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ガリレオ・ガリレイ | |
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_RMG_BHC2700.tiff/lossy-page1-1280px-Galileo_Galilei_(1564-1642)_RMG_BHC2700.tiff.jpg) 肖像画1640年頃 | |
| 生まれる | ガリレオ・ディ・ヴィンチェンツォ・ボナイウティ・デ・ガリレイ[1] 1564年2月15日[2] ピサ、フィレンツェ公国 |
| 死亡 | 1642年1月8日（77歳） アルチェトリ、トスカーナ大公国 |
| 教育 | ピサ大学 |
| 知られている | |
| 科学者としてのキャリア | |
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| パトロン | |
| 学術アドバイザー | オスティリオ・リッチ・ダ・フェルモ |
| 著名な学生 | |
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Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei (1564 年 2 月 15 日 – 1642 年 1 月 8 日)、一般にGalileo Galilei ( / ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l eɪ oʊ ˌ ɡ æ l ɪ ˈ l eɪ / 、米国でも/ ˌ ɡ æ)と呼ばれます。 l ɪ ˈ l iː oʊ -/ ;イタリア語: [ɡaliˈlɛːo ɡaliˈlɛːi] ) または同名ガリレオは、イタリア (フィレンツェ) [a]の天文学者、物理学者、技術者であり、博学者として描写されることもありました。彼は、当時フィレンツェ公国の一部であった現在のイタリアのピサ市で生まれました。[4]ガリレオは観測天文学、[5]近代古典物理学、[6]科学的方法、[ 7]近代科学の父と呼ばれています。[8]
ガリレオは、速度と速度、重力と自由落下、相対性原理、慣性、投射運動を研究し、また応用科学技術にも取り組み、振り子や「静水圧天秤」の特性を説明した。彼はルネッサンス期に最も早く熱電対を開発した人物の一人であり[9]、さまざまな軍用コンパスを発明した。彼は改良された望遠鏡を製作し、天の川の星、金星の満ち欠け、木星の4つの最大の衛星、土星の環、月のクレーター、太陽黒点を観察した。また、初期の顕微鏡も製作した。
ガリレオがコペルニクスの地動説を擁護したことは、カトリック教会内と一部の天文学者から反対を受けた。この問題は1615年にローマの異端審問所によって調査され、ガリレオの意見は聖書の解釈に反すると結論付けられた。[10] [11] [12]
ガリレオは後に『二つの主要な世界体系についての対話』（1632年）で自らの見解を擁護したが、これは教皇ウルバヌス8世を攻撃しているように思われ、教皇とイエズス会の両者を疎外した。両者はこの時点ではガリレオを支持していた。[10]彼は異端審問で「異端の疑いが濃厚」とされ、信仰を撤回するよう強制された。彼は残りの人生を自宅軟禁状態で過ごした。[13] [14]この間、彼は主に運動学と材料の強度に関する『二つの新しい科学』 （1638年）を執筆した。[15]
幼少期と家族
ガリレオは1564年2月15日、ピサ（当時はフィレンツェ公国の一部）で生まれた。 [16]父は著名なリュート奏者、作曲家、音楽理論家であったヴィンチェンツォ・ガリレイ、母は著名な商人の娘ジュリア・アンマナーティで、2年前の1562年に結婚しており、当時ガリレオは42歳、母は24歳であった。ガリレオ自身も熟達したリュート奏者となり、父親から確立された権威に対する懐疑心を早くから学んだと思われる。[17]
ガリレオの5人の兄弟のうち3人が幼少期を生き延びた。末っ子のミケランジェロ（ミケラニョーロ）もリュート奏者兼作曲家となり、ガリレオの生涯の経済的負担を増大させた。[18]ミケランジェロは義理の兄弟に父が約束した持参金の公平な分け前を渡すことができず、義理の兄弟は後に支払い義務について法的救済を求めようとした。ミケランジェロはまた、音楽活動や遠出を支援するためにガリレオから資金を借りる必要があった。これらの経済的負担が、ガリレオが初期に収入増につながる発明を開発したいという願望を抱くようになった一因となったのかもしれない。[19]
ガリレオ・ガリレイが8歳のとき、家族はフィレンツェに引っ越したが、2年間ムツィオ・テダルディの保護下に置かれていた。ガリレオは10歳のときピサを離れ、フィレンツェの家族のもとへ戻り、ヤコポ・ボルギーニの指導を受けた。[16] 1575年から1578年まで、フィレンツェの南東約30kmにあるヴァッロンブローザ修道院で、特に論理学の教育を受けた。[20] [21]
名前
ガリレオは、自分自身をファーストネームのみで呼ぶ傾向がありました。当時のイタリアでは姓は任意であり、ファーストネームは、彼が時々使うファミリーネームであるガリレイと同じ由来を持っています。彼の名とファミリーネームは、15世紀のフィレンツェの著名な医師、教授、政治家である先祖ガリレオ・ボナイウティに由来しています。 [22]ガリレオ・ボナイウティは、フィレンツェのサンタ・クローチェ聖堂と同じ教会に埋葬されており、約200年後にガリレオ・ガリレイもそこに埋葬されました。[23]
ガリレオが複数の名前で自分を呼んだときは、ガリレオ・ガリレイ・リンチェオと呼ばれることもあった。これは、教皇領に設立されたエリート科学組織であるアカデミア・デイ・リンチェイのメンバーだったことを示している。16世紀半ばのトスカーナの家族では、長男に両親の姓を名乗るのが一般的だった。[24]そのため、ガリレオ・ガリレイは必ずしも先祖のガリレオ・ボナイウティにちなんで名付けられたわけではない。イタリア人の男性の名前「ガリレオ」（そして姓「ガリレイ」）はラテン語の「ガリレイの」を意味する「ガリラエウス」に由来している。[25] [22]
ガリレオの名前と姓の聖書的ルーツは、有名な語呂合わせの題材となった。[26] 1614年のガリレオ事件の際、ガリレオの反対者の一人であるドミニコ会の司祭トマソ・カッチーニは、ガリレオに対して物議を醸し、影響力のある説教を行った。その中で彼は使徒行伝1章11節を引用した。「ガリラヤの人々よ、なぜ天を仰いで立っているのか」。[要出典]
子供たち
ガリレオは真に敬虔なカトリック教徒であったにもかかわらず、[27]マリーナ・ガンバとの間に3人の子供をもうけた。2人の娘、バージニア（1600年生まれ）とリヴィア（1601年生まれ）と息子、ヴィンチェンツォ（1606年生まれ）がいた。 [28]
ガリレオは、彼女たちが私生児であったため、法外な養育費や持参金の問題を抱えているわけではないとしても、彼女たちは結婚できないと考えていた。これは、ガリレオが以前に2人の姉妹と抱えていた大きな経済的問題と似ていただろう。[29]彼女たちの唯一の価値ある選択肢は、修道生活だった。2人の少女は、サン・マッテオ・イン・アルチェトリ修道院に受け入れられ、残りの人生をそこで過ごした。[30]
ヴィルジニアは修道院に入るとマリア・チェレストという名前を名乗った。彼女は1634年4月2日に亡くなり、フィレンツェのサンタ・クローチェ聖堂にガリレオとともに埋葬されている。リウィアはシスター・アルカンジェラという名前を名乗り、人生の大半を病身で過ごした。ヴィンチェンツォは後にガリレオの法定相続人として嫡出子とされ、セスティーリア・ボッキネリと結婚した。[31]
経歴と最初の科学的貢献
ガリレオは若い頃、真剣に聖職に就くことを考えていたが、父親の勧めで、1580年にピサ大学に入学し医学の学位を取得した。[32]ガリレオは、フィレンツェのジローラモ・ボッロとフランチェスコ・ブオナミーチの講義に影響を受けた。 [21] 1581年、医学を学んでいたとき、シャンデリアが空気の流れによって大きくなったり小さくなったりしながら揺れているのに気づいた。彼には、自分の心拍数と比較すると、シャンデリアがどれだけ揺れていても、前後に揺れるのに同じ時間がかかるように思えた。帰宅後、同じ長さの振り子を2つ設置し、一方を大きく振り、もう一方を小さく振り、2つの振り子が同じ時間を刻んでいることを発見した。それからほぼ100年後、クリスティアーン・ホイヘンスの研究によって、揺れる振り子のトートクロニー特性が正確な時計の作成に利用されるようになりました。[33]この時点まで、ガリレオは数学者よりも医師の収入が高いため、意図的に数学から遠ざけられていました。しかし、偶然幾何学の講義に出席した後、彼は乗り気でない父親を説得して、医学ではなく数学と自然哲学を勉強させました。 [33]彼は温度計の前身となるサーモスコープを作成し、1586年には彼が発明した静水圧天秤の設計に関する小さな本を出版しました（これが初めて学界の注目を集めるきっかけとなりました）。ガリレオは美術を含む用語であるディセーニョも研究し、1588年にフィレンツェのアカデミア・デッレ・アルティ・デル・デザインで遠近法と明暗法を教える講師の地位を得ました。同年、フィレンツェ・アカデミーの招待を受けて、ダンテの地獄の形、場所、大きさについてという2つの講義を行い、ダンテの地獄の厳密な宇宙論モデルを提案しようとした。[34]フィレンツェの芸術的伝統とルネサンス芸術家の作品に触発され、ガリレオは美的精神を身につけた。アカデミアで若い教師だった頃、彼はフィレンツェの画家チゴリと生涯にわたる友情を始めた。[35] [36]
1589年、彼はピサの数学教授に任命された。1591年に父が亡くなり、彼は弟のミケラニョーロにその職を託された。1592年にパドヴァ大学に移り、 1610年まで幾何学、力学、天文学を教えた。 [37]この時期にガリレオは純粋な基礎科学（例えば運動学や天文学）と実用的な応用科学（例えば材料力学や望遠鏡の発明）の両方で重要な発見をした。彼の多面的な関心には、当時数学、天文学、医学の研究と結びついていた学問分野であった占星術の研究も含まれていた。 [38] [39]
天文学
ケプラーの超新星
ティコ・ブラーエらは1572年の超新星を観測していた。1605年1月15日のオッタヴィオ・ブレンゾーニのガリレオへの手紙で、1572年の超新星と1601年のそれほど明るくない新星がガリレオの目に留まった。ガリレオは1604年にケプラーの超新星を観測し、議論した。これらの新しい星には日周視差が見られなかったため、ガリレオはそれらが遠方の星であると結論付け、したがって天体の不変性に関するアリストテレスの信念を反証した。[40]
屈折望遠鏡
おそらくハンス・リッペルスハイが1608年にオランダで特許を取得しようとした最初の実用的な望遠鏡の説明だけに基づいて、ガリレオは翌年約3倍の倍率の望遠鏡を製作した。彼は後に、約30倍の倍率の改良版を製作した。[42]ガリレオ望遠鏡を使用すると、観測者は地球上の拡大された正立像を見ることができた。これは一般に地上望遠鏡またはスパイグラスとして知られているものである。彼はまた、天体を観測するためにそれを使用することもでき、一時期、彼はその目的に十分な望遠鏡を製作できる一人でした。 1609年8月25日、彼は約8倍または9倍の倍率の初期の望遠鏡の1つをヴェネツィアの立法者に披露した。彼の望遠鏡はガリレオにとって利益のある副業でもあり、彼はそれを海上でも貿易品としても有用であると考えた商人に販売した。彼は1610年3月に最初の望遠鏡による天文観測結果を「Sidereus Nuncius（星空の使者）」と題する短い論文として出版した。[43]
月
1609年11月30日、ガリレオは望遠鏡を月に向けました。[44]望遠鏡で月を観測した最初の人物ではありませんでしたが（イギリスの数学者トーマス・ハリオットが4か月前に観測していましたが、「奇妙な斑点」しか見えませんでした）、[45]ガリレオは、不均一な欠けの原因が月の山とクレーターによる光の遮蔽であると推測した最初の人物でした。彼は研究の中で地形図も作成し、山の高さを推定しました。月は、アリストテレスが主張したように、長い間半透明で完全な球体であると考えられていたものではなく、ダンテが述べたように「天の高みに堂々と昇る永遠の真珠」である最初の「惑星」でもありませんでした。ガリレオは、1632年に緯度における月の秤動を発見したとされることもありますが、[46]トーマス・ハリオットまたはウィリアム・ギルバートがそれ以前に発見していた可能性があります。[47]
ガリレオの友人であった画家チゴリは、彼の絵画の一つに月の写実的な描写を描いています。彼はおそらく、観測に自分の望遠鏡を使用したのでしょう。[35]
木星の衛星
1610年1月7日、ガリレオは望遠鏡で、当時彼が「小さすぎて全く見えない3つの恒星[b]」と表現した、木星に近く、木星を一直線に貫くものを観測した。[48]その後の夜の観測で、木星に対するこれらの「星」の位置が、もし本当に恒星であったなら説明のつかない形で変化していることが判明した。1月10日、ガリレオはそのうちの1つが消えたことに気付き、これは木星の後ろに隠れていたためだと考えた。数日のうちに、彼はそれらが木星を周回していると結論付けた。つまり、木星の4大衛星のうち3つを発見したのである。[49] 4つ目は1月13日に発見した。ガリレオは、将来のパトロンとなるトスカーナ大公コジモ2世とコジモの3人の兄弟に敬意を表して、4つの星団をメディチ星と名付けた。 [50]しかし、後の天文学者たちは発見者に敬意を表して、これらをガリレオ衛星と改名した。これらの衛星は1610年1月8日にシモン・マリウスによって独立して発見され、現在はイオ、エウロパ、ガニメデ、カリストと呼ばれている。これらはマリウスが1614年に出版した『イオの衛星図』でつけた名前である。 [51]
ガリレオの木星の衛星の観測は天文学に論争を巻き起こした。小さな惑星が周回する惑星は、すべての天体は地球の周りを回るはずというアリストテレス宇宙論の原理に従わないためである。 [52] [53]多くの天文学者や哲学者は当初、ガリレオがそのようなことを発見したとは信じようとしなかった。[54] [55]この問題にさらに拍車をかけたのは、他の天文学者がガリレオの観測を確認するのに苦労したということである。ボローニャでガリレオが望遠鏡のデモンストレーションを行った際、出席者は衛星を見るのに苦労した。出席者の一人、マーティン・ホルキーは、おとめ座スピカなどの恒星が望遠鏡では二重に見えることに気づいた。彼はこれを、天体を見るときには望遠鏡が欺瞞的であり、衛星の存在に疑問を投げかける証拠だと考えた。[56] [57]ローマの クリストファー・クラビウス天文台は観測結果を確認し、解釈方法がわからなかったにもかかわらず、翌年ガリレオが訪れた際には英雄として歓迎した。[58]ガリレオはその後18か月間衛星の観測を続け、1611年半ばまでにその周期について驚くほど正確な推定値を得た。これはヨハネス・ケプラーが不可能だと思っていた偉業だった。 [59] [60]
ガリレオは、この発見に実用的な用途を見出した。海上で船の東西位置を決定するには、船の時計を本初子午線の時計と同期させる必要があった。この経度の問題を解決することは安全な航海にとって非常に重要であり、その解決に対してスペイン、後にオランダによって多額の賞金が設定された。ガリレオが発見した月の食は比較的頻繁で、その時刻を非常に正確に予測できたため、船の時計を合わせるのに利用でき、ガリレオは賞金に応募した。船から月を観測するのは難しすぎることが判明したが、この方法はフランスの再測量を含む陸上調査に使用された。[61] : 15–16 [62]
金星の満ち欠け
1610年9月から、ガリレオは金星が月と同じような完全な満ち欠けを示すことを観察した。ニコラウス・コペルニクスが開発した太陽系の太陽中心モデルでは、金星が太陽の反対側にあるときはその照らされた半球が地球に面し、太陽の地球側にあるときは地球から離れた方向を向くため、すべての相が見えるだろうと予測されていた。プトレマイオスの地動説モデルでは、どの惑星の軌道も太陽を運ぶ球殻と交差することは不可能だった。伝統的に、金星の軌道は完全に太陽の近い側に配置され、その場合、金星は三日月と新月相のみを示すことができた。完全に太陽の遠い側に配置することも可能で、その場合、金星は半月と満月相のみを示すことができた。ガリレオが金星の三日月、半月、満月を望遠鏡で観測した後、プトレマイオスのモデルは支持できなくなった。17世紀初頭、彼の発見の結果、大多数の天文学者は、地球が毎日自転するモデルとしないモデルがあるティコニックモデル、カペラモデル、拡張カペラモデルなど、さまざまな地動太陽中心惑星モデルのいずれかに転向した。 [63] [64]これらはすべて、恒星の視差に関する完全な地動説の予測を「反証」することなく、金星の位相を説明した。ガリレオの金星位相の発見は、完全な地動説から地動太陽中心説を経て完全な地動説への2段階の移行に対する彼の最も実証的で実践的な影響力のある貢献であった。[要出典]
土星と海王星
1610年、ガリレオは土星も観測したが、最初は土星の環を惑星と勘違いし、[65] 3天体からなる系だと考えた。後に土星を観測した際、土星の環は地球の方向を向いていたため、ガリレオは2つの天体が消えたと思った。1616年に観測した際に環が再び現れ、ガリレオはさらに混乱した。[66]
ガリレオは1612年に海王星を観測した。彼のノートには、目立たない暗い星の一つとして海王星が記されている。彼はそれが惑星だとは知らなかったが、見失う前に星に対する海王星の動きを記録していた。[67]
太陽黒点
ガリレオは太陽黒点を肉眼と望遠鏡で研究した。[68]黒点の存在は、正統派アリストテレス天体物理学で想定されている天空の不変の完全性に新たな困難をもたらした。フランチェスコ・シッツィらが1612年から1613年に観測した黒点の軌道の明らかな年変化[69]も、プトレマイオスの体系とティコ・ブラーエの地太陽中心説の両方に対する強力な反論となった。[d]黒点の発見とその解釈における優先権をめぐる論争は、ガリレオをイエズス会の クリストフ・シャイナーとの長く厳しい確執へと導いた。その中心には、シャイナーが発見を告げたマーク・ウェルザーがガリレオに意見を求めた。2人とも、ヨハネス・ファブリチウスが以前に黒点を観察し発表していたことを知らなかった。[73]
天の川と星
ガリレオは、それまで星雲だと考えられていた天の川を観測し、地球からは雲のように見えるほど密集した無数の星を発見した。彼は、肉眼では見えないほど遠い他の多くの星も発見した。彼は1617年におおぐま座の二重星ミザールを観測した。 [74]
ガリレオは『星の使者』で、星は単なる光の輝きに見え、望遠鏡ではほとんど見た目が変わらないと報告し、望遠鏡で円盤状であることが明らかになった惑星と対比した。しかし、その後間もなく、『太陽黒点に関する手紙』で、望遠鏡で見た星と惑星の形はどちらも「かなり丸い」と報告した。それ以降、ガリレオは望遠鏡で星が丸いこと、望遠鏡で見た星の直径が数秒角であることを報告し続けた。[75] [76]また、望遠鏡を使わずに星の見かけの大きさを測定する方法も考案した。『二大世界系に関する対話』で述べたように、その方法は、星への視線に細いロープを垂らし、ロープが星を完全に隠す最大距離を測定するというものだった。この距離とロープの幅の測定値から、視点から星が向いている角度を計算することができた。[77] [78] [79]
対話の中で、ガリレオは、1等星の見かけの直径は5秒角以下で、6等星の見かけの直径は約5/6秒角であると報告している。同時代のほとんどの天文学者と同様、ガリレオは、自分が測定した星の見かけの大きさが回折や大気の歪みによる偽りのものであり、星の真の大きさを表していないことを認識していなかった。しかし、ガリレオの値は、ブラーエなどによる最も明るい星の見かけの大きさの以前の推定値よりもはるかに小さく、これらの星の年周視差が検出できないほど大きければ不合理に違いないというティコなどの反コペルニクス的議論にガリレオは反論することができた。[80] [81] [82]シモン・マリウス、ジョヴァンニ・バッティスタ・リッチョーリ、マルティヌス・ホルテンシウスなどの他の天文学者も同様の星の測定を行い、マリウスとリッチョーリは、小さなサイズではティコの議論に答えるには小さすぎると結論付けた。[83] [84]
潮汐の理論
ベラルミーノ枢機卿は1615年に、「太陽が地球の周りを回っているのではなく、地球が太陽の周りを回っているという真の物理的証明」なしにはコペルニクスの理論を擁護することはできないと書いた。 [85]ガリレオは潮汐の理論がそのような証拠を提供すると考えていた。[86]この理論は彼にとって非常に重要であったため、彼は当初、 2つの主要な世界システムに関する対話を「海の満ち引きに関する対話」と名付けるつもりだった。[87]潮汐への言及は異端審問の命令によりタイトルから削除された。[要出典]
ガリレオにとって、潮汐は、地球の自転と太陽の周りを公転する地球表面の一点の速度が増減するにつれて、海水が前後に揺れ動くことで生じる。彼は1616年にオルシーニ枢機卿に宛てた最初の潮汐に関する論文を回覧した。[88]彼の理論は、海盆の形状が潮汐の大きさとタイミングに及ぼす影響について初めて洞察を与えた。例えば、アドリア海の両端に比べて中ほどの潮汐が無視できることを正しく説明した。しかし、潮汐の原因の一般的な説明としては、彼の理論は失敗だった。[要出典]
もしこの理論が正しければ、1日に満潮は1回だけになる。ガリレオと彼の同時代人は、ヴェネツィアでは1日に1回ではなく2回の満潮があり、その間隔は約12時間であるため、この不適切さに気づいていた。ガリレオは、この異常は海の形、深さ、その他の要因を含むいくつかの二次的な原因の結果であると否定した。[89] [90] アルバート・アインシュタインは後に、ガリレオが「魅力的な議論」を展開し、地球の運動の物理的証明を求めてそれを無批判に受け入れたという意見を表明した。[91]ガリレオはまた、古代から知られ、同時代のヨハネス・ケプラーによって知られていた、月[92]が潮を引き起こすという考えを否定した。ガリレオはケプラーの惑星の楕円軌道にも興味を示さなかった。[93] [94]ガリレオは潮汐理論を地球の運動の究極の証明であるとみなし、その理論を支持する議論を続けた。[95]
彗星をめぐる論争と試金者
1619年、ガリレオはイエズス会のコレッジョ・ロマーノの数学教授オラツィオ・グラッシ神父との論争に巻き込まれた。それは彗星の性質に関する論争として始まったが、ガリレオが論争の最後の一撃となった『試金者』を1623年に出版した頃には、それは科学そのものの性質に関するより広範な論争となっていた。その本の表紙には、ガリレオが哲学者であり、トスカーナ大公の「初等数学者」であると記されている。[96]
『試金者』には科学の実践方法に関するガリレオの考えが豊富に盛り込まれているため、彼の科学的宣言書と呼ばれています。 [97] [98] 1619年の初めに、グラッシ神父は匿名でパンフレット「1618年の3つの彗星に関する天文学的論争」を出版しました。[99]では、前年の11月下旬に出現した彗星の性質について論じていました。グラッシは、その彗星は地球から一定の距離で大円の一部に沿って動いている火の物体であると結論付けました。[100] [101]また、彗星は空を月よりもゆっくりと動いているため、月よりも遠くにあるに違いありません。[要出典]
グラッシの議論と結論は、その後の論文『彗星論』 [ 102]で批判された。この論文は、ガリレオの弟子の一人であるフィレンツェの法律家マリオ・グイドゥッチの名で出版されたが、その大部分はガリレオ自身が執筆していた。[103]ガリレオとグイドゥッチは、彗星の性質について独自の決定的な理論を提示しなかったが、[104] [105]現在では誤りであることがわかっている暫定的な推測をいくつか提示した。(彗星の研究に対する正しいアプローチは、当時ティコ・ブラーエによって提唱されていた。) ガリレオとグイドゥッチの『彗星論』は、冒頭でイエズス会士クリストフ・シャイナーをいわれなく侮辱し、[106] [107] [108]コレッジョ・ロマーノの教授たちに対する様々な不快な発言が作品全体に散見された。[106]イエズス会は憤慨し、[106] [105]グラッシはすぐに反論の小冊子『天文学と哲学のバランス』[109]を出版し、ロタリオ・サルシオ・シジェンサーノ[110]というペンネームで自らを弟子の一人であると主張した。[要出典]
『試金者』は『天文の均衡』に対するガリレオの痛烈な反論である。[102]論争文学の傑作として広く認識されている。[111] [112]その中で「サルシ」の議論は痛烈な軽蔑にさらされている。[113]この作品は広く称賛され、特に新教皇ウルバヌス8世に献呈された。[114]ローマでは、その前の10年間に、後のウルバヌス8世となるバルベリーニがガリレオとリンチェーノ・アカデミーの側に立っていた。[115]
ガリレオとグラッシの論争は多くのイエズス会士たちを永久に疎遠にし[116]、ガリレオとその友人たちは、後にガリレオが非難される原因となったのは自分たちのせいだと確信していたが[117]、これを裏付ける証拠は決定的ではない。[118] [119]
地動説をめぐる論争
ガリレオが教会と対立していた当時、知識人の大多数は、地球が宇宙の中心でありすべての天体の軌道であるというアリストテレスの 地動説、もしくは地動説と地動説を融合させたティコ・ブラーエの新体系を支持していた。 [120] [121]地動説に対する反対と、それに関するガリレオの著作には、宗教的反対と科学的反対が組み合わされていた。地動説に対する宗教的反対は、地球が固定された性質を暗示する聖書の一節から生じた。[e]科学的な反対はブラーエから来たもので、彼は、地動説が真実であるならば、当時はそのようなことはなかったが、年間の恒星の視差が観測されるはずだと主張した。[f]アリスタルコスとコペルニクスは、恒星は非常に遠いので視差は無視できると正しく仮定していた。しかしブラーエは、星は測定可能な角度の大きさを持っているように見えるので、もし星がそれほど遠いのであれば、太陽や地球の軌道よりもはるかに大きくなければならないと反論した。 [124]天文学者が星の見かけの等級はエアリーディスクと呼ばれる光学現象によって引き起こされ、実際の物理的な大きさではなく明るさの関数であることを理解したのはずっと後になってからであった（等級#歴史を参照）。[124]
ガリレオは1609年の天文観測に基づいて地動説を擁護した。1613年12月、フィレンツェ大公妃クリスティーナはガリレオの友人で信奉者の一人であるベネデット・カステッリに対し、地球の運動に対する聖書的反論を突きつけた。[g]この事件をきっかけにガリレオはカステッリに手紙を書き、地動説は実は聖書の文言に反するものではなく、聖書は科学ではなく信仰と道徳の権威であると主張した。この手紙は出版されなかったが、広く流布された。[125] 2年後、ガリレオはクリスティーナに手紙を書き、それまで8ページだった議論を40ページにまで拡大した。[126]
1615年までに、ガリレオの地動説に関する著作は、ニッコロ・ロリーニ神父によってローマ異端審問所に提出された。ロリーニ神父は、ガリレオとその追随者たちが聖書の再解釈を試みていると主張した。 [e]これはトレント公会議に違反し、危険なほどプロテスタントに似ていると考えられた。[127]ロリーニは特に、カステッリに宛てたガリレオの手紙を引用した。[128]ガリレオは、自分自身と自分の考えを弁護するためにローマへ行った。1616年の初め、フランチェスコ・インゴリはガリレオとの論争を開始し、地動説に異議を唱える論文を彼に送った。ガリレオは後に、この論文がその後の地動説に対する行動に役立ったと考えていると述べた。[129]インゴリは異端審問所から論争に関する専門家の意見を書くよう依頼され、その論文が異端審問所の行動の根拠となった可能性がある。[130]この論文は、地動説に反対する18の物理的および数学的議論に焦点を当てている。主にティコ・ブラーエの議論を借用しており、特に、地動説では星が太陽よりもずっと大きいように見えることが必要であるという点が特徴的である。 [h]この論文には4つの神学的議論も含まれていたが、インゴリはガリレオに物理的および数学的議論に焦点を当てるよう提案し、ガリレオの聖書的考えには触れなかった。[132]
1616 年 2 月、異端審問委員会は、地動説は「哲学的に愚かで不合理であり、多くの箇所で聖書の意味と明らかに矛盾しているため、正式には異端である」と宣言しました。異端審問では、地球の運動という考えは「哲学において同じ判断を受けており、神学上の真実に関しては、少なくとも信仰上は誤りである」と判定しました。[133] 教皇パウロ 5 世は、ベラルミーノ枢機卿にこの判定結果をガリレオに伝え、地動説を放棄するよう命じるよう指示しました。2 月 26 日、ガリレオはベラルミーノの邸宅に呼び出され、「太陽が世界の中心で静止し、地球が動くという意見を完全に放棄し、今後は口頭または書面を問わず、いかなる方法でもそれを保持、教え、擁護しないように」命じられました。[134]索引会議の布告により、コペルニクスの『天体回転論』やその他の太陽中心説の著作は訂正されるまで禁止された。 [134]
その後の10年間、ガリレオはこの論争から遠ざかっていた。1623年にマフェオ・バルベリーニ枢機卿が教皇ウルバヌス8世に選出されたことに後押しされ、彼はこのテーマに関する本を書く計画を再開した。バルベリーニはガリレオの友人であり崇拝者でもあり、1616年のガリレオの訓戒に反対していた。ガリレオの著書『二大世界システムについての対話』は、異端審問所の正式な認可と教皇の許可を得て1632年に出版された。[135]
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以前、教皇ウルバヌス8世はガリレオに、この本の中で地動説の賛否両論を述べるよう、また地動説を擁護しないように注意するよう個人的に依頼していた。無意識か故意かはわからないが、 『地動説対話』でアリストテレスの地動説を擁護するシンプリシオは、しばしば自身の誤りにとらわれ、時には愚か者のように見えた。実際、ガリレオは本の序文で、この登場人物は有名なアリストテレス哲学者（ラテン語でシンプリキウス、イタリア語でシンプリシオ）にちなんで名付けられたと述べているが、イタリア語の「シンプリシオ」という名前には「愚か者」という含みもある。[136] [137]このシンプリシオの描写により、『地動説対話』は、アリストテレスの地動説を攻撃し、コペルニクスの理論を擁護する擁護書のように見えた。[要出典]
歴史家の多くは、ガリレオは悪意から行動したのではなく、彼の著書に対する反応に驚いたのだということに同意している。 [i]しかし、教皇は、世間の嘲笑の疑いやコペルニクスの主張を軽視しなかった。[要出典]
ガリレオは、彼の最大かつ最も強力な支持者の一人であるローマ教皇と疎遠になり、1632年9月に自身の著作を擁護するためにローマに召喚された[141] 。彼は最終的に1633年2月に到着し、異端審問官ヴィンチェンツォ・マクラニの前に召喚され、告発された。裁判の間中、ガリレオは、1616年以来、非難された意見のいずれも持たないという約束を忠実に守ってきたと断固として主張し、最初はそれらを擁護したことさえ否定した。しかし、最終的には、彼の真の意図に反して、対話を読んだ人は、それがコペルニクス主義の擁護を意図したものであるという印象を受ける可能性があったことを認めざるを得なかった。ガリレオは1616年以降にコペルニクスの考えを持っていたことはなく、対話の中でそれを擁護するつもりもなかったとかなり信じ難い否定をしたため、1633年7月の最後の尋問では、真実を言わなければ拷問すると脅されて終わったが、彼は脅迫にもかかわらず否認を続けた。[142] [143] [144]
異端審問の判決は6月22日に言い渡されました。判決は3つの主要な部分から構成されていました。
- ガリレオは「異端の疑いが濃厚」とされた（ただし、正式に異端の疑いをかけられたことはなく、体罰は免れた）[145] 。具体的には、太陽は宇宙の中心で静止しているが、地球は宇宙の中心ではなく動いているという意見、そして聖書に反すると宣言された後でも、ある意見をもっともらしいものとして支持し擁護できるという意見を抱いていたことである。彼はそれらの意見を「放棄し、呪い、忌み嫌う」ことを求められた。[146] [147] [148] [149]
- 彼は異端審問所の裁量で正式な禁固刑を宣告された。[150]翌日、これは自宅軟禁に減刑され、彼は残りの人生を自宅軟禁で過ごした。[151]
- 彼の問題作『対話』は発禁となり、裁判では発表されなかった措置として、彼が将来書く作品も含め、彼のすべての作品の出版が禁止された。[152] [153]
一般に信じられている伝説によると、ガリレオは地球が太陽の周りを回っているという自身の理論を撤回した後、「それでも地球は動く」という反抗的な言葉をつぶやいたとされている。1640年代にスペインの画家バルトロメ・エステバン・ムリーリョまたは彼の流派の画家が描いた絵画（1911年の修復作業までこの言葉は隠されていた）には、牢獄に捕らわれたガリレオが地下牢の壁に書かれた「E pur si muove」という言葉を見つめている様子が描かれているという主張がある。この伝説に関する最も古い文書による記述は、彼の死後1世紀に遡る。この絵画に基づいて、スティルマン・ドレイクは「この有名な言葉がガリレオの死前にすでに彼の作品とされていたことは今や疑いの余地がない」と記している。[154]しかし、天体物理学者マリオ・リヴィオによる徹底的な調査により、この絵画はおそらくフランドルの画家ロマン・ユージン・ファン・マルデゲムが1837年に描いた絵画のコピーであることが明らかになった。[155]
ガリレオは、友好的なアスカニオ・ピッコロミニ（シエナ大司教）のもとで過ごした後、 1634年にフィレンツェ近郊のアルチェトリにある別荘に戻ることを許され、そこで生涯の一部を軟禁状態で過ごした。ガリレオは、その後3年間、週に1回七つの悔悛の詩篇を読むよう命じられた。しかし、娘のマリア・チェレストが教会の許可を得て、その仕事を引き受け、ガリレオの重荷を軽減した。[156]
ガリレオが自宅軟禁中に、彼は彼の最高傑作の一つである『二つの新しい科学』に時間を費やした。彼はここで、現在運動学と材料力学と呼ばれている二つの科学について、約40年前に取り組んだ研究を要約し、検閲を避けるためにオランダで出版した。この本はアルベルト・アインシュタインに高く評価された。[157]この研究の結果、ガリレオはしばしば「近代物理学の父」と呼ばれる。彼は1638年に完全に失明し、痛みを伴うヘルニアと不眠症を患ったため、医師の診察を受けるためにフィレンツェに行くことを許可された。[15]
ダヴァ・ソベルは、ガリレオが1633年に異端の罪で裁判にかけられる前に、教皇ウルバヌス8世は宮廷の陰謀や国家の問題に心を奪われ、迫害や命の危険を恐れ始めたと主張している。この文脈で、ソベルは、ガリレオの問題は宮廷内部の人間やガリレオの敵によって教皇に提示されたと主張している。教会を擁護する上での弱さを非難されたウルバヌスは、怒りと恐怖からガリレオに反発した。[158]マリオ・リヴィオは、ガリレオとその発見を現代の科学的、社会的文脈に位置づけている。特に、ガリレオ事件は科学否定と対になるものだと主張している。[159]
死
ガリレオは1642年1月8日に77歳で熱と動悸で亡くなるまで、訪問者を受け入れ続けた。[15] [160]トスカーナ大公フェルディナンド2世は、彼を父や他の先祖の墓の隣にあるサンタクローチェ聖堂の本体に埋葬し、彼に敬意を表して大理石の霊廟を建てることを望んだ。[161] [162]
しかし、この計画は、教皇ウルバヌス8世とその甥のフランチェスコ・バルベリーニ枢機卿の抗議により中止された。 [161] [162] [163]ガリレオはカトリック教会から「異端の疑いが濃厚」と非難されていたためである。[164]代わりに、彼は大聖堂の南翼廊から聖具室へと続く廊下の端にある修練者礼拝堂の隣の小さな部屋に埋葬された。[161] [165] 1737年に彼を称える記念碑が建てられた後、彼は大聖堂の本体に再埋葬された。[166] [167]この移動中に、彼の遺体から3本の指と1本の歯が取り除かれた。[168] これらの指の1本は現在、イタリアのフィレンツェにあるガリレオ博物館で展示されている。[169]
科学的貢献
この事実と、その他にも、数も少なくなく、知る価値も低い事実を私は証明することに成功しました。そして、私がさらに重要だと考えるのは、私の研究がほんの始まりに過ぎないこの広大で最も優れた科学に、私よりも鋭敏な他の人々がその奥深いところを探求する方法と手段が開かれたことです。
— ガリレオ・ガリレイ『二つの新しい科学』
科学的方法
ガリレオは、実験と数学の革新的な組み合わせを通じて、運動の科学に独自の貢献をした。[170]当時の科学のより典型的なものは、ウィリアム・ギルバートによる磁気と電気に関する定性的研究であった。ガリレオの父、リュート奏者で音楽理論家であるヴィンチェンツォ・ガリレイは、物理学でおそらく最も古い非線形関係を確立する実験を行った。つまり、張られた弦のピッチは張力の平方根として変化するということである。[171]これらの観察は、楽器製作者によく知られたピタゴラスの音楽の伝統の枠組みの中にあり、弦を整数で分割すると調和のとれた音階が生成されるという事実が含まれていた。このように、限られた量の数学は長い間音楽と物理科学に関連しており、若いガリレオは自分の父の観察がその伝統を拡張するのを見ることができた。[172]
ガリレオは、自然法則は数学的であると明確に述べた最初の近代思想家の一人である。『試金者』の中で、彼は「哲学はこの偉大な書物、宇宙に書かれている...それは数学の言語で書かれており、その文字は三角形、円、その他の幾何学的図形である...」と書いている。 [173]彼の数学的分析は、後期スコラ哲学の自然哲学者が採用した伝統をさらに発展させたものであり、ガリレオは哲学を学んだときにそれを学んだ。[174]彼の研究は、科学を哲学と宗教の両方から最終的に分離するためのもう1つのステップを示しており、これは人間の思考における大きな発展であった。彼は観察に応じて自分の見解を変えることをしばしばいとわなかった。
実験を行うために、ガリレオは長さと時間の標準を確立し、異なる日や異なる研究室で行われた測定を再現性のある方法で比較できるようにしなければならなかった。これにより、帰納的推論を使用して数学的法則を確認するための信頼できる基盤が提供された。[要出典]ガリレオは、数学、理論物理学、実験物理学の適切な関係について現代的な認識を示した。彼は放物線を、円錐曲線と、縦座標(y) が横座標(x)の 2 乗に比例して変化するという観点から理解した。ガリレオはさらに、放物線は空気抵抗やその他の妨害がない場合に等加速された発射体の理論的に理想的な軌道であると主張した。彼はこの理論の妥当性には限界があることを認め、理論的根拠から地球の大きさに匹敵する弾丸の軌道が放物線になることはあり得ないと指摘したが[175] [176] [177]、それでも当時の大砲の射程距離までの距離であれば、弾丸の軌道が放物線から逸脱することはごくわずかであると主張した。[175] [178] [179]
天文学
ガリレオは1609年後半に屈折望遠鏡を使って月の表面が滑らかではないことを観測した。[35]翌年初めには木星の4つの最大の衛星を観測した。[50] 1610年後半には金星の満ち欠けを観測した。これは地動説の証拠である。また土星も観測したが、土星の環は別の2つの惑星だと考えていた。[65] 1612年には海王星を観測してその動きを記録したが、惑星とは特定しなかった。[67]
ガリレオは太陽黒点や[68]天の川を研究し、望遠鏡を使わずに星の見かけの大きさを測定する方法など、星に関する様々な観察を行った。[77] [78] [79]
彼は1619年に、ローマ神話の暁の女神とギリシャ語の北風にちなんで「オーロラ・ボレアリス」という造語を作り、太陽風の粒子が磁気圏にエネルギーを与えたときに北と南の空に現れる光を表現した。 [180]
エンジニアリング
ガリレオは、純粋物理学とは区別して、現在では工学として知られている分野に多くの貢献をしました。1595年から1598年にかけて、ガリレオは砲手や測量士が使用できる幾何学的かつ軍用コンパスを考案し、改良しました。これは、ニッコロ・タルタリアとグイドバルド・デル・モンテが設計した以前の器具を拡張したものです。砲手にとって、このコンパスは、大砲を正確に挙上する新しい安全な方法に加えて、さまざまなサイズや材質の砲弾の火薬の量を素早く計算する方法を提供しました。幾何学的な器具として、このコンパスは、任意の正多角形の作成、任意の多角形または円扇形の面積の計算、およびその他のさまざまな計算を可能にしました。ガリレオの指示の下、器具製作者のマルク・アントニオ・マッツォレーニは100個以上のコンパスを製造し、ガリレオはそれを（自ら書いた取扱説明書とともに）50リラで販売し、コンパスの使い方を教える講座を120リラで提供した。[181]
1593年、ガリレオは、球の中の空気の膨張と収縮を利用して、付属の管の中の水を動かす温度計を製作した。 [要出典]
1609年、ガリレオはイギリス人のトーマス・ハリオットらとともに、星や惑星、月を観測する器具として屈折望遠鏡を初めて使用した人物の一人となった。ガリレオの望遠鏡の「望遠鏡」という名前は、ギリシャの数学者ジョヴァンニ・デミシアーニが、1611年にフェデリコ・チェージ王子がガリレオを自身のアカデミー・デイ・リンチェイのメンバーにするために開いた宴会で付けたものである。[184] 1610年、ガリレオは望遠鏡を至近距離で使用して昆虫の部分を拡大した。[185] [186] 1624年までに、ガリレオは複合顕微鏡を使用していた。同年5月、ガリレオはこれらの望遠鏡の1つをバイエルン公爵に贈呈するためツォレルン枢機卿に贈り、[187] 9月にはもう1つをチェージ王子に送った。[188]リンシア会は、1年後に再び「顕微鏡」という名前に役割を果たした。同じアカデミー会員のジョヴァンニ・ファーベルが、ガリレオの発明品をギリシャ語の「小さい」を意味するμικρόν (ミクロン) と「見る」を意味するσκοπεῖν (スコペイン) から造語したのである。この言葉は「望遠鏡」と類似していた。[189] [190]ガリレオの顕微鏡の1つを使用して作られ、1625年に出版された昆虫のイラストは、複合顕微鏡の使用に関する最初の明確な文書であったと思われる。[188]
1612年、ガリレオは木星の衛星の公転周期を決定した後、その軌道に関する十分な正確さがあれば、その位置を万国共通の時計として使用し、経度の決定を可能にすることを提案した。彼は残りの人生を通じて時々この問題に取り組んだが、実際上の問題は深刻であった。この方法は、1681年にジョバンニ・ドメニコ・カッシーニによって初めて成功裏に応用され、後に大規模な陸上調査に広く使用された。たとえば、この方法はフランスの調査に使用され、後には1806年に米国中西部のゼブロン・パイクによって使用された。繊細な望遠鏡による観測がより困難な海上航行の場合、経度の問題は最終的に、ジョン・ハリソンのもののような実用的な携帯型海洋クロノメーターの開発を必要とした。[191]晩年、完全に失明したガリレオは振り子時計の脱進機機構（ガリレオ脱進機と呼ばれる）を設計したが、これを使用した時計は、1650年代にクリスティアーン・ホイヘンスによって初めて完全に機能する振り子時計が作られるまで製造されなかった。[要出典]
ガリレオは、川の洪水を緩和するための工学計画について助言するよう、何度か招かれた。1630年には、マリオ・グイドゥッチが、フィレンツェ近郊のビセンツィオ川に新しい水路を掘るというバルトロッティの計画について、ガリレオに相談するよう尽力したと思われる。[192]
単純なボールベアリングの問題は、ボール同士が擦れ合って余分な摩擦が生じることです。この問題は、個々のボールをケージ内に収めることで軽減できます。ケージ型ボールベアリングは、17世紀にガリレオによって最初に説明されました。[193]
物理
ガリレオの物体の運動に関する理論的、実験的研究は、ケプラーとルネ・デカルトによるほぼ独立した研究とともに、アイザック・ニュートン卿によって開発された古典力学の先駆けとなった。
振り子
ガリレオは振り子を使った実験をいくつか行いました。一般に信じられているのは (ヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニの伝記による)、ピサ大聖堂の青銅のシャンデリアの揺れを自分の脈を計時器として観察したことから始まったということです。ガリレオによる振り子への最初の記録は、彼の死後に出版された『運動について』と題された手記にありますが、[194]後の実験は彼の『二つの新科学』で説明されています。ガリレオは、単振り子は等時性がある、つまりその揺れは振幅に関わらず常に同じ時間がかかる、と主張しました。実際、これは近似的に正しいに過ぎず、[195]クリスティアーン・ホイヘンスによって発見されました。ガリレオはまた、周期の二乗が振り子の長さに正比例することを発見しました。
音の周波数
ガリレオは、音の周波数を理解した最初の人物の一人としてはあまり知られていませんが、それでもその功績は認められています。彼は、ノミをさまざまな速度で削ることで、発生する音の高さとノミのスキップ間隔（周波数の尺度）を結び付けました。
ウォーターポンプ
17世紀までに、水ポンプの設計は測定可能な真空を生成できるまで改善されましたが、これはすぐには理解されませんでした。わかっていたのは、吸引ポンプはある高さを超えて水を汲み上げることができないということでした。1635年頃に行われた測定によると、その高さは18フィレンツェヤード、つまり約34フィート（10メートル）でした。[196]この制限は、灌漑プロジェクト、鉱山の排水、トスカーナ公爵が計画した装飾的な噴水で懸念されたため、公爵はガリレオにこの問題の調査を依頼しました。ガリレオは、著書『二つの新科学』（1638年）で、水ポンプで汲み上げた水柱は34フィートを超えると自重で壊れると誤って示唆しました。[196]
光の速度
1638年、ガリレオは光の速度を測定する実験方法を説明した。2人の観測者がそれぞれシャッター付きのランタンを持ち、ある程度離れたところから互いのランタンを観測するという方法である。最初の観測者は自分のランプのシャッターを開け、2人目の観測者は光を見るとすぐに自分のランタンのシャッターを開ける。最初の観測者がシャッターを開けてから2人目の観測者のランプの光を見るまでの時間が、光が2人の観測者の間を往復するのにかかる時間を示す。ガリレオは、1マイル未満の距離でこれを試したところ、光が瞬間的に現れたかどうかを判断できなかったと報告している。[197]ガリレオの死から1667年までの間に、フィレンツェのアカデミア・デル・チメントのメンバーが約1マイルの距離でこの実験を繰り返したが、同様に決定的な結果は得られなかった。[198]光の速度はそのような方法では測定できないほど速すぎることが判明した。
ガリレイ不変性
ガリレオは、一定の速度で直線運動しているあらゆるシステムでは、その特定の速度や方向に関わらず、物理法則は同じであるという相対性の基本原理を提唱しました。したがって、絶対運動や絶対静止は存在しません。この原理は、ニュートンの運動法則の基本的な枠組みを提供し、アインシュタインの特殊相対性理論の中心となっています。
落下物
ジョン・フィロポナス、ニコール・オレム、ドミンゴ・デ・ソト
重さの異なる物体が同じ速度で落下するという考えは、ローマの哲学者ルクレティウスによって早くも提唱されていた可能性がある。[199]同じ大きさで重さの異なる物体が同じ速度で落下するという観察は、6世紀のヨハネス・フィロポノスの著作に記録されており、ガリレオもそれを知っていた。[200] [201] 14世紀には、ニコラ・オレームが等加速度変化の時間の二乗の法則を導き出し、[202] [203] 16世紀には、ドミンゴ・デ・ソトが均質な媒体中を落下する物体は等加速度であると示唆した。[204]しかし、デ・ソトは、ガリレオの落体理論に含まれる多くの条件や改良を予見していなかった。例えば、彼はガリレオのように、物体が厳密に等加速度で落下するのは真空中だけであり、それ以外の場合は最終的には均一な終端速度に達することを認識していなかった。
デルフトタワー実験
1586年、シモン・ステヴィン（通称ステヴィヌス）とヤン・コルネット・デ・グロートは、オランダの都市デルフトの新教会から鉛の球を落とした。この実験により、大きさが同じで質量の異なる物体は同じ速度で落下することが実証された。[33] [205]デルフトの塔の実験は成功したが、後の実験のような科学的厳密さをもって実施されたわけではなかった。ステヴィンは、球が同じ速度で落下したと推測するために、（球が下の木製の台に衝突したときに生じる）音声フィードバックに頼らざるを得なかった。この実験は、ガリレオ・ガリレイのより実質的な研究と1589年の有名なピサの斜塔の思考実験ほど信憑性は高くなかった。
ピサの斜塔実験
ガリレオの弟子ヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニの伝記によると、ガリレオはピサの斜塔から同じ材質だが質量の異なる球を落として、落下時間は質量とは無関係であることを証明したという。[206]これは、重い物体は軽い物体よりも速く落下し、その速度は重さに正比例するというアリストテレスの教えに反する。[207] [208]この話は一般に語り継がれているが、ガリレオ自身によるそのような実験の記述はなく、歴史家の間では、せいぜい思考実験であり、実際には行われなかったというのが一般的な見解である。 [209]例外はスティルマン・ドレイクで、[210]彼は、多かれ少なかれヴィヴィアーニが述べたとおりに実験は行われたと主張している。しかし、ガリレオの落下物体の実験のほとんどは、タイミングと空気抵抗の問題が大幅に軽減された傾斜面を使用して行われた。[211]
二つの新しい科学
ガリレオの代弁者と広くみなされているガリレオの登場人物サルビアティは、 1638年に著した『二つの新科学』の中で、真空中では重さの異なる物体はすべて同じ速度で落下すると主張した。サルビアティはまた、重さは異なるがそれ以外は同様な鉛とコルクの錘の空中での振り子運動を比較することで、このことを実験的に証明できると主張した。[要出典]
時間の二乗の法則
ガリレオは、落下する物体は、その物体が通過する媒体の抵抗が無視できる限り、あるいは極限的には真空中を落下する限り、等加速度で落下すると提唱した。[212] [213]彼はまた、静止状態から等加速度で移動する距離に関する正しい運動学法則、すなわち、距離は経過時間の二乗に比例するという法則を導いた（d ∝ t 2）。[204] [214]ガリレオは、当時の基準に従い、時間の二乗の法則を幾何学的構成と数学的に正確な言葉で表現した。（この法則を代数的に再表現するのは他の人の仕事だった。）[要出典]
慣性
ガリレオはまた、物体は運動を妨げるものが何もない限りその速度を維持すると結論付けた。 [215]これは、物体がいわゆる「激しい」、「不自然な」、「強制的な」運動を続けることができるのは、変化の主体（「運動者」）がそれに作用し続ける限りであるという、一般に受け入れられているアリストテレスの仮説と矛盾している。[216]慣性に関する哲学的アイデアは、ヨハネス・フィロポノスとジャン・ビュリダンによって提唱されていた。ガリレオは次のように述べている。[217] [218]
任意の粒子が摩擦のない水平面に沿って投射されていると想像してください。前のページでより詳しく説明したように、この粒子は、平面に制限がない限り、この同じ平面に沿って均一かつ永続的な動きで動くことがわかります。
— ガリレオ・ガリレイ『二つの新しい科学』第四日目
しかし、地球の表面は、その凹凸をすべて取り除くことができれば、そのような平面の一例となるだろう。[219]これは、運動の方向を除いて、ニュートンの運動の法則（第一法則）に組み込まれました。ニュートンの法則は直線ですが、ガリレオの法則は円運動です（たとえば、惑星は太陽の周りを動きますが、ガリレオによれば、ニュートンとは異なり、重力がない状態で発生します）。ダイクスターハウスによると、円運動を続ける傾向としての慣性の概念は、ガリレオのコペルニクス的信念と密接に関連しています。[220]
数学
ガリレオの数学の実験物理学への応用は革新的であったが、彼の数学的手法は当時の標準的なものであり、フィボナッチとアルキメデスから受け継いだ反比例の平方根法の例が数十件含まれていた。分析と証明は、ユークリッドの『原論』第5巻に述べられているユードキシアン比例理論に大きく依存していた。この理論はタルタリアらによる正確な翻訳のおかげでわずか1世紀前に利用可能になったばかりだったが、ガリレオの生涯の終わりまでに、デカルトの代数的手法に取って代わられつつあった。現在ガリレオのパラドックスと呼ばれている概念は、彼が独自に考案したものではない。彼が提案した、無限の数を比較することはできないという解決策は、もはや有用とは見なされていない。[221]
遺産
その後の教会の再評価
ガリレオ事件はガリレオの死後、ほぼ忘れ去られ、論争は沈静化した。ガリレオの著作の再版に対する異端審問所の禁止は、1718年にフィレンツェでガリレオの著作（禁書とされた『天体対話』を除く）の版を出版する許可が下りたことで解除された。 [222] 1741年、教皇ベネディクトゥス14世はガリレオの完全な科学著作の版の出版を認可した。 [223 ] これには『天体対話』の軽度検閲版が含まれていた。[224] [223] 1758年、地動説を主張する著作に対する一般的な禁止は禁書目録から削除されたが、『天体対話』とコペルニクスの『天体回転について』の検閲なし版に対する具体的な禁止は残った。[225] [223]教会による太陽中心説への公式な反対の痕跡は、1835年にこれらの作品が最終的に索引から削除されたときにすべて消えました。[226] [227]
ガリレオ事件への関心は、19世紀初頭にプロテスタントの論客が（スペイン異端審問や地球平面説などの他の事件も含め）この事件を利用してローマカトリックを攻撃したときに再び高まりを見せた。[10]それ以来、関心は高まったり下がったりを繰り返している。1939年、教皇ピウス12世は、教皇に選出されてから数か月以内に教皇庁科学アカデミーで行った最初の演説で、ガリレオを「研究の最も大胆な英雄の一人であり、途中でつまずいたり危険に遭ったりすることも、墓碑銘を恐れたりすることもない」と評した。[228] 40年間、彼の側近であったロバート・ライバー教授は、「ピウス12世は、科学への扉を時期尚早に閉ざすことのないよう非常に注意していた。彼はこの点に熱心であり、ガリレオの場合、そのことを後悔していた」と書いている。[229]
1990年2月15日、ローマ・ラ・サピエンツァ大学での演説で、[230] [231]ラッツィンガー枢機卿（後の教皇ベネディクト16世）は、ガリレオ事件に関する当時の見解を引用し、「現代、科学技術の自己不信がいかに根深いかを示す兆候的な事例」と呼んだ。[232]彼が引用した見解の中には、哲学者ポール・フェイエアベントの見解もあり、彼は次のように引用している。「ガリレオの時代の教会は、ガリレオ自身よりもはるかに理性に従っており、ガリレオの教えの倫理的、社会的影響も考慮に入れていた。ガリレオに対する教会の判決は合理的かつ公正であり、この判決の修正は政治的に都合が良いという理由でのみ正当化できる。」[232]枢機卿はフェイエアベントの主張に同意するかしないかを明確に示さなかったが、「そのような見解に基づいて衝動的な弁明をするのは愚かなことだ」と述べた。[232]
1992年10月31日、ヨハネ・パウロ2世は、地球が太陽の周りを回っていると主張したガリレオを異端審問所が非難したのは誤りであったことを認めた。「ヨハネ・パウロは、ガリレオを非難した神学者たちは、聖書とその解釈の正式な区別を認識していなかったと述べた。」[233]
2008年3月、教皇庁科学アカデミーのニコラ・カビボ会長は、バチカンの壁の中にガリレオの像を建てることでガリレオを称える計画を発表した。[234]同年12月、ガリレオの最初の望遠鏡観測の400周年を記念するイベントで、教皇ベネディクト16世は天文学への彼の貢献を称賛した。[235]しかし、1か月後、教皇庁文化評議会のジャンフランコ・ラヴァシ会長は、バチカンの敷地内にガリレオの像を建てる計画が中止されたことを明らかにした。[236]
現代科学への影響
スティーブン・ホーキングによれば、ガリレオはおそらく他の誰よりも近代科学の誕生に責任を負っており、[237]アルバート・アインシュタインは彼を近代科学の父と呼んだ。[238] [239]
ガリレオの天文学的発見とコペルニクス理論の調査は、ガリレオが発見した木星の4つの大きな衛星（イオ、エウロパ、ガニメデ、カリスト）をガリレオ衛星として分類するなど、永続的な遺産につながった。ガリレオ宇宙船など、他の科学的取り組みや原理もガリレオにちなんで名付けられている。[240]
2009年はガリレオが望遠鏡を使って初めて天文観測を行ってから400周年に当たることから、国連は国際天文年と定めた。[241]
著作
ガリレオの初期の著作には、空気中や水中の物体を正確に計量するための天秤について記述した1586年の小冊子『小さな天秤（ラ・ビランチェッタ）』 [242]や、幾何学的および軍事的なコンパスの操作法を解説した1606年に印刷されたマニュアル『幾何学的および軍事的コンパスの操作法』[243]などがある。
動力学、運動学、力学に関する彼の初期の著作は、1590年頃の『運動論』と1600年頃の『力学』である。前者はアリストテレス - アルキメデスの流体力学に基づいており、流体媒体における重力落下速度は物体の比重が媒体の比重を上回った量に比例し、真空中では物体は比重に比例した速度で落下すると主張した。また、フィロポナスのインペトゥス力学にも従っており、インペトゥスは自己消散し、真空中での自由落下は初期加速期間の後に比重に応じた基本的な終端速度を持つとしている。[要出典]
ガリレオが 1610 年に著した『星空の報告』は、望遠鏡による観察に基づいて出版された最初の科学論文です。この論文では、次のような発見が報告されています。
- ガリレオ衛星
- 月の表面の粗さ
- 肉眼では見えない多数の星の存在、特に天の川銀河の出現の原因となる星の存在
- 惑星と恒星の外観の違い。前者は小さな円盤のように見えるが、後者は拡大されていない光点のように見える。
ガリレオは1613年に太陽黒点に関する記述『太陽黒点に関する手紙』を出版し、太陽と天空は腐敗しやすいことを示唆した。[244] 『太陽黒点に関する手紙』には、1610年に望遠鏡で行った金星の満ち欠けの完全な観察、土星の不可解な「付属物」の発見と、さらに不可解なその後の消失についても記されている。1615年にガリレオは『クリスティーナ大公女への手紙』として知られる原稿を準備したが、これは1636年まで印刷されたことはなかった。この手紙は『カステッリへの手紙』の改訂版であり、異端審問所は地動説を物理的に真実であり聖書と一致しているとして神学への侵害であると非難した。[245] 1616年、ガリレオは異端審問所からコペルニクスの立場をとったり擁護したりしないようにとの命令を受けた後、コペルニクスの地球説に基づいた『潮汐論』( Discorso sul flusso e il reflusso del mare )をオルシーニ枢機卿への私信の形で書いた。[246] 1619年、ガリレオの弟子マリオ・グイドゥッチは、ガリレオが主に書いた講義『彗星論』 ( Discorso Delle Comete )を出版し、イエズス会の彗星の解釈に反論した。[247]
1623年、ガリレオは『天文学者サッジャトーレ』を出版し、アリストテレスの権威に基づく理論を攻撃し、実験と科学的アイデアの数学的定式化を推奨した。この本は大きな成功を収め、キリスト教会の上層部からも支持を得た。[248] 『天文学者』の成功に続いて、ガリレオは1632年に『世界の二大体系についての対話』を出版した。1616年の異端審問所の指示に従うよう注意していたにもかかわらず、この本でコペルニクス理論と太陽系の非地動説モデルを支持していたため、ガリレオは裁判にかけられ、出版を禁止された。出版禁止にもかかわらず、ガリレオは1638年に異端審問所の管轄外であるオランダで『二つの新しい科学に関する講演と数学的証明』（Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze）を出版した。 [要出典]
出版された著作
ガリレオの主な著作は以下の通りである。[249]
- 小さな天秤(1586; イタリア語: La Bilancetta )
- オン・モーション( 1590年頃、ラテン語: De Motu Antiquiora ) [250]
- 力学( 1600年頃、イタリア語: Le Meccaniche )
- 幾何学および軍事コンパスの作戦(1606; イタリア語: Le operazioni del compasso geometryo et militare )
- 星空の使者（1610年、ラテン語： Sidereus Nuncius）
- 浮遊体に関する談話(1612 年; イタリア語: Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua, o che in quella si muovono、「水の上に留まる物体、または水中を移動する物体に関する談話」)
- 黒点に関する歴史とデモンストレーション(1613 年、イタリア語: Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie Solari ;黒点に関する三通の手紙に基づく作品、Tre Lettere sulle macchie Solari、1612 年)
- 「クリスティーナ大公妃への手紙」（1615年、1636年に出版）
- 「潮流に関する談話」（1616年、イタリア語：Discorso del flusso e reflusso del mare）
- 彗星に関する談話(1619; イタリア語: Discorso delle Comete )
- 『暗殺者』 (1623; イタリア語: Il Saggiatore )
- 2 つの主要な世界システムに関する対話(1632; イタリア語: Dialogo sopra i due Massimi sistemi del mondo )
- 2 つの新しい科学に関する談話と数学的実証(1638; イタリア語: Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze )
個人ライブラリ
ガリレオ・ガリレイは晩年、フィレンツェ郊外のヴィラ・イル・ジョイエッロに少なくとも598冊（そのうち560冊が特定されている）の蔵書を保管していた。 [251]自宅軟禁の制約により、彼は自分の考えを書いたり出版したりすることを禁じられていた。しかし、彼は死ぬまで訪問者を受け入れ続け、彼らを通じて北ヨーロッパからの最新の科学文献を供給され続けた。[252]
ガリレオの遺言には、彼の書籍や原稿のコレクションについては触れられていない。ガリレオの死後、彼の蔵書を含む財産の大部分が息子のヴィンチェンツォ・ガリレイ・ジュニアに引き継がれた後、詳細な目録が作成された。1649年に彼が亡くなった後、コレクションは妻のセスティーリア・ボッキネリに相続された。[252]
ガリレオの書籍、私文書、未編集の原稿は、かつての助手で教え子でもあったヴィンチェンツォ・ヴィヴィアーニによって収集され、その目的は、かつての師の著作を出版された形で保存することだった。この計画は実現せず、ヴィヴィアーニは遺言で、コレクションの大部分を、すでに大規模な図書館があったフィレンツェのサンタ・マリア・ヌオーヴァ病院に遺贈した。ガリレオの所有物の価値は認識されず、複製はシエナの公共図書館であるビブリオテカ・コムナーレ・デッリ・イントロナーティなど他の図書館に分散された。後に図書館の所蔵品を専門化しようとした試みとして、医学に関係のない書籍は、フィレンツェの国立中央図書館となる初期の基盤であるマリアベキアーナ図書館に移された。[252]
ヴィヴィアーニのコレクションの一部は、ガリレオや同僚のエヴァンジェリスタ・トリチェリ、ベネデット・カステッリの原稿を含め、甥の修道院長ヤコポ・パンザニーニに遺贈された。この小規模なコレクションはパンザニーニの死後、大甥のカルロとアンジェロ・パンザニーニに引き継がれるまで保存されていた。相続人が遺産を守れなかったため、ガリレオとヴィヴィアーニのコレクションの書籍は散逸し始めた。彼らの使用人が数冊を紙くずとして売却した。1750年頃、フィレンツェの元老院議員ジョヴァンニ・バッティスタ・クレメンテ・デ・ネッリがこのことを聞き、店主から書籍と原稿を購入し、ヴィヴィアーニのコレクションの残りをパンザニーニ兄弟から購入した。ネリの回想録にはこう記されている。「こんなに素晴らしい宝物をこんなに安く手に入れることができたのは、その写本の価値を知らなかった売り手の無知のおかげでした...」
図書館は1793年にネリが亡くなるまで彼の管理下にあった。ネリの息子たちは父の収集した写本の価値を知って、残されたものをフランス政府に売却しようとした。トスカーナ大公フェルディナンド3世が売却に介入し、コレクション全体を購入した。写本、印刷本、個人文書のアーカイブはフィレンツェのパラティーナ図書館に寄贈され、1861年にマリアベキアーナ図書館と統合された。[252]
参照
注記
- ^ イタリアの国民国家はまだ樹立されていなかったが、イタリア語（italus ）に相当するラテン語は古代からこの地域の原住民を指して使われていた。 [3]
- ^ つまり、肉眼では見えません。
- ^ カペラモデルでは水星と金星のみが太陽の周りを回っているが、リッチョーリが解説した拡張版では火星も太陽の周りを回っているが、木星と土星の軌道は地球を中心としている。
- ^ 静止軌道では、太陽黒点の見かけの年周変動は、太陽の自転軸の信じられないほど複雑な歳差運動の結果としてのみ説明できる[70] [71] [72]。しかし、これは、ティコの弟子ロンゴモンタヌスが地球が自転していると仮定した修正版のシステムには当てはまらなかった。ロンゴモンタヌスのシステムは、コペルニクスのシステムと同様に太陽黒点の見かけの運動を説明することができた。
- ^ ab そのような聖句には詩篇93:1、96:10、歴代誌上16:30があり、「世界は定まり、動かされることはない」と述べている。同様に詩篇104:5には「主は地の基を据え、永遠に動かされることのないようにされた」とある。さらに伝道の書1:5には「太陽は昇り、また沈み、その昇る所に急いで帰る」とあり、ヨシュア記10:14には「太陽よ、ギベオンにとどまれ…」とある。[122]
- ^ 1729年1月に ジェームズ・ブラッドリーが発見した光行差は、地球の運動、ひいてはアリスタルコス、コペルニクス、ケプラーの理論の最初の決定的な証拠となり、1729年1月に発表された。 [123] 2番目の証拠は1838年にフリードリヒ・ベッセルによって提示された。
- ^ モーリス・フィノッキアーロによれば、これは好奇心から友好的かつ丁寧な態度で行われたとのことである。[125]
- ^ インゴリは、太陽中心説における恒星までの距離の遠さは「恒星の大きさが地球の軌道円の大きさを上回るかそれに等しいことを明確に証明している」と書いている。[131]
- ^ ドレイクは、シンプリシオの性格はウルバヌスではなく、アリストテレス哲学者のルドヴィーコ・デッレ・コロンベとチェーザレ・クレモニーニをモデルにしていると主張している。 [138]また、ガリレオに『対話』に教皇の議論を含めるよう要求したため、シンプリシオの口からそれを伝えるしかなかったとも考えている。[139] 『夢遊病者たち』でガリレオにかなり厳しい評価をしているアーサー・ケストラーでさえ、ウルバヌスがガリレオがシンプリシオを自分の似顔絵にしようとしたのではないかと疑っていたことを指摘した後、「もちろんこれは事実ではない」と述べている。[140]
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ヴォーンは今でもボールベアリングの発明者とみなされていますが、
紀元40年頃のローマのネミ船のいくつかは設計にボールベアリングを取り入れており、レオナルド・ダ・ヴィンチ
はボールベアリングの原理を最初に考案したとされていますが、発明には使用しませんでした。別のイタリア人、ガリレオはケージボールの使用について説明しました。
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