Чи часто замислюються люди над питанням, коли і хто винайшов маятник. спостерігаючи за хитанням маятника в годиннику? Цим винахідником був Галілео Галілей. Після бесід з батьком, (докладніше: Студентські роки Галілея) Галілей повернувся до університету, але вже не на медичний факультет, а на філософський, де викладали математику і фізику.
У ті часи ці науки ще не відділялися від філософії. На філософському факультеті Галілей вирішив терпляче вивчити Аристотеля. вчення якого грунтувалося на спогляданні і не підтверджувалося дослідами.
Галілей в Пізанської соборі
Всім студентам, по університетським правилам, належало відвідувати церкву. Галілео, будучи віруючою людиною, успадкував від батька байдужість до церковних обрядів, і ревним молельщіком назвати його було не можна. Як повідомляє його учень Вівіані. в 1583 році Галілей. перебуваючи під час богослужіння в Пізанської соборі. звернув увагу на люстру. підвішену до стелі на тонких ланцюжках. Служителі, що запалювали свічки в люстрах, мабуть, штовхнули її, і важка люстра повільно розгойдувалася.
Галілей став спостерігати за нею: розмахи люстри поступово скорочувалася, слабшали, але Галілею здалося, що, хоча розмахи люстри зменшуються і затихають, час одного коливання залишається незмінним. Щоб перевірити цю гіпотезу, потрібні були точні годинники, а годин Галілей не мав - їх тоді ще не винайшли. Юнак здогадався використовувати замість секундоміра биття свого серця. Намацавши на руці пульсуючу жилку, Галілей вважав удари пульсу і одночасно хитання люстри. Гіпотеза як ніби підтверджувалася, але люстра, на жаль, перестала гойдатися, а підштовхнути її під час богослужіння Галілей не наважився.
Винайшов маятник Галілей
Повернувшись додому, Галілей провів досліди. Він прив'язав на нитки і став розгойдувати різні предмети, що попалися йому під руку: ключ від дверей, камінчики, порожню чорнильницю і інші важки. Ці саморобні маятники він підвісив до стелі і дивився, як вони гойдаються. Відлік часу він як і раніше вів по ударах пульсу.
Перш за все Галілей переконався, що легкі предмети гойдаються так само часто, як і важкі, якщо вони висять на нитках однакової довжини. А залежать коливання тільки від довжини нитки. ніж нитка довше, тим рідше гойдається маятник, а чим коротше, тим гойдання частіше. Частота хитань залежить тільки від довжини маятника, але аж ніяк не від його ваги.
Галілей вкоротив нитку, на якій висіла порожня чорнильниця; зробив так, щоб вона гойдалася в такт биттю пульсу і на кожен удар серця доводилося одне хитання маятника. Потім він підштовхнув чорнильницю, а сам сів у крісло і став вважати пульс, спостерігаючи за маятником.
Спочатку чорнильниця, розгойдуючись, робила досить широкі розмахи і швидко літала з боку в бік, а потім її розмахи ставали все менше, а рух повільніше; таким чином час одного коливання помітним чином не змінювався. І великі і малі розмахи маятника все одно збігалися з ударами пульсу. Але тут Галілей помітив, що від хвилювання його «секундомір» - серце - почав битися швидше і заважати досвіду. Тоді він став повторювати свій досвід багато разів поспіль, щоб заспокоїти серце.
В результаті цих дослідів Галілей переконався, що час одного коливання помітним чином не змінюється - воно залишається однаковим (якби у Галілея були сучасні точні годинники, він міг би зауважити, що невелика різниця між великими і маленькими гойданнями все ж є, але вона дуже мала і майже невловима).
прилад пульсологій
Розмірковуючи про своє відкриття, Галілей подумав, що воно може стати в нагоді лікарям, для того щоб вважати пульс у хворих людей. Молодий вчений придумав невеликий прилад. названий пульсологіем. Пульсологій швидко увійшов у лікарську практику. Лікар приходив до хворого, однією рукою мацав пульс, а інший підтягував або подовжував маятник свого приладу так, щоб коливання маятника збігалися з ударами пульсу. Потім по довжині маятника лікар визначав частоту биття серця хворого.
Ця історія першого наукового відкриття Галілея показує, що Галілей мав усі якості справжнього вченого. Він відрізнявся неабиякою спостережливістю; тисячі, мільйони людей бачили, як розгойдуються люстри, гойдалки, теслярські схили і інші предмети, підвішені на шнурках, нитках або ланцюжках, і тільки Галілей зумів побачити те, що випадало від уваги багатьох.
Він перевірив свій висновок дослідами і негайно ж знайшов практичне застосування цього відкриття. До кінця свого життя вчений довів, що винайдений ним маятник може стати прекрасним регулятором для годин. З тих пір маятник служить в стінному годиннику. Галілей зробив годинник з маятником одним з найточніших механізмів.