Rozhovor s Františkom Kundracikom o astronómovi, matematikovi a filozofovi Galileovi Galileim, ktorý sa narodil pred 460 rokmi.
Galileo Galilei bol celý život podporovateľom myšlienky heliocentrizmu. Príklon k heliocentrizmu vyjadroval na univerzitnej pôde a netajil sa tým ani na prednáškach. Ilustračný obrázok. Zdroj: Wikimedia Commons a iStockphoto.com
Svojím prístupom, že jazykom prírody je matematika, vniesol Galileo Galilei (15. február 1564 – 8. január 1642) do štúdia prírodných vied základné pracovné nástroje poznávania: pozorovanie, pokus a metódu postupného spresňovania. Jeho vynálezy, ako napríklad malé váhy, vojenské kružidlo alebo stroj na čerpanie vody, významne uľahčili prácu zlatníkom, armáde aj poľnohospodárom.
Najväčšiu revolúciu spôsobili jeho astronomické pozorovania. Rodák z talianskej Pisy urobil svoje prvé objavy ďalekohľadom, ktorý sa podobal divadelnému ďalekohľadu. Boli natoľko prelomové, že viedli k výraznému odklonu od geocentrizmu.
O Galileiho živote, objavoch a jeho prínose pre vedu sme sa zhovárali s doc. RNDr. Františkom Kundracikom, CSc., ktorý pôsobí na Katedre experimentálnej fyziky Fakulty matematiky, fyziky a informatiky (FMFI) Univerzity Komenského v Bratislave, po prednáške Galileo Galilei a jeho vplyv na rozvoj vedy, organizovanej Klubom astronómov SNM.
Rodičia mu dopriali dobré vzdelanie
Matematik a astronóm Galileo Galilei sa narodil 15. februára 1564 v talianskom meste Pisa, ktoré leží približne sto kilometrov od Florencie. Mesto bolo označované za kolísku renesancie. Aké predstavy o svete okolo nás panovali v tom čase?
Súdobé predstavy o vesmíre pochádzali ešte z čias Ptolemaia a starovekých učencov. Hovorili o tom, že Zem je stredom vesmíru a okolo nej sa po kružniciach alebo po útvaroch – takzvaných epicykloch – pohybujú všetky ostatné nebeské objekty okrem stálic. Môžeme si to predstaviť tak, že Zem obklopovala sféra, na ktorej viseli hviezdy, ale obsahovala aj zopár pohyblivých planét. Známy bol vtedy Mesiac, Jupiter, Saturn, Mars, Merkúr, Venuša a Slnko. Išlo o model, ktorý vytvoril grécky astronóm Ptolemaios a vo vtedajších podmienkach celkom dobre slúžil na predpovedanie polôh planét na oblohe. Ľudia boli presvedčení o tom, že práve takto vyzerá okolitý vesmír.
Galileo Galilei sa teda narodil do sveta, v ktorom prevládal geocentrizmus. V akých rodinných pomeroch žil?
Galileo sa narodil do patricijskej rodiny. V tom období išlo o váženú rodinu, ktorej členovia boli významnými predstaviteľmi správnej rady mesta. Pochádzalo z nej veľa známych ľudí a jeden z menovcov, tiež Galileo Galilei, bol významným lekárom. Rodinu však trápili finančné problémy, pre ktoré sa presťahovali z Florencie do Pisy. Jeho otec bol hudobným skladateľom a niektorí Galileiho životopisci ho označili za obnoviteľa modernej harmónie. Jeho rodina si potrpela na vzdelanie a to sa snažili dopriať aj prvorodenému synovi, z ktorého chceli mať lekára.
Pôvodne sa chcel stať kňazom. Rodina z neho chcela mať lekára, aby dokázal dobre zarobiť, ale štúdium medicíny v Pise nakoniec neukončil. Dôvodom bola matematika.
Mal veľmi dobré vzdelanie, vedel dokonca čítať Euklidove práce v origináli, preto sa už počas štúdia medicíny začal sám vzdelávať v oblasti euklidovskej geometrie. Dokonca ho v tomto smerovaní podporoval aj rodinný známy. Po čase začali jeho zanietenie pre matematiku chápať aj rodičia a syna v jeho talente podporili.
Autor praktických vynálezov
Talent a oduševnenie často vyústia do objavov. Kedy vynašiel prvé a čoho sa týkali?
Už z obdobia jeho štúdií pochádza objav, ktorý sa označuje izochrónnosť kyvadla. Zistil, že perióda kmitania kyvadla pre menšie výchylky nezávisí od veľkosti výchylky, ale od dĺžky závesu, takže kyvadlo je vhodným objektom na vytvorenie hodín. Na tento poznatok prišiel, keď pozoroval hojdajúci sa luster v katedrále v Pise. Ďalej našiel vzťah pre výpočet objemu ihlana. Išlo o takzvaný infinitezimálny počet, pomocou ktorého rozkladal zložité útvary na čoraz jednoduchšie a to mu umožnilo počítať objemy aj ďalších telies.
Zaoberal sa Danteho Peklom
Dielo Danteho Alighieriho Božská komédia bolo počas Galileiho života známe už vyše 300 rokov. Mladého matematika požiadali na akademickej pôde vo Florencii, aby vypočítal presné rozmery Pekla na základe Danteho opisu. Jeho prvou úlohou bolo zistiť, aká široká je klenutá strecha pekla. Svoje výsledky uverejnil v niekoľkých prednáškach.
Vieme o ňom, že bol autorom viacerých praktických vynálezov. Ktoré to boli?
Na základe objavov Archimeda zostrojil malé laboratórne váhy, ktoré umožňovali určovať hustotu zlatých predmetov alebo šperkov a z toho vyvodiť, koľko je v nich zlata alebo drahých kovov. Ďalej vytvoril predchodcu logaritmických pravítok. Išlo o trojuholníkové pravítko, ktoré umožňovalo robiť rôzne matematické operácie aj výpočty pre armádu. Bola to všestranná pomôcka, pretože mala okolo 32 spôsobov použitia. Vymyslel systém na polievanie a na čerpanie vody, ktorý si dal patentovať. Pričinil sa aj o vynález teplomeru. Ešte ním nebolo možné presne merať teplotu, ale bol schopný indikovať jej zmeny.
Pôsobenie na univerzite v Padove
Svet racionálneho a logického myslenia mu učaroval natoľko, že celý život hlásal myšlienku, že jazykom prírody je matematika. Cúvol od nej niekedy?
Áno, je to jeho myšlienka, ktorej sa neustále držal. Ľudí dodnes fascinuje, že matematikou dokážeme opísať prírodu dokonale. Práve Galileo si ako jeden z prvých všimol, že matematický opis prírody je ten správny prístup, ako ju opísať. To je jeho zásluha.
Roky 1592 až 1610 sa považujú za najlepšie obdobie Galileiho života. Viažu sa k jeho pôsobeniu na univerzite v Padove. Ako vyzerala táto etapa jeho života?
Galilei mal 7. decembra 1592 v Padove inauguračnú prednášku. O jej obsahu sa nezachovala žiadna písomná zmienka. Zaujímavosťou je, že už o týždeň neskôr mal prvú verejnú prednášku. Prišlo na ňu toľko ľudí, že nestačila kapacita sály a jeho ďalšie prednášky museli dokonca preložiť do inej budovy, ktorá mala kapacitu okolo dvetisíc ľudí. Mnohí i napriek tomu zostali stáť vonku.
V tom čase univerzita v Padove patrila medzi vychýrené vzdelávacie inštitúcie v Európe.
Prichádzali tam študovať mladí ľudia z celej Európy. Po vyštudovaní sa vracali do svojich rodísk, takže vedomosti koncentrované v Padove jednak šírili do celého sveta a jednak sa tam stretávali vedomosti z celého sveta. Dalo by sa povedať, že bola jedným z centier vzdelanosti a práve v nej Galileo pôsobil. Mal veľmi dobrý prístup k informáciám z ostatných krajín a súčasne sa jeho objavy dokázali rýchlo šíriť aj mimo hraníc Talianska.
Padova bola v čase Galilea Galileiho centrom vzdelanosti. Univerzita v Padove bola založená v roku 1222 a patrí medzi najstaršie univerzity na svete. Na obrázku je Museo La Specola, Múzeum Astronomického observatória v Padove. Zdroj: iStockphoto.com
Galileiho objavy
Podobným spôsobom sa ku Galileimu dostali zvesti o prístroji, ktorý zo vzdialených predmetov robil veci blízke.
Galileo sa v roku 1609 dozvedel, že v Holandsku objavili zariadenie, ktoré pomocou systému šošoviek dokáže približovať a zväčšovať objekty. Ako sám spomína, za niekoľko dní si zopakoval základy z optiky a dokázal postaviť prístroj – ďalekohľad. Bol jedným z prvých ľudí v Európe, ktorí vlastnili ďalekohľad a bol prvým, ktorý sa ním pozrel na oblohu. Odrazu videl mnohé detaily. Tieto pozorovania boli natoľko závažné, že spôsobili doslova revolúciu v astronómii. Zistil napríklad, že na Mesiaci sú pohoria a že sa jeho povrch podobá na ten zemský.
Galileo Galilei zaznamenal svoje pozorovania Mesiaca z roku 1609 na kresbách aj maľbách, ktoré sú súčasťou diela Sidereus Nuncius z roku 1610. Svojimi pozorovaniami ukázal, že povrch Mesiaca sa podobá povrchu našej planéty: je členitý a nerovný, s údoliami, krátermi a horami. Zdroj: Wikimedia Commons
Hviezdny posol
V roku 1610 vyšlo Galileiho krátke, ale prevratné dielo Hviezdny posol (latinsky Sidereus nuncius). Zhrnul v ňom pozorovania nebeských telies, ktoré vykonal pomocou ďalekohľadov. Dielo je rozdelené do štyroch kapitol (opis ďalekohľadu, pozorovanie Mesiaca, opis hmloviny a hviezdokopy, objav štyroch Jupiterových mesiacov – Io, Európa, Ganymedes a Kalisto). Objavené mesiace venoval rodu Mediciovcov.
Niektoré moria prirovnáva napríklad k českej zemi, kde je planina obkolesená kopcami, a podobnú oblasť našiel aj na Mesiaci (Mare Serenitatis, pozn. red.). Ďalej zistil, že Mliečna cesta, ktorá sa dovtedy javila ako rozmazaný obláčik, nie je hmlovina, ale pozostáva z obrovského množstva hviezd. Dokázal, že slnečné škvrny sú na Slnku, nie mimo neho. Presvedčil sa aj o tom, že Slnko nie je dokonalá žiarivá guľa, ale že je to rotujúce teleso, a zistil dokonca jeho periódu otáčania.
Pozoroval Saturn, jeho zvláštny tvar, hoci neprišiel na to, že ide o jeho prstence. No najrevolučnejším objavom, ktorý v tom čase urobil, bolo objavenie štyroch Jupiterových mesiacov. Na jeho počesť sa volajú Galileiho mesiace. Išlo o prvé ľudským okom videné objekty, ktoré evidentne neobiehajú okolo Zeme, ale obiehajú okolo iného telesa. To však nespadalo do ptolemaiovského modelu vesmíru. Išlo o nepredstaviteľnú vec. Samotný Galileo ich síce nesprávne volal hviezdy, ale ukázal tým, že nie všetky vesmírne objekty obiehajú okolo našej planéty.
Rozkol s cirkvou
Znamenalo to veľkú facku vtedajšiemu uvažovaniu o usporiadaní okolitého sveta?
Áno, najmä jeho neskoršie objavy. Išlo napríklad o objavy fáz Venuše, ktoré jednoznačne potvrdzovali, že Zem obieha okolo Slnka a Venuša tiež. Galileo sa teda ešte viac presvedčil o tom, že Kopernikova predstava o svete je na rozdiel od ptolemaiovskej správna. Týmito myšlienkami narážal na nepochopenie zo strany niektorých vysokých cirkevných hodnostárov, čo nakoniec viedlo aj k tomu, že vo vyššom veku po rozhodnutí inkvizície sa dostal do domáceho väzenia.
Umelecké stvárnenie Galilea Galileiho v domácom väzení, ktorého prichádza navštíviť John Milton. Obraz je dielom Solomona Alexandra Harta z roku 1847. Zdroj: Wikimedia Commons
Dalo by sa povedať, že proces s Galileim odštartovali jeho astronomické objavy?
Áno, tam bol ten najväčší rozpor. Kopernikova predstava bola v rozpore s tým, ako fungovanie vtedajšieho sveta videla cirkev. Galileo mal blízkych priateľov aj v radoch cirkvi, ale keďže bol stúpencom Kopernika, mnohých jeho priateľov to poburovalo.
Príklon k heliocentrizmu vyjadroval na univerzitnej pôde a netajil sa tým ani na prednáškach. Problémy s inkvizíciou mal teda už o čosi skôr. Vďaka intervencii jeho priateľa, ktorý bol v čase procesu s Galileom zvolený za pápeža Urbana VIII., obišiel známy astronóm len s miernym trestom. V podstate mu povedali, že môže prednášať o heliocentrizme aj o Ptolemaiovi, ale len vo forme hypotézy.
K zvratu v inak miernom procese došlo v roku 1632 po vydaní diela Dialóg o dvoch hlavných svetových systémoch. Nešťastnou náhodou v ňom do úst jednej z postáv (Simplicia), ktorá vedie dialóg, vložil otázku, ktorú mu kedysi položil aj biskup a neskôr pápež.
Neprajníkom Galilea sa podarilo pápeža presvedčiť, že v postave Simplicia, ktorý kladie jednoduché a ľahko vyvrátiteľné otázky, spodobnil pápeža. Ten sa nahneval a prestal držať nad matematikom ochrannú ruku. Vtedy bolo rozhodnutie inkvizície tvrdšie. Galilei dostal zákaz pôsobiť na univerzitnej pôde, zakázali mu verejne šíriť svoje myšlienky a dostal sa do domáceho väzenia. Tam síce písal knihy, nebolo mu však dovolené ich vydávať.
Ako je to s jeho slávnou vetou A predsa sa točí?
Toto známe slovné spojenie, ktoré sa viaže k menu Galilea Galileiho, je na úrovni legendy. Údajne ju vyslovil vtedy, keď si vypočul rozsudok inkvizície o svojom odchode do domáceho väzenia. Vraj si ju zašomral, keď opúšťal miestnosť. Ak by to bol naozaj urobil, čakal by ho podľa môjho názoru oveľa prísnejší trest, možno až hrdelný. Nenájdeme o nej záznam ani v literatúre a knihách, ktoré zaznamenávali proces.
Skúsme si na záver predstaviť, že by sa Galileo Galilei ocitol v súčasnosti. Čo by ho najviac prekvapilo?
Určite by bol šokovaný zo všetkého. Z toho, kam sa veda a technika dostali. Dnes si to už ľudia ani neuvedomujú, kam nás veda a priemet poznatkov z nej dostali. Určite by ho potešilo, že sa na jeho objavy nezabudlo, že boli významné a že posunuli vedu a samotné ľudstvo ďalej.
Doc. RNDr. František Kundracik, CSc.
Doc. RNDr. František Kundracik, CSc., patrí k významným slovenským popularizátorom fyziky, ktorý je svojimi aktivitami známy aj v zahraničí. Vo vedeckej oblasti sa venuje najmä elektrickým vlastnostiam kondenzovaných látok a šíreniu elektromagnetických vĺn v nehomogénnom prostredí. V ostatných rokoch je vedecky najaktívnejší v oblasti modelovania a merania vplyvu aerosólov na svetelné znečistenie (v rámci projektu APVV) a zaoberá sa aj prednášaním prirodzeného denného svetla do uzavretých miestností svetlovodmi (v rámci projektu VEGA). Venuje sa problematike vyučovania fyziky, najmä novým a netradičným formám vzdelávania.
