmällä Galileon oppilaita: kun he perustivat Accademia del Cimenton, se puuttui suurherttuan asioihin, ja Accademia lakkautettiin vuonna 1667. Vasta vuonna 1737 Galileo Galilei sai Santa Crocessa hautamuistomerkin, jota Ugo Foscolo juhli.
Lue myös, elamakerrat – Jackson Pollock
Galilealainen oppi kahdesta totuudesta
Galilei oli vakuuttunut kopernikaanisen kosmologian oikeellisuudesta, mutta hän oli hyvin tietoinen siitä, että sen katsottiin olevan ristiriidassa Raamatun tekstin ja kirkkoisien perinteen kanssa, sillä nämä pitivät maailmankaikkeutta geosentrisenä. Koska kirkko piti Pyhiä Kirjoituksia Pyhän Hengen inspiroimina, heliosentrinen teoria voitiin hyväksyä, kunnes toisin todistettiin, vain yksinkertaisena hypoteesina (ex suppositione) tai matemaattisena mallina, jolla ei ollut mitään merkitystä taivaankappaleiden todellisen sijainnin kannalta. Juuri tällä edellytyksellä kirkolliset viranomaiset eivät tuominneet Kopernikuksen teosta De revolutionibus orbium coelestium eivätkä maininneet sitä kiellettyjen kirjojen luettelossa ainakaan ennen vuotta 1616.
Galileo, katolinen intellektuelli, aloitti tieteen ja uskon välistä suhdetta koskevan keskustelun 21. joulukuuta 1613 isä Benedetto Castellille lähettämässään kirjeessä. Hän puolusti kopernikaanista mallia väittämällä, että on olemassa kaksi totuutta, jotka eivät välttämättä ole ristiriidassa keskenään. Raamattu on varmasti jumalallisen inspiraation ja Pyhän Hengen pyhä teksti, mutta se on kuitenkin kirjoitettu tiettynä historiallisena hetkenä, ja sen tarkoituksena on ohjata lukijaa ymmärtämään oikeaa uskontoa. Tästä syystä, kuten monet eksegeetit, kuten Luther ja Kepler, ovat jo väittäneet, Raamatun tosiasiat on välttämättä kirjoitettu niin, että myös muinaiset ja tavalliset ihmiset voivat ymmärtää ne. Siksi on välttämätöntä erottaa, kuten jo Augustinus Hippolaiselta totesi, varsinainen uskonnollinen sanoma historiallisesti merkityksellisestä ja väistämättä kerronnallisesta ja didaktisesta tosiseikkojen, jaksojen ja hahmojen kuvauksesta:
Tunnettua raamatullista episodia, jossa Joosua pyysi Jumalaa pysäyttämään auringon päivän pidentämiseksi, käytettiin kirkollisissa piireissä tukemaan geosentristä järjestelmää. Galilei puolestaan väitti, että näin päivä ei pidentyisi, koska ptolemaiolaisessa järjestelmässä päivän kierto (päivä/yö) ei riipu auringosta vaan Primum Mobilen pyörimisestä. Raamattua on tulkittava uudelleen ja ”sanojen merkitystä on muutettava, ja on sanottava, että kun Raamattu sanoo Jumalan pysäyttäneen auringon, se tarkoitti, että hän pysäytti ensimmäisen liikkeen, mutta mukautuakseen niiden kykyyn, jotka tuskin kykenevät ymmärtämään auringon nousua ja laskua, Raamattu sanoi päinvastoin kuin se olisi sanonut, kun se olisi puhunut järkeville ihmisille”. Sen sijaan Galilein mukaan kopernikaanisessa järjestelmässä Auringon pyöriminen omalla akselillaan aiheuttaa sekä Maan kiertymisen Auringon ympäri että Maan vuorokausikierron (päivä-yö) Maan akselin ympäri (molemmat hypoteesit osoittautuivat myöhemmin vääriksi). Siksi, kirjoittaa Galilei, raamatullinen episodi ”osoittaa meille selvästi Aristotelesin ja Ptolemaioksen maailmallisten järjestelmien vääryyden ja mahdottomuuden, ja kokouksessa se sopii hyvin yhteen kopernikaanisen järjestelmän kanssa”. Jos Jumala olisi pysäyttänyt Auringon noudattamalla Joosuan pyyntöä, hän olisi itse asiassa välttämättä estänyt sen aksiaalisen kiertoliikkeen (ainoa kopernikaanisessa järjestelmässä ennakoitu liike), mikä olisi Galilein mukaan aiheuttanut sekä (merkityksettömän) vuosittaisen kiertoliikkeen että Maan vuorokausikierron pysähtymisen, mikä olisi pidentänyt päivän pituutta. Tältä osin on mielenkiintoista huomata Arthur Koestlerin esittämä kritiikki, jossa hän väittää, että Galileo ”tiesi paremmin kuin kukaan muu, että jos maa pysähtyy äkillisesti, vuoret, talot ja kaupungit romahtavat kuin korttitalo; tietämättömimmätkin munkit, jotka eivät tienneet mitään inertiamomentista, tiesivät hyvin, mitä tapahtuu, kun hevoset ja vaunut pysähtyvät äkillisesti tai kun laiva törmää kallioihin. Jos Raamattua tulkittaisiin Ptolemaioksen mukaan, Auringon äkillisellä pysähtymisellä ei olisi ollut mitään merkittäviä fyysisiä vaikutuksia, ja ihme pysyisi yhtä uskottavana kuin mikä tahansa muukin ihme; Galilein tulkinnan mukaan Joosua olisi tuhonnut amorilaisten lisäksi koko maapallon. Galilei esitti samankaltaisia huomautuksia firenzeläiselle monsignor Piero Dinille ja Lorrainen suurherttuatar Christinelle osoitetuissa kirjeissä, jotka herättivät huolta konservatiivisissa piireissä, koska tiedemies esitti innovatiivisia ajatuksia, polemiikkia ja rohkeutta, jolla hän väitti, että tiettyjä Raamatun kohtia olisi tulkittava uudelleen kopernikaanisen järjestelmän valossa, jota ei tuolloin vielä ollut osoitettu.
Galilei katsoi, että Pyhät kirjoitukset käsittelevät Jumalaa; luonnon tutkimisen menetelmän on perustuttava ”järkeviin kokemuksiin” ja ”välttämättömiin todistuksiin”. Raamattu ja luonto eivät voi olla ristiriidassa keskenään, koska molemmat ovat peräisin Jumalasta. Näin ollen, jos ilmenee ristiriitoja, ei tieteen tarvitse ottaa askelta taaksepäin, vaan pyhän tekstin tulkitsijoiden on katsottava pyhän tekstin pinnallista merkitystä pidemmälle. Toisin sanoen, kuten Galilei-tutkija Andrea Battistini selittää, ”raamatullinen teksti noudattaa vain ”rahvaan tavanomaista tapaa”, toisin sanoen se ei sovita itseään ”tuntijoiden” taitojen vaan tavallisen ihmisen kognitiivisten rajojen mukaan, ja näin lausumien syvempi merkitys peittyy eräänlaisen allegorian taakse. Tieteen ja teologian välisestä suhteesta hänen kuuluisa lauseensa on: ”korkea-arvoisen kirkollisen henkilön ymmärtämänä Pyhän Hengen tarkoitus on opettaa meille, miten taivaaseen mennään, eikä sitä, miten taivaaseen mennään”, joka yleensä liitetään kardinaali Cesare Baronioon. On huomattava, että tätä kriteeriä soveltaen Galilei ei olisi voinut käyttää Joosuan raamatunkohtaa osoittaakseen, että pyhän tekstin ja kopernikaanisen järjestelmän välillä on väitetty olevan yhteneväisyys ja että Raamatun ja ptolemaiolaisen mallin välillä on oletettu ristiriita. Ensimmäinen on Raamattu, joka on kirjoitettu ”tavalliselle ihmiselle” ymmärrettävin termein ja jolla on pohjimmiltaan pelastava ja sielua pelastava arvo, minkä vuoksi siinä kuvattuja luonnonilmiöitä koskevia väitteitä on tulkittava huolellisesti. Toinen on ”tämä hyvin suuri kirja, joka on jatkuvasti auki silmiemme edessä (minä sanon maailmankaikkeus), jota on luettava tieteellisen rationaalisuuden mukaisesti eikä sitä pidä asettaa ensimmäiseen kirjaan nähden toiseksi, vaan jotta sitä voitaisiin tulkita oikein, sitä on tutkittava niiden välineiden avulla, joilla sama Raamatun Jumala on varustanut meidät: aistit, puhe ja järki”:
Kirjeessään Lorrainen suurherttuatar Christinelle vuonna 1615 kysymykseen, voiko teologiaa edelleen pitää tieteiden kuningattarena, Galilei vastasi, että teologian aihe tekee siitä ensisijaisen tärkeän, mutta että teologia ei voi vaatia, että se voi antaa tuomioita tieteen totuuksien alalla. Päinvastoin, jos tietty tieteellisesti osoitettu tosiasia tai ilmiö ei ole sopusoinnussa pyhien tekstien kanssa, juuri näitä tekstejä on luettava uudelleen uusien edistysaskeleiden ja löydösten valossa.
Kahden totuuden Galilein opin mukaan todellisen tieteen ja todellisen uskon välillä ei voi lopulta olla erimielisyyttä, koska molemmat ovat määritelmän mukaan totta. Mutta jos luonnontieteelliset tosiasiat ovat ilmeisessä ristiriidassa, pyhän tekstin tulkintaa on muutettava, jotta se vastaisi uusinta tieteellistä tietoa.
Kirkon kanta tähän kysymykseen ei eronnut merkittävästi Galileon kannasta: jopa katolinen kirkko myönsi paljon varovaisemmin, että pyhien kirjoitusten tulkintaa on tarkistettava uusien tosiasioiden ja uuden, vankasti todistetun tiedon valossa. Mutta kopernikaanisen järjestelmän osalta kardinaali Robert Bellarmine ja monet muut katoliset teologit väittivät perustellusti, että sen puolesta ei ollut mitään vakuuttavaa näyttöä:
Toisaalta se, että tähtiparallaksia (joka olisi pitänyt havaita Maan siirtymisen vaikutuksena kiintotähtien taivaaseen nähden) ei pystytty havaitsemaan tuolloin käytettävissä olleilla välineillä, oli todiste heliosentristä teoriaa vastaan. Tässä yhteydessä kirkko myönsi siis, että kopernikaanisesta mallista puhuttiin vain ex suppositione (matemaattisena hypoteesina). Galileon puolustaminen ex professo (asiantuntevasti ja asiantuntevasti, tietoisesti ja tarkoituksellisesti) kopernikaanisen teorian puolustaminen aurinkokunnan ja taivaankappaleiden ratojen todellisena fysikaalisena kuvauksena oli siis väistämättä ristiriidassa katolisen kirkon virallisen kannan kanssa. Galileon mukaan kopernikaanista teoriaa ei voitu pitää pelkkänä matemaattisena hypoteesina siitä yksinkertaisesta syystä, että se oli ainoa täysin tarkka selitys eikä siinä käytetty eksentrisyyden ja epikyklin muodostamia ”järjettömyyksiä”. Toisin kuin tuolloin väitettiin, Kopernikus tarvitsi enemmän eksentrisyyksiä ja episyklejä kuin Ptolemaios käytti säilyttääkseen Ptolemaioksen järjestelmään verrattavissa olevan tarkkuuden. Jälkimmäisten täsmällinen lukumäärä on aluksi 34 (hänen ensimmäisessä, Commentariolusiin sisältyvässä järjestelmän selityksessään), mutta Koestlerin laskelmien mukaan De revolutionibus -teoksessa se nousee 48:aan. Ptolemaioksen järjestelmässä ei kuitenkaan käytetty 80:tä, kuten Kopernikus väitti, vaan ainoastaan 40:tä, kuten Peurbachin vuonna 1453 julkaisemassa Ptolemaioksen järjestelmän päivitetyssä versiossa todetaan. Tiedehistorioitsija Dijksterhuis antaa lisätietoja, sillä hän uskoo, että kopernikaaninen järjestelmä käytti vain viisi ympyrää vähemmän kuin ptolemaiolainen järjestelmä. Ainoa olennainen ero oli siis yksinomaan se, että kopernikaanisessa teoriassa ei ollut yhtälöitä. Edellä mainittu Koestler pohti, johtuiko tämä virhearviointi siitä, että Galilei ei ollut lukenut Kopernikuksen teosta, vai hänen älyllisestä epärehellisyydestään. Tämä vastustus johti aluksi siihen, että De revolutionibus -teos sisällytettiin indeksiin, ja lopulta, monia vuosia myöhemmin, Galileo Galilein oikeudenkäyntiin vuonna 1633, joka päättyi hänen tuomitsemiseensa ”kiihkeän harhaoppisuusepäilyn” perusteella ja hänen pakotettuun luopumiseen tähtitieteellisistä käsityksistään.
Lue myös, sivilisaatiot – Sayyid-dynastia
Katolisen kirkon toteuttama kuntoutus
Galileon tuomitsemista koskevan historiallisen, oikeudellisen ja moraalisen tuomion lisäksi lukuisat nykyajan ajattelijat ovat pohtineet oikeudenkäynnin keskiössä olleita epistemologisia ja raamatunhermeneuttisia kysymyksiä. He ovat usein viitanneet Galileon tapaukseen esimerkkinä, joskus tarkoituksellisen paradoksaalisesti, näistä kysymyksistä esittämistään ajatuksista. Esimerkiksi itävaltalainen filosofi Paul Feyerabend, epistemologisen anarkian kannattaja, väitti seuraavaa:
Myöhemmin Card tarttui tähän provokaatioon. Joseph Ratzinger, mikä herätti vastustusta julkisessa mielipiteessä. Mutta Feyerabendin todellinen tarkoitus oli tehdä tämä provokatiivinen lausunto ”vain osoittaakseen niiden ristiriidan, jotka hyväksyvät Galileon ja tuomitsevat kirkon, mutta suhtautuvat sitten yhtä tiukasti aikalaistensa työhön kuin kirkko oli Galileon aikaan”.
Seuraavina vuosisatoina kirkko muutti suhtautumistaan Galileoon: vuonna 1734 Pyhä Toimisto salli mausoleumin pystyttämisen hänen kunniakseen Santa Crocen kirkkoon Firenzessä; vuonna 1757 Benedictus XIV poisti luettelosta kirjat, jotka opettivat maapallon liikkeestä, tehden näin virallistetuksi sen, mitä paavi Aleksanteri VII oli jo tehnyt vuonna 1664 peruuttamalla vuoden 1616 asetuksen.
Lopullisen luvan opettaa maapallon liikettä ja auringon liikkumattomuutta antoi inkvisition pyhän kongregaation asetus, jonka paavi Pius VII hyväksyi 25. syyskuuta 1822.
Erityisen merkittävä on brittiläisen teologin ja kardinaalin John Henry Newmanin vuonna 1855 antama panos, muutama vuosi sen jälkeen, kun heliosentrismin opetus oli hyväksytty ja kun Newtonin gravitaatioteoriat olivat jo vakiintuneet ja kokeellisesti todistettu. Ensinnäkin teologi tiivistää heliosentrismin suhteen Raamattuun:
Kardinaalin tulkinta Galileon tapauksesta kirkon jumalallisen alkuperän vahvistuksena, ei sen kieltämisenä, on mielenkiintoinen:
Vuonna 1968 paavi Paavali VI aloitti oikeudenkäynnin tarkistamisen, ja aikomuksenaan antaa lopullinen sana näille kiistoille paavi Johannes Paavali II kehotti 3. heinäkuuta 1981 tieteidenväliseen tutkimukseen Galilein vaikeista suhteista kirkkoon ja perusti paavillisen komission tutkimaan 1500- ja 1600-luvun ptolemaiolais-kopernikaanista kiistaa, johon Galilein tapaus kuuluu. Paavi myönsi 10. marraskuuta 1979 pitämässään puheessa, jossa hän ilmoitti toimikunnan perustamisesta, että ”Galileolla oli paljon kärsimystä, emme voi salata sitä kirkon miehiltä ja elimiltä”.
Kolmetoista vuotta kestäneen keskustelun jälkeen kirkko kumosi 31. lokakuuta 1992 tuomion, joka muodollisesti oli edelleen voimassa, ja selvensi tulkintaansa Galilein tieteellis-teologisesta kysymyksestä ja tunnusti, että Galileo Galilein tuomitseminen johtui molempien osapuolten jääräpäisyydestä, kun ne eivät halunneet pitää teorioitaan pelkkinä hypoteeseina, joita ei ollut kokeellisesti todistettu, toisaalta hänet tuominneiden teologien ”kaukonäköisyyden” eli älykkyyden ja ennakoinnin puutteeseen, sillä he olivat kykenemättömiä pohtimaan omia Raamatun tulkintakriteerejään ja aiheuttivat paljon kärsimystä tiedemiehelle. Kuten Johannes Paavali II julisti:
”Keskiajan ja renessanssin tieteellisen ajattelun historia, jota alamme nyt ymmärtää hieman paremmin, voidaan jakaa kahteen ajanjaksoon, tai pikemminkin, koska kronologinen järjestys vastaa vain hyvin karkeasti tätä jakoa, se voidaan jakaa karkeasti kolmeen vaiheeseen tai aikakauteen, jotka vastaavat peräkkäin kolmea erilaista ajatteluvirtausta: Ensin aristoteelinen fysiikka, sitten impulssin fysiikka, jonka kreikkalaiset aloittivat, kuten kaiken muunkin, ja jota 1300-luvun pariisilaiset nominalistit kehittivät, ja lopuksi moderni fysiikka, arkimedeeläinen ja galilealainen. ”
Tärkeimpiä Galilein kokeisiin perustuvia löytöjä olivat suhteellisuusteorian ensimmäinen fysikaalinen lähestymistapa, joka myöhemmin tunnettiin nimellä Galilein suhteellisuusteoria, Jupiterin neljän tärkeimmän kuun, Galilein satelliiteiksi kutsuttujen kuiden (Io, Europa, Ganymede ja Callisto) löytäminen sekä inertiaperiaate, vaikkakin osittain.
Hän tutki myös kappaleiden putoamisliikettä ja löysi kaltevia tasoja pitkin tapahtuvaa liikettä pohtimalla materiaalisten kappaleiden putoamisen ”vähimmäisaikaa” koskevan ongelman sekä tutki erilaisia lentoratoja, muun muassa parabolospiraalia ja sykloidia.
Osana matemaattista tutkimustaan hän lähestyi äärettömyyden ominaisuuksia Galileon kuuluisan paradoksin avulla. Vuonna 1640 Galilei rohkaisi oppilaansa Bonaventura Cavalierin kehittämään mestarinsa ja muiden geometriaa koskevia ajatuksia ja käyttämään pinta-alojen ja tilavuuksien määrittämiseen jakamattomien osien menetelmää: tämä menetelmä oli perustavanlaatuinen askel infinitesimaalilaskennan kehittämisessä.
Lue myös, elamakerrat – Alexander Calder
Modernin tieteen synty
Galileo Galilei oli yksi matemaattisella kielellä ilmaistun tieteellisen menetelmän perustamisen johtohahmoista, ja hän asetti kokeen luonnonlakien tutkimisen perusvälineeksi vastakohtana aristoteeliselle perinteelle ja sen kosmoksen laadulliselle analyysille:
Jo kolmannessa kirjeessään vuonna 1611 Mark Welserille auringonpilkkukiistasta Galilei kysyi, mitä ihminen etsii ja haluaa tietää.
Ja vielä kerran: tarkoitammeko tietämyksellä ilmiöiden ensimmäisten periaatteiden ymmärtämistä vai sitä, miten ilmiöt kehittyvät?
Olennaisten ensimmäisten periaatteiden etsimiseen liittyy siis loputon kysymyssarja, koska jokainen vastaus herättää uuden kysymyksen: Jos kysyisimme itseltämme, mitä pilvien aine on, ensimmäinen vastaus olisi, että se on vesihöyryä, mutta sitten meidän olisi kysyttävä, mitä tämä ilmiö on, ja meidän olisi vastattava, että se on vettä, kysyäksemme heti sen jälkeen, mitä vesi on, ja vastataksemme, että se on se neste, joka virtaa joissa, mutta tämä ”uutinen vedestä” on vain ”lähempänä ja riippuvaisempi useammista aisteista”, rikkaampi erilaisen erityistiedon suhteen, mutta se ei todellakaan tuota meille tietämystä pilvien aineesta, josta tiedämme täsmälleen saman verran kuin aiemmin. Mutta jos toisaalta haluamme ymmärtää ”affektioita”, kappaleiden erityispiirteitä, voimme tuntea ne sekä kaukana meistä olevissa kappaleissa, kuten pilvissä, että lähempänä olevissa kappaleissa, kuten vedessä.
Luonnontutkimus on siis ymmärrettävä eri tavalla. ”Eräät Aristoteleen kultissa koulutetut ”kaikkien peripateettisten minuuttikysymysten tiukat puolustajat” uskovat, että ”filosofointi ei ole eikä voi olla muuta kuin suurta harjoittelua Aristoteleen tekstien parissa”, jotka he tuovat ainoana todisteena teorioilleen. Eivätkä he halua ”koskaan nostaa silmiään näistä papereista”, vaan kieltäytyvät lukemasta ”tätä suurta maailman kirjaa” (eli ilmiöiden suoraa havainnointia), ikään kuin ”luonto olisi kirjoittanut sen luettavaksi kenellekään muulle kuin Aristoteleelle, jotta hänen silmänsä näkisivät sen kaikkien jälkipolviensa puolesta”.
Tieteellisen menetelmän perustana on siis essentialismin hylkääminen ja päätös ymmärtää vain ilmiöiden kvantitatiivinen puoli siinä uskossa, että ilmiöt voidaan muuntaa mittausten avulla numeroiksi, jolloin meillä on matemaattinen tietämys, ainoa täydellinen tietämys ihmiselle, joka saavuttaa sen vähitellen järkeilemällä, jotta se vastaisi samaa täydellistä jumalallista tietämystä, joka hallitsee sitä täysin ja intuitiivisesti:
Galilein menetelmän on siis koostuttava kahdesta pääkohdasta:
Yhteenvetona Galilein menetelmän luonteesta Rodolfo Mondolfo lisää lopuksi seuraavaa:
Tämä on Galilein menetelmän omaperäisyys: se on yhdistänyt kokemuksen ja järjen, induktion ja deduktion, ilmiöiden tarkan havainnoinnin ja hypoteesien laatimisen toisiinsa, ei abstraktisti, vaan tutkimalla todellisia ilmiöitä ja käyttämällä asianmukaisia teknisiä välineitä.
Galileon panos tieteen kielen kehittämiseen oli perustavanlaatuinen sekä matematiikan että erityisesti fysiikan alalla. Vielä nykyäänkin tällä tieteenalalla suuri osa käytetystä alakohtaisesta kielestä juontaa juurensa Pisan tiedemiehen tekemistä valinnoista. Erityisesti Galileon kirjoituksissa monet sanat ovat peräisin yleiskielestä, ja ne ”teknistetään” eli niille annetaan erityinen ja uusi merkitys (semanttisen neologismin muoto). Näin on esimerkiksi ”voima” (vaikkakaan ei newtonilaisessa merkityksessä), ”nopeus”, ”impulssi”, ”sysäys”, ”tukipiste”, ”jousi” (joka tarkoittaa mekaanista välinettä, mutta myös ”kimmoisaa voimaa”), ”hankaus”, ”terminaattori”, ”teippi”.
Esimerkki tavasta, jolla Galilei nimeää geometrisia objekteja, on katkelma teoksesta Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Keskusteluja ja matemaattisia demonstraatioita kahdesta uudesta tieteestä):
Kuten voidaan havaita, tekstissä käytetään erikoisterminologiaa (”hemisfääri”, ”kartio”, ”sylinteri”) ja jokapäiväistä esinettä kuvaavaa termiä ”kulho”.
Fysiikka, matematiikka ja filosofia
Galileo Galilei muistetaan historiassa myös hänen pohdinnoistaan luonnon tieteellisen analyysin perustuksista ja välineistä. Hänen kuuluisa metaforansa The Assayer -teoksessa, jossa matematiikka määritellään kieleksi, jolla luonnon kirja on kirjoitettu, on kuuluisa:
Tässä katkelmassa Galilei yhdistää sanat ”matematiikka”, ”filosofia” ja ”maailmankaikkeus”, mikä käynnisti tieteenfilosofien keskuudessa pitkän kiistan siitä, miten hän ymmärsi ja yhdisti nämä termit toisiinsa. Esimerkiksi se, mitä Galilei tässä kutsuu ”maailmankaikkeudeksi”, olisi nykyisin ymmärrettävä ”fyysiseksi todellisuudeksi” tai ”fyysiseksi maailmaksi”, koska Galilei viittaa matemaattisesti tunnettavissa olevaan materiaaliseen maailmaan. Ei siis ainoastaan galaksien kokonaisuutena ymmärrettyyn maailmankaikkeuteen, vaan myös mihin tahansa sen elottomaan osaan tai osajoukkoon. Toisaalta termi ”luonto” sisältäisi myös biologisen maailman, joka jäi Galileon fysikaalisen todellisuuden tutkimuksen ulkopuolelle.
Varsinaisen maailmankaikkeuden osalta Galilei, vaikkakin epäröivästi, näyttää kallistuvan sen teesin puoleen, että se on ääretön:
Hän ei ota selvää kantaa kysymykseen maailmankaikkeuden äärellisyydestä tai äärettömyydestä, mutta kuten Rossi väittää, ”vain yksi syy kallistaa hänet äärettömyyden teesin puoleen: on helpompaa viitata käsittämättömyyteen käsittämättömän äärettömään kuin äärelliseen, jota ei voi käsittää”.
Galilei ei kuitenkaan koskaan – ehkä varovaisuuttaan – ottanut eksplisiittisesti huomioon Giordano Brunon oppia rajattomasta ja äärettömästä maailmankaikkeudesta, jolla ei ole keskusta ja joka koostuu äärettömistä maailmoista, mukaan lukien Maa ja Aurinko, joilla ei ole kosmogonista etusijaa. Pisan tiedemies ei osallistu keskusteluun maailmankaikkeuden äärellisyydestä tai äärettömyydestä ja toteaa, että kysymys on hänen mielestään ratkaisematon. Jos hän näyttää kallistuvan äärettömyyshypoteesin puoleen, hän tekee sen filosofisin perustein, koska hänen mukaansa ääretön on käsittämätön kohde, kun taas äärellinen kuuluu ymmärrettävyyden piiriin.
Monet filosofit ovat viitanneet Galileon matematiikan ja hänen luontofilosofiansa väliseen suhteeseen, deduktion ja induktion rooliin hänen tutkimuksessaan, Aristoteleen ja Platonin väliseen vastakkainasetteluun, antiikin kreikkalaisen perinteen palauttamiseen Arkhimedeen käsityksen avulla tai jopa kokeellisen menetelmän kehityksen alkamiseen 1600-luvulla.
Keskiajan filosofi Ernest Addison Moody (1903-1975) ilmaisi asian hyvin:
Galilei eli aikana, jolloin platonismin ajatukset olivat jälleen levinneet koko Eurooppaan ja Italiaan, ja luultavasti myös tästä syystä hän tunnisti matematiikan symbolit geometrisiin kokonaisuuksiin eikä numeroihin. Arabimaailmasta peräisin olevan algebran käyttö geometristen suhteiden osoittamiseen ei ollut vielä riittävän kehittynyttä, ja vasta Leibnizin ja Isaac Newtonin myötä differentiaalilaskennasta tuli klassisen mekaniikan tutkimuksen perusta. Galilei käytti itse asiassa geometrisia suhteita ja yhtäläisyyksiä osoittaakseen putoavien kappaleiden lain.
Toisaalta joillekin filosofeille, kuten Alexandre Koyrélle, Ernst Cassirerille ja Edwin Arthur Burttille (1892-1989), kokeilut olivat varmasti tärkeitä Galilein tutkimuksissa, ja niillä oli myös myönteinen rooli modernin tieteen kehityksessä. Kokeet itsessään, luonnon systemaattisena tutkimuksena, edellyttävät kieltä, jolla kysymykset voidaan muotoilla ja saadut vastaukset tulkita. Tällaisen kielen etsiminen oli ongelma, joka oli kiinnostanut filosofeja Platonin ja Aristoteleen ajoista lähtien, erityisesti matematiikan ei-triviaalin roolin vuoksi luonnontieteiden tutkimuksessa. Galilei luottaa tarkkoihin ja täydellisiin geometrisiin lukuihin, joita ei voida koskaan saavuttaa todellisessa maailmassa, korkeintaan karkeina likiarvoina.
Nykyään matematiikkaa käytetään nykyaikaisessa fysiikassa reaalimaailman mallien rakentamiseen, mutta Galileon aikaan tätä lähestymistapaa ei pidetty lainkaan itsestään selvänä. Koyrén mukaan Galilei pystyi matematiikan kielen avulla muotoilemaan a priori -kysymyksiä jo ennen kuin hän joutui kokemuksen kanssa tekemisiin, ja näin hän ohjasi luonnon ominaisuuksien etsimistä kokeiden avulla. Tästä näkökulmasta katsottuna Galilei seuraisi platonista ja pythagoralaista perinnettä, jossa matemaattinen teoria edeltää kokemusta eikä koske aistittavaa maailmaa vaan ilmaisee sen sisäistä luonnetta.
Muut Galilein tutkijat, kuten Stillman Drake, Pierre Duhem ja John Herman Randall Jr., ovat kuitenkin korostaneet Galilein ajattelun uutuutta verrattuna klassiseen platonilaiseen filosofiaan. Assayerin metaforassa matematiikka on kieli, eikä sitä määritellä suoraan maailmankaikkeudeksi tai filosofiaksi, vaan pikemminkin välineeksi, jolla analysoidaan aistittavaa maailmaa, jota platonistit pitivät illusorisena. Kieli olisi Galileon metaforan keskipisteenä, mutta itse maailmankaikkeus on hänen tutkimuksensa todellinen päämäärä. Tällä tavoin Galileo etääntyisi Draken mukaan lopullisesti platonisesta käsityksestä ja filosofiasta, mutta ei kuitenkaan lähestyisi aristoteelista filosofiaa, kuten Pierre Duhem väittää, jonka mukaan Galileon tieteen juuret olivat keskiaikaisessa ajattelussa. Toisaalta aristotelialaisten hänen tiedettään vastaan käynnistämien rajujen hyökkäysten vuoksi Galileota on vaikea pitää yhtenä heistä. Draken mukaan Galilei ”ei siis ollut huolehtinut filosofian muotoilusta”, ja puheensa kolmantena päivänä hän toteaa filosofisiin käsitteisiin viitaten: ”Samanlaisia syvällisiä pohdintoja odotetaan korkeammilta opeilta kuin meidän oppimme, ja meidän on riittää, että olemme niitä vähemmän arvokkaita käsityöläisiä, jotka paljastavat ja irrottavat marmoria vuorauksesta, jossa maineikkaat kuvanveistäjät saavat sitten esiin ihmeellisiä kuvia, jotka olivat kätkettyinä karkean ja muodottoman kuoren alle”.
Eugenio Garinin mukaan Galilei puolestaan halusi kokeellisella menetelmällään tunnistaa ”aristoteelisessa” havaitussa tosiasiassa matemaattisesti ilmaistun luontaisen välttämättömyyden, joka johtui sen yhteydestä ”platonilaiseen” jumalalliseen syyhyn, joka synnyttää sen ja tekee siitä ”elävän”:
Lue myös, elamakerrat – Sheridan Le Fanu
Liiketutkimukset
Wilhelm Dilthey pitää Kepleriä ja Galileiä aikansa ”laskelmoivan ajattelun” korkeimpina ilmentyminä, jotka olivat valmiita ratkaisemaan modernin porvarillisen yhteiskunnan vaatimukset liikkeen lakeja tutkimalla:
Galilei oli itse asiassa yksi päähenkilöistä, jotka pyrkivät voittamaan aristoteelisen kuvauksen liikkeen luonteesta. Jo keskiajalla eräät kirjoittajat, kuten Johannes Philoponus 6. vuosisadalla, olivat havainneet ristiriitaisuuksia Aristoteleen laeissa, mutta vasta Galilei ehdotti pätevää vaihtoehtoa, joka perustui kokeellisiin havaintoihin. Toisin kuin Aristoteleelle, jolle oli olemassa kaksi ”luonnollista” liikettä, eli ruumiin aineesta riippuvaista spontaania liikettä, joista toinen suuntautuu alaspäin, mikä on tyypillistä maa- ja vesikappaleille, ja toinen ylöspäin, mikä on tyypillistä ilma- ja tulikappaleille, Galilei katsoi, että kaikilla kappaleilla on taipumus pudota alaspäin maan keskipisteen suuntaan. Jos jotkut kappaleet nousevat ylöspäin, se johtuu siitä, että väliaine, jossa ne ovat ja jonka tiheys on suurempi, työntää niitä ylöspäin jo Arkhimedeen ilmaiseman tunnetun periaatteen mukaisesti: Galileon laki putoavista kappaleista, väliaineesta riippumatta, pätee siis kaikkiin kappaleisiin niiden luonteesta riippumatta.
Tämän saavuttamiseksi yksi Galileon ja hänen aikalaistensa ensimmäisistä ongelmista oli löytää sopivat välineet liikkeen määrälliseen kuvaamiseen. Matematiikkaan turvautumalla ongelmana oli ymmärtää, miten dynaamisia tapahtumia, kuten putoavia kappaleita, voitaisiin käsitellä geometrisilla kuvioilla tai luvuilla, jotka sellaisenaan ovat täysin staattisia ja vailla minkäänlaista liikettä. Jotta voitettiin aristoteelinen fysiikka, jossa liikettä pidettiin laadullisena ja ei-matemaattisena liikkeenä, siirtymisenä ja sen jälkeisenä paluuna luonnolliseen paikkaansa, oli siis ensin kehitettävä geometrian ja erityisesti differentiaalilaskennan välineet, kuten muun muassa Newton, Leibniz ja Descartes myöhemmin tekivät. Galileo onnistui ratkaisemaan ongelman tutkimalla kiihtyvien kappaleiden liikettä, piirtämällä viivan ja liittämällä jokaiseen pisteeseen ajan ja nopeuteen verrannollisen ortogonaalisen segmentin. Tällä tavoin hän rakensi nopeus-aikadiagrammin prototyypin, ja kappaleen kulkema tila on yksinkertaisesti yhtä suuri kuin hänen rakentamansa geometrisen kuvion pinta-ala. Hänen tutkimuksensa ja kappaleiden liikettä koskevat tutkimuksensa tasoittivat tietä myös nykyaikaiselle ballistiikalle.
Liiketutkimusten, mielikuvakokeiden ja tähtitieteellisten havaintojen perusteella Galilei ymmärsi, että sekä maan päällä että taivaalla tapahtuvia tapahtumia on mahdollista kuvata yhden ainoan lakikokonaisuuden avulla. Tällä tavoin hän myös voitti aristoteeliseen perinteeseen kuuluvan jakolinjan sublunaarisen ja supralunaarisen maailman välillä (jonka mukaan jälkimmäistä hallitsevat Maan laeista poikkeavat lait ja täydellisen pallomaiset ympyränliikkeet, joita pidettiin mahdottomina sublunaarisessa maailmassa).
Galilei tutki kaltevaa tasoa tutki kappaleiden liikkeen alkuperää ja kitkan roolia; hän havaitsi ilmiön, joka on suora seuraus mekaanisen energian säilymisestä ja joka johtaa siihen, että on olemassa inertiaaliliike (joka tapahtuu ilman ulkoisen voiman vaikutusta). Näin hän sai intuition inertiaperiaatteesta, jonka Isaac Newton myöhemmin sisällytti dynamiikan periaatteisiin: kappale pysyy kitkan puuttuessa tasaisessa suoraviivaisessa liikkeessä (levossa, jos v = 0) niin kauan kuin siihen kohdistuu ulkoisia voimia. Energian käsite ei kuitenkaan ollut läsnä 1600-luvun fysiikassa, ja vasta yli sata vuotta myöhemmin, klassisen mekaniikan kehittyessä, päästiin käsitteen täsmälliseen muotoiluun.
Galileo asetti kaksi kaltevaa tasoa, joiden pohjakulma θ oli sama, toinen vastakkain, mielivaltaisen etäisyyden x päähän. Laskemalla pallon korkeudelta h1 SN:n kohdalla olevan pallon l1 matkan verran alas hän huomasi, että kahden kaltevan tason väliselle vaakatasolle saapunut pallo jatkaa suoraviivaista liikettään DX:n kohdalla olevan kaltevan tason pohjaan asti. Tässä vaiheessa pallo liikkuu ilman kitkaa kaltevaa tasoa ylöspäin oikealle matkan l2 = l1 ja pysähtyy samalle korkeudelle (h2 = h1) kuin alussa. Mekaanisen energian säilyminen edellyttää, että pallon alkuperäinen potentiaalienergia Ep = mgh1 muuttuu pallon laskeutuessa ensimmäistä kaltevaa tasoa (SN) kineettiseksi energiaksi Ec = (12) mv2 sen pohjaan asti, jossa se on mgh1 = (12) mvmax2. Tämän jälkeen pallo liikkuu vaakatasossa kaltevien tasojen välisen matkan x vakionopeudella vmax toisen kaltevan tason (OIKEA) pohjaan asti. Sen jälkeen se liikkuu ylöspäin kaltevaa tasoa oikealle menettäen vähitellen liike-energiaa, joka muuttuu takaisin potentiaalienergiaksi, kunnes se saavuttaa alkuarvoa vastaavan maksimiarvon (Ep = mgh2 = mgh1), jota vastaa nollan loppunopeus (v2 = 0).
Kuvitellaan nyt, että oikealla olevan kaltevan tason kulmaa θ2 pienennetään (θ2 < θ1) ja koe toistetaan. Palatakseen samalle korkeudelle h2, kuten energian säilymisperiaate edellyttää, pallon on nyt kuljettava pidempi matka l2 kaltevalla tasolla oikealle. Jos pienennämme asteittain kulmaa θ2, huomaamme, että pallon kulkeman matkan pituus l2 kasvaa joka kerta, jotta saavutetaan korkeus h2. Jos kulma θ2 saadaan lopulta nollaksi (θ2 = 0°), oikealla oleva kalteva taso on poistettu. Jos nyt laskemme pallon SN:n kaltevan tason korkeudelta h1, pallo jatkaa liikkumistaan vaakatasossa loputtomiin nopeudella vmax (inertiaperiaate), koska DX:n kaltevan tason puuttuessa se ei koskaan pääse takaisin korkeudelle h2 (kuten mekaanisen energian säilymisen periaate edellyttäisi).
Kuvittele lopuksi, että tasoitat vuoria, täytät laaksoja ja rakennat siltoja, jotta syntyisi täysin tasainen, yhtenäinen ja kitkaton suoraviivainen polku. Kun kaltevasta tasosta vakionopeudella vmax laskeutuvan pallon inertiaaliliike on alkanut, se jatkaa liikkumistaan tätä suoraviivaista rataa pitkin, kunnes se on tehnyt täyden kierroksen maapallon ympäri, minkä jälkeen se jatkaa matkaansa häiriöttä. Kyseessä on (ihanteellinen) ikuinen inertiaaliliike, joka tapahtuu ympyränmuotoisella radalla, joka osuu yksiin Maan kehän kanssa. Tästä ”ideaalikokeesta” lähtien Galilei näyttää olleen virheellisesti sitä mieltä, että kaikkien inertiaaliliikkeiden on oltava ympyränmuotoisia. Todennäköisesti tästä syystä hän piti (mielivaltaisesti) inertiaalisina pitämiään planeettojen liikkeitä aina ja ainoastaan ympyränmuotoisina ja hylkäsi sen sijaan Keplerin vuodesta 1609 lähtien osoittamat elliptiset kiertoradat. Näin ollen ei näytä pitävän paikkaansa se, mitä Newton väittää Principia-teoksessa – ja johtaa näin lukemattomia tutkijoita harhaan – eli että Galilei ennakoi kaksi ensimmäistä dynamiikan periaatettaan.
Galileo onnistui määrittämään sen, mitä hän piti vakioarvona painovoiman kiihtyvyydelle g maan pinnalla, eli suureen, joka ohjaa kappaleiden liikettä kohti maan keskipistettä, tutkimalla hyvin tasoittuneiden pallojen putoamista pitkin kaltevaa tasoa, joka oli myös hyvin tasoittunut. Koska pallon liike riippuu tason kallistuskulmasta, hän pystyi yksinkertaisilla mittauksilla eri kulmissa saamaan g:n arvon, joka oli vain hieman alhaisempi kuin Padovan tarkka arvo (g = 9,8065855 ms²), vaikka kitkasta johtuvia systemaattisia virheitä ei voitu täysin poistaa.
Kutsutaan a:ta pallon kiihtyvyydeksi kaltevaa tasoa pitkin, ja sen suhde g:hen on a = g sin θ, joten a:n kokeellisesta mittauksesta voidaan palata painovoiman kiihtyvyyden g arvoon. Kaltevan tason avulla kiihtyvyyden arvoa voidaan pienentää haluttaessa (a < g), mikä helpottaa sen mittaamista. Jos esimerkiksi θ = 6°, sin θ = 0,104528 ja a = 1,025 ms². Tämä arvo on paremmin määritettävissä alkeellisilla mittalaitteilla kuin painovoiman kiihtyvyys (g = 9,81 ms²), joka mitataan suoraan painavan esineen pystysuorasta putoamisesta.
Galilei yritti ensimmäisenä mitata valon nopeutta, koska se oli samankaltainen äänen kanssa. Hänen ideansa oli mennä kukkulalle, jossa oli lyhty, joka oli peitetty verholla, ja ottaa se sitten pois, jolloin hän lähetti valosignaalin puolitoista kilometrin päässä toisella kukkulalla olevalle avustajalle: heti kun avustaja näki signaalin, hän puolestaan nosti lyhtynsä verhon ylös, ja Galilei, joka näki valon, pystyi tallentamaan ajan, joka kului valosignaalin kulkiessa toiselle kukkulalle ja palatessa takaisin. Tämän ajan tarkka mittaaminen olisi mahdollistanut valon nopeuden mittaamisen, mutta yritys epäonnistui, koska Galileilla ei voinut olla niin kehittynyttä laitetta, jolla olisi voitu mitata sekunnin sadantuhannesosia, jotka valolla kuluu muutaman kilometrin matkan kulkemiseen.
Tanskalainen tähtitieteilijä Rømer teki ensimmäisen arvion valon nopeudesta vuonna 1676 tähtitieteellisten mittausten perusteella.
Lue myös, elamakerrat – Lucrezia Borgia
Kokeelliset ja mittauslaitteet
Kokeelliset laitteet olivat keskeisiä Galileon tieteellisten teorioiden kehittämisessä. Hän rakensi erilaisia mittauslaitteita joko alun perin tai muokkaamalla niitä uudelleen jo olemassa olevien ideoiden pohjalta. Tähtitieteen alalla hän rakensi useita omia teleskooppeja, jotka oli varustettu mikrometrillä kuun ja sen planeetan välisen etäisyyden mittaamiseksi. Tutkiakseen auringonpilkkuja hän heijasti auringon kuvan paperille helioskoopin avulla, jotta sitä voitiin tarkastella turvallisesti ilman silmävaurioita. Hän keksi myös astrolabiumia muistuttavan giovilabiumin, jolla voitiin määrittää pituusaste Jupiterin satelliittien pimennysten avulla.
Tutkiakseen kappaleiden liikettä hän käytti kaltevaa tasoa ja heiluria aikavälien mittaamiseen. Hän kehitti myös alkeellisen lämpömittarin mallin, joka perustui ilman laajenemiseen lämpötilan muuttuessa.
Galilei löysi heilurin pienten värähtelyjen isokronismin vuonna 1583. Legendan mukaan hän keksi idean tarkkaillessaan Pisan katedraalin keskilaivaan ripustetun lampun värähtelyjä, jota nykyään säilytetään läheisellä monumentaalisella hautausmaalla, Aulla-kappelissa.
Tämä väline koostuu yksinkertaisesti haudasta, kuten metallipallosta, joka on sidottu ohueen, venymättömään lankaan. Galileo havaitsi, että heilurin värähtelyaika on riippumaton haudan massasta ja myös värähtelyn amplitudista, jos se on pieni. Hän havaitsi myös, että värähtelyjakso T{displaystyle T} riippuu vain langan pituudesta l{displaystyle l}:
jossa g{displaystyle g} on painovoiman kiihtyvyys. Jos esimerkiksi heilurin pituus on l=1m{displaystyle l=1m}, heilahduksen, joka vie haudan yhdestä ääripäästä toiseen ja sitten takaisin, kesto on T=2,0064s{displaystyle T=2,0064s} (kun g:n keskiarvoksi on oletettu 9,80665). Galileo hyödynsi tätä heilurin ominaisuutta ja käytti sitä aikavälien mittaamiseen.
Galilei kehitti Arkhimedeen hydrostaattisen tasapainon täydelliseksi vuonna 1586, 22-vuotiaana, kun hän vielä odotti nimitystään yliopistoon Pisaan, ja kuvasi laitteensa ensimmäisessä kansankielisessä teoksessaan La Bilancetta, joka levisi käsikirjoituksena mutta painettiin postuumisti vuonna 1644:
Siinä kuvataan myös, miten saadaan kappaleen ominaispaino PS suhteessa veteen:
Bilancetta sisältää myös kaksi taulukkoa, joissa on kolmekymmentäyhdeksän jalometallien ja aitojen metallien ominaispainoa, jotka Galilei on määrittänyt kokeellisesti nykyaikaisiin arvoihin verrattavalla tarkkuudella.
Suhteellinen kompassi oli keskiajalta lähtien käytetty väline, jolla voitiin suorittaa jopa algebrallisia operaatioita geometrian avulla. Galilei kehitti sen täydelliseksi, ja sen avulla voitiin laskea neliöjuuri, rakentaa monikulmioita ja laskea pinta-aloja ja tilavuuksia. Sitä käytettiin menestyksekkäästi sotilaskäytössä tykistöissä luodin lentoratojen laskemiseen.
Lue myös, elamakerrat – Ramathibodi I
Kirjallisuus
Pisassa ollessaan (1589-1592) Galilei ei rajoittunut pelkästään tieteellisiin tehtäviin: näiltä vuosilta ovat peräisin hänen Tassoa koskevat pohdintansa, joita seurasi hänen Postille all”Ariostonsa. Nämä muistiinpanot on ripoteltu paperiarkkeihin ja kirjoitettu Gerusalemme liberata- ja Orlando furioso -teosten sivujen marginaaliin, joissa hän moitti Tassoa ”mielikuvituksen vähäisyydestä ja kuvan ja säkeen hitaasta yksitoikkoisuudesta, mutta Ariostossa hän rakasti paitsi kauniiden unelmien moninaisuutta, tilanteiden nopeaa vaihtelua, rytmin eloisaa joustavuutta, myös sen harmonista tasapainoa, kuvan yhtenäisyyttä, runollisen fantasmin orgaanista yhtenäisyyttä – jopa moninaisuudessaan -”.
Kirjallisuuden kannalta Il Saggiatorea pidetään teoksena, jossa hänen rakkautensa tieteeseen ja totuuteen sekä hänen poleeminen nokkeluutensa yhdistyvät. Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialogi kahdesta suurimmasta maailmanjärjestelmästä) sisältää kuitenkin myös sivuja, joiden kirjoituslaatu, elävä kieli sekä kerronnallinen ja kuvaileva rikkaus ovat huomattavan laadukkaita. Lopuksi Italo Calvino totesi, että hänen mielestään Galilei oli italian kielen suurin proosakirjailija, joka oli inspiraation lähde jopa Leopardille.
Galileo käytti kansankieltä kahteen tarkoitukseen. Toisaalta sillä pyrittiin popularisoimaan hänen työtään: Galilei aikoi puhutella paitsi oppineita ja älymystöä myös vähemmän koulutettuja luokkia, kuten teknikkoja, jotka eivät osanneet latinaa mutta pystyivät silti ymmärtämään hänen teoriansa. Toisaalta se poikkesi kirkon ja eri akatemioiden latinasta, joka perustui raamatulliseen ja aristoteeliseen auctoritas-periaatteeseen. Myös terminologian osalta tapahtui ero aiempaan perinteeseen: toisin kuin edeltäjänsä, Galilei ei ottanut latinasta tai kreikasta mallia uusien termien keksimiseksi, vaan otti ne merkityssisältöä muunnellen käyttöön kansankielestä.
Galileo osoitti myös erilaista suhtautumista olemassa oleviin terminologioihin:
Lue myös, elamakerrat – Marc-Antoine Charpentier
Kuvataide
”Accademia e Compagnia dell”Arte del Disegno” (piirustustaiteen akatemia ja yhtiö) perustettiin Cosimo I de” Medicin toimesta vuonna 1563 Giorgio Vasarin ehdotuksesta tarkoituksena uudistaa ja kannustaa ensimmäisen taiteilijakomppaniaa, joka muodostettiin muinaisesta Compagnia di San Luca -yhdistyksestä (dokumentoitu vuodesta 1339). Sen ensimmäisiin akateemikoihin kuuluivat Michelangelo Buonarrottin, Bartolomeo Ammannatin, Agnolo Bronzinon ja Francesco da Sangallon kaltaiset henkilöt. Accademia oli vuosisatojen ajan Firenzessä työskentelevien taiteilijoiden luonnollisin ja arvostetuin kohtaamispaikka, ja samalla se edisti tieteen ja taiteen välistä suhdetta. Siinä säädettiin euklidisen geometrian ja matematiikan opetuksesta, ja julkisten leikkelyjen oli määrä valmistaa piirustusta. Jopa Galileo Galilein kaltainen tiedemies nimitettiin Firenzen piirustustaiteen akatemian jäseneksi vuonna 1613.”
Galilei osallistui myös aikakautensa kuvataiteen, erityisesti muotokuvan, monitahoisiin tapahtumiin, syvensi ymmärrystään manieristisesta perspektiivistä ja tuli kosketuksiin aikansa maineikkaiden taiteilijoiden (kuten Cigolin) kanssa sekä vaikutti jatkuvasti naturalistiseen liikkeeseen tähtitieteellisillä löydöksillään.
Galileolle kuvataiteessa, kuten runoudessa ja musiikissa, tärkeintä on välittyvä tunne, riippumatta todellisuuden analyyttisestä kuvauksesta. Hän uskoi myös, että taiteilijan taito on sitä suurempi, mitä erilaisempia keinoja hän käyttää aiheen esittämiseen kuin itse aihe, ja mitä enemmän hän on käyttänyt:
Ludovico Cardi, joka tunnettiin nimellä Cigoli, oli firenzeläinen taidemaalari Galileon aikana. Eräässä vaiheessa elämäänsä hän pyysi ystävältään Galileolta apua puolustaakseen työtään: hänen oli puolustettava itseään niiden hyökkäyksiltä, jotka pitivät kuvanveistoa maalausta parempana, koska sillä on kolmiulotteisuuden lahja maalauksen kustannuksella, joka on vain kaksiulotteinen. Galileo vastasi 26. kesäkuuta 1612 päivätyllä kirjeellä. Hän teki eron optisten ja tuntoaistien arvojen välille, ja siitä tuli myös kuvanveisto- ja maalaustekniikoita koskeva arvomaailma: kolmiulotteinen patsas pettää tuntoaistin, kun taas kaksiulotteinen maalaus pettää näköaistin. Galilei katsoi siis, että taidemaalarin ilmaisukyky on suurempi kuin kuvanveistäjän, koska ensin mainittu pystyy näköaistin avulla tuottamaan tunteita paremmin kuin jälkimmäinen kosketuksen avulla.
Lue myös, elamakerrat – Sigmar Polke
Musiikki
Galileon isä oli aikanaan hyvin tunnettu muusikko (luuttunisti ja säveltäjä) ja musiikkiteoreetikko. Galileo edisti akustisten ilmiöiden ymmärtämistä merkittävästi tutkimalla tieteellisesti värähtelyilmiöiden merkitystä musiikin tuottamisessa. Hän havaitsi myös värähtelevän jousen pituuden ja äänitaajuuden välisen suhteen.
Kirjeessään Lodovico Cardille Galileo kirjoittaa:
vokaali- ja instrumentaalimusiikin rinnastaminen toisiinsa, sillä taiteessa vain välitettävät tunteet ovat tärkeitä.
Galileolle on omistettu lukemattomia erilaisia esineitä ja kokonaisuuksia, niin luonnollisia kuin ihmisen tekemiä:
Galileo Galilein muistoksi järjestetään juhlallisuuksia paikallisissa laitoksissa 15. helmikuuta, Galileo-päivänä, joka on hänen syntymäpäivänsä.
Lue myös, elamakerrat – Samuel Taylor Coleridge
Bibliografia
lähteet
