Cea mai intunecata zi din Istoria Fizicii. Procesul lui Galilei in fata Inchizitiei.

20 Ianuarie 1633

Nu ma simt obligat sa cred ca acelasi Dumnezeu care ne-a inzestrat cu judecata, ratiune si intelect a vrut ca noi sa renuntam sa ne folosim de ele”, a spus Galilei in timpul procesului de la Vatican.

Triumful irationalului asupra logicii
Galileo Galilei a fost unul dintre cei mai cunoscuti savanti ai Renasterii. Fizician, matematician, astronom, inginer si filosof, Galilei a jucat un rol cheie in Revolutia Stiintifica si a ramas in istorie pentru conflictul sau cu Inchizitia romana ca sustinator al teoriei heliocentrice. Odata cu publicarea in 1638 a lucrarii “Discorsi” a lui Galileo Galilei, a fost inaugurat noul domeniu al fizicii –dinamica- si astfel a inceput trecerea de la vechiul misticism la stiinta moderna!
Ideile profunde ale dinamicii (corpuri in miscare), introduse de Galilei in jurul anului 1600 au fost dezvoltate de Newton intr-o teorie eleganta si cuprinzatoare, in marea sa carte “Principiile matematice ale filozofiei naturale”.
Biserica Catolica a facut o mare greseala cu Galilei cand a incercat sa supuna legii bisericesti o problema de stiinta, declarand ca Soarele se misca in jurul Pamantului si nu invers. Procesul lui Galilei in fata Inchizitiei si pedeapsa care i-a urmat reprezinta una dintre cele mai intunecate episoade din istoria stiintei, triumful irationalului asupra logicii.” Nu ma simt obligat sa cred ca acelasi Dumnezeu care ne-a inzestrat cu judecata, ratiune si intelect a vrut ca noi sa renuntam sa ne folosim de ele”, a spus Galilei in timpul procesului de la Vatican.
Succesul lui Galilei ca savant s-a datorat nu numai inteligentei sale iesite din comun, dar si imensei cureozitati cu care privea el lumea si tot ce-l inconjura. Ajunsese la concluzia ca savantii erau cei mai in masura sa-si spuna parerea despre lumea materiala, in vreme ce teologii erau cei mai in masura sa vorbeasca despre lumea spirituala si despre felul in care trebuie sa traim in lumea materiala. Desigur invataturile experientei religioase ne pot aduce multa alinare, spre deosebire de perspectiva abstracta si impersonala le care ajungem prin cercetarea stiintifica. Spre deosebire de stiinta, experienta religioasa poate sugera ca viata noastra are un sens, ca avem un rol de jucat in marea drama cosmica a pacatului si a mantuirii, si ne promite un fel de continuare dupa moarte. Tocmai din aceste motive invataturile experientei religioase par profund marcate de pecetea dorintelor noastre.
Galileo Galilei s-a nascut la Pisa in 15 Februarie 1564, in familia muzicianului Vincenzo Galilei. Galileo, primul dintre cei sase copii ai familiei, a devenit el insusi un bun muzician, dar a fost indemnat de tatal sa urmeze o cariera in domeniul stiintelor, mai exact in medicina.
In 1589, Galileo a primit catedra de matematici de la Universitatea din Pisa, unde preda pâna in 1592, când se muta la Padua pentru preda geometrie, mecanica si astronomie. In iulie 1609, Galileo a aflat despre inventia telescopului, iar in curând si-a fabricat singur unul. A fost un moment cheie pentru Galilei, care a inceput astfel sa-si indrepte atentia catre cer. A descoperit ca Luna nu era plata si nici nu avea suprafata neteda, ci ca este o sfera cu munti si cratere. A descoperit ca Venus are mai multe faze, la fel ca Luna, demonstrând astfel ca planeta se roteste in jurul Soarelui. A descoperit si ca Jupiter are proprii lui sateliti, care se invârt in jurul sau, nu al Pamântului – inca o dovada ca teoria geocentrica – potrivit careia corpurile ceresti se invârt in jurul planetei noastre – nu este corecta.
Galileo a inceput astfel sa adune din in ce mai multe dovezi in sprijinul teoriei lui Copernicus (teoria heliocentrica), contrazicând doctrina oficiala a Bisericii – asta in pofida faptului ca era un om credincios. Considera insa ca teoria heliocentrica nu este in contradictie cu Biblia, sustinând ca scriptura a fost scrisa dintr-o perspectiva pamânteana si ca stiinta pur si simplu ofera o perspectiva diferita, mai exacta.
Din cauza acestor teorii, Galileo Galilei a intrat in atentia Inchizitiei, care considera teoria lui Copernicus ca fiind eretica. In 1616, lui Galilei i s-a ordonat sa nu predea si sa nu apere in niciun fel aceasta teorie, ordin pe care savantul l-a respectat timp de sapte ani – partial pentru a nu-si complica situatia, partial pentru ca era un catolic fidel. Insa in 1623, cardinalul Maffeo Barberini, un prieten de-al lui Galilei, a devenit Papa, sub numele de Urban VIII, si i-a permis acestuia sa-si continue munca in astronomie si chiar sa o publice, cu conditia sa ramâna obiectiv si sa nu sustina teoria heliocentrica.
In 1632, Galilei a publicat “Dialog despre cele doua sisteme principale ale lumii”, o lucrare construita ca un dialog intre trei personaje:un sustinator al teoriei lui Copernicus, un adversar al acesteia si un personaj impartial. Desi savantul a sustinut ca opera sa este una neutra, Inchizitia a fost de alta parere. Astfel, Galileo Galilei a fost chemat la Roma si judecat de catre Inchizitie sub acuzatia de erezie. Procesul a avut loc intre septembrie 1632 si iulie 1633, timp in care omul de stiinta nu a fost inchis.
Galileo Galilei a admis ca sprijinise teoria heliocentrica si ca lucrarea sa putea fi interpretata ca sustinând aceasta teorie. Biserica decisese ca rotatia Soarelui in jurul Pamântului este un fapt de necontestat in virtutea invataturilor Bibliei, desi oamenii de stiinta stiau de secole ca ipoteza nu se sustinea. Condamnat pentru erezie, Galilei, care nu s-a dezis niciodata cu adevarat de convingerile sale, a fost tinut in arest la domiciliu pâna la sfârsitul vietii.
Galileo Galilei a murit in ianuarie 1642, la vârsta de 77 de ani. Conducatorul marelui ducat al Toscanei de la acea vreme, Ferdinand II, ar fi vrut ca savantul sa fie inmormâtat in corpul central al Bazilicii Sfintei Cruci din Florenta, dar Papa Urban VIII s-a opus – Galilei fusese, in fond, condamnat de biserica pentru erezie. Inmormântat in alta parte, corpul sau a fost mutat in corpul central al basilicii in 1737, când a fost inaugurat si un monument in cinstea sa.

Principiul relativitatii lui Galileo Galilei
Galilei a fost deosebit de clar in aceasta problema, mai clar chiar decat Newton.
Profundul pas inainte pe care secolul al saptesprezecelea l-a adus stiintei a fost intelegerea miscarii. Vechii greci au avut o intelegere extraordinara a lucrurilor, dar privite static, forme geometrice rigide, sau corpuri in echilibru (adica cu toate fortele in echilibru, astfel ca nu exista miscare). Ei nu au avut o conceptie corecta asupra legilor ce guverneaza modul in care corpurile se deplaseaza. Lor le-a lipsit o buna teorie asupra dinamicii, adica o teorie asupra modului extraordinar in care Natura controleaza modificarea locului in care se gaseste un corp de la un moment la altul. Aceasta absenta s-a datorat partial lipsei unor mijloace suficient de precise de masurare a timpului, adica a unui “ceas” suficient de bun. Un astfel de ceas era necesar pentru a fixa in timp cu precizie modificarile de pozitie, pentru a se putea determina corect viteza si acceleratia corpurilor. Astfel, observatia facuta de Galileo Galilei in 1583 ca pentru fixarea in timp poate fi folosit un pendul a avut urmari importante pentru el, (dar si pentru dezvoltarea întregii stiinte) deoarece fixarea in timp a miscarii a putut fi astfel facuta cu precizie. Inainte de Galilei anticii il credeau pe Aristotel, care spunea ca starea naturala a unui corp era in repaus si ca el se misca numai actionat de o forta sau de un impuls. Rezulta ca un corp greu trebuie sa cada mai repede decat unul usor, deoarece ar fi fost atras mai mult spre pamant. Deasemenea, Aristotel considera ca toate legile care guverneaza universul pot fi elaborate doar prin gandire pura si nu era necesar sa se verifice prin observatie. Galilei a demonstrat ca parerea lui Aristotel era falsa. Lasand sa cada corpuri de greutate diferita din turnul inclinat din Pisa, rezultatul a fost sensational:corpurile nu cad cu viteza constanta asa cum s-a crezut intotdeauna, viteza creste insa in mod constant in timpul caderii. Constanta nu e viteza ci acceleratia. Si nu numai atat, aceasta acceleratie e aceiasi pentru toate corpurile. Galilei o masoara si o gaseste egala cu 9,8m/s2, adica in fiecare secunda, viteza unui corp in cadere creste cu 9,8m/s. Este prima lege matematica pentru corpurile terestre; legea caderii corpurilor(x(t)=at2/2). Pana atunci se descoperisera legi matematice numai pentru miscarea planetelor pe cer(legile lui Kepler). Galilei a avut o intuitie geniala aratand ca, in absenta frecarii, toate corpurile cad in acelasi timp sub influenta gravitatiei. In experimentele lui Galilei, cu bile care se rostogoleau pe un plan inclinat, s-a aratat ca sub actiunea unei forte (in acest caz greutatea bilei) efectul real al fortei este intodeauna modificarea vitezei unui corp si nu acela de al pune in miscare, asa cum credea Aristotel. Forta care actioneaza asupra unui corp determina o acceleratie si nu o viteza, asa cum credeau anticii, precum Aristotel. Aceasta mai inseamna ca ori de cate ori asupra unui corp care se misca nu actioneaza o forta(se misca fara a fi atins de nimic si este complet neperturbat), el va continua sa se miste neancetat, deplasandu-se cu o viteza constanta in linie dreapta. De ce continua sa se deplaseze ? Nu stim, dar asa stau lucrurile. Aceasta idee a fost preluata mai tarziu de Newton si e cunoscuta ca principiul inertiei (lex prima, prima lege a lui Newton ). Odata cu publicarea in 1638 a lucrarii “Discorsi” a lui Galileo Galilei, a fost inaugurat noul domeniu al fizicii –dinamica- si astfel a inceput trecerea de la vechiul misticism la stiinta moderna!
Newton studiaza in amanunt rezultatele lui Galilei si Kepler, iar comparandu-le descopera nestemata ascunsa in ele. Ideile profunde ale dinamicii (corpuri in miscare), introduse de Galilei in jurul anului 1600 au fost dezvoltate de Newton intr-o teorie eleganta si cuprinzatoare, in marea sa carte “Principiile matematice ale filozofiei naturale”. Publicarea in 1687 a lucrarii “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” a lui Isaac Newton a fost fara indoiala primul mare succes al fizicii. Aceasta lucrare deosebita a demonstrat, pornind de la cateva principii fizice de baza, cum poate fi inteles, si deseori prevazut cu mare precizie, comportamentul obiectelor fizice aflate in miscare. Marele merit este ca in aceasta lucrare Newton a dezvoltat si aparatul matematic necesar pentru analiza acestor miscari.
O consecinta a legilor dinamicii dezvoltate de Galilei si Newton este ca miscarea rectilinie si uniforma este din punct de vedere fizic complet indiscernabila de starea de repaus (adica de absenta miscarii): nu exista nici o modalitate locala de a decela miscarea uniforma de starea de repaus. Galilei a fost deosebit de clar in aceasta problema( mai clar chiar decat Newton) si a dat o descriere foarte plastica atunci cand s-a referit la fenomenele mecanice dintr-o cabina inchisa a unei corabii pe mare. Acest fapt remarcabil, numit principiul relativitatii lui Galileo Galilei, este crucial pentru a intelege punctul de vedere dinamic al lui Copernic, care a propus interpretarea ca Pamantul se deplaseaza pe orbita in jurul Soarelui si nu invers.
Principiul relativitatii presupune ca legile fizicii – oricare ar fi ele – trebuie sa fie absolute identice pentru toti observatorii aflati in miscare rectilinie uniforma (cu viteza constanta). Einstein a formulat aceasta idee enuntata de fapt pentru prima oara de Galilei – afirmând ca este imposibil pentru tine sau pentru orice alt calator sa faca vreun experiment in acel compartiment inchis prin care sa determine daca corabia se misca sau nu. Esenta principiului relativitatii: conceptul de miscare cu viteza constanta este relativ. Putem vorbi despre miscarea unui obiect cu viteza constanta, insa numai relativ la, sau in comparatie, cu altul. Este imposibil sa faci vreo precizare asupra starii tale de miscare fara sa faci referire, direct sau indirect, la obiecte „exterioare”. Pur si simplu nu exista notiunea de miscare „absoluta” cu viteza constanta; doar comparatiile pot avea un sens fizic. De fapt, Einstein a inteles ca principiul relativitatii presupune ceva si mai important: legile fizicii – oricare ar fi ele – trebuie sa fie absolut identice pentru toti observatorii aflati in miscare cu viteza constanta. Vedem efectul profund al acestui principiu ca structura de baza in Teoria speciala a relativitatii elaborta de Einstein.


Foto 3: Mormantul lui Galileo Galilei in Bazilica din Florenta