Galileo Galilei

gigatos | január 25, 2022

Összegzés

Galileo Galilei (Pisa, 1564. február 15. – Arcetri, 1642. január 8.) olasz fizikus, csillagász, filozófus, matematikus és akadémikus, akit a modern tudomány atyjának tartanak.A tudományos forradalom kulcsfigurája, aki kifejezetten a tudományos módszert (más néven „Galilei-módszert” vagy „kísérleti módszert”) vezette be, nevéhez a fizika és a csillagászat területén tett fontos hozzájárulások fűződnek. Elsődleges fontosságú volt a csillagászati forradalomban betöltött szerepe is, a heliocentrikus rendszer támogatásával.

A filozófiai gondolkodáshoz való fő hozzájárulása a kísérleti módszer bevezetéséből származik a tudományos vizsgálatban, amelynek köszönhetően a tudomány először hagyta el az addig uralkodó metafizikai álláspontot, hogy egy új, autonóm, realista és empirikus perspektívára tegyen szert, amelynek célja, hogy a kísérleti módszerrel a mennyiség kategóriáját (a természeti törvények matematikai meghatározásával) előnyben részesítse a minőség kategóriájával szemben (a korábbi, csak az entitások lényegének keresésére irányuló hagyomány eredménye), hogy objektív racionális leírást dolgozzon ki.

Az eretnekség gyanújával, az arisztotelészi természetfilozófia és a Szentírás felforgatásával vádolt Galileit a Szent Hivatal bíróság elé állította és elítélte, 1633. június 22-én pedig arra kényszerítették, hogy vonja vissza csillagászati elképzeléseit, és az Arcetriben lévő villájába zárták. Az évszázadok során Galilei műveinek értékét az egyház fokozatosan elfogadta, és 359 évvel később, 1992. október 31-én II. János Pál pápa a Pápai Tudományos Akadémia plenáris ülésén elismerte „az elkövetett hibákat” az általa 1981-ben felállított tanulmányozó bizottság munkájának következtetései alapján, rehabilitálva Galileit.

Ifjúság (1564-1588)

Galileo Galilei 1564. február 15-én született Pisában, Vincenzo Galilei és Giulia Ammannati hét gyermeke közül a legidősebbként. Az Ammannati család, amely eredetileg Pistoia és Pescia környékéről származott, jelentős származással büszkélkedhetett; Vincenzo Galilei viszont szerényebb családból származott, bár ősei a firenzei polgársághoz tartoztak. Vincenzo 1520-ban született Santa Maria a Monte-ban, amikorra családja hanyatlásnak indult, és neki, az értékes zenésznek Pisába kellett költöznie, ahol a zeneművészet gyakorlását a kereskedelmi szakmával ötvözte, hogy több pénzt keressen.

Vincenzo és Giulia családjában Galilei mellett Michelangelo, aki a bajor nagyherceg zenésze volt, Benedetto, aki csecsemőkorában meghalt, valamint három nővér, Virginia, Anna és Livia, és valószínűleg egy negyedik, Lena.

Miután sikertelenül próbálta felvenni Galileit a negyven toszkán diák közé, akiket ingyenesen fogadtak a pisai egyetem internátusában, a fiatalembert Muzio Tebaldi, Pisa városának vámtisztje, Michelangelo keresztelőjének keresztapja és Vincenzo barátja fogadta be „ingyen”, aki a család szükségleteiről gondoskodott a hosszú munkahelyi távollétei alatt.

Galilei Pisában találkozott fiatal unokatestvérével, Bartolomea Ammannatival, aki az özvegy Tebaldi házát gondozta, aki a nagy korkülönbség ellenére 1578-ban feleségül vette, valószínűleg azért, hogy véget vessen a Galilei család számára kínos, fiatal unokahúgáról szóló rosszindulatú pletykáknak. Az ifjú Galilei ezután Firenzében kezdte meg tanulmányait, először apjánál, majd egy dialektika tanárnál, végül a Santa Maria di Vallombrosa kolostor iskolájában, ahol tizennégy éves koráig novíciusnak készült.

1580. szeptember 5-én Vincenzo beíratta fiát a pisai egyetemre azzal a szándékkal, hogy orvostudományt tanuljon, hogy dicső felmenője, Galileo Bonaiuti nyomdokaiba léphessen, és mindenekelőtt olyan pályára léphessen, amely jövedelmező jövedelmet hozhat számára.

Az ezekben az években a kísérleti fejlődés iránti érdeklődése ellenére Galilei figyelme hamarosan a matematika felé fordult, amelyet 1583 nyarán kezdett el tanulmányozni, kihasználva a lehetőséget, hogy Firenzében találkozott Ostilio Ricci da Fermóval, Niccolò Tartaglia matematikai iskolájának követőjével. Ricci jellegzetes vonása volt a matematika tanításának megközelítése: nem mint elvont tudomány, hanem mint olyan diszciplína, amelyet a mechanikához és a mérnöki technikákhoz kapcsolódó gyakorlati problémák megoldására lehet használni. Valójában a „Tartaglia-Ricci” tanulmányi vonal (amely viszont Archimédész hagyományát folytatta) volt az, amely megtanította Galileit az adatok megfigyelésének pontosságára és a tudományos kutatás pragmatikus oldalára. Valószínű, hogy Galilei Pisában az arisztotelész Francesco Bonamici által tartott fizikaórákon is részt vett.

Pisai tartózkodása alatt, amely 1585-ig tartott, Galilei megtette első személyes felfedezését, az inga rezgéseinek izokronizmusát, amellyel egész életében tovább dolgozott, és megpróbálta tökéletesíteni a matematikai megfogalmazását.

Négy év múlva a fiatal Galilei abbahagyta orvosi tanulmányait, és Firenzébe ment, ahol új tudományos érdeklődését a mechanika és a hidraulika területén fejtette ki. 1586-ban megoldást talált Hieron „korona-problémájára”, amikor feltalálta a testek fajsúlyának hidrosztatikai meghatározására szolgáló műszert. Arkhimédész és Ricci tanításának hatása a szilárd testek súlypontjáról szóló tanulmányaiban is megmutatkozik.

Közben Galilei kereste a rendezett gazdasági helyzetet: amellett, hogy Firenzében és Sienában magánórákat adott matematikából, 1587-ben Rómába ment, hogy a híres matematikustól, Christoph Claviustól ajánlást kérjen a bolognai stúdiumra, de hiába, mert Bolognában a matematika tanszékre a paduai Giovanni Antonio Maginit részesítették előnyben. Az Accademia Fiorentina meghívására 1588-ban két előadást tartott Dante Poklának alakjáról, helyéről és méretéről, megvédve az Antonio Manetti által már megfogalmazott hipotéziseket Dante elképzelt Poklának topográfiájáról.

Tanítás Pisában (1589-1592)

Galilei ezután befolyásos barátjához, Guidobaldo Del Monte matematikushoz fordult, akivel matematikai kérdésekben folytatott levélváltás során ismerkedett meg. Guidobaldo nagyban hozzájárult Galilei egyetemi előmeneteléhez, amikor Cosimo de’ Medici természetes fiának, Giovanni de’ Medicinek az ellenségeskedését legyőzve beajánlotta őt testvérének, Francesco Maria Del Monte bíborosnak, aki pedig a nagyhatalmú toszkánai herceghez, I. Ferdinánd de’ Medicihoz fordult. Az ő irányítása alatt Galilei 1589-ben hároméves szerződést kapott a pisai egyetem matematika tanszékére, ahol világosan megfogalmazta pedagógiai programját, amivel azonnal kivívta magának az arisztotelészi nevelésű akadémiai közeg ellenségeskedését:

A De motu antiquiora című kézirat, amely egy előadássorozatot tartalmaz, amelyben a mozgás problémájáról próbált számot adni, a pisai tanítás gyümölcse. Kutatásainak alapját Giovanni Battista Benedetti, azon fizikusok egyike, aki a „lendület” elméletét, mint az „erőszakos mozgás” okát támogatta, a Diversarum speculationum mathematicarum liber című, 1585-ben Torinóban megjelent értekezése képezte. Bár a testekre ható lendület természetét nem lehetett meghatározni, ez az elmélet, amelyet először a 6. században Philoponus János dolgozott ki, majd a párizsi fizikusok támogatták, bár nem volt képes megoldani a problémát, szembehelyezkedett a hagyományos arisztotelészi magyarázattal, amely szerint a mozgás annak a közegnek a terméke, amelyben a testek mozognak.

Pisában Galilei nem korlátozta magát a tudományos tevékenységre: a Tassóról szóló megfontolásai, amelyeket a Postille all’Ariosto követett, ebből az időszakból származnak. Ezek lapokra szórt jegyzetek és jegyzetek a Jeruzsálemi szállítmányok és az Orlando Furioso köteteinek lapjainak margóján, ahol, miközben bírálja az arányt, „a képzelet hiányát, a kép és a vers lassú monotóniáját, azt, amit Ariostóban szeret, nemcsak a szép álmok változatosságát, a helyzetek gyors váltakozását, a ritmus eleven rugalmasságát, hanem mindezek harmonikus egyensúlyát, a kép koherenciáját, a költői fantázia szerves egységét – a változatosságban is -.

1591 nyarán apja, Vincenzo meghalt, így Galileire hárult az egész család eltartásának terhe: nővére, Virginia házasságához, aki még ugyanabban az évben férjhez ment, Galileinek hozományt kellett biztosítania, ami adósságokat rótt rá, ahogyan később, 1601-ben húga, Livia és Taddeo Galletti házasságához is, és más pénzzel kellett segítenie bátyja, Michelangelo nagy családjának szükségleteit.

Guidobaldo Del Monte 1592-ben ismét Galilei segítségére sietett, és beajánlotta őt a tekintélyes Padovai Stúdióba, ahol Giuseppe Moleti 1588-ban bekövetkezett halála után még mindig betöltetlen volt a matematika tanszék.

A Velencei Köztársaság hatóságai 1592. szeptember 26-án adták ki a kinevezési rendeletet, négy évre szóló, meghosszabbítható szerződéssel és évi 180 gulden fizetéssel. December 7-én Galilei bemutatkozó beszédet mondott Padovában, és néhány nappal később megkezdte a diákok körében nagy népszerűségnek örvendő kurzust. Tizennyolc évig maradt ott, amit úgy jellemzett, mint „egész életem legjobb tizennyolc évét”. Galilei csak néhány hónappal Giordano Bruno letartóztatása (1592. május 23.) után érkezett a Velencei Köztársaságba.

A padovai időszak (1592-1610)

A páduai stúdió dinamikus környezetében (ami a Velencei Köztársaság által biztosított viszonylagos vallási tolerancia légkörének is köszönhető) Galilei szívélyes kapcsolatokat ápolt még a sajátjától távol álló filozófiai és tudományos irányultságú személyiségekkel is, mint például a természetfilozófia professzorával, Cesare Cremoninivel, aki szigorúan arisztotelészi filozófus volt. Velence művelt és szenátori köreiben is megfordult, ahol összebarátkozott Giovanfrancesco Sagredo nemessel, akit Galilei a legnagyobb rendszerekről szóló párbeszédének főszereplőjévé tett, valamint Paolo Sarpi teológussal, aki szintén a matematika és a csillagászat szakértője volt. Éppen az 1604. október 16-án a szerzetesnek címzett levelében fogalmazta meg a hulló testek törvényét:

Galilei 1598 óta tartott előadásokat a mechanikáról Padovában: az 1634-ben Párizsban kinyomtatott Értekezés a mechanikáról feltehetően az ő kurzusainak eredménye, amely Arisztotelész Questioni meccaniche című művéből indult ki.

A padovai műteremben Marcantonio Mazzoleni, egy ugyanabban a házban lakó kézműves segítségével Galilei felállított egy kis műhelyt, ahol kísérleteket végzett és műszereket készített, amelyeket eladott, hogy kiegészítse fizetését. 1593-ban olyan gépet készített, amely a vizet magasabb szintre juttatta, és amelyre húsz évre szóló szabadalmat kapott a velencei szenátustól közhasználatra. Magánórákat is adott – tanítványai közé tartozott Vincenzo Gonzaga, Giovanni Federico elzászi herceg, valamint a későbbi bíborosok, Guido Bentivoglio és Federico Cornaro -, és fizetésemeléseket ért el: az 1598-ban kapott évi 320 florint 1609-ben 1000-re emelte.

1604. október 9-én Fra’ Ilario Altobelli csillagász megfigyelt egy „új csillagot”, és tájékoztatta Galileit. A nagyon fényes csillagot később, október 17-én Kepler is megfigyelte, aki De Stella nova in pede Serpentarii című tanulmányának tárgyává tette, így a csillagot ma Kepler szupernóvaként ismerjük.

Galilei három előadást tartott erről a csillagászati jelenségről, amelyek szövegét nem ismerjük, de érvei ellen egy bizonyos Antonio Lorenzini, egy önjelölt arisztotelész Montepulcianóból, valószínűleg Cesare Cremonini javaslatára röpiratot írt, és Baldassarre Capra milánói tudós is írt egy röpiratot.

Ezekből tudjuk, hogy Galilei a jelenséget az égbolt változékonyságának bizonyítékaként értelmezte, abból kiindulva, hogy mivel az „új csillag” nem mutatott semmilyen változást a parallaxisban, a Hold pályáján kívül kell lennie.

1605-ben egy Cecco di Ronchitti da Bruzene in perpuosito de la Stella Nuova című, paviai dialektusban írt, maró hangvételű könyvecske jelent meg egy Cecco di Ronchitti álnevű szerzőtől Galilei tézisének alátámasztására. A dolgozat megvédte a parallaxis módszer érvényességét a távolságok (vagy legalább a minimális távolság) meghatározására még olyan objektumok esetében is, amelyek csak vizuálisan hozzáférhetők a megfigyelő számára, mint például az égitestek. A dolgozat tulajdonítása bizonytalan, azaz, hogy maga Galilei írta-e, vagy Girolamo Spinelli, egy paduai bencés (kb. 1580 – 1647).

1594 körül Galilei két értekezést írt az erődítési munkálatokról, a Breve introduzione all’architettura militare (Rövid bevezetés a katonai építészetbe) és a Trattato di fortificazione (Értekezés az erődítésről) címűeket. 1597 körül iránytűt készített, amelyet Le operazioni del compasso geometrico et militare (A geometriai és katonai iránytű műveletei) című röpiratában ismertetett, amelyet 1606-ban Padovában adtak ki, és II. Cosimónak ajánlott. Az iránytű már ismert és – különböző formában és különböző célokra – már használt eszköz volt, és Galilei nem követelt különösebb érdemeket találmányáért; Baldassarre Capra, Simon Mayr tanítványa azonban egy 1607-ben latinul írt röpiratban azzal vádolta, hogy plagizálta egyik korábbi találmányát. 1607. április 9-én Galilei megdöntötte Capra vádjait, elérte, hogy a Padovai Stúdió reformátusai elítéljék, és közzétette a Védekezés Baldessar Capra rágalmai és csalásai ellen című írását, amelyben visszatért a Supernova előző számához is.

A szupernóva megjelenése nagy nyugtalanságot keltett a társadalomban, és Galilei nem sajnálta a pillanatot kihasználni, hogy megbízásból személyes horoszkópokat készítsen. Ráadásul ugyanezen év tavaszán, 1604-ben Galilei ellen vádat emelt a padovai inkvizíció, miután egyik korábbi munkatársa feljelentést tett, aki azzal vádolta, hogy horoszkópokat készít, és azt állítja, hogy a csillagok határozzák meg az emberi döntéseket. Az eljárást azonban a Velencei Köztársaság szenátusa erőteljesen megakadályozta, és a vizsgálat dossziéját eltemették, így annak híre soha nem jutott el a római inkvizícióhoz, azaz a Szent Hivatalhoz. Az ügyet valószínűleg részben azért hagyták abba, mert Galilei születési asztrológiával és nem előrejelzéssel foglalkozott.

„Horoszkópok szerzőjeként szerzett hírneve bíborosoktól, hercegektől és patríciusoktól, köztük Sagredótól, Morosinitől és néhány Sarpi iránt érdeklődőktől is felkéréseket és kétségtelenül jelentősebb fizetéseket hozott neki. Levelet váltott a nagyherceg asztrológusával, Raffaello Gualterottival, és a legnehezebb esetekben egy veronai szakértővel, Ottavio Brenzonival.” A Galilei által kiszámított és értelmezett születési horoszkópok között szerepel két lányának, Virginiának és Liviának, valamint a sajátjának háromszor kiszámított horoszkópja: „Az a tény, hogy Galilei akkor is ennek a tevékenységnek szentelte magát, amikor nem kapott érte fizetést, arra utal, hogy valamilyen értéket tulajdonított neki.”

Nem úgy tűnik, hogy az „új csillag” körüli vita évei alatt Galilei már nyilvánosan a kopernikuszi elmélet mellett foglalt állást: úgy vélik, hogy bár mélyen meg volt győződve a kopernikuszról, úgy gondolta, hogy még nem rendelkezik elég erős bizonyítékokkal ahhoz, hogy meggyőzhetetlenül megszerezze a tudósok egyetemességének egyetértését. A kopernikuszhoz való ragaszkodásának azonban már 1597-ben is hangot adott. Még abban az évben írta Keplernek – aki nemrég adta ki Prodromus dissertationum cosmographicarum című művét -, hogy „már sok érvet és az ellenérvek számos cáfolatát megírtam, de eddig nem mertem közzétenni őket, félve magának Kopernikusznak, mesterünknek a sorsától”. Ezek a félelmek azonban a távcsőnek köszönhetően eloszlottak, amelyet Galilei 1609-ben irányított először az égre. Az optikával már Giovanni Battista Della Porta foglalkozott a Magia naturalis (1589) és a De refractione (1593) című művében, valamint Kepler Ad Vitellionem paralipomena (1604) című művében, amelyek alapján el lehetett jutni a távcső megépítéséhez: de a műszert először ezektől a tanulmányoktól függetlenül a 17. század elején a hollandnak honosított német optikus, Hans Lippershey mesterember építette meg. Galilei ekkor elhatározta, hogy elkészít egy ólomcsövet, amelynek a végére két lencsét erősít, „mindkettőt teljes arccal, a másikat gömbölyűen homorúan az első lencsében és domborúan a másodikban; majd a szemet a homorú lencséhez közelítve a tárgyakat egészen nagynak és közelinek érzékeltem, amennyiben azok háromszor közelebb és kilencszer nagyobbnak tűntek, mint amikor csak természetes látással szemléltem őket”. 1609. augusztus 25-én Galilei saját konstrukcióként mutatta be a készüléket a velencei kormánynak, amely a „találmányt” értékelve megduplázta a fizetését, és egy életre szóló tanári szerződést ajánlott neki.A távcső feltalálása, újrafelfedezése és újjáépítése nem olyan epizód, amely nagy csodálatot válthat ki. Az újdonság abban rejlik, hogy Galilei volt az első, aki ezt az eszközt a tudományba bevitte, tisztán tudományos módon használta, és érzékszerveink fejlesztéseként fogta fel. Galilei nagysága a távcsővel kapcsolatban éppen ebben állt: egy sor ismeretelméleti akadályt, elképzelést és előítéletet győzött le, és ezt saját téziseinek megerősítésére használta fel.

A távcsőnek köszönhetően Galilei új látásmódot javasolt az égi világról:

Az új felfedezések 1610. március 12-én jelentek meg a Sidereus Nuncius című könyvben, amelynek egy példányát Galilei elküldte egykori tanítványának, II. Cosimo toszkánai nagyhercegnek, távcsövének egy példányával és a négy szatellita dedikációjával együtt, amelyeket Galileo kezdetben Cosmica Sidera, később Medicea Sidera („Medici-bolygók”) névre keresztelt. Nyilvánvaló Galilei szándéka, hogy elnyerje a Medici-ház háláját, valószínűleg nemcsak azért, mert vissza akart térni Firenzébe, hanem azért is, hogy befolyásos védelmet kapjon újdonságainak a tudós közönség előtt való bemutatása miatt, ami minden bizonnyal nem kerülhette el a vitákat. A Sidereus Nuncius című könyvének megjelenését követően, Padovában, a Szaturnusz megfigyelése közben Galilei felfedezett és lerajzolt egy struktúrát, amelyet később a gyűrűkként azonosítottak.

Firenzében (1610)

1610. május 7-én Galilei kérte Belisario Vintát, II. Cosimo első titkárát, hogy vegyék fel a pisai egyetemre, mondván: „ami szolgálati címemet és ürügyemet illeti, szeretném, ha felséged a matematikus név mellé a filozófus nevet is hozzátenné, mivel azt vallom, hogy több évet tanultam a filozófiában, mint hónapot a tiszta matematikában”.

1610. június 6-án a firenzei kormány értesítette a tudóst, hogy felvették „a pisai stúdió matematikus-prímásaként és a legboldogabb nagyherceg filozófusaként, anélkül, hogy kötelessége lenne olvasni vagy tartózkodni akár a stúdióban, akár Pisa városában, és évi ezer scudi firenzei fizetéssel”. Galilei július 10-én írta alá a szerződést, és szeptemberben érkezett Firenzébe.

Amikor ide érkezett, gondoskodott arról, hogy II Ferdinándnak, Cosimo nagyherceg fiának átadja a legjobb optikai lencsét, amelyet Padovában szervezett műhelyében készített, ahol a muranói üvegműves mesterek segítségével egyre tökéletesebb „szemüvegeket” készített, méghozzá olyan mennyiségben, hogy exportálta is őket, ahogyan a kölni választófejedelemnek küldött távcsővel is tette, aki viszont kölcsönadta azt Keplernek, aki jól hasznosította, és aki hálásan zárta 1611-es Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus című művét, a következőket írva: „Vicisti Galilaee”, elismerve Galilei felfedezéseinek igazságát. Az ifjú Ferdinánd vagy valaki más összetörte a lencsét, ezért Galilei valami kevésbé törékenyebbet adott neki: egy „fegyverré alakított” mágnest, azaz egy vaslemezbe csomagolva, megfelelően elhelyezve, ami úgy növelte a vonzóerőt, hogy bár csak hat uncia súlyú volt, a mágnes „tizenöt font sírgödör alakban megmunkált vasat emelt fel”.

Amikor Firenzébe költözött, Galilei elhagyta élettársát, a velencei Marina Gambát (1570-1612), akit Padovában ismert meg, és akitől három gyermeke született: Virginia (1600-1634) és Livia (1601-1659), akiket soha nem törvényesítettek, valamint Vincenzio (1606-1649), akit 1619-ben ismert el. Galilei lányát, Líviát a firenzei nagyanyjára bízta, akinél másik lánya, Virginia már élt, fiát, Vincenziót pedig Padovában az anyja, majd annak halála után egy bizonyos Marina Bartoluzzi gondjaira bízta.

Később, amikor a két lány számára nehézzé vált az együttélés Giulia Ammannatival, Galilei 1613-ban belépett lányaival a San Matteo zárdába, Arcetriben (Firenze), és arra kényszerítette őket, hogy amint betöltötték a rituális tizenhatodik életévüket, tegyenek fogadalmat: Virginia a Maria Celeste nővér, Livia pedig az Arcangela nővér nevet vette fel, és míg az előbbi beletörődött helyzetébe, és állandó levelezésben maradt apjával, Livia soha nem fogadta el apja kényszerét.

A Sidereus Nuncius kiadása elismerést, de vitákat is kiváltott. Amellett, hogy azzal vádolták, hogy távcsövével olyan felfedezést vett birtokba, amely nem az övé volt, megkérdőjelezték annak valóságtartalmát is, amit állítólag felfedezett. Mind a híres páduai arisztotelész, Cesare Cremonini, mind a bolognai matematikus, Giovanni Antonio Magini – akiről azt mondják, hogy ő ihlette a Martin Horký által írt Brevissima peregrinatio contra Nuncium Sidereum című Galilei-ellenes röpiratot – elfogadta Galilei meghívását, hogy nézzen be az általa épített távcsőbe, de úgy érezte, hogy nem látja a Jupiter feltételezett műholdjait.

Magini csak később tért észhez, és vele együtt a vatikáni csillagász, Christoph Clavius is, aki kezdetben úgy vélte, hogy a Galilei által azonosított Jupiter-szatellitek csupán a távcső lencséi által keltett illúzió. Ez utóbbi ellenvetést 1610-11-ben nehéz volt megcáfolni, egyrészt Galilei első távcsöve optikai rendszerének gyenge minősége, másrészt az a feltevés, hogy a lencsék nemcsak fokozhatják, hanem torzíthatják is a látást. Nagyon fontos támogatást nyújtott Galileinek Kepler, aki a kezdeti szkepticizmus után, miután egy kellően hatékony távcsövet épített, igazolta a Jupiter szatellitáinak tényleges létezését, és 1611-ben Frankfurtban kiadta a Narratio de observatis a sé quattuor Jovis satellitibus erronibus quos Galilaeus mathematicus florentinus jure inventionis Medicaea sidera nuncupavit című művét.

Mivel a Collegio Romano jezsuita professzorai a kor vezető tudományos szaktekintélyei közé tartoztak, Galilei 1611. március 29-én Rómába utazott, hogy bemutassa felfedezéseit. Maga V. Pál pápa, Francesco Maria Del Monte és Maffeo Barberini bíborosok, valamint Federico Cesi herceg is megtisztelően fogadta, és beírta őt a nyolc évvel korábban általa alapított Accademia dei Linceibe. Április 1-jén Galilei már azt írhatta Belisario Vinta hercegi titkárnak, hogy a jezsuiták „miután végre megismerték az új medicei bolygók igazságát, már két hónapja folyamatos megfigyeléseket végeznek róluk, amelyek folytatódnak; és az enyéimmel ellenőriztük őket, és nagyon is helyesek”.

Galilei azonban ekkor még nem volt tudatában annak, hogy az a lelkesedés, amellyel felfedezéseit és elméleteit terjesztette és védelmezte, ellenállást és gyanakvást vált ki az egyházi szférában.

Április 19-én Roberto Bellarmino bíboros utasította a vatikáni matematikusokat, hogy készítsenek jelentést a „tehetséges matematikus által egy ágyúnak vagy ochiálnak nevezett eszközzel” tett új felfedezésekről, május 17-én pedig a Szentszéki Kongregáció elővigyázatosságból megkérdezte a padovai inkvizíciót, hogy indult-e valaha is eljárás Galilei ellen helyben. Nyilvánvaló, hogy a Római Kúria már kezdte megsejteni, hogy „a tudomány e különleges fejleményei milyen következményekkel járhatnak a világ általános felfogására, és így közvetve a hagyományos teológia szent elveire”.

1612-ben Galileo megírta a Discorso intorno alle cose che stanno in su l’acqua, o che in quella si muove című művét, amelyben Arkhimédész elméletére támaszkodva Arisztotelész elméletével szemben bizonyította, hogy a testek a vízben a fajsúlyuktól és nem az alakjuktól függően úsznak vagy süllyednek, kiváltva ezzel a firenzei tudós és arisztotelész Ludovico delle Colombe firenzei tudósnak a Galileo Galilei értekezése köré írt Apologetikus értekezés című polemikus válaszát. Október 2-án a Palazzo Pittiben, a nagyherceg, Cristina nagyhercegnő és Maffeo Barberini bíboros, akkori nagy tisztelője jelenlétében nyilvános kísérleti bemutatót tartott a feltételezésről, végérvényesen cáfolva Ludovico delle Colombe feltevését.

Discorso című művében Galilei említést tett a napfoltokról is, amelyeket állítása szerint már 1610-ben Padovában megfigyelt, de nem számolt be róluk. A következő évben írta meg az Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari e loro accidenti című művét, amelyet Rómában az Accademia dei Lincei adott ki, válaszul Christoph Scheiner jezsuita három levelére, amelyeket 1611 végén címzett Mark Welser augsburgi duumvirnek, a tudományok mecénásának és a jezsuiták barátjának, akinek bankárja volt, 1611-ben. A felfedezés elsőbbségének kérdésétől eltekintve Scheiner tévesen azt állította, hogy a foltok a Nap körül forgó csillagok rajából állnak, míg Galilei a Nap felszínéhez tartozó folyékony anyagnak tekintette őket, amely éppen a csillag saját forgása miatt forog körülötte.

A foltok megfigyelése lehetővé tette Galilei számára, hogy meghatározza a Nap forgási idejét, és bebizonyítsa, hogy az ég és a Föld nem két gyökeresen különböző világ, az előbbi csak tökéletes és változatlan, az utóbbi pedig teljesen változó és tökéletlen. 1612. május 12-én ugyanis megismételte Federico Cesi számára kopernikuszi látomását, amikor azt írta, hogy a Nap „önmagában egy holdhónapban a többi bolygóhoz hasonló forgással, azaz nyugatról keletre az ekliptika pólusai körül forog”: Kételkedem abban, hogy ez az újdonság az álfilozófia temetésének, vagy inkább utolsó és végleges ítéletének szánják, hiszen a csillagokban, a holdban és a napban már láttak jeleket; és várom, hogy a Peripatumból nagy dolgok kerüljenek elő az égbolt megváltoztathatatlanságának fenntartására, amit nem tudom, hová mentik és hová rejtik. A Nap és a bolygók forgómozgásának megfigyelése szintén nagyon fontos volt: ez tette kevésbé valószínűtlenné a Föld forgását, amelynek következtében egy pont sebessége az Egyenlítőnél körülbelül 1700 km lenne.

Galilei felfedezése a Vénusz és a Merkúr fázisairól nem volt összeegyeztethető Ptolemaiosz geocentrikus modelljével, hanem csak Tycho Brahe geo-heliocentrikus modelljével, amelyet Galilei soha nem vett figyelembe, valamint Kopernikusz heliocentrikus modelljével. Galilei 1611. január 1-jén Giuliano de’ Medicinek írt levelében megerősítette, hogy „a Vénusz szükségszerűen kering a Nap körül, akárcsak a Merkúr és az összes többi bolygó, amit minden püthagoreus, Kopernikusz, Kepler és jómagam is jól hittünk, de nem bizonyítottuk be érzékelhetően, mint most a Vénuszt és a Merkúrt”.

1612 és 1615 között Galilei négy magánlevelében, a „kopernikuszi levelek” néven ismert, Benedetto Castelli atyának, két levelet Pietro Dini monsignornak és egyet Lorraine-i Krisztina nagyhercegnő édesanyjának címzett levelében védte a heliocentrikus modellt és tisztázta tudományfelfogását.

Arisztotelész tanítása szerint a természetben nincs vákuum, mivel minden test, legyen az földi vagy égi, olyan teret foglal el, amely magának a testnek a része. Test nélkül nincs tér, és tér nélkül nincs test. Arisztotelész szerint „a természet kerüli a vákuumot” (minden gáz vagy folyadék igyekszik kitölteni minden teret, elkerülve az üres részek megmaradását). Ez alól az elmélet alól azonban kivételt képezett az a tapasztalat, hogy megfigyelték, hogy a csőbe beszívott víz nem töltötte ki teljesen a csövet, hanem megmagyarázhatatlanul meghagyott egy olyan részt, amelyről azt hitték, hogy teljesen üres, és ezért a természetnek kell kitöltenie; ez azonban nem történt meg. Galilei egy liguriai polgár, Giovan Battista Baliani 1630-ban neki küldött levelére válaszolva megerősítette ezt a jelenséget, és azt állította, hogy „a természet ellenszenvét az ürességgel szemben” le lehet győzni, de csak részben, és hogy „ő maga bizonyította, hogy lehetetlen a vizet 18 ölnél, azaz körülbelül 10 és fél méteres magasságkülönbségnél nagyobb magasságkülönbséggel szívással felemelkedésre bírni”. Galilei tehát úgy vélte, hogy a horror vacui korlátozott, és nem tűnődött azon, hogy a jelenség valójában a levegő súlyával függ össze, ahogyan azt Evangelista Torricelli bebizonyította.

A vita az egyházzal

1614. december 21-én a firenzei Santa Maria Novella szószékéről Tommaso Caccini (1574 – 1648) domonkos szerzetes azzal vádolt meg egyes modern matematikusokat, különösen Galileit, hogy a kopernikuszi elméletek által inspirált csillagászati elképzeléseikkel ellentmondanak a Szentírásnak. Amikor 1615. március 20-án Rómába érkezett, Caccini feljelentette Galileit, mint a Föld Nap körüli mozgásának támogatóját. Időközben Nápolyban megjelent Paolo Antonio Foscarini (1565-1616) karmelita teológus könyve, a Lettera sopra l’opinione de’ Pittagorici e del Copernico, amelyet Galileinek, Keplernek és a Lincei összes tudósának ajánlott, és amelynek célja az volt, hogy a bibliai szövegeket összeegyeztetje a kopernikuszi elmélettel, úgy értelmezve azokat, hogy „egyáltalán nem mondanak ellent annak”.

Roberto Bellarmino bíboros, aki már Giordano Bruno perében is bíró volt, Foscarinihez írt válaszlevelében kijelentette, hogy a Szentírás heliocentrizmusnak ellentmondó passzusait csak annak valódi bizonyítása esetén lehetne újraértelmezni, és nem fogadva el Galilei érveit, hozzátette, hogy eddig nem mutattak neki egyet sem, és azzal érvelt, hogy kétség esetén mindenképpen a Szentírást kell előnyben részesíteni. Az, hogy Galilei nem fogadta el Bellarmine javaslatát, hogy a ptolemaioszi elméletet a kopernikuszi elmélettel helyettesítse – azzal a feltétellel, hogy Galilei elismeri, hogy az csupán „matematikai hipotézis”, amelynek célja a „látszat megmentése” -, egy – bár nem szándékos – felhívás volt a kopernikuszi elmélet elítélésére.

A következő évben Foscarini rövid időre börtönbe került, és betiltották Lettera című művét. Időközben, 1615. november 25-én a Szent Hivatal úgy döntött, hogy folytatja a napfoltokról szóló levelek vizsgálatát, és Galilei úgy döntött, hogy Rómába jön, hogy személyesen védje meg magát, Cosimo nagyherceg támogatásával: „A matematikus Galilei Rómába jön” – írta II. Cosimo Scipione Borghese bíborosnak – „és spontán módon jön, hogy számot adjon magáról bizonyos vádakkal, vagy inkább rágalmakkal szemben, amelyeket hívei terjesztettek elő”.

1616. február 25-én a pápa utasította Bellarmine bíborost, hogy „idézze be Galileit, és figyelmeztesse, hogy hagyjon fel a fenti véleménnyel; ha pedig nem engedelmeskedik, akkor az atyakomisszár közjegyző és tanúk előtt utasítsa, hogy hagyjon fel teljesen a tanítással, és ne tanítsa, ne védje, és ne foglalkozzon vele”. Ugyanebben az évben Kopernikusz De revolutionibus című műve felkerült az Index donec corrigaturra (amíg ki nem javították). Bellarmino bíboros azonban nyilatkozatot adott Galileinek, amelyben tagadta a lemondást, de megismételte a kopernikuszi tézisek támogatásának tilalmát: talán a mindezek ellenére kapott kitüntetések és udvariasságok miatt Galilei abban az illúzióban ringatta magát, hogy neki megengedték azt, amit másoknak megtiltottak.

1618 novemberében három üstökös jelent meg az égbolton, ami Európa-szerte felkeltette a csillagászok figyelmét és ösztönözte tanulmányaikat. Közülük a jezsuita Orazio Grassi, a Collegio Romano matematikusa sikeresen tartott egy széles körben elismert előadást Disputatio astronomica de tribus cometis anni MDCXVIII címmel: Ebben néhány közvetlen megfigyelés és egy logikai-skolasztikus eljárás alapján alátámasztotta azt a hipotézist, hogy az üstökösök a „Hold égboltján” túl elhelyezkedő égitestek, és felhasználta azt Tycho Brahe modelljének alátámasztására, amely szerint a Föld a világegyetem középpontjában helyezkedik el, a többi bolygó pedig a Nap körül kering, szemben a heliocentrikus hipotézissel.

Galilei elhatározta, hogy válaszol, hogy megvédje a kopernikuszi modell érvényességét. Közvetett módon, barátja és tanítványa, Mario Guiducci Discourse on Comets című művén keresztül válaszolt, amelyben azonban valószínűleg a mester keze is benne volt. Válaszában Guiducci tévesen azt állította, hogy az üstökösök nem égi objektumok, hanem a Földről felszálló gőzökön a napfény által keltett optikai hatások, de rámutatott Grassi érvelésének ellentmondásaira és az üstökösök távcsővel történő megfigyeléseiből levont téves következtetéseire is. A jezsuita a Lotario Sarsi anagrammatikus álnévvel aláírt Libra astronomica ac philosophica című, Galileit és a kopernikanizmust közvetlenül támadó írással válaszolt.

Galilei ekkor közvetlenül válaszolt: csak 1622-ben készült el az Il Saggiatore című értekezés. A levél formájában írt művet az Accademia dei Lincei jóváhagyta, és 1623 májusában Rómában kinyomtatták. Augusztus 6-án, XV. Gergely pápa halála után Maffeo Barberini, aki évek óta Galilei barátja és csodálója volt, VIII. urbánusként lépett a pápai trónra. Ez tévesen meggyőzte Galileit, hogy „a remény feltámadt, a remény, amely mostanra már szinte teljesen eltemetve volt. Azon vagyunk, hogy tanúi legyünk az értékes tudás visszatérésének abból a hosszú száműzetésből, ahová kényszerítették” – írta a pápa unokaöccsének, Francesco Barberininek.

Az Assayer bemutatja az üstökösökről szóló, később tévesnek bizonyult elméletet, amely szerint az üstökösök a napsugárzásnak köszönhetőek. Valójában az üstökös koronájának és csóvájának kialakulása a napsugárzásnak való kitettségtől és irányától függ, tehát Galileinek volt igaza, és igaza volt Grassinak, akinek a kopernikuszi elmélet ellenzőjeként csak sui generis elképzelése lehetett az égitestekről. A különbség Grassi és Galilei érvei között azonban elsősorban a módszerben rejlik, mivel Galilei a tapasztalatra alapozta érvelését. A Saggiatore-ban Galilei írta azt a híres metaforát, amely szerint „a filozófia ebben a nagy könyvben van megírva, amely folyamatosan nyitva van a szemünk előtt (én azt mondom, a világegyetem)”, szembeállítva magát Grassival, aki a múlt mestereinek és Arisztotelésznek a tekintélyére hagyatkozott a természeti kérdések igazságának megállapításában.

1624. április 23-án Galilei Rómába érkezett, hogy hódoljon a pápának, és kicsikarja belőle a kopernikuszi rendszer egyházi toleranciájának engedményét, de a hat audiencia során, amelyet VIII. urbán adott neki, nem kapott tőle semmilyen pontos kötelezettségvállalást ebben az értelemben. Mindenféle biztosíték nélkül, de azzal a homályos bátorítással, amelyet az adott neki, hogy Urbán pápa megtisztelte – aki nyugdíjat adott fiának, Vincenzionak -, Galilei úgy érezte, hogy 1624 szeptemberében végre válaszolhat Francesco Ingoli Disputatio című művére. Miután Galilei formálisan tisztelgett a katolikus ortodoxia előtt, válaszában meg kellett cáfolnia Ingoli kopernikusz-ellenes érveit anélkül, hogy ezt a csillagászati modellt javasolta volna, vagy válaszolt volna a teológiai érvekre. A levélben Galilei először fogalmazza meg azt, amit a későbbiekben Galilei relativitáselvének nevezünk: a Föld mozdulatlanságának hívei által felhozott gyakori ellenvetésre, amely abban a megfigyelésben áll, hogy a sírok merőlegesen esnek a Föld felszínére, nem pedig ferdén, ahogyan annak látszólag történnie kellene, ha a Föld mozogna, Galilei a hajó tapasztalatával válaszol, amelyben akár egyenletes mozgásban van, akár mozdulatlanul áll, a zuhanás jelenségei vagy általában a benne lévő testek mozgása pontosan ugyanúgy történik, mert „a hajó egyetemes mozgása, mivel a levegővel és mindazokkal a dolgokkal, amelyek benne vannak, közölve van, és nem ellentétes e dolgok természetes hajlamával, kitörölhetetlenül megmarad bennük”.

Ugyanebben az évben, 1624-ben Galilei elkezdte új művét, a Párbeszédet, amely a beszélgetőpartnerek különböző nézeteinek összehasonlításával lehetővé teszi számára, hogy a kozmológia különböző aktuális elméleteit, köztük Kopernikuszét is kifejtse, anélkül, hogy bármelyik mellett személyes elkötelezettséget mutatna. Egészségügyi és családi okok miatt a mű megírása 1630-ig elhúzódott: testvére, Michelangelo nagy családjáról kellett gondoskodnia, míg fia, Vincenzio, aki 1628-ban Pisában szerzett jogi diplomát, a következő évben feleségül vette Sestilia Bocchinerit, Ferdinánd herceg egyik titkárának, Geri Bocchinerinek és Alessandrának a nővérét. Hogy teljesítse lánya, Maria Celeste, egy Arcetriben élő apáca kívánságát, hogy közelebb kerüljön hozzá, kibérelte a kolostor közelében lévő „Il Gioiello” nevű kis villát. Az egyházi impresszum megszerzéséhez szükséges sok viszontagság után a mű 1632-ben jelent meg.

A Párbeszédben a két fő összehasonlított rendszer a ptolemaioszi és a kopernikuszi (Galilei tehát kizárja a vitából Tycho Brahe új keletű hipotézisét), és három főszereplő van: ketten valós személyek, Galilei barátai, akik akkor már halottak voltak, a firenzei Filippo Salviati (1582-1614) és a velencei Gianfrancesco Sagredo (1571-1620), akiknek házában a beszélgetések állítólag zajlanak, míg a harmadik főszereplő Simplicio, egy kitalált figura, akinek neve Arisztotelész egyik ismert, ókori kommentátorára emlékeztet, és egyben tudományos egyszerűségére is utal. Ő a ptolemaioszi rendszer támogatója, míg a kopernikuszi ellenzéket Salviati és – semlegesebb szerepet játszva – Sagredo támogatja, aki végül a kopernikuszi hipotézissel szimpatizál.

A Dialógus sok dicséretet kapott, többek között Benedetto Castellitől, Fulgenzio Micanziótól, Paolo Sarpi munkatársától és életrajzírójától, valamint Tommaso Campanellától, de 1632 augusztusában már arról szóltak a hírek, hogy a könyvet be fogják tiltani: július 25-én Niccolò Riccardi, a Szent Palota ura levélben közölte Clemente Egidi firenzei inkvizítorral, hogy a pápa elrendelte a könyv kiadásának tilalmát, augusztus 7-én pedig arra kérte őt, hogy nyomozza ki a már eladott példányokat és kobozza el azokat. Szeptember 5-én Francesco Niccolini firenzei követ szerint a feldühödött pápa azzal vádolta Galileit, hogy megtévesztette a mű kiadását engedélyező minisztereket. VIII. Urbán neheztelését fejezte ki amiatt, hogy egyik tézisét szerinte ügyetlenül kezelték és nevetség tárgyává tették. Az árapályok elméletét megvitatva, amelyet a kopernikuszi Salviati támogatott – és amely a Föld mozgékonyságának végleges bizonyítékának számított – Simplicio „egy nagyon szilárd tanítást terjesztett elő, amelyet már egy igen tanult és kiváló személytől tanultam, és amelyhez csendben kell maradni” (egyértelmű utalás Urbanra), miszerint Isten „végtelen bölcsességének és hatalmának” köszönhetően nagyon különböző módon okozhatta az árapályokat, és nem lehetett biztos, hogy a Salviati által javasolt az egyetlen helyes. Most, eltekintve attól a ténytől, hogy Galilei árapály-elmélete téves volt, Salviati ironikus megjegyzése, amelyben Simplicio javaslatát „csodálatra méltó és valóban angyali tanításnak” nevezte, felháborítónak tűnhetett. Végül a mű azzal az állítással zárult, hogy az embereknek „szabad vitatkozniuk a világ alkotmányáról”, feltéve, hogy nem „találják a művet Isten által alkotottnak”. Ez a következtetés nem volt más, mint egy diplomáciai trükk, hogy nyomtatásba kerüljön. Ez feldühítette a pápát. Szeptember 23-án a római inkvizíció felkérte a firenzei inkvizíciót, hogy értesítse Galileit arról, hogy októberig meg kell jelennie Rómában a Szent Hivatal főbiztosa előtt. Galilei, részben betegsége miatt, részben pedig azért, mert remélte, hogy az ügyet valamilyen módon a per megnyitása nélkül is el lehet intézni, három hónapig halogatta az indulását. 1633. január 20-án a Szent Hivatal fenyegető követelésével szembesülve egy hordágyon Rómába utazott.

A tárgyalás április 12-én kezdődött Galilei első kihallgatásával, akinek az inkvizítori biztos, a dominikánus Vincenzo Maculano azt állította, hogy 1616. február 26-án kapott egy „parancsolatot”, amelyben Bellarmino bíboros felszólította, hogy hagyjon fel a kopernikuszi elmélettel, ne támogassa azt semmilyen módon, és ne tanítsa. A kihallgatás során Galilei tagadta, hogy bármit is tudott volna a tanításról, és azt állította, hogy nem emlékszik arra, hogy Bellarmine kijelentése tartalmazta a quovis modo (bármilyen módon) és a nec docere (ne taníts) szavakat. Az inkvizítor kérdésére Galilei nemcsak azt ismerte el, hogy nem mondott „semmit a fent említett parancsolatról”, hanem odáig ment, hogy azt állította, hogy „az említett könyvben Kopernikusz véleményének az ellenkezőjét mutatom be, és hogy Kopernikusz indoklása érvénytelen és nem meggyőző”. Az első kihallgatás végén Galileit, „bár nagyon szigorú felügyelet alatt”, az inkvizíció épületének három szobájában tartották fogva, „bőséges és szabad mozgási lehetőséggel”.

Június 22-én, Galilei utolsó kihallgatásának másnapján, a Santa Maria sopra Minerva domonkos kolostor káptalanjában, Galilei jelenlétében és térdelve, Felice Centini, Guido Bentivoglio, Desiderio Scaglia, Antonio Barberini, Berlinghiero Gessi bíborosok hozták meg az ítéletet, Fabrizio Verospi és Marzio Ginetti, „általános inkvizítorok az eretnek pravoszlávok ellen”, összefoglalva a Galilei és az egyház tanítása közötti konfliktus hosszú történetét, amely 1615-ben kezdődött a Napfoltokról című könyvvel és a teológusok 1616-os ellenállásával a kopernikuszi modellel szemben. A mondat ezután azt állította, hogy az 1616 februárjában kapott dokumentum hatékony figyelmeztetés volt arra, hogy ne védje és ne tanítsa a kopernikuszi elméletet.

Az „őszinte szívvel és őszinte hittel” történő önmegtagadást előírva és a Párbeszédet megtiltva Galileit „belátásunk szerint formális börtönbüntetésre” és a hét bűnbánati zsoltár heti recitálásának „üdvös büntetésére” ítélték három éven át, fenntartva az inkvizíciónak a jogot, hogy „mérsékelje, megváltoztassa vagy részben vagy egészben eltörölje” a büntetéseket és a penitenciákat.

Ha Galilei legendás mondata, az „E pur si muove”, amelyet közvetlenül a lemondása után mondott, arra utal, hogy sértetlenül meg volt győződve a kopernikuszi modell érvényességéről, akkor a per befejezése a tények szigorú megfigyelésén és kísérleti ellenőrzésén alapuló új tudományos módszertan terjesztésére irányuló programjának vereségét jelentette – szemben a régi tudománnyal, amely „a tapasztalatokat úgy állítja elő, ahogyan azok létrejöttek és megfelelnek az igényeinek, anélkül, hogy valaha is létrejöttek vagy megfigyelték volna őket” – és a józan ész előítéleteivel szemben, amely gyakran arra késztet, hogy bármilyen látszatot valósnak higgyünk: a tudományos megújulás programja, amely arra tanított, hogy „ne bízzunk többé a tekintélyben, a hagyományban és a józan észben”, amely „gondolkodni akart tanítani”.

Az utolsó évek (1633-1642)

Az ítélet a Szent Hivatal belátása szerinti börtönbüntetést és a bűnbánati zsoltárok heti egyszeri recitálásának kötelezettségét tartalmazta három éven át. A szó szerinti szigor a gyakorlatban enyhült: a bebörtönzés öt hónapos kényszerű tartózkodásból állt, amelyet a toszkánai nagyherceg követének, Pietro Niccolininek római rezidenciáján, Trinità dei Montiban, majd onnan Ascanio Piccolomini érsek sienai házában töltött, utóbbi kérésére. Ami a bűnbánati zsoltárokat illeti, Galilei megbízta lányát, Maria Celeste kolostori apácát, hogy az egyház jóváhagyásával szavalja azokat. Sienában Piccolomini kedveskedett Galileinek azzal, hogy lehetővé tette számára, hogy találkozzon a város személyiségeivel és megvitassa a tudományos kérdéseket. Az érsek és maga Galilei cselekedeteit elítélő névtelen levelet követően a Szent Hivatal, elfogadva Galilei korábbi kérését, a tudós Arcetri vidékén lévő, elszigetelt villájába („Il Gioiello”) záratta őt. Az 1633. december 1-jén kelt parancsban Galileit arra utasították, hogy „maradjon egyedül, ne hívjon és ne fogadjon senkit, az Őszentsége belátása szerinti ideig”. Csak családtagjai látogathatták meg, előzetes engedéllyel: ezért is volt különösen fájdalmas számára, hogy 1634. április 2-án elvesztette lányát, Maria Celeste nővért, az egyetlen olyan személyt, akivel kapcsolatot tartott fenn.

Ennek ellenére képes volt levelezést folytatni barátaival és tisztelőivel, még Itálián kívül is: 1634. március 7-én Elia Diodatinak Párizsba írt, és azzal vigasztalta magát szerencsétlensége miatt, hogy „az irigység és a rosszindulat ármánykodott ellenem”, azzal a megfontolással, hogy „a gyalázat az árulókra és a tudatlanság legmagasztosabb fokán álló emberekre esik”. Diodati értesült arról a latin fordításról, amelyet Matthias Bernegger készített Strasbourgban a Dialógusról, és beszámolt neki „egy bizonyos Antonio Roccóról, egy nagyon tiszta peripatetikusról, aki nagyon távol áll attól, hogy bármit is értsen akár a matematikából, akár a csillagászatból”, aki „mordacità e contumelie”-t írt ellene Velencében. Ebből és más levelekből kiderül, hogy Galilei milyen kevéssé tagadta meg kopernikuszi hitét.

1633-as pere után Galilei megírta és 1638-ban Hollandiában kiadta Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze című, a mechanikára és a helyi mozgásokra vonatkozó nagy tudományos értekezését, amelynek köszönhetően őt tartják a modern tudomány atyjának. A párbeszéd négy napon keresztül zajlik, és ugyanaz a három főszereplő vesz részt rajta, mint az előző Párbeszéd a legnagyobb rendszerekről című rendezvényen (Sagredo, Salviati és Simplicio).

Az első napon Galilei az anyagok ellenállásával foglalkozott: az eltérő ellenállásnak az adott anyag szerkezetéhez kell kapcsolódnia, és Galilei, anélkül, hogy azt állította volna, hogy a probléma magyarázatára jutott volna, Démokritosz atomista értelmezésével foglalkozott, és azt olyan hipotézisnek tekintette, amely képes a fizikai jelenségek magyarázatára. Különösen a vákuum létezésének lehetőségét, ahogyan azt Démokritosz elképzelte, komoly tudományos hipotézisnek tekintették, és vákuumban – azaz mindenféle ellenállás hiányában – Galilei joggal állította, hogy minden test „egyenlő sebességgel ereszkedik”, szemben a korabeli tudományokkal, amelyek úgy vélték, hogy a mozgás vákuumban lehetetlen.

Miután a második napon a statikával és a karral foglalkozott, a harmadik és negyedik napon a dinamikával foglalkozott, megállapítva az egyenletes mozgás, a természetesen gyorsuló mozgás és az egyenletesen gyorsuló mozgás törvényeit, valamint az inga lengéseit.

Élete utolsó éveiben Galilei szeretetteljes levelezést folytatott Alessandra Bocchinerivel. 1629-ben a pratói Bocchineri család Alessandra nővérét, Sestiliát adta férjhez Galilei fiához, Vincenzióhoz.

Amikor Galilei 1630-ban megismerkedett az immár 66 éves Alessandrával, az asszony 33 éves volt, aki a bécsi udvarban Eleonora Gonzaga császárnő udvarhölgyeként kifinomult és fejlett intelligenciával rendelkezett, ahol megismerkedett Giovanni Francesco Buonamicival, egy fontos diplomatával, aki Galilei jó barátja lett, és feleségül ment hozzá.

Levelezésük során Alessandra és Galilei számos találkozási meghívást váltottak, és Galilei nem mulasztotta el dicsérni a nő intelligenciáját, mivel „olyan ritka az olyan nő, aki olyan értelmesen beszél, mint ő”. Vaksága és romló egészségi állapota miatt a firenzei tudós néha kénytelen volt visszautasítani a meghívásokat, „nemcsak a sok gyengélkedés miatt, amely ebben a nagyon súlyos koromban nyomaszt, hanem azért is, mert még mindig börtönben lévőnek tartanak, azokért az okokért, amelyek jól ismertek”.

Az 1641. december 20-án Alessandrának küldött utolsó, „nem szándékos rövidségű” levél 19 nappal később, 1642. január 8-án éjjel Arcetriben, Viviani és Torricelli közreműködésével bekövetkezett Galilei halálát előzte meg.

A halál után

Galileit a firenzei Santa Croce-bazilikában temették el más nagyságokkal, például Machiavellivel és Michelangelóval együtt, de a tanítványai által kívánt „magasztos és pazar letétet” nem sikerült felhúzni, mert január 25-én Urban VIII. unokaöccse, Francesco Barberini bíboros VIII, írt Giovanni Muzzarelli firenzei inkvizítornak, hogy „adja át a nagyherceg fülébe, hogy nem jó mauzóleumokat építeni annak a holttestének, aki a Szent Inkvizíció törvényszékén büntetésen volt, és meghalt, amíg a bűnbánat tartott”; A sírfeliratban vagy a sírba helyezendő feliratban nem szerepelhetnek olyan szavak, amelyek sérthetik a Bíróság jó hírnevét. Ugyanezt a figyelmeztetést kell adni azoknak is, akik a gyászbeszédet mondják”.

Az egyház Galilei tanítványait is szemmel tartotta: amikor azok létrehozták az Accademia del Cimento-t, az egyház közbelépett a nagyhercegnél, és az Accademia 1667-ben feloszlott. Galileo Galilei tiszteletére csak 1737-ben állítottak síremléket a Santa Croce-ban, amelyet Ugo Foscolo celebrált.

A galileai tanítás a két igazságról

Galilei, aki meg volt győződve a kopernikuszi kozmológia helyességéről, tisztában volt azzal, hogy az ellentmond a bibliai szövegnek és az egyházatyák hagyományának, akik a világegyetem geocentrikus felfogását vallották. Mivel az egyház a Szentírást a Szentlélek által ihletettnek tekintette, a heliocentrikus elméletet – az ellenkező bizonyításáig – csak egyszerű hipotézisként (ex suppositione) vagy matematikai modellként lehetett elfogadni, amelynek semmi köze az égitestek valós helyzetéhez. Pontosan ezen feltétel alapján Kopernikusz De revolutionibus orbium coelestium című művét az egyházi hatóságok nem ítélték el, és legalább 1616-ig nem említették a tiltott könyvek jegyzékében.

Galilei, aki katolikus értelmiségi volt, 1613. december 21-én Benedetto Castelli atyának írt levelével kapcsolódott be a tudomány és a hit kapcsolatáról szóló vitába. A kopernikuszi modellt azzal védte, hogy két igazság létezik, amelyek nem feltétlenül ellentmondanak egymásnak, vagy nem állnak egymással szemben. A Biblia kétségtelenül isteni ihletettségű és a Szentlélek szent szövege, de mégis a történelem egy adott pillanatában íródott azzal a céllal, hogy az olvasót az igaz vallás megértéséhez vezesse. Ezért, amint azt már számos exegéta, köztük Luther és Kepler is állította, a Biblia tényeit szükségszerűen úgy írták meg, hogy azokat a régiek és a hétköznapi emberek is megérthessék. Ezért szükséges megkülönböztetni, ahogyan már Hippói Ágoston is érvelt, a megfelelően vallásos üzenetet a tények, epizódok és szereplők történeti vonatkozású és elkerülhetetlenül narratív és didaktikus leírásától:

A jól ismert bibliai epizódot, amikor Józsué kérte Istent, hogy állítsa meg a Napot, hogy meghosszabbítsa a napot, egyházi körökben a geocentrikus rendszer alátámasztására használták. Galilei viszont azzal érvelt, hogy ez nem hosszabbítja meg a napot, mivel a ptolemaioszi rendszerben a napszakos forgás (nap

Galilei számára a Szentírás Istennel foglalkozik; a természet vizsgálatának módszerét az „értelmes tapasztalatokra” és a „szükséges bizonyításokra” kell alapozni. A Biblia és a természet nem mondhat ellent egymásnak, mert mindkettő Istentől származik. Következésképpen, bármilyen nyilvánvaló ellentmondás esetén nem a tudománynak kell visszalépnie, hanem a szent szöveg értelmezőinek kell a felszínes jelentésen túlra tekintenie. Más szóval, ahogyan Andrea Battistini Galilei tudós kifejti, „a bibliai szöveg csak „a közönséges ember hétköznapi módjának” felel meg, azaz nem a „műértők” képességeihez, hanem az átlagember kognitív korlátaihoz alkalmazkodik, így a mondatok mélyebb értelmét egyfajta allegóriával fedi el. A tudomány és a teológia kapcsolatát illetően híres mondása: „egy legmagasabb rangú egyházi személy által értve a Szentlélek szándéka az, hogy megtanítson minket arra, hogyan juthatunk a mennybe, és nem arra, hogyan juthatunk a mennybe”, amelyet általában Cesare Baronio bíborosnak tulajdonítanak. Meg kell jegyezni, hogy e kritériumot alkalmazva Galilei nem használhatta volna a Józsué bibliai szakaszát arra, hogy a szent szöveg és a kopernikuszi rendszer közötti állítólagos egyezést, valamint a Biblia és a ptolemaioszi modell közötti állítólagos ellentmondást bizonyítsa. Az első a Biblia, amely a „közönséges ember” számára érthető nyelven íródott, és amely alapvetően üdvözítő és lélekmegváltó értékkel bír, ezért a benne leírt természeti jelenségekre vonatkozó kijelentések gondos értelmezését igényli. A második „ez a nagyon nagy könyv, amely folyamatosan nyitva van a szemünk előtt (én azt mondom, a világegyetem), amelyet a tudományos racionalitás szerint kell olvasni, és nem szabad az első után másodlagosnak tekinteni, hanem ahhoz, hogy helyesen értelmezzük, azokkal az eszközökkel kell tanulmányozni, amelyekkel ugyanaz a Biblia Istene ruházott fel minket: érzékekkel, beszéddel és értelemmel:

Ismét 1615-ben, Christine lotaringiai nagyhercegnőnek írt levelében arra a kérdésre, hogy a teológiát még mindig a tudományok királynőjének lehet-e tekinteni, Galilei azt válaszolta, hogy a teológia tárgya miatt elsődleges fontosságú, de a teológia nem tarthat igényt arra, hogy ítéleteket mondjon a tudomány igazságainak területén. Ellenkezőleg, ha egy bizonyos tudományosan bizonyított tény vagy jelenség nem egyezik a szent szövegekkel, akkor ezeket az új eredmények és felfedezések fényében újra kell olvasni.

A két igazság galileai tanítása szerint végső soron nem lehet nézeteltérés az igaz tudomány és az igaz hit között, mivel definíció szerint mindkettő igaz. A természeti tényekkel kapcsolatos nyilvánvaló ellentmondás esetén azonban a szent szöveg értelmezését módosítani kell, hogy összhangba kerüljön a legújabb tudományos ismeretekkel.

Az egyház álláspontja ebben a kérdésben nem különbözött lényegesen Galileiétől: sokkal óvatosabban, de még a katolikus egyház is elismerte, hogy az új tények és az új, szilárdan bizonyított ismeretek fényében felül kell vizsgálni a szentírások értelmezését. A kopernikuszi rendszer esetében azonban Robert Bellarmine bíboros és sok más katolikus teológus ésszerűen érvelt amellett, hogy nincs meggyőző bizonyíték a rendszer mellett:

Másrészt a csillagparallaxis (amelyet a Földnek az állócsillagok égboltjához viszonyított elmozdulásának hatásaként kellett volna megfigyelni) nem sikerült megfigyelni az akkor rendelkezésre álló műszerekkel, ami a heliocentrikus elmélet ellen szólt. Ebben az összefüggésben az egyház tehát elismerte, hogy a kopernikuszi modellről csak ex suppositione (mint matematikai hipotézisről) beszéltek. Az, hogy Galilei ex professo (tudva és hozzáértően, tudatosan és szándékosan) védelmezte a kopernikuszi elméletet, mint a Naprendszer és az égitestek pályáinak valós fizikai leírását, elkerülhetetlenül ütközött a katolikus egyház hivatalos álláspontjával. Galilei szerint a kopernikuszi elméletet nem lehetett egyszerű matematikai hipotézisnek tekinteni, már csak azért sem, mert ez volt az egyetlen tökéletesen pontos magyarázat, és nem használta az excentrikus és epiciklusok által alkotott „abszurditásokat”. Valójában, ellentétben az akkori állításokkal, ahhoz, hogy a Ptolemaiosz rendszeréhez hasonló pontosságot tudjon elérni, Kopernikusznak több excentrikus és epiciklusra volt szüksége, mint amennyit Ptolemaiosz használt. Ez utóbbiak pontos száma kezdetben 34 (a rendszer első, a Commentariolusban található kifejtésében), de Koestler számításai szerint a De revolutionibusban eléri a 48-at. A ptolemaioszi rendszer azonban nem 80-at használt, ahogyan azt Kopernikusz állította, hanem csak 40-et, Peurbach 1453-as, a ptolemaioszi rendszer aktualizált változata szerint. A tudománytörténész Dijksterhuis további adatokkal szolgál, szerinte a kopernikuszi rendszer csak öt „körrel” kevesebbet használt, mint a ptolemaioszi. Az egyetlen lényeges különbség tehát kizárólag abban állt, hogy a kopernikuszi elméletben nincsenek egyenlőségjelek. A már említett Koestler azon tűnődött, hogy ez a téves megítélés vajon annak köszönhető-e, hogy Galilei nem olvasta el Kopernikusz művét, vagy pedig szellemi tisztességtelenségének. Ez az ellenállás vezetett először a De revolutionibus indexre kerüléséhez, végül pedig sok évvel később Galileo Galilei 1633-as peréhez, amely „eretnekség heves gyanújával” történő elítélésével és csillagászati elképzeléseinek kényszerű megtagadásával végződött.

Rehabilitáció a katolikus egyház által

A Galilei elítélésének történelmi, jogi és erkölcsi megítélésén túlmenően a per középpontjában álló ismeretelméleti és bibliai hermeneutikai kérdések számtalan modern gondolkodót foglalkoztattak, akik gyakran hivatkoztak a Galilei-ügyre, hogy – néha szándékosan paradox módon – példázzák az e kérdésekről alkotott gondolataikat. Paul Feyerabend osztrák filozófus, az ismeretelméleti anarchia szószólója például így érvelt:

Ezt a provokációt később Card is átvette. Joseph Ratzinger, ami ellenvetéseket váltott ki a közvéleményből. De a valódi cél, amiért Feyerabend ezt a provokatív kijelentést tette, „csak az volt, hogy megmutassa azoknak az ellentmondását, akik helyeslik Galileit és elítélik az egyházat, de aztán ugyanolyan szigorúan viszonyulnak kortársaik munkájához, mint az egyház Galilei idejében”.

A következő évszázadokban az egyház megváltoztatta álláspontját Galileivel szemben: 1734-ben a Szent Hivatal engedélyezte, hogy tiszteletére mauzóleumot állítsanak a firenzei Santa Croce templomban; 1757-ben XIV. Benedek levette az indexről a Föld mozgását tanító könyveket, és ezzel hivatalossá tette azt, amit VII. Sándor pápa már 1664-ben megtett az 1616-os dekrétum visszavonásával.

A Föld mozgásának és a Nap mozdulatlanságának tanítására a végső engedélyt a Szent Inkvizíciós Kongregáció rendelete adta meg, amelyet VII. Pius pápa 1822. szeptember 25-én hagyott jóvá.

Különösen jelentős a brit teológus és bíboros, John Henry Newman 1855-ös hozzájárulása, néhány évvel azután, hogy a heliocentrizmus tanítását minősítették, és amikor Newton gravitációs elméletei már megalapozottak és kísérletileg bizonyítottak voltak. A teológus először is összefoglalja a heliocentrizmusnak a Szentíráshoz való viszonyát:

Érdekes, ahogy a bíboros a Galilei-ügyet az egyház isteni eredetének megerősítéseként, nem pedig tagadásaként értelmezi:

1968-ban VI. Pál pápa kezdeményezte a per felülvizsgálatát, és azzal a szándékkal, hogy véglegesen lezárja ezeket a vitákat, II. János Pál pápa 1981. július 3-án interdiszciplináris kutatásra szólított fel Galileinek az egyházzal való nehéz viszonyát illetően, és pápai bizottságot hozott létre a 16. és 17. századi ptolemaioszi-kopernikuszi vita tanulmányozására, amelynek a Galilei-ügy is része. A pápa 1979. november 10-i beszédében, amelyben bejelentette a bizottság felállítását, elismerte, hogy „Galileinek sokat kellett szenvednie, ezt nem titkolhatjuk el az egyház emberei és szervei előtt”.

Tizenhárom évnyi vita után, 1992. október 31-én az egyház eltörölte a formálisan még mindig fennálló elítélést, és tisztázta a Galileo Galilei tudományos-teológiai kérdésének értelmezését, elismerve, hogy Galileo Galilei elítélése annak köszönhető, hogy mindkét fél makacsul nem akarta saját elméleteiket pusztán kísérletileg nem bizonyított hipotéziseknek tekinteni, és, másrészt az őt elítélő teológusok „éleslátásának”, azaz intelligenciájának és előrelátásának hiányára, akik képtelenek voltak elgondolkodni a Szentírás értelmezésének saját szempontjain, és akik sok szenvedést okoztak a tudósnak. Ahogy II:

„A középkor és a reneszánsz tudományos gondolkodásának története, amelyet most kezdünk egy kicsit jobban megérteni, két korszakra osztható, vagy inkább, mivel az időrendi sorrend csak nagyon nagyjából felel meg ennek a felosztásnak, nagyjából három szakaszra vagy korszakra osztható, amelyek egymás után három különböző gondolkodási áramlatnak felelnek meg: először az arisztotelészi fizika; aztán a lendület fizikája, amelyet – mint minden mást – a görögök kezdtek el, és a 14. századi párizsi nominalisták áramlata dolgozott ki; és végül a modern fizika, az archimédeszi és a galilei fizika. „

Galilei kísérletek által vezérelt fő felfedezései közé tartozott a relativitáselmélet kezdeti fizikai megközelítése, amelyet később Galilei relativitáselméletének neveztek el, a Jupiter négy fő holdjának, az úgynevezett Galilei-szatellitek (Io, Európa, Ganümédész és Kallisto) felfedezése, valamint a tehetetlenség elvének – bár részleges – megismerése.

Tanulmányozta a testek zuhanó mozgását is, és a ferde síkok mentén történő mozgásokról elmélkedve felfedezte a „minimális idő” problémáját az anyagi testek esése során, és különböző pályákat tanulmányozott, köztük a parabolaspirált és a cikloidát.

Matematikai kutatásainak részeként a végtelen tulajdonságait Galilei híres paradoxonának bevezetésével közelítette meg. 1640-ben Galilei arra ösztönözte tanítványát, Bonaventura Cavalierit, hogy fejlessze tovább mesterének és másoknak a geometriával kapcsolatos elképzeléseit az oszthatatlanok módszerével a területek és térfogatok meghatározására: ez a módszer alapvető lépés volt az infinitezimális számítás kifejlesztésében.

A modern tudomány születése

Galileo Galilei a matematikai nyelven megfogalmazott tudományos módszer megalapozásának egyik vezető alakja volt, aki a természet törvényeinek vizsgálatához a kísérletet tette meg alapvető eszköznek, szemben az arisztotelészi hagyománnyal és a kozmosz minőségi elemzésével:

Már a napfoltvitával kapcsolatban 1611-ben Welser Márkhoz írt harmadik levelében Galilei feltette magának a kérdést, hogy mit akar megismerni az ember a keresésében.

És még egyszer: a tudás alatt a jelenségek első elveinek megismerését értjük, vagy azt, hogy hogyan alakulnak ki?

Az alapvető első elvek keresése tehát kérdések végtelen sorát vonja maga után, mert minden egyes válasz új kérdést vet fel: ha megkérdeznénk magunktól, hogy mi a felhők anyaga, az első válasz az lenne, hogy vízgőz, de aztán meg kellene kérdeznünk, hogy mi ez a jelenség, és azt kellene válaszolnunk, hogy víz, hogy rögtön utána megkérdezzük magunktól, hogy mi a víz, és azt válaszolnánk, hogy az a folyadék, ami a folyókban folyik, de ez a „víz híre” csak „közelebbi és több érzékszervtől függő”, különböző sajátos információkban gazdagabb, de bizonyosan nem hoz ismereteket a felhők anyagáról, amelyről pontosan annyit tudunk, mint korábban. Ha viszont meg akarjuk érteni az „affektusokat”, a testek sajátos tulajdonságait, akkor megismerhetjük azokat mind a tőlünk távoli testekben, mint például a felhőkben, mind a közelebbiekben, mint például a vízben.

A természet tanulmányozását tehát másként kell értelmezni. „Minden peripatetikus apróság szigorú védelmezői”, akik Arisztotelész kultuszában nevelkedtek, úgy vélik, hogy „a filozofálás nem más, és nem is lehet más, mint egy nagy gyakorlat Arisztotelész szövegei felett”, amelyet elméleteik egyetlen bizonyítékaként hoznak fel. És nem kívánván „soha többé szemüket e lapokról felemelni”, nem hajlandók „a világ e nagy könyvét” (vagyis a jelenségek közvetlen megfigyeléséből) olvasni, mintha „a természet írta volna, hogy ne más olvassa, mint Arisztotelész, és hogy az ő szemei lássák az egész utókor számára”.

A tudományos módszer alapja tehát az esszencializmus elutasítása és az a döntés, hogy a jelenségeknek csak a mennyiségi aspektusát ragadjuk meg abban a meggyőződésben, hogy a jelenségek méréssel számokká alakíthatók, így egy matematikai típusú tudással rendelkezünk, amely az egyetlen tökéletes tudás az ember számára, aki fokozatosan, érvelés útján jut el hozzá, hogy egyenlő legyen ugyanazzal a tökéletes isteni tudással, amely teljesen és intuitív módon rendelkezik vele:

A Galilei-módszernek tehát két fő szempontból kell állnia:

A Galilei-módszer természetét összefoglalva Rodolfo Mondolfo végül hozzáteszi, hogy:

Ez a Galilei-módszer eredetisége: a tapasztalat és az ész, az indukció és a dedukció, a jelenségek pontos megfigyelése és a hipotézisek kidolgozása összekapcsolása, és mindez nem elvontan, hanem a valós jelenségek tanulmányozásával és a megfelelő technikai eszközök használatával.

Galilei hozzájárulása a tudomány nyelvéhez alapvető volt, mind a matematika, mind pedig különösen a fizika területén. A ma is használatos ágazati nyelvezet nagy része ebben a tudományágban is a pisai tudós sajátos választásaiból ered. Különösen Galilei írásaiban számos szó a köznyelvből származik, és „technifikációnak” vetik alá őket, azaz sajátos és új jelentést tulajdonítanak nekik (ez tehát a szemantikai neologizmus egy formája). Ez a helyzet az „erő” (bár nem a newtoni értelemben vett), a „sebesség”, a „lendület”, az „impulzus”, a „forgáspont”, a „rugó” (a mechanikus eszköz, de a „rugalmas erő” is), a „dörzsölés”, a „terminátor”, a „szalag” esetében.

Arra, ahogyan Galilei a geometriai tárgyakat megnevezi, példa a Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Beszédek és matematikai demonstrációk két új tudományról) című művének egy szakasza:

Mint látható, a szövegben a szakterminológia („félgömb”, „kúp”, „henger”) mellett egy hétköznapi tárgyat jelölő kifejezés, nevezetesen a „tál” használata is megjelenik.

Fizika, matematika és filozófia

Galileo Galilei alakjára a történelemben a természet tudományos elemzésének alapjairól és eszközeiről szóló elmélkedései miatt is emlékeznek. Híres metafora a The Assayer című művében, amelyben a matematikát úgy definiálja, mint azt a nyelvet, amelyen a természet könyve íródott:

Ebben a szövegben Galilei összekapcsolja a „matematika”, a „filozófia” és a „világegyetem” szavakat, és ezzel hosszú vitát indított el a tudományfilozófusok között arról, hogy miként értette és kapcsolta össze ezeket a fogalmakat. Például amit Galilei itt „világegyetemnek” nevez, azt modern értelemben „fizikai valóságnak” vagy „fizikai világnak” kell érteni, mivel Galilei a matematikailag megismerhető anyagi világra utal. Tehát nemcsak a galaxisok halmazaként értelmezett világegyetem egészére, hanem annak bármely élettelen részére vagy részhalmazára is. A „természet” kifejezés másrészt magában foglalná a biológiai világot is, amelyet Galilei a fizikai valóság vizsgálatából kizárt.

Ami a világegyetemet illeti, Galilei, bár bizonytalanul, de úgy tűnik, hogy a végtelenség tézise felé hajlik:

Nem foglal egyértelmű állást a világegyetem végességének vagy végtelenségének kérdésében; azonban, ahogy Rossi érvel, „egyetlen okból hajlik a végtelenség tézise felé: a felfoghatatlanságot könnyebb a felfoghatatlan végtelenre vonatkoztatni, mint a végesre, ami nem felfogható”.

Galilei azonban – talán óvatosságból – soha nem foglalkozott kifejezetten Giordano Bruno tanításával, amely szerint a világegyetem korlátlan és végtelen, központ nélküli, és végtelen világokból áll, beleértve a Földet és a Napot is, amelyeknek nincs kozmogóniai elsőbbsége. A pisai tudós nem vesz részt a világegyetem végességéről vagy végtelenségéről szóló vitában, és kijelenti, hogy véleménye szerint a kérdés megoldhatatlan. Ha úgy tűnik, hogy a végtelenség hipotézise felé hajlik, akkor ezt filozófiai alapon teszi, mert – érvelése szerint – a végtelen a felfoghatatlanság tárgya, míg a véges a felfoghatóság határain belül van.

Galilei matematikája és természetfilozófiája közötti kapcsolatot, a dedukció kontra indukció szerepét kutatásaiban számos filozófus az Arisztotelész és Platón közötti szembenállásra, az archimédeszi felfogással az ókori görög hagyomány helyreállítására vagy akár a kísérleti módszer 17. századi fejlődésének kezdetére utalt.

A kérdést Ernest Addison Moody (1903-1975) középkori filozófus fogalmazta meg olyan jól:

Galilei akkor élt, amikor a platonizmus eszméi ismét elterjedtek Európában és Olaszországban, és valószínűleg emiatt is azonosította a matematika szimbólumait a geometriai egységekkel, nem pedig a számokkal. Az arab világból származó algebra használata a geometriai összefüggések kimutatására még mindig nem volt eléggé fejlett, és csak Leibniz és Isaac Newton révén vált a differenciálszámítás a klasszikus mechanika tanulmányozásának alapjává. Galilei valójában geometriai összefüggéseket és hasonlóságokat használt fel a zuhanó testek törvényének bizonyítására.

Egyrészt néhány filozófus, például Alexandre Koyré, Ernst Cassirer és Edwin Arthur Burtt (1892-1989) számára a kísérletezés kétségtelenül fontos volt Galilei tanulmányaiban, és pozitív szerepet játszott a modern tudomány fejlődésében is. Maga a kísérletezés, mint a természet szisztematikus tanulmányozása, olyan nyelvet igényel, amellyel kérdéseket lehet megfogalmazni és a kapott válaszokat értelmezni. Egy ilyen nyelv keresése olyan probléma volt, amely már Platón és Arisztotelész kora óta foglalkoztatta a filozófusokat, különösen a matematikának a természettudományok tanulmányozásában betöltött nem triviális szerepe miatt. Galilei pontos és tökéletes geometriai ábrákra támaszkodik, amelyeket a valóságban soha nem lehet megfeleltetni, legfeljebb durva közelítésként.

Ma a modern fizikában a matematikát a valós világ modelljeinek megalkotására használják, de Galilei idejében ez a megközelítés korántsem volt magától értetődő. Koyré szerint Galilei számára a matematika nyelve lehetővé tette, hogy a priori kérdéseket fogalmazzon meg, még mielőtt szembesült volna a tapasztalattal, és ezzel magát a természet jellemzőinek kísérletek útján történő keresését irányította. Ebből a szempontból Galilei tehát a platóni és püthagoreus hagyományt követné, ahol a matematikai elmélet megelőzi a tapasztalatot, és nem az érzékelhető világra vonatkozik, hanem annak belső természetét fejezi ki.

Más Galilei-kutatók, például Stillman Drake, Pierre Duhem és John Herman Randall Jr. azonban hangsúlyozták Galilei gondolkodásának újszerűségét a klasszikus platóni filozófiához képest. A matematika az Assayer-metaforában egy nyelv, és nem közvetlenül a világegyetem vagy a filozófia, hanem inkább az érzékelhető világ elemzésének eszköze, amelyet a platonisták illuzórikusnak tekintettek. Galilei metaforájának középpontjában a nyelv állna, de kutatásának valódi célja maga a világegyetem. Drake szerint Galilei így végleg elhatárolódik a platóni felfogástól és filozófiától, de anélkül, hogy megközelítené az arisztotelészi filozófiát, ahogy Pierre Duhem állítja, aki szerint Galilei tudománya a középkori gondolkodásban gyökerezik. Másrészt az arisztotelésziánusok által a tudománya ellen indított heves támadások miatt nehéz Galileit közéjük tartozónak tekinteni. Így Drake szerint Galilei „nem törődött azzal, hogy filozófiát fogalmazzon meg”, és Beszédeinek harmadik napján a filozófiai fogalmakra utalva kijelenti: „Hasonló mély elmélkedéseket várnak a miénknél magasabb tanoktól; és elég, ha mi vagyunk azok a kevésbé méltó mesteremberek, akik a márványt feltárják és kihúzzák a bélésekből, amelyekben illusztris szobrászok aztán csodálatos képeket hoznak létre, amelyek durva és alaktalan kéreg alatt rejtőzködtek”.

Eugenio Garin szerint Galilei viszont kísérleti módszerével az „arisztotelészi” megfigyelt tényben egy matematikailag kifejezett belső szükségszerűséget akart azonosítani, ami a „platóni” isteni okkal való kapcsolatának köszönhető, amely létrehozza és „élővé” teszi azt:

Mozgástanulmányok

Wilhelm Dilthey Keplerben és Galileiben a korabeli „számító gondolkodás” legmagasabb szintű kifejeződését látja, amely a modern polgári társadalom igényeit a mozgástörvények tanulmányozása révén kész volt megoldani:

Galilei valójában a mozgás természetének arisztotelészi leírásának megdöntésében az egyik főszereplő volt. Már a középkorban egyes szerzők, mint például Philopónus János a 6. században, ellentmondásokat figyeltek meg az arisztotelészi törvényekben, de Galilei volt az, aki a kísérleti megfigyeléseken alapuló, érvényes alternatívát javasolt. Arisztotelésszel ellentétben, aki számára két „természetes” mozgás létezik, azaz a test anyagától függő spontán mozgás, az egyik lefelé irányul, ami a föld és a víz testekre jellemző, a másik pedig felfelé, ami a levegő és a tűz testekre jellemző, Galilei számára minden test a Föld középpontja irányában lefelé hajlik. Ha vannak olyan testek, amelyek felfelé emelkednek, az azért van, mert a közeg, amelyben találhatók, nagyobb sűrűséggel nyomja őket felfelé, a már Arkhimédész által is jól ismert elv szerint: Galilei törvénye a zuhanó testekről, függetlenül a közegtől, tehát minden testre érvényes, függetlenül azok természetétől.

Ennek érdekében Galileinek és kortársainak az egyik első probléma, amelyet meg kellett oldaniuk, az volt, hogy megfelelő eszközöket találjanak a mozgás kvantitatív leírására. A matematikához folyamodva a probléma az volt, hogy megértsük, hogyan lehet a dinamikus eseményeket, például a zuhanó testeket, geometriai alakzatokkal vagy számokkal kezelni, amelyek mint olyanok abszolút statikusak és minden mozgástól mentesek. Az arisztotelészi fizika meghaladásához, amely a mozgást minőségi és nem matematikai értelemben, elmozdulásként és a természetes helyére való későbbi visszatérésként értelmezte, ezért először a geometria és különösen a differenciálszámítás eszközeit kellett kifejleszteni, ahogy azt később többek között Newton, Leibniz és Descartes is tette. Galileinek sikerült megoldania a problémát a felgyorsult testek mozgásának tanulmányozásával, egy vonal megrajzolásával, és minden egyes ponthoz egy időt és egy ortogonális, a sebességgel arányos szegmenst rendelve. Ily módon megalkotta a sebesség-idő diagram prototípusát, és a test által megtett tér egyszerűen megegyezik az általa konstruált geometriai ábra területével. A testek mozgásával kapcsolatos tanulmányai és kutatásai a modern ballisztika útját is kikövezték.

A mozgástanulmányok, a mentális kísérletek és a csillagászati megfigyelések alapján Galilei rájött, hogy a földi és az égi eseményeket egyetlen törvényszerűséggel lehet leírni. Ezzel az arisztotelészi hagyományban a szublunáris és szupralunáris világ közötti felosztást is áthidalta (amely szerint az utóbbit a földitől eltérő törvények és tökéletesen gömbölyű körkörös mozgások irányítják, amelyeket a szublunáris világban lehetetlennek tartottak).

A ferde síkot tanulmányozva Galilei a testek mozgásának eredetét és a súrlódás szerepét vizsgálta; felfedezett egy jelenséget, amely a mechanikai energia megőrzésének közvetlen következménye, és amely a tehetetlenségi mozgás (amely külső erő alkalmazása nélkül történik) létezésének megfontolásához vezet. Így megérezte a tehetetlenség elvét, amelyet később Isaac Newton illesztett be a dinamika alapelveibe: egy test súrlódás hiányában egyenletes egyenes vonalú mozgást végez (nyugalomban van, ha v = 0), amíg külső erők hatnak rá. Az energia fogalma azonban nem volt jelen a XVII. századi fizikában, és csak több mint egy évszázaddal később, a klasszikus mechanika kifejlesztésével jutottak el e fogalom pontos megfogalmazásához.

Galilei két azonos θ alapszögű ferde síkot helyezett el, az egyiket a másikkal szemben, x tetszőleges távolságban. Egy gömböt h1 magasságból az SN-nél lévő l1 szakaszra leengedve észrevette, hogy a két ferde sík közötti vízszintes síkba érkezett gömb egyenes vonalú mozgását a DX-nél lévő ferde sík aljáig folytatja. Ezen a ponton a gömb súrlódás hiányában a ferde síkban jobbra felfelé halad l2 = l1 távolságra, és ugyanolyan magasságban (h2 = h1) áll meg, mint az induláskor. A mechanikai energia megmaradása azt követeli meg, hogy a gömb kezdeti potenciális energiája Ep = mgh1 átalakuljon – ahogy a gömb az első ferde síkon (SN) leereszkedik – mozgási energiává Ec = (1

Most képzeljük el, hogy a ferde sík θ2 szögét a jobb oldalon csökkentjük (θ2 < θ1), és megismételjük a kísérletet. Ahhoz, hogy a gömb visszatérjen ugyanarra a h2 magasságra, ahogyan azt az energia megmaradásának elve megköveteli, a gömbnek most hosszabb, l2 távolságot kell megtennie a ferde síkon jobbra. Ha a θ2 szöget fokozatosan csökkentjük, akkor azt látjuk, hogy minden alkalommal a gömb által megtett távolság l2 hossza nő, hogy elérje a h2 magasságot. Ha végül a θ2 szöget nullára állítjuk (θ2 = 0°), akkor megszüntettük a DX oldal ferde síkját. Ha most leengedjük a gömböt az SN ferde síkjának h1 magasságából, a gömb a vízszintes síkon a végtelenségig vmax sebességgel fog mozogni (tehetetlenségi elv), mert a DX ferde sík hiánya miatt soha nem tud visszatérni a h2 magasságba (ahogy azt a mechanikai energia megmaradásának elve megjósolja).

Végül képzeljük el, hogy hegyeket lapítunk le, völgyeket töltünk fel és hidakat építünk, hogy egy teljesen sík, egyenletes és súrlódásmentes egyenes vonalú utat hozzunk létre. Ha a ferde síkról állandó vmax sebességgel leereszkedő gömb inerciális mozgása egyszer már megkezdődött, akkor ezen a egyenes vonalú pályán fog mozogni mindaddig, amíg egy teljes Föld körüli fordulatot nem tesz meg, majd zavartalanul folytatja útját. Ez egy (ideális) örökös tehetetlenségi mozgás, amely a Föld kerületével egybeeső körpályán zajlik. Úgy tűnik, Galilei ebből az „ideális kísérletből” kiindulva tévesen úgy vélte, hogy minden inerciális mozgásnak körkörösnek kell lennie. Valószínűleg emiatt az általa (önkényesen) inerciálisnak tekintett bolygómozgások esetében mindig és kizárólag körkörös pályákat vett figyelembe, elutasítva a Kepler által 1609 óta kimutatott elliptikus pályákat. Ezért, hogy szigorúak legyünk, nem tűnik helyesnek az, amit Newton a „Principia”-ban állít – és ezzel számtalan tudóst félrevezet -, nevezetesen, hogy Galilei megelőlegezte a dinamika első két alapelvét.

Galileinek sikerült meghatározni a gravitációs gyorsulás g állandó értékét a Föld felszínén, azaz azt a mennyiséget, amely a Föld középpontja felé eső testek mozgását irányítja, azáltal, hogy tanulmányozta a jól simuló gömbök esését egy ferde sík mentén, amely szintén jól simuló volt. Mivel a gömb mozgása a sík dőlésszögétől függ, a különböző szögeknél végzett egyszerű mérésekkel a g értékét a pontos padovai értéknél csak kevéssel kisebbre tudta becsülni (g = 9,8065855 m

Nevezzük a-nak a gömb ferde sík mentén történő gyorsulását, a g-vel való kapcsolata a = g sin θ értéket eredményezi, így az a kísérleti mérésből visszavezethetünk a gravitációs gyorsulás g értékére. A ferde sík lehetővé teszi a gyorsulás (a < g) értékének tetszőleges csökkentését, megkönnyítve annak mérését. Például, ha θ = 6°, akkor sin θ = 0,104528, tehát a = 1,025 m.

A hanggal való hasonlóságtól vezérelve Galilei volt az első, aki megpróbálta megmérni a fény sebességét. Az volt az ötlete, hogy egy dombra megy egy drapériával letakart lámpával, majd leveszi azt, és így fényjelzést küld egy másfél kilométerre lévő másik dombon lévő asszisztensnek: amint az asszisztens meglátja a jelzést, ő viszont felemeli a lámpája drapériáját, és Galilei, látva a fényt, fel tudja jegyezni a fényjelzés által a másik dombra és a visszatérésig eltelt időt. Ennek az időnek a pontos mérése lehetővé tette volna a fénysebesség mérését, de a kísérlet sikertelen volt, mert Galilei nem rendelkezhetett olyan fejlett műszerrel, amely képes lett volna megmérni azt a százezredmásodpercet, amely alatt a fény néhány kilométeres távolságot megtesz.

A fénysebesség első becslését 1676-ban Rømer dán csillagász végezte el csillagászati mérések alapján.

Kísérleti és mérőberendezések

A kísérleti készülékek alapvető szerepet játszottak Galilei tudományos elméleteinek kidolgozásában. Különböző mérőműszereket épített, vagy eredetileg, vagy a már meglévő elképzelések alapján átdolgozva azokat. A csillagászat területén számos saját távcsövet épített, amelyeket mikrométerrel látott el, hogy megmérje a Hold és bolygója közötti távolságot. A napfoltok tanulmányozásához a Nap képét egy helioszkóp segítségével egy papírlapra vetítette, így azt biztonságosan, a szem károsodása nélkül lehetett megfigyelni. Ő találta fel a giovilabiumot is, amely az asztrolábiumhoz hasonlított, hogy a földrajzi hosszúságot a Jupiter műholdjainak fogyatkozásai alapján határozza meg.

A testek mozgásának tanulmányozására a ferde síkot használta az ingával együtt az időintervallumok mérésére. Felvette a hőmérő kezdetleges modelljét is, amely a levegő tágulásán alapult, amikor a hőmérséklet változik.

Galilei 1583-ban fedezte fel az inga kis rezgéseinek izokronizmusát. A legenda szerint az ötlet a pisai dóm középhajójában akkoriban felfüggesztett lámpa rezgéseinek megfigyelése közben jutott eszébe, amelyet ma a közeli műemléki temetőben, az Aulla-kápolnában őriznek.

Ez az eszköz egyszerűen egy sírból, például egy fémgömbből áll, amelyet egy vékony, nem nyújtható dróthoz kötnek. Galilei megfigyelte, hogy az inga lengési ideje független a sír tömegétől és a lengés amplitúdójától is, ha az kicsi. Azt is felfedezte, hogy a T rezgési periódus csak a huzal l hosszától függ:

ahol g{displaystyle g} a gravitáció gyorsulása. Ha például az inga l=1m{displaystyle l=1m}, akkor a lengés, amely a sírt az egyik szélsőértékből a másikba, majd vissza viszi, T=2,0064s{displaystyle T=2,0064s} időtartamú (miután g-re 9,80665{displaystyle 9,80665} átlagértéket feltételeztünk). Galilei kihasználta az inga ezen tulajdonságát, és az időintervallumok mérésére szolgáló eszközként használta.

Galilei 1586-ban, 22 évesen, amikor még a pisai egyetemi kinevezésére várt, tökéletesítette Archimédesz hidrosztatikus mérlegét, és első népnyelvű munkájában, a La Bilancetta című művében írta le a szerkezetet, amely kéziratban keringett, de 1644-ben posztumusz nyomtatásban is megjelent:

Azt is leírja, hogyan kapjuk meg egy test vízhez viszonyított fajsúlyát PS:

A Bilancetta két táblázatot is tartalmaz a nemes- és valódi fémek harminckilenc, Galilei által kísérletileg, a mai értékekhez hasonló pontossággal meghatározott fajsúlyával.

Az arányos iránytű egy olyan eszköz volt, amelyet a középkor óta használtak még algebrai műveletek elvégzésére is a geometria segítségével, amelyet Galilei tökéletesített, és amely képes volt a négyzetgyök kivonására, sokszögek konstruálására, valamint terület- és térfogatszámításra. Katonai téren a tüzérség sikeresen használta a lövedékek röppályájának kiszámítására.

Irodalom

Pisai tartózkodása alatt (1589-1592) Galilei nem korlátozta magát a tudományos tevékenységre: a Tassóról szóló megfontolásai, amelyeket a Postille all’Ariosto követett, ezekből az évekből származnak. Ezek a Gerusalemme liberata és az Orlando furioso című kötetei lapjainak margójára szórt és jegyzetelt jegyzetek, amelyekben, míg Tassót „a képzelet szűkösségéért, a kép és a vers lassú egyhangúságáért” kárhoztatta, Ariostóban nemcsak a szép álmok változatosságát, a helyzetek gyors váltakozását, a ritmus eleven rugalmasságát szerette, hanem harmonikus egyensúlyát, a kép koherenciáját, a költői fantázia szerves egységét – még a változatosságban is – a költői képzeletnek”.

Irodalmi szempontból az Il Saggiatore című művét tekintik annak a műnek, amelyben tudomány- és igazságszeretete és polemikus szellemessége találkozik. A Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Párbeszéd a két fő világrendszerről) azonban szintén figyelemre méltó írói minőséget, élénk nyelvezetet, elbeszélői és leírói gazdagságot tartalmazó oldalakat tartalmaz. Végül Italo Calvino kijelentette, hogy véleménye szerint Galilei volt a legnagyobb olasz nyelvű prózaíró, aki még Leopardi számára is inspiráló forrás volt.

Galilei két célra használta a népnyelvet. Egyrészt munkájának népszerűsítését célozta: Galilei nemcsak a tudósokat és értelmiségieket, hanem a kevésbé művelt rétegeket, például a technikusokat is meg kívánta szólítani, akik nem tudtak latinul, de elméleteit mégis meg tudták érteni. Másrészt ellentétben állt az egyház és a különböző akadémiák latin nyelvével, amely az auctoritas, illetve a bibliai és arisztotelészi elv alapján működött. A terminológia tekintetében is szakítás történt a korábbi hagyományokkal: elődeivel ellentétben Galilei nem a latin vagy a görög nyelvből merített új kifejezéseket, hanem a népnyelvből vette át azokat, jelentésüket módosítva.

Galileo a meglévő terminológiákhoz való eltérő hozzáállást is mutatott:

Figuratív művészetek

„Az Accademia e Compagnia dell’Arte del Disegno (Rajzművészeti Akadémia és Társulat) I. Cosimo de’ Medici alapította 1563-ban Giorgio Vasari javaslatára azzal a céllal, hogy megújítsa és ösztönözze az ősi Compagnia di San Luca (1339 óta dokumentált) művészcéhből alakult első céh fejlődését. Első akadémikusai között olyan személyiségek voltak, mint Michelangelo Buonarroti, Bartolomeo Ammannati, Agnolo Bronzino és Francesco da Sangallo. Az Accademia évszázadokon át a Firenzében dolgozó művészek legtermészetesebb és legrangosabb találkozóhelye volt, és egyúttal elősegítette a tudomány és a művészet közötti kapcsolatot. Az euklideszi geometria és a matematika tanítását írta elő, a nyilvános boncolás pedig a rajzolásra való felkészülést szolgálta. Még egy olyan tudóst is, mint Galileo Galilei, 1613-ban a firenzei Rajzművészeti Akadémia tagjává neveztek ki.”

Valójában Galilei részt vett a korabeli figurális művészetek, különösen a portréfestészet összetett eseményeiben is, elmélyítette a manierista perspektíva megértését, és kapcsolatba került a kor jeles művészeivel (például Cigolival), valamint csillagászati felfedezéseivel következetesen befolyásolta a naturalista mozgalmat.

Galilei számára a képzőművészetben, akárcsak a költészetben és a zenében, a valóság analitikus leírásától függetlenül a közvetíthető érzelem számít. Úgy vélte továbbá, hogy minél inkább különbözik a téma ábrázolásához használt eszköz magától a témától, annál nagyobb a művész képessége:

Ludovico Cardi, Cigoli néven ismert firenzei festőművész volt Galilei idejében. Életének egy bizonyos pontján, hogy megvédje munkásságát, barátja, Galilei segítségét kérte: meg kellett védenie magát azok támadásaival szemben, akik a szobrászatot a festészetnél magasabb rendűnek tartották, mivel az a háromdimenzió adottságával rendelkezik, a festészet rovására, amely egyszerűen kétdimenziós. Galilei 1612. június 26-án kelt levelében válaszolt. Különbséget tett az optikai és a tapintási értékek között, ami a szobrászati és festészeti technikák értékítéletévé is vált: a szobor a maga három dimenziójával megtéveszti a tapintást, míg a kétdimenziós festészet a látást. Galilei ezért nagyobb kifejezőerőt tulajdonít a festőnek, mint a szobrásznak, mivel az előbbi a látványon keresztül jobban képes érzelmeket kiváltani, mint az utóbbi a tapintáson keresztül.

Zene

Galilei apja zenész (lantművész és zeneszerző) és zeneelméletíró volt, aki a maga korában jól ismert volt. Galilei alapvetően hozzájárult az akusztikai jelenségek megértéséhez azzal, hogy tudományosan tanulmányozta a rezgési jelenségek jelentőségét a zene előállításában. Azt is felfedezte, hogy milyen összefüggés van a rezgő húr hossza és a kibocsátott hang frekvenciája között.

Lodovico Cardinak írt levelében Galilei ezt írja:

a vokális és a hangszeres zene egyenrangúvá tétele, mivel a művészetben csak a közvetíthető érzelmek a fontosak.

Számtalan természetes vagy mesterséges tárgyat és entitást szenteltek Galileinek:

Galileo Galilei emlékére a helyi intézmények február 15-én, születésének napján, a Galilei-napon ünnepségeket tartanak.

Bibliográfiai

Cikkforrások

1. Galileo Galilei
2. Galileo Galilei