Новий фізичний прилад - серце
Всім добре знайома по численних картинам і фотографій струнка вежа, розташована в італійському місті Піза. Знайома не тільки своїми пропорціями і витонченістю, але і навислої над нею бідою. Вежа повільно, але помітно відхиляється від вертикалі, ніби кланяючись.
«Падаюча» Пізанська вежа розташована в місті, де народився і виконав багато наукових досліджень сучасник Кеплера великий італійський вчений Галілео Галілей. У рідному місті Галілей став професором університету. Професором математики, хоча займався він не тільки математикою, але і оптикою, астрономією, механікою.
Уявімо, що в один з прекрасних літніх днів в ті далекі роки ми стоїмо біля Пізанської вежі, піднімаємо голову і бачимо на верхній галереї ... Галілея. Вчений милується прекрасним видом на місто? Ні, він, як пустотливий школяр, кидає вниз різноманітні предмети!
Ажурна Пізанська вежа була мимовільним свідком дослідів Галілео Галілея.
Ймовірно, наше здивування ще більше зросте, якщо хто-небудь в цей час скаже, що ми присутні при одному з найважливіших фізичних експериментів в історії науки.
Пильне спостереження за розгойдуванням світильників в соборі допомогло Галілею встановити закономірності руху маятників.
Як поводитимуться обидва тіла - легке і важке, якщо їх скріпити разом? Задавши собі це питання, Галілей міркував далі: легке тіло повинно уповільнювати рух важкого, але разом вони складають ще більш важке тіло і, отже, зобов'язані (за Арістотелем) падати ще швидше.
Де вихід з цього логічного тупика? Залишається тільки припустити, що обидва тіла повинні падати з однаковою швидкістю.
На експерименти помітно впливає повітря - сухий лист дерева повільно опускається на землю завдяки ласкавим подиху вітру.
Експеримент треба поставити з тілами різної ваги, але приблизно однаковою обтічної форми, щоб повітря не вносив своїх «поправок» в досліджуване явище.
І Галілей скидає з Пізанської вежі в один і той же момент гарматне ядро масою 80 кілограмів і значно легшу мушкетну кулю - масою всього 200 грамів. Обидва тіла досягають землі одночасно!
Галілео Галілей. У ньому гармонійно поєднувалися таланти фізика-теоретика і експериментатора.
Галілею хотілося вивчити поведінку тіл, коли вони рухаються не так швидко. Він змайстрував з довгих дерев'яних брусків прямокутний жолоб з добре відполірованими стінками, поставив його похило і пускав вниз по ньому (обережно, без поштовху) важкі кулі.
Хороших годин тоді ще не існувало, і Галілей судив про час, який йшло на кожен досвід, зважуючи кількість води, що стікала через тонку трубку з великою бочки.
За допомогою таких «наукових» приладів Галілей встановив важливу закономірність: пройдене кулею відстань пропорційно квадрату часу, що підтвердило дозрілу у нього думка про можливість руху тіла з постійним прискоренням.
Одного разу в соборі, спостерігаючи, як розгойдуються світильники різного розміру і довжини, Галілей прийшов до висновку, що у всіх світильників, підвішених на нитках однакової довжини, період розгойдування від однієї верхньої точки до іншої і висота підйомів однакові і постійні - незалежно від ваги! Як підтвердити незвичайний і, як з'ясувалося потім, абсолютно вірний висновок? З чим порівняти коливання маятників, де взяти еталон часу? І Галілей прийшов до рішення, яке для багатьох поколінь вчених буде служити зразком блиску і дотепності фізичної думки: він порівняв коливання маятника з частотою биття власного серця!
Зовнішній вигляд і пристрій перших маятникових годин, винайдених Християном Гюйгенсом.
Лише триста з гаком років тому, у середині XX століття, інший великий італієць - Енріко Фермі поставить експеримент, що нагадує досягнення Галілея по простоті і точності. Фермі визначить силу вибуху першої дослідної атомної бомби по відстані, на яке вибухова хвиля віднесе з його долоні пелюстки паперу ...
Гарна перспектива світильників і маятників однакової довжини було доведено Галілеєм, і на основі цього чудового властивості тих, хто вагається тел Християн Гюйгенс в 1657 році створив перший маятниковий годинник з регулярним ходом.
Всім нам добре відомі затишні годинник з живе в них «говорить» зозулею, які отримала завдяки спостережливості Галілея, що не залишала його навіть під час богослужіння в соборі.