Усунення з термодинаміки "закону" зростання ентропії або навіть поняття ентропії не усуне з неї посилок, на основі яких можливе отримання суперечать діалектичного матеріалізму наслідків. Існує ще одне сумнівне з точки зору діалектичного матеріалізму положення термодинаміки - твердження, ніби нерівноважні процеси, що протікають в природі, є незворотними. Згідно з визначенням, "будь-який процес, що переводить ізольовану систему зі стану 1 в стан 2, є процес незворотний, якщо процес, що має єдиним своїм результатом повернення системи зі стану 2 в 1, неможливий" 3.

Допущення незворотності природних процесів в поєднанні з розумінням того, що сукупність всіх природних процесів є рух матерії (Всесвіту), тягне висновок про незворотною еволюції Всесвіту. Якщо допустити, що "неможливо яким би то не було способом сповна звернути процес, при якому тепло виникає завдяки тертю" 4, що "фактично в природі немає процесів, які б не супроводжувалися тертям" 1, то можна уникнути висновку про постійному накопиченні у Всесвіті тепла та рух Всесвіту до теплової смерті.

Відповідно, для спростування висновку про незворотною еволюції матерії необхідно довести, що процеси перетворення форм руху і матерії не є незворотними. А для спростування висновку про прийдешнє перетворення всіх форм енергії в тепло необхідно спростувати уявлення, ніби незворотнім є процес утворення тепла шляхом тертя. Це нескладно зробити, якщо враховувати одну обставину, яке стосується суті термодинамічної незворотності.

"З того, що процес сам по собі не йде в зворотному напрямку, ще не випливає, що він незворотній".

Те, що якийсь процес є незворотнім (оборотним), не може бути очевидним. Тому в курсах термодинаміки наводять докази існування незворотних процесів. Доказ складається з двох частин. Спочатку доводять незворотність ряду процесів (утворення тепла шляхом тертя, розширення газу в порожнечу, переходу тепла від нагрітого тіла до холодного, змішання газів), грунтуючись на постулатах Клаузиуса або Томсона-Планка, а потім роблять висновок:

"Так як фактично в природі немає процесів, які б не супроводжувалися тертям або переходом тепла завдяки теплопровідності, то все природні процеси в дійсності незворотні ...".

Звідси випливає висновок, всі процеси перетворення кінцевих форм руху матерії у Всесвіті є безпосередньо незворотними, оскільки є процесами розвитку. Але при цьому Всесвіт в цілому не змінюється - це і є світовий кругообіг.

висновок

У висновку підведемо деякі висновки:

Логічними підставами гіпотези теплової смерті Всесвіту є:

Хибне положення про неможливість повного перетворення теплоти в інші форми руху;

Хибне положення про неможливість перетворення теплоти в інші форми руху при постійній температурі і необхідності різниці температур для такого перетворення;

Хибне положення про деградацію (втрати здатності до подальших перетворень) енергії в природних процесах;

Хибне положення про "другосортність" теплоти як виду енергії, її меншою, в порівнянні з іншими формами руху, здатності до перетворення в інші форми руху (види енергії);

Хибне положення про неминучий перехід всякій ізольованій системи в рівновагу;

Що не має винятків "закон" зростання ентропії, який не дозволяє зробити ніякого висновку про природні процеси, крім того, що у всіх цих процесах ентропія зростає;

Гіпотетичне положення про незворотність процесів перетворення форм руху, що протікають в природі.

Також хочеться сказати, що Світ, в якому ми живемо, складається з різномасштабних відкритих систем, Розвиток яких протікає за єдиним алгоритмом. В основі цього алгоритму закладена притаманна матерії здатність до самоорганізації, що виявляється в критичних точках системи. Найбільша з відомих людині систем - це розвивається Всесвіт.

Міністерство шляхів сполучення Російської Федерації

Далекосхідний державний університет шляхів сполучення
Кафедра «Хімії і Екології»
звіт

За розрахунково-графічної роботи на тему:

Незворотність процесів в природі і стріла часу
Виконав: студент 318 групи

Трофимец А.А.

Перевірив викладач:

Дрюцкая С.М.
Хабаровськ 2010

1. Вступ 3

2. Загальна характеристика і формулювання

Другого закону термодинаміки 4

3. Поняття ентропії 8

4. Стріла часу 10

5. Висновок 11

6. Список літератури 12

Вступ
Закон збереження енергії стверджує, що кількість енергії за будь-яких її перетвореннях залишається незмінним. Але він нічого не говорить про те, які енергетичні перетворення можливі. Тим часом багато процесів, цілком допустимі з точки зору закону збереження енергії, ніколи не протікають в дійсності.
Закон збереження енергії не забороняєпроцеси, які на досвіді не відбуваються:

- нагрівання більш нагрітого тіла більш холодним;

Мимовільне розгойдування маятника зі стану спокою;

Збирання піску в камінь і т.д.

Процеси в природі мають певну спрямованість. У зворотному напрямку мимовільно вони протікати не можуть.
Другий закон термодинаміки, будучи найважливішим законом природи, визначає напрямок, по якому протікають термодинамічні процеси, встановлює можливі межі перетворення теплоти в роботу при кругових процесах, дозволяє дати суворе визначення таких понять, як ентропія, температура і т.д.

Загальна характеристика і формулювання другого закону термодинаміки

Природні процеси завжди спрямовані в бік досягнення системою рівноважного стану (механічного, термічного або будь-якого іншого). Це явище відображено другим законом термодинаміки, які мають велике значення і для аналізу роботи теплоенергетичних машин. Відповідно до цього закону, наприклад, теплота мимоволі може переходити тільки від тіла з більшою температурою до тіла з меншою температурою. Для здійснення зворотного процесу повинна бути витрачена певна робота. У зв'язку з цим другий закон термодинаміки можна сформулювати наступним чином: неможливий процес, при якому теплота переходила б мимовільно від тіл більш холодних до тіл більш теплим(Постулат Клаузіуса 1850 г.).

Другий закон термодинаміки визначає також умови, при яких теплота може, як завгодно довго перетворюватися в роботу. У будь-якому розімкнутому термодинамическом процесі при збільшенні обсягу відбувається позитивна робота:

Де l - кінцева робота,

V1 і v2 - відповідно початковий і кінцевий питомий об'єм;

Але процес розширення не може тривати нескінченно, отже, можливість перетворення теплоти в роботу обмежена.

Безперервне перетворення теплоти в роботу здійснюється тільки в круговому процесі або циклі.

Кожен елементарний процес, що входить в цикл, здійснюється при підводі або відведенні теплоти dQ,супроводжується вчиненням або витратою роботи, збільшенням або зменшенням внутрішньої енергії, але завжди при виконанні умови dQ \u003d dU + dLі dq \u003d du + dl, яке показує, що без підведення теплоти ( dq \u003d 0) зовнішня робота може відбуватися тільки за рахунок внутрішньої енергії системи, і, підведення теплоти до термодинамічної системи визначається термодинамічним процесом. Інтегрування по замкнутому контуру дає:

/\u003e, /\u003e, Так як /\u003e.

тут QЦі LЦ - відповідно теплота, перетворена в циклі в роботу, і робота, здійснена робочим тілом, що представляє собою різницю | L1 | - |L2 | позитивних і негативних робіт елементарних процесів циклу.

Елементарне кількість теплоти можна розглядати як підводиться (DQ\u003e 0) і що відводиться (DQ від робочого тіла. Сума підведеної теплоти в циклі | Q1 |, а сума відведеної теплоти | Q2 |. Отже,

LЦ\u003d QЦ\u003d | Q1 | - | Q2 |.

Підведення кількості теплоти Q1 до робочого тіла можливий при наявності зовнішнього джерела з температурою вище температури робочого тіла. Таке джерело теплоти називається гарячим. Відведення кількості теплоти Q2 від робочого тіла також можливий при наявності зовнішнього джерела теплоти, але з температурою нижчою, ніж температура робочого тіла. Таке джерело теплоти називається холодним. Таким чином, для здійснення циклу необхідно мати два джерела теплоти: один з високою температурою, інший з низькою. При цьому не всі витрачений кількість теплоти Q1 може бути перетворено в роботу, так як кількість теплоти Q2 передається холодного джерела.

Умови роботи теплового двигуна зводяться до наступних:

Необхідність двох джерел теплоти (гарячого і холодного);

Циклічна робота двигуна;

Передача частини кількості теплоти, отриманої від гарячого джерела, холодного без перетворення її в роботу.

У зв'язку з цим другим законом термодинаміки можна дати ще кілька формулювань:

передача теплоти від холодного джерела до гарячого неможлива без витрати роботи;

неможливо побудувати періодично діючу машину, що здійснює роботу і відповідно охолоджуючу тепловий резервуар;

природа прагне до переходу від менш імовірних станів до більш імовірним.

Слід підкреслити, що другий закон термодинаміки (так само як і перший), сформульований на основі досвіду.

У найбільш загалом вигляді другий закон термодинаміки може бути сформульовано таким чином: будь-який реальний мимовільний процес є незворотнім. Всі інші формулювання другого закону є окремими випадками найбільш загального формулювання.

В.Томсон (лорд Кельвін) запропонував в 1851 р наступне формулювання: неможливо за допомогою неживого матеріального агента отримати від будь-якої маси речовини механічну роботу за допомогою охолодження її нижче температури найхолоднішого з навколишніх предметів.

М. Планк запропонував формулювання більш чітку, ніж формулювання Томсона: неможливо побудувати періодично діючу машину, уся дія якої зводилося б до поняття деякого вантажу і охолодженню теплового джерела.Під періодично діючої машиною слід розуміти двигун, безперервно (в циклічному процесі) перетворює теплоту в роботу. Справді, якби вдалося побудувати теплової двигун, який просто відбирав би теплоту від деякого джерела і безперервно (циклічно) перетворював його в роботу, то це суперечило б положенням про те, що робота може здійснюватися через систему тільки тоді, коли в цій системі відсутній рівновагу (зокрема, стосовно тепловому двигуну - коли в системі є різниця температур гарячого і холодного джерел).

Якби не існувало обмежень, що накладаються другим законом термодинаміки, то це означало б, що можна побудувати теплової двигун при наявності одного лише джерела теплоти. Такий двигун міг би діяти за рахунок охолодження, наприклад, води в океані. Цей процес міг би тривати до тих пір, поки вся внутрішня енергія океану не була б перетворена в роботу. Теплову машину, яка діяла б таким чином, В.Ф.Оствальд вдало назвав вічним двигуном другого роду (На відміну від вічного двигуна першого роду, що працює всупереч закону збереження енергії). У відповідності зі сказаним формулювання другого закону термодинаміки, дана Планком, може бути видозмінена в такий спосіб: здійснення вічного двигуна другого роду неможливо.

Слід зауважити, що існування вічного двигуна другого роду чи не суперечить першому закону термодинаміки; справді, в цьому двигуні робота провадилася б не з нічого, а за рахунок внутрішньої енергії, укладеної в тепловому джерелі, так, що з кількісно боку процес отримання роботи з теплоти в даному випадку не був би нездійсненним. Однак існування такого двигуна неможливо з точки зору якісної сторони процесу переходу теплоти між тілами.
поняття ентропії
Невідповідність між перетворенням теплоти в роботу і роботи в теплоту призводить до односторонньої спрямованості реальних процесів в природі, що і відображає фізичний зміст другого закону термодинаміки в законі про існування і зростання в реальних процесах деякою функції, названої ентропією , яка визначає міру знецінення енергії.

Часто другий початок термодинаміки підноситься як об'єднаний принцип існування і зростання ентропії.

Принцип існування ентропії формулюється як математичний вираз ентропії термодинамічних систем в умовах оборотного перебігу процесів:

Принцип зростання ентропії зводиться до твердження, що ентропія ізольованих систем незмінно зростає при кожній зміні їх стану і залишається постійною лише при оборотному перебігу процесів:

Обидва висновки про існування і зростання ентропії виходять на основі будь-якого постулату, що відображає незворотність реальних процесів в природі. Найбільш часто в доказі об'єднаного принципу існування і зростання ентропії використовують постулати Р. Клаузіуса, В.Томпсона-Кельвіна, М. Планка.

Насправді принципи існування і зростання ентропії нічого спільного не мають. Фізичне зміст: принцип існування ентропії характеризує термодинамічні властивості систем, а принцип зростання ентропії - найбільш ймовірне протягом реальних процесів. Математичне вираження принципу існування ентропії - рівність, а принципу зростання - нерівність. Області застосування: принцип існування ентропії і що випливають з нього слідства використовують для вивчення фізичних властивостей речовин, а принцип зростання ентропії - для судження про найбільш ймовірне перебігу фізичних явищ. Філософське значення цих принципів також по-різному.

У зв'язку з цим принципи існування і зростання ентропії розглядаються окремо і математичні вирази їх для будь-яких тіл виходять на базі різних постулатів.

Висновок про існування абсолютної температури T і ентропії s як термодинамічних функцій стану будь-яких тіл і систем становить основний зміст другого закону термодинаміки і поширюється на будь-які процеси - оборотні та необоротні.
стріла часу
У всіх процесах існує виділений напрям, в якому процеси йдуть самі собою від більш упорядкованого стану до менш впорядкованого.

Чим більше порядок в системі, тим складніше відновити його з безладу. Незрівнянно простіше розбити скло, ніж виготовити нове і ставити його в раму. Набагато простіше вбити живу істоту, ніж повернути його до життя, якщо це взагалі можливо. «Бог створив маленьку комашку. Якщо ти її розчавити вона помре »такий епіграф поставив американський біохімік Сент Дьордь до своєї книги« Біоенергетика ».

Виділений напрям часу ( «стріла часу»), сприймається нами, очевидно, пов'язано саме з спрямованістю процесів в світі.
висновок
У зв'язку з тим, що безперервне отримання роботи з теплоти можливо тільки за умови передачі частини відібраної від гарячого джерела теплоти холодного джерела, слід підкреслити важливу особливість теплових процесів: механічну роботу, електричну роботу, роботу магнітних сил і т.д. можна без залишку перетворити в теплоту. Що ж стосується теплоти, то тільки частина її може, перетворена в періодично повторюється процесі в механічну і інші види робіт; інша її частина неминуче повинна бути передана холодного джерела. цією найважливішою особливістю теплових процесів визначається особливе положення, яке займає процес отримання роботи з теплоти будь-яких інших способів отримання роботи (наприклад, отримання механічної роботи за рахунок кінетичної енергії тіла, отримання електроенергії за рахунок механічної роботи, виробництва роботи магнітним полем за рахунок електроенергії і т.д.). При кожному з цих способів перетворення частина енергії повинна витрачатися на неминучі незворотні втрати, такі як тертя, електроопір, магнітна в'язкість і ін., Переходячи при цьому в теплоту.

Список літератури:

Г.Я. Мякішев, А.З. Синців. Молекулярна фізика і термодинаміка. Підручник для поглибленого вивчення фізики, 2002

Кириллин В.А. та ін. Технічна термодинаміка: Підручник для вузів.- 4-е изд., перераб М .: Вища школа, 1983.

Основи теплотехніки В.С.. Охотин, В.Ф. Рідких, В.М. Лавигін и др М .: вища школа, 1984.

Поршаков Б.П., Романов Б.А. Основи термодинаміки і теплотехнікі.- М .: Недра, 1988.

Теплотехніка / під ред. В.І. Крутова.- М .: Машинобудування, 1986

Теплоенергетика і теплотехніка. Загальні питання (довідник) .- М .: Енергія, 1980.

У законі збереження енергії говориться, що енергія в природі не виникає з нічого і не зникає безслідно, кількість енергії незмінно, і вона тільки переходить з однієї форми в іншу. При цьому деякі процеси, що не суперечать закону збереження енергії, ніколи не протікають в природі.
Предмети, які мають більш високу температуру, остигають і при цьому віддають свою енергію більш холодним навколишніх тіл. Але ніколи в природі не трапляється зворотний процес: мимовільна передача тепла від холодного тіла теплішого, хоча це і не суперечить закону збереження енергії. Наприклад, чайник з окропом поставили на стіл. Поступово остигаючи, чайник віддає частину своєї внутрішньої енергії повітрю в кімнаті. В результаті повітря нагрівається. Цей процес буде продовжуватися тільки до тих пір, поки температури чайника і повітря в кімнаті не зрівняються. Після цього зміни температур відбуватися не будуть.
Інший приклад. Коливання гойдалок, виведених з положення рівноваги, загасають, якщо їх не розгойдувати. Механічна енергія гойдалок зменшується за рахунок негативної роботи сили опору повітря, а внутрішня енергія гойдалок і навколишнього середовища збільшується. Зменшення механічної енергії одно збільшенню внутрішньої. Закон збереження енергії не виключає зворотного процесу: переходу внутрішньої енергії повітря і гойдалок в механічну енергію гойдалок. Тоді амплітуда коливань гойдалок збільшувалася б за рахунок зменшення температури навколишнього середовища і самих гойдалок. Але такий процес ніколи не відбувається. Внутрішня енергія ніколи не переходить у внутрішню. Енергія упорядкованого руху тіла як цілого завжди перетворюється в енергію неупорядкованого теплового руху складають його молекул, але не навпаки.
Під дією зовнішніх сил, камінь може з часом розсипатися в пісок, але ніколи пісок без зовнішніх впливів не "збереться» в камінь.
Перехід енергії від гарячого тіла до холодного, перетворення механічної енергії у внутрішню, руйнування тел з часом - це приклади незворотних процесів. Незворотними називаються такі процеси, які без зовнішніх впливів протікають тільки в одному певному напрямку; в зворотному ж напрямку вони можуть протікати тільки як одна з ланок складнішого процесу. Можна знову збільшити температуру остиглого чайника і води в ньому, але не за рахунок внутрішньої енергії повітря, а передаючи йому енергію від зовнішніх тіл, наприклад, від конфорки електричної плити. Можна знову збільшити амплітуду коливань гойдалок, підштовхнувши їх руками. Можна розплавити пісок і, завмерши, він перетворитися в камінь. Але всі ці зміни можуть відбутися не мимовільно, а стати можливими в результаті додаткового процесу, що включає вплив зовнішньої сили.
Можна навести безліч таких прикладів. Всі вони говорять про те, що перший закон термодинаміки не враховує певну спрямованість процесів в природі. Всі макроскопічні процеси в природі протікають тільки в одному певному напрямку. У зворотному напрямку самі по собі вони протікати не можуть. Всі процеси в природі є незворотними, і найтрагічніші з них - старіння і смерть організмів.
Поняття незворотності процесів становить зміст другого закону термодинаміки, який вказує напрямок енергетичних перетворень в природі. Цей закон був встановлений шляхом безпосереднього узагальнення досвідчених фактів. Він має кілька еквівалентних формулювань, які, незважаючи на зовнішню відмінність, висловлюють, по суті, одне і те ж. Німецький вчений Рудольф Клаузіус в 1850 році сформулював другий закон термодинаміки наступним чином: неможливо перевести тепло від більш холодної системи до більш гарячої при відсутності інших одночасних змін в обох системах або в навколишніх тілах.
Незалежно від Клазіуса в 1851 році до такого ж висновку прийшов британський фізик Вільям Томсон, (лорд Кельвін): «Неможливий круговий процес, єдиним результатом якого було б виробництво роботи за рахунок охолодження теплового резервуара».
З наведених формулювань випливає, що, якщо процес передачі енергії від холодного тіла до гарячого здійснюється, то при цьому відбуваються певні зміни в навколишніх тілах. Зокрема, такий процес відбувається в холодильній установці: енергія передається від холодильної камери середовищі, що має більш високу температуру, але цей процес здійснюється при здійсненні роботи над робочим тілом, і при цьому відбуваються певні зміни в навколишньому середовищу.
Важливість цього закону в першу чергу полягає в тому, що незворотність можна поширити з процесу теплопередачі на будь-які процеси, що відбуваються в природі. Якби тепло в будь-яких випадках могло мимовільно передаватися від холодних тіл до гарячих, то це дозволило б зробити оборотними і інші процеси.
Всі процеси самі протікають в одному певному напрямку. Вони незворотні. Тепло в будь-якому випадку переходить від гарячого тіла до холодного, а механічна енергія макроскопічних тел переходить у внутрішню енергію їх молекул.
Напрямок процесів в природі визначається за допомогою другого закону термодинаміки.

Науковий метод має строго певні «правила» побудови будь-якої науки. Кожна наука має предмет вивчення і справедлива лише в певних межах. Створення спрощеної моделі будь-якого явища - необхідність. Без спрощень, створення деякої моделі явища неможливо здійснити його кількісну оцінку. Будівля внутрішньо несуперечливої \u200b\u200bтеорії можна звести лише на фундаменті чітко обумовлених постулатів, припущень. Сучасні прилади, більш досконалі, ніж ті, якими користувалися Галілей і Ньютон, дозволяють підвищити точність вимірювань і розширюють межі досліджуваного. але закон всесвітнього тяжіння, Встановлений Ньютоном, як узагальнення відомих експериментальних фактів, не зазнав змін, також як і закон падіння тіл, відкритий Галілеєм. Закони руху планет не змінилися, планети Нептун і Плутон були відкриті саме внаслідок справедливості теорії, в основі якої лежить закон всесвітнього тяжіння. Саме в цьому полягає принципова їх відмінність від, наприклад, діаграми Герцшпрунга Рассела, що ілюструє «еволюцію» зірок. Не кажучи вже про те, що далеко не всі зірки «укладаються» в цю діаграму, вона базується на знанні маси зірок, яку неможливо виміряти прямими методами, і на будь-коли спостерігалися експериментально перетвореннях зірок одного типу в інші. Тобто є наукоподібний вигадка, або більш м'яко кажучи неперевірену і непроверяемую гіпотезу. Тим не менш, вона (діаграма) прикрашає форзаци підручників астрономії, вкладаючи в голови школярів все ті ж еволюційні ідеї.
У чому тут справа? У бажанні переконати! До науки такі методи відношення не мають!
Сучасна наука, яка розвивається за своїми об'єктивними законами, досягла величезних результатів, про що свідчать досягнення техніки. Прикладна наука базується на фундаментальній, яка в свою чергу розширює свої можливості за рахунок створення і впровадження нових більш досконалих приладів і навіть методів дослідження. Це об'єктивна реальність. Але не можна не розуміти, що можливості науки в пізнанні світу обмежені, про що говорилося раніше. І будь-який вихід за межі веде до помилки. На жаль, бажання переконати в деяких випадках виявляється сильнішим, ніж наукова достовірність. Підручник з астрономії - яскравий приклад строкатої суміші з наукових фактів і «сміливих гіпотез».
Галілео Галілей
Галілео Галілей народився 15 лютого 1564 року в Пізі в збіднілій дворянській родині, а помер 3 січня 1642 в Арчетрі. Похований він у Флоренції поруч з Мікеланджело Буанаротті і Данте Аліг'єрі. Вченим треба народитися, заняття наукою для великих людей це не професія, а спосіб життя. Тому слова Вінченцо Вівіані (1622 - 1703), учня Галілея про те, що Галілей відкрив закон сталості періоду хитання маятника, спостерігаючи розгойдування лампади в Пізанської соборі і вимірюючи час по биттю власного пульсу, безумовно справедливі (хоча скептики вважають це легендою).
Батько майбутнього вченого був видатним теоретиком музики і математиком. Підлітком, в монастирській школі у Флоренції, Галілей вперше познайомився з працями грецьких і латинських авторів. У 1581 р Галілей почав навчатися медицині в Пізанського університету. Там він самостійно вивчає фізику Аристотеля, твори Евкліда і Архімеда. У 1589 р він був уже призначений професором в Пізанський університет, і відразу ж виявляє незалежність свого мислення. У трактаті «Про рух», написаному по-латині, він спростовує пануюче в науці думка Аристотеля про порожнечу і про теорію руху, підтримуваного повітрям. Якщо середовищем, пише Галілей, в якій рухаються тіла, є не повітря, а вода, то деякі тіла, наприклад дерево, стають легкими і змінюють напрямок свого руху. Отже, рухаються вони вгору або вниз залежить від їх питомої ваги по відношенню до навколишнього середовища. Крім того, в присутності учнів Аристотеля (перипатетиків) Галілей довів з великою урочистістю в дослідах на Пізанської вежі, що швидкість падаючих тіл не залежить від їх ваги. Ці досліди стали «класичними» і були повторені багатьма дослідниками природи: Д.Б. Бальяні, В. Раньєрі, і т. Д. До пізанського періоду відносяться і винахід «біланчетти» - гідравлічних ваг для вимірювання щільності твердих тіл, І дослідження центрів тяжіння, яке принесло Галілею славу досвідченого геометра. Але, як це часто буває в житті, все це викликало недоброзичливе ставлення до вченого, тому він став шукати собі більш зручне місце.
У 1592 р Галілей отримав місце професора математики в Падуанському університеті, де він пробув 18 років; ці роки були найбільш спокійні і продуктивні в його бурхливого життя. Галілей читав лекції з геометрії, астрономії, механіці для теологів, філософів і медиків. У цей період було складено трактат «Про механічної науці і про користь, яку можна витягти з механічних інструментів». Крім того, до цього періоду відноситься і досвід з термоскопом - прообразом термометра. До Галілея сама можливість вимірювання ступеня тепла і холоду здавалася неймовірною, так як холод і тепло рекомендувалися різноманітними властивостями, перемішані в матерії.
Поділ властивостей на первинні і вторинні - характерна особливість наукової позиції Галілея, за що він і піддавався критиці, яка звинувачує його в філософському дуалізм. Аналогічної позиції дотримувався і Демокріт, якого Галілей цитував в своїх роботах.
В кінці 1608 початку 1609 року в Венеції поширилися чутки про винахід підзорної труби. Галілей в цей час в області оптики мав слабку підготовку, тим не менш, він взявся за виготовлення цього інструменту. Талант ученого і спостережливість (відвідування скляних майстерень свого друга Маганьяті в Мурано) дозволили Галілею і в цій області досягти успіху, і про це він розповів в «Зоряному віснику». Безумовно, винахід Галілеєм телескопа (хоча початкове його збільшення становило 3, а потім 32) колосально розширило можливості вивчення навколишнього світу. Галілей виявив в хмарах Чумацького шляху збіговисько зірок, які раніше здавалися маленькими молочними плямами. Згодом він вивчив поверхні Місяця і Сонця (виявив сонячні плями, довів, що Сонце обертається навколо своєї осі), відкрив супутники у Юпітера і фази у Венери, пояснив «попелястий світло» Місяця, показав, що Місяць, Земля і всі планети світять відбитим світлом . Крім того, Галілей переконався в істинності геліоцентричної системи світу Коперника.
Гучна слава, яку приніс Галілею його «Зоряний вісник», дозволила йому зайняти місце першого математика Пізанського університету без зобов'язання жити там і читати лекції. Тому Галілей оселився в Арчетрі, поблизу Флоренції. Там він продовжив свої астрономічні спостереження і фізичні дослідження. Було показано різними способами, що повітря має вагу (це стверджував і Аристотель, але його коментатори вважали за потрібне виправити цю думку!). Галілей отримав співвідношення питомої ваги повітря до питомої ваги води 1: 400. Сучасні йому критики знайшли експериментальне мистецтво вченого дуже незначним, а нам, враховуючи експериментальні можливості того часу, ця точність здається чудовою. Більш точне значення було отримано через півстоліття Бойл, який вже мав на той час пневматичний насос.
У 1632 р у Флоренції вийшов великий труд Галілея «Діалог про дві найголовніші системи світу - птоломєєвой і коперниковой». Цей твір складається з чотирьох діалогів, кожен з яких вважається що відбувалися протягом одного дня. У діалозі беруть участь три людини, один з яких представляє самого Галілея, інший (перипатетик) захищає філософію послідовників Аристотеля, третій - освічена людина зі здоровим глуздом, Який як би є неупередженим суддею. «День перший» присвячений головним чином обговоренню вчення про незмінність і нетлінності небесного світу, зокрема, сонячним плямам, гористій поверхні Місяця. При цьому другий співрозмовник заперечує всі наукові досягнення і відкриття. «День другий» присвячений, в основному, обговорення питання про рух Землі. Тут закладаються основи сучасної динаміки: принцип інерції і класичний принцип відносності. Принцип інерції доводиться за допомогою міркування, що нагадує доказ «від противного» в математиці. Принцип відносності Галілея (або перетворення Галілея) не втратила свого великого значення і в наш час, зайнявши міцне і почесне місце в класичній фізиці. «Не поспішаючи і докладно описує великий вчений свій принцип: відчуйте з ким-небудь з друзів в просторе приміщення під палубою корабля, запасіться мухами, метеликами і іншими літаючими комахами, нехай у вас буде посудину з плаваючими рибками; підвісьте вгорі відерце, з якого вода буде капати крапля за краплею в іншу посудину з вузькою шийкою, поставлений внизу. Поки корабель стоїть нерухомо, спостерігайте старанно! ... хоча у вас не виникає сумніву, що корабель стоїть нерухомо. Примусьте тепер корабель рухатися з будь-якою швидкістю (тільки без поштовхів і качки) так само риби плаватимуть байдуже в будь-яких напряму, комахи літати з однієї і тієї швидкістю в різні боки, краплі падати в вузький отвір, як і раніше! У всіх названих явищах ви не знайдете ні найменшої зміни! І причина узгодженості всіх цих явищ у тому, що рух корабля загально усім, хто знаходиться в ньому предметів ... ». Краще не скажеш! сучасна мова лаконічніше і «переведений» на мову математики: принцип відносності означає інваріантність законів механіки по відношенню до перетворень Галілея, але некваплива «музика» першотвору захоплює і сьогодні.
«День третій» починається тривалою дискусією про нову зірку 1604 Потім розмова переходить на головну тему - про річному русі Землі. Спостереження руху планет, фаз Венери, супутників Юпітера, сонячних плям - всі ці аргументи дозволяють Галілею показати невідповідність вчення Аристотеля даними астрономічних спостережень і обгрунтувати можливість геліоцентричної системи світу і з геометричній і з динамічної точок зору.
«День четвертий» присвячений морським припливи і відпливи, які Галілей помилково пов'язує з рухом Землі, хоча в той час вже існувала гіпотеза про виникнення припливів і відливів під дією Місяця і Сонця. Дія Місяця і Сонця в даному випадку вчений вважав «окультних властивістю притягання небесних тіл» і не поділяв його.
Опублікування «Діалогу» - джерела нещасть всієї його подальшого життя - знаменна подія в історії всієї людської думки. Боротьба світоглядів - боротьба не на життя, а на смерть!
Наступний великий труд «Бесіди і математичні докази, що стосуються двох нових галузей науки, що відносяться до механіки і місцевим руху», який сам Галілей справедливо називав шедевром, був опублікований в Лейдені в 1638 р У ньому було приведено систематичний виклад всіх відкриттів Галілея в області механіки . Робота так само написана в формі діалогу тих же учасників. Але загальний тон роботи спокійніший, як ніби вже не існує противників - прихильників ідей Аристотеля, і перемогло новий світогляд.
«День перший» починається з дискусії про швидкість світла. Фактично досвід, описаний в цій роботі, повторив Фізо через 250 років. Галілей в той час не зумів провести цей складний експеримент, але його заслуга в постановці цієї експериментальної і теоретичної задачі безперечна. Далі розглядаються проблеми руху, вивчаються коливання маятників, обговорюються акустичні явища: отримання звуку з допомогою коливань, частота яких визначає висоту тону звуку, хвильовий поширення в повітрі, явище резонансу, акустичні інтервали. Таким чином, Галілей заклав основи сучасної акустики.
«День другий» присвячений опору матеріалів при різних способах впливу на них. І хоча ці міркування не мають в даний час практичного застосування, їх наукова цінність, як прообразу науки про опір матеріалів безперечна. Наступний етап, що переходить в третій і четвертий дні, - динаміка. Урочисто звучить фраза - «про предмет найдавнішому створюємо науку новітню». Коротко розглядається рівномірний рух, детально і цікаво розглядається прискорений рух. Розглядаються закони пропорційності швидкості падіння і часу падіння, і формулюється принцип (названий згодом принципом Торрічеллі) про рух центра ваги механічної системи. Крім того, виконані оригінальні роботи по руху тіл по похилій площині і про рух «кинутих» тел. Вперше показується, що в цьому випадку траєкторія руху - парабола, доводиться цілий ряд теорем.
Хронологічний метод викладу, що застосовувався до цього часу, дозволив показати глибину і широту наукових інтересів і фундаментальних відкриттів Галілея. Але, може бути, ще важливіше новий образ мислення, який ввів Галілей при дослідженні природи.
Коли говорять, що Галілей був засновником експериментального методу, то це слід розуміти не просто як застосування експерименту для пізнання природи (в грубій формі досліди ставилися ще з часів античності), але як якоїсь філософської концепції, що полягає в неупередженості оцінок і обов'язкової перевірки істинності результату. Тобто те, що ми зараз називаємо науковою достовірністю і наукової сумлінністю (від слова совість).
Таким чином, завдання фізика - придумати експеримент, повторити його кілька разів, виключивши або зменшивши вплив збурюючих факторів, вловити в неточних (так як точність будь-якого досвіду залежить від його методики, і «абсолютно» точних результатів не може бути) експериментальних даних математичні закони, зв'язують величини, що характеризують явище, передбачити нові експерименти для підтвердження - в межах експериментальних можливостей - сформульованих законів, і знайшовши підтвердження, йти далі з допомогою дедуктивного методу і знайти нові слідства з цих законів, в свою чергу підлягають перевірці. (Деякі філософи, чисто теоретично розробляли експериментальні методи, яким жоден фізик ніколи не дотримувався.)
Галілей ніде не дає абстрактного викладу свого експериментального методу. Весь цей підхід дан в конкретному додатку до дослідження окремих явищ природи. У всіх його дослідженнях можна виділити чотири моменти. Перший - це чуттєвий досвід, що привертає нашу увагу до вивчення природи, але не встановлює її закони. Другий - аксіома чи робоча гіпотеза. У цьому центральний момент - момент творчого осмислення побаченого, подібний з інтуїцією художника, що не піддається теоретичного обгрунтування. Третій - математичне розвиток - знаходження логічних закономірностей і наслідків. Четвертий - досвідчена перевірка як вищий критерій всього шляху розвитку.
Така особистість, як Галілей, який рухається настільки різноманітними мотивами, настільки вільний від вантажу традицій, не може бути втиснута в якусь жорстку схему. Питання про філософських поглядах Галілея обговорювалося і обговорюється і зараз. Його називали і послідовником Платона, і Демокрита, і Канта, і позитивистом і т.д. Сам він на обкладинці зібрання своїх творів хотів бачити слова «Звідси стане зрозумілим на незліченних прикладах, як корисна математика в висновках, що стосуються того, що пропонує нам природа і наскільки неможлива справжня філософія без допомоги геометрії, відповідно до істиною, проголошеної Платоном».

Список літератури
1. Маріо Льоцци. Історія фізики. Москва, Мир, 1970. -464 с.
2. М. Лауе. Історія фізики. Москва., Держ. вид-во техніко теоретичної літератури, 1956. -230 с.
3. А.І. Єремєєва., Ф.А. Ціцін. Історія астрономії. Москва, Изд-во МГУ.1989. -349с.
і т.д.................