Галилео галилей и его размышление об игре в кости

 

Минестерство образования Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное  учреждение

Высшего профессионального образования

Самарский Государственный Технический  Университет

 

 

 

 

 

Реферат по высшей математике на тему:

«Галилео Галилей  и его рассуждения об игре в кости»

 

 

 

 

                                                                                                   

 

 

 

 

 

                                                                                    

                                                                                    Выполнила:

                                                                                     Студентка I-ИЭФ-4

                                                                                     Безухова Полина Андреевна

                                                                                    Проверила:

                                                                                     Смирнова Людмила Николаевна

 

 

 

 

 

 

 

Самара 2013 г.

Итальянский физик, механик и астроном, один из основателей естествознания, поэт, филолог и критик Галилео Галилей родился в Пизе в знатной, но обедневшей флорентийской семье. Отец его, Винченцо, известный музыкант, оказал большое влияние на развитие и формирование способностей Галилея. До 11 лет Галилей жил в Пизе, посещал там школу, затем семья переселилась во Флоренцию. Дальнейшее воспитание Галилей получил в монастыре Валломброса, где был принят послушником в монашеский орден.

Здесь познакомился с работами латинских и греческих писателей. Под предлогом тяжёлой глазной болезни отец взял сына из монастыря. По настоянию отца в 1581 г. Галилей поступил в Пизанский университет, в котором изучал медицину. Здесь он впервые познакомился с физикой Аристотеля, с самого начала показавшейся ему неубедительной. Галилей обратился к чтению древних математиков – Евклида и Архимеда. Архимед стал его настоящим учителем. Увлечённый геометрией и механикой, Галилей бросил медицину и вернулся во Флоренцию, где провёл 4 года, изучая математику. Результатом этого периода жизни Галилея были небольшое сочинение «Маленькие весы» (1586, изд. 1655), в котором описаны построенные Галилеем гидростатические весы для быстрого определения состава металлических сплавов, и геометрическое исследование о центрах тяжести телесных фигур.

Эти работы принесли Галилею  первую известность среди итальянских  математиков. В 1589 г. он получил кафедру математики в Пизе, продолжая научную работу. В рукописях сохранился его «Диалог о движении», написанный в Пизе и направленный против Аристотеля. Часть выводов и аргументация в этой работе ошибочны, и Галилей впоследствии от них отказался. Но уже здесь, не называя имени Коперника, Галилей приводит доводы, опровергающие возражения Аристотеля против суточного вращения Земли.

В 1592 г. Галилей занял кафедру математики в Падуе. Падуанский период жизни Галилея (1592–1610) – время наивысшего расцвета его деятельности. В эти годы возникли его статические исследования о машинах, где он исходит из общего принципа равновесия, совпадающего с принципом возможных перемещений, созрели его главные динамические работы о законах свободного падения тел, о падении по наклонной плоскости, о движении тела, брошенного под углом к горизонту, об изохронизме колебаний маятника. К этому же периоду относятся исследования о прочности материалов, о механике тел животных; наконец, в Падуе Галилей стал вполне убеждённым последователем Коперника. Однако научная работа Галилея осталась скрытой от всех, за исключением друзей. Лекции Галилея читались по традиционной программе, в них излагалось учение Птолемея. В Падуе Галилей опубликовал только описание пропорционального циркуля, позволяющего быстро производить различные расчёты и построения.

В 1609 г., на основании дошедших до него сведений об изобретённой в Голландии зрительной трубе, Галилей строит свой первый телескоп, дающий приблизительно 3-кратное увеличение. Работа телескопа демонстрировалась с башни св. Марка в Венеции и произвела громадное впечатление. Вскоре Галилей построил телескоп с увеличением в 32 раза. Наблюдения, произведённые с его помощью, разрушили «идеальные сферы» Аристотеля и догмат о совершенстве небесных тел: поверхность Луны оказалась покрытой горами и изрытой кратерами, звёзды потеряли свои кажущиеся размеры и впервые была постигнута их колоссальная удалённость. У Юпитера обнаружилось 4 спутника, на небе стало видно громадное количество новых звёзд. Млечный Путь распался на отдельные звёзды. Свои наблюдения Галилей описал в сочинении «Звёздный вестник» (1610–1611), которое произвело ошеломляющее впечатление. Вместе с тем началась ожесточённая полемика. Галилея обвиняли в том, что всё виденное им – оптический обман, аргументировали и просто тем, что его наблюдения противоречат Аристотелю, а следовательно, ошибочны.

Астрономические открытия послужили поворотным пунктом в  жизни Галилея: он освободился от преподавательской деятельности и по приглашению герцога Козимо II Медичи переселился во Флоренцию. Здесь он становится придворным «философом» и «первым математиком» университета, без обязательства читать лекции.

Продолжая телескопические  наблюдения, Галилей открыл фазы Венеры, солнечные пятна и вращение Солнца, изучал движение спутников Юпитера, наблюдал Сатурн. В 1611 г. Галилей ездил в Рим, где ему был оказан восторженный приём при папском дворе и где у него завязалась дружба с князем Чези, основателем Академии деи Линчеи («Академии Рысьеглазых»), членом которой он стал. По настоянию герцога Галилей опубликовал своё первое антиаристотелевское сочинение – «Рассуждение о телах, пребывающих в воде, и тех, которые в ней движутся» (1612), где применил принцип равных моментов к выводу условий равновесия в жидких телах.

Однако в 1613 г. стало известно письмо Галилея к аббату Кастелли, в котором он защищал взгляды Коперника. Письмо послужило поводом для прямого доноса на Галилея в инквизицию. В 1616 г. конгрегация иезуитов объявила учение Коперника еретическим, книга Коперника была включена в список запрещенных. Имя Галилея в постановлении не было названо, но частным образом ему было приказано отказаться от защиты этого учения. Галилей формально подчинился декрету. В течение нескольких лет он принуждён был молчать о системе Коперника или говорить о ней намёками. Единственным большим сочинением Галилея за этот период был «Пробирщик» (1623) – полемический трактат по поводу трёх комет, появившихся в 1618 г. В отношении литературной формы, остроумия и изысканности стиля это одно из наиболее замечательных произведений Галилея.

В 1623 г. на папский престол под именем Урбана VIII вступил друг Галилея кардинал Маффео Барберини. Для Галилея это событие казалось равносильным освобождению от уз интердикта (декрета). В 1630 г. он приехал в Рим уже с готовой рукописью «Диалога о приливах и отливах» (первое название «Диалога о двух главнейших системах мира»), в котором системы Коперника и Птолемея представлены в разговорах трёх собеседников: Сагредо, Сальвиати и Симпличо.

Папа Урбан VIII согласился на издание книги, в которой учение Коперника излагалось бы как одна из возможных гипотез. После длительных цензурных мытарств Галилей получил  долгожданное разрешение на напечатание  с некоторыми изменениями «Диалога»; книга появилась во Флоренции на итальянском языке в январе 1632 г. Через несколько месяцев после выхода книги Галилей получил приказ из Рима прекратить дальнейшую продажу издания. По требованию инквизиции Галилей был вынужден в феврале 1633 г. приехать в Рим. Против него был возбуждён процесс. На четырёх допросах – от 12 апреля до 21 июня 1633 г. – Галилей отрекся от учения Коперника и 22 июня принёс на коленях публичное покаяние в церкви Maria Sopra Minerva. «Диалог» был запрещен, а Галилей 9 лет официально считался «узником инквизиции». Сначала он жил в Риме, в герцогском дворце, затем в своей вилле Арчетри, под Флоренцией. Ему были запрещены разговоры с кем-либо о движении Земли и печатание трудов. Несмотря на папский интердикт, в протестантских странах появился латинский перевод «Диалога», в Голландии было напечатано рассуждение Галилея об отношениях Библии и естествознания. Наконец, в 1638 г. в Голландии издали одно из самых важных сочинений Галилея, подводящее итог его физическим изысканиям и содержащее обоснование динамики, – «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки..."

В 1637 г. Галилей ослеп; он умер 8 января 1642 г. В 1737 г. была исполнена последняя воля Галилея – его прах был перенесён во Флоренцию в церковь Санта-Кроче, где он был погребён рядом с Микеланджело.

Влияние Галилея на развитие механики, оптики и астрономии в XVII в. неоценимо. Его научная деятельность, огромной важности открытия, научная смелость имели решающее значение для победы гелиоцентрической системы мира. Особенно значительна работа Галилея по созданию основных принципов механики. Если основные законы движения и не высказаны Галилеем с той чёткостью, с какой это сделал Исаак Ньютон, то по существу закон инерции и закон сложения движений были им вполне осознаны и применены к решению практических задач. История статики начинается с Архимеда; историю динамики открывает Галилей. Он первый выдвинул идею об относительности движения, решил ряд основных механических проблем. Сюда относятся прежде всего изучение законов свободного падения тел и падения их по наклонной плоскости; законы движения тела, брошенного под углом к горизонту; установление сохранения механической энергии при колебании маятника. Галилей нанёс удар аристотелевским догматическим представлениям об абсолютно лёгких телах (огонь, воздух); в ряде остроумных опытов он показал, что воздух – тяжёлое тело и даже определил его удельный вес по отношению к воде.

Основа мировоззрения Галилея  – признание объективного существования  мира, т.е. его существования вне  и независимо от человеческого сознания. Мир бесконечен, считал он, материя  вечна. Во всех процессах, происходящих в природе, ничто не уничтожается и не порождается – происходит лишь изменение взаимного расположения тел или их частей. Материя состоит из абсолютно неделимых атомов, её движение – единственное, универсальное механическое перемещение. Небесные светила подобны Земле и подчиняются единым законам механики. Всё в природе подчинено строгой механической причинности. Подлинную цель науки Галилей видел в отыскании причин явлений. Согласно Галилею, познание внутренней необходимости явлений есть высшая ступень знания. Исходным пунктом познания природы Галилей считал наблюдение, основой науки – опыт. Отвергая попытки схоластов добыть истину из сопоставления текстов признанных авторитетов и путём отвлечённых умствований, Галилей утверждал, что задача учёного – «... это изучать великую книгу природы, которая и является настоящим предметом философии». Тех, кто слепо придерживается мнения авторитетов, не желая самостоятельно изучать явления природы, Галилей называл «раболепными умами», считал их недостойными звания философа и клеймил как «докторов зубрёжки». Однако, ограниченный условиями своего времени, Галилей не был последователен; он разделял теорию двойственной истины и допускал божественный первотолчок.

Одарённость Галилея  не ограничивалась областью науки: он был музыкантом, художником, любителем искусств и блестящим литератором. Его научные трактаты, большая часть которых написана на народном итальянском языке, хотя Галилей в совершенстве владел латынью, могут быть отнесены также к художественным произведениям по простоте и ясности изложения и блеску литературного стиля. Галилей переводил с греческого языка на латынь, изучал античных классиков и поэтов Возрождения (работы «Заметки к Ариосто», «Критика Тассо»), выступал во Флорентийской академии по вопросам изучения Данте, написал бурлескную поэму «Сатира на носящих тогу». Галилей – соавтор канцоны А. Сальвадори «О звёздах Медичей» – спутниках Юпитера, открытых Галилеем в 1610 г.

Большое значение имела  работа Галилея по созданию принципов механики: открытие закона инерции, закона падения тел, колебаний маятника, строгая формулировка основных кинематических понятий (скорость, ускорение). Впервые в истории астрономии с помощью изготовленной им зрительной трубы Галилей наблюдал небесные светила. В трудах Галилея встречаются элементы теории вероятностей. В работе "О выходе очков при игре в кости" (1655г.) Галилей подсчитал вероятности выпадения различного числа очков при бросании трех костей.

Рассуждения об игре в кости

Галилео имел особые мысли по поводу азартных игр, он считал, что каждого азартного игрока выделяют три разных отношения к игре.

Первое – это страсть, второе – здравый смысл, а третье – это математический подход к  игре. Именно математическому подходу  к азартным играм Галилео и посвятил свою работу «Рассуждение об игре в кости», которая увидела свет в 1718 году. Галилео Галилей считал, что каждый бросок игрока в кости окружен цепочкой незримых возможностей, которых в общей сложности всего 36, потому, что две игральные кости могут дать лишь 36 комбинаций. Каждую комбинацию Галилео сравнивал с невидимой глазу феей, которая воплощается лишь при выпадении определенной комбинации костей.

Галилео считал, что при  игре в кости все комбинации известны лишь богу, который является абсолютным свидетелем всего происходящего на Земле. То, что для игрока всего лишь мгновение, для бога – вечный процесс, которым только он может управлять. Математический подход к игре Галилео сравнивал с одновременным мышлением вместе с богом. В момент броска костей мир для игрока должен замереть и вслед за богом игрок должен удерживать в себе это состояние.

Образы Галилео Галилея  помогают максимально понять основные положения теории вероятностей, которая также противоречит здравому смыслу. Ещё Галилея интересовал вопрос о том, сколько всего необходимо игроку совершить бросков для того, чтобы получить идеальную комбинацию. Философ вывел собственную теорию, согласно которой, каждый 24 бросок игрока в кости приносит ему максимально удачную комбинацию, но на практике эта теория не подтвердилась и многие азартные игроки упрекали Галилея в том, что он мошенник и шарлатан.