Galileo Galilei

Galileo Galilei (15. veebruar 1564 Pisa – 8. jaanuar 1642 Arcetri) oli itaalia astronoom, filosoof, füüsik ja polühistor.

Galilei pani aluse teaduslikule eksperimenteerimisele ja katsetulemuste matemaatilisele tõlgendamisele, mis omakorda lõid alused seletavatele loodusteadustele. Ta tegeles ka teleskoopidega, näiteks valmistas Galilei teleskoobi. Samuti eksperimenteeris Galilei temperatuurimõõtmistega ja täiustas termoskoopi.

Elulugu

Sünd ja perekond
Galileo Galilei sündis Pisas Firenze õukonnamuusiku Vincenzio Galilei ja tema abikaasa Giulia esimese lapsena. Peale Galileo Galilei elasid perekonna lastest täiskasvanueani välja vend Michelangelo ning õed Virginia ja Livia. Perekond ei olnud jõukas ega ka vaene. Galileo ema oli edumeelne ja laia silmaringiga naine, kes peale muusika huvitus muusikateooriast ja matemaatikast ning avaldas koguni poleemilise raamatu uuemast muusikateooriast "Dialoog vana ja uuema muusika vahel" (1581).

Haridustee
Esmase hariduse andis lastele isa ise, vahel ka koduõpetajaid kaasates. Kuigi isa ei hoolinud eriti religiooni järgimisest, pani ta noore Galilei parema hariduse nimel 1575 Vallombrosa kloostrikooli. Noormehele meeldis mungaelu ja ta astus noviitsina Vallombrosa ordu ridadesse. Isale selline asjade käik ei sobinud ja kui Galileid tabas silmahaigus, viis ta poisi kloostrist ära ega toonudki teda pärast paranemist tagasi. Kuigi koduõpetamist jätkasid sama orbu mungad, jäi Galilei kirja kui vaimulikust seisusest välja heidetud preester – nii väljendati pahatahtlikkust Galilei suhtes.

Aastal 1581 asus 17-aastane Galilei isa soovil Pisa Ülikoolis meditsiini õppima. Noort üliõpilast aga huvitas rohkem Aristotelese ideede üle vaidlemine kui arstiteadus. Sel ajal tuli Galilei mõttele, kuidas kummutada Aristotelese väide, et raskemad kehad kukuvad Maa pinnale kiiremini kui kergemad: raskemad ja kergemad raheterad langevad Maale üheaegselt. (Galilei eeldas, et suuremad ja väiksemad raheterad valmivad samal ajal ja samas kohas koos ning hakkavad samal ajal alla sadama.) Kui Aristotelesel oleks õigus ja raskemad kehad langeksid Maa poole kiiremini, siis peaksid suuremad raheterad valmima kõrgemal pilvedes kui väiksemad ja just täpselt nii palju kõrgemal, et nad langeksid maha täpselt samal ajal kui kergemad. Seda aga pidas Galilei ebatõenäoliseks, tehes järelduse, et Aristotelesel pole õigus ning kerged ja rasked esemed langevad Maa poole ühesuguse kiirusega.

Aastal 1583 sai Galilei tuttavaks Toskaania õukonnamatemaatikuga ning sattus vaimustusse matemaatikast. Ülikoolis hakkas ta nüüd käima meditsiiniloengute asemel matemaatikaloengutel. Paraku ei nõustunud isa eriala vahetamisega ja aastal 1585 lahkus Galilei Pisa Ülikoolist ilma kraadita.

Iseseisva elu algus
Pärast Pisast lahkumist püüdis Galileo Galilei elatada end matemaatika ja loodusteaduste eraõpetajana Firenzes.

Aastal 1586 viis ta läbi oma esimese iseseisva teadusliku uurimuse (see puudutas hüdrostaatikat) ning alustas märkmete tegemist, millest hiljem vormusid Galilei tuntud teosed. Tasapisi hakkas tema kuulsus loodusfilosoofina levima, abiks oli ka isalt päritud oskus leida mõjukaid sõpru. Nende abiga saigi ilma mingi kraadita Galilei 1589 Pisa Ülikooli matemaatikaprofessoriks (selle professuuri alla kuulusid ka astronoomia ja loodusfilosoofia, mis tähendas peamiselt füüsikat). Erinevalt näiteks meditsiiniprofessori palgast ei võimaldanud matemaatikaprofessori sissetulek äraelamist, aga suur samm oli siiski astutud. Et ots otsaga kokku tulla, võttis Galilei enda juurde elama rikkaid üliõpilasi, õpetades neid ka väljaspool loenguid. Õpetus, mida ta eraviisiliselt jagas, erines tunduvalt ülikooli ametlikust, Aristotelesel põhinevast programmist, mida Galilei oma avalikel loengutel järgis.

Pisa periood (1589–1591). Vaba langemise uurimine Pisa tornist

Galileo Galilei Pisa perioodi kohta on teada legend, et ta olevat Pisa viltusest tornist visanud alla raskusi ja jälginud, kuidas need maapinnale jõuavad. Galilei ise ei räägi kusagil oma sellisest eksperimendist. Legend pärineb Galilei viimase õpilase ja sekretäri Vincenzo Viviani sulest, kes polnud sel ajal veel sündinudki, aga Galileo Galileist kirjutades laskis oma fantaasial üsna vabalt lennata.

Kuulus Pisa torni vaba langemise eksperiment on siiski aset leidnud. Selle teostas 1612. aastal üks vana koolkonna professor, kes soovis tõestada, et Galilei eksib ja et Aristotelesel oli õigus. Katse näitas, et raskem keha jõudis maapinnale veidi enne kergemat, mis eksperimentaatori arvates tõestas Galilei väidete ekslikkust.

Galilei vastas sarkastiliselt: "Aristoteles ütleb, et sajanaelane (nael – massiühik) kera kukub saja küünra kõrguselt enne maha kui ühenaelane ühe küünra kõrguselt. Teie leiate oma katses, et suurem ese jõuab maale kahe tolli (pikkusühik) võrra varem. Ja nende kahe tolli taha soovite peita Aristotelese üheksakümmend üheksa küünart ning rääkides ainult minu väikesest veast, unustate tema tohutu suure vea."

Padova periood (1592–1610)
Aastal 1592 saavutas Galilei enda määramise Padova Ülikooli matemaatikaprofessoriks. Seal oli palk mitu korda suurem, matemaatika õpetamine kõrgemal tasemel ja Veneetsias, mille koosseisu Padova kuulus, oli vabam õhkkond teaduslikuks tööks. Galilei on meenutanud Padova perioodi kui oma elu kõige õnnelikumat aega. Seal valmis tal mitu tähtsamat leiutist ning ta hakkas koguma materjali raamatute jaoks, mis tegid hiljem tema nime maailmakuulsaks.

Aastal 1604 ilmus taevasse supernoova. Galilei vaatles seda oma täppisvaatlusteks kohandatud militaarse vaatlustehnikaga ja tuvastas, et uus täht ei muuda asendit, seega peab täht asuma Kuust kõrgemal. See andis talle taas võimaluse aristotelliku taeva täiuslikkuse doktriini ründamiseks.

Isiklik elu
Padova perioodil algasid Galilei suhted Veneetsiast pärit Maria Gambaga. Nad ei abiellunud ega elanud isegi ühe katuse all, kuid naine sünnitas talle kaks tütart (Virginia sündis 1600 ja Livia 1601) ning poja Vincenzio (sündis 1606). Tütred läksid aastal 1613 kloostrisse ja pühitseti hiljem nunnaks. Poeg õnnestus aga Toskaania suurhertsogi abiga kuulutada ametlikult Galilei pojaks ja pärijaks. Ta arendas edasi oma isa leiutisi, sealhulgas pendelkella.

Taas Firenzes
Galilei soovis pääseda aeganõudvast õpetamiskohustusest ning tal õnnestuski aastal 1610 saada Toskaania suurhertsogilt õukonnamatemaatiku ja Pisa Ülikooli peamatemaatiku ametikoht ilma õpetamiskohustuseta. Sel perioodil said lõpliku kuju ja avaldati enamik Galilei tuntud töödest. Samasse aega kuulub ka konflikt kirikuga.

Aastal 1611 külastas Galilei Toskaania teadusliku saadikuna Roomat, sai seal sooja vastuvõtu osaliseks ning pääses isegi paavst Paulus V audientsile. Galilei valiti Roomas Accademia dei Lincei liikmeks ja nüüdsest ilmusid tema teosed selle akadeemia poolt välja antuna. Aastal 1613 andiski Akadeemia välja Galilei raamatukese "Päikeseplekkidest"; akadeemikud lisasid Galileid ülistava eessõna, milles nimetasid Galileid päikeseplekkide avastajaks. See tõi kaasa tüli jesuiidist astronoomi Christoph Scheineriga, kes oli neid vaadelnud enne Galileid. Tegelikult polnud kumbki neist päikeseplekkide esmaavastaja: esimesena oli neid märganud Madalmaade astronoom Johannes Fabricius.

Selles raamatus on ka Galilei esimene selgesõnaline Koperniku maailmasüsteemi toetav avaldus. Ta tõi näitena Jupiteri kaaslased.

Koperniku ideede hukkamõist katoliku kiriku poolt

Aastal 1619, Galilei järgmise Rooma-külastuse ajal moodustas paavst Paulus V komisjoni Koperniku ideede uurimiseks. Komisjon leidis, et Maa liikumine on väärarusaam ning et Päikese maailma keskpunktiks kuulutamine on absurdne. Sellega oli katoliiklastel keelatud Koperniku ideesse uskuda. On vastuolulisi tõendeid selle kohta, kas Galileile tehti ka isiklikke ettekirjutusi või mitte, igatahes sai ta hiljem paavsti juures sõbraliku vastvõtu osaliseks ja viimane rõhutas, et Galileil ei ole vaja enda saatuse pärast muret tunda.

Komeediuuringud
Aastal 1618 nähti kolme komeeti. Jesuiitidest astronoomid tulid välja ideega, et komeedi orbiit on ringjoone osa Maast muutumatul kaugusel. Galilei ei jaganud seda seisukohta ja osapooled avaldasid teineteist mahategevaid teoseid. Selle dispuudi lõpul avaldas Galilei 1623 oma kuulsa "Il Saggiatore" ("Väärtuseproovija"), mida peetakse poleemilise kirjanduse meistriteoseks ja üldisema lähenemise tõttu Galilei teadusemanifestiks. Sellest raamatust on pärit kuulus tsitaat selle kohta, et Galilei oponendid (st jesuiidid) peavad natuurfilosoofiat ilukirjanduseks, aga Universumi raamatut "saab mõista alles siis, kui tehakse endale kõigepealt selgeks keel ja tähestik, milles teos on kirjutatud. Ja kirjutatud on see matemaatika keeles, tähtedeks kolmnurgad, ringid ja teised geomeetrilised kujundid, milleta ei suudaks inimene lugeda ühtki sõna sellest raamatust ja ilma milleta eksletakse kui pimedas labürindis."

Raamat oli pühendatud äsja paavstiks valitud Urbanus VIII-le, kes oli sellest aust väga meelitatud ja lasi teost endale ette lugeda. Kaasaegsete kirjelduste järgi olevat ta lausa hirnunud Galilei jesuiite torkavate väidete peale.

Galilei ise pidas komeete ekslikult optiliseks nähtuseks.

"Dialoog kahe peamise maailmasüsteemi vahel" ja Galilei protsess

Aastal 1632 avaldas Galilei Firenzes oma raamatu "Dialoog kahe peamise maailmasüsteemi vahel". Kuigi raamatu ilmumiseks oli paavsti nõusolek ja tsensor oli teksti heaks kiitnud, järgnes kirikuvõimude valuline reaktsioon. Kõrges vanuses ja haigel Galilei kästi ilmuda Rooma inkvisitsioonikohtu ette. Peamine süüdistuspunkt oli see, kas Galilei rikkus 1619. aasta ettekirjutusi või mitte. Protsess lõppes süü omaksvõtmisega Galilei poolt. Ta sai eluaegse vanglakaristuse, mis küll samas muudeti koduarestiks. Galileo olevat siis kirjutanud kolm raamatut "Dialogo", "Discorsi" ja "Diagramma".

Galilei vangistus ja surm
Algul oli Galilei vangistuspaik Toskaania saatkond Roomas. Seejärel lubati tal elada oma sõbra, Siena peapiiskopi juures. Lõpuks lubati Galilei oma Firenze lähedal Arcetris asuvasse villasse, kus ta veetiski oma viimased eluaastad kuni surmani 1642. aastal. Formaalselt oli Galilei arest karm: ta tohtis kohtuda üksnes teatud inimestega ega võinud midagi kirjutada. Reeglite järgimise kontrollimiseks oli kohal valvemeeskond. Praktikas aga jälgiti hoolega ainult Galilei väljaskäike ning pole täpselt teada, vaatamata mitmele legendile, et tal oleks takistatud teadusega tegelemist (küll oli Galilei kõigi teoste avaldamine keelatud) või külaliste vastuvõtmist.

Galilei on maetud Firenze Santa Croce kirikusse.

Tuntumad saavutused

1597 leiutas Galilei termoskoobi. See leiutis ei osutunud temperatuuri mõõtmisel eriti edukaks, sest näit sõltus suuresti õhurõhust.
1597 Geomeetriline ja militaarne kompass. Galilei pööras tähelepanu sõjakunstile ja fortifikatsioonidele, samuti uuris ta suurtükikuulide lendu ja avastas, et kuulid lendavad mööda paraboolset trajektoori. Nende uuringute käigus leiutas Galilei "geomeetrilise ja militaarse kompassi": see oli kahest joonlauast kokku volditav arvutusseade, mida algselt kasutati suurtükkide laskekauguse arvutamiseks, kuid peatselt kohandas Galilei selle universaalseks arvutusvahendiks.
1609 Galilei teleskoop ja tööd sellega. "Täheteataja". Galilei ei olnud teleskoobi esmaleiutaja, ent kohe, kui ta sellest leiutisest 1609. aastal kuulis, tegi ta endale teleskoobi, olemata varem ühtki sellist riista näinud ning teades vaid seda, et selles kasutatakse kahte läätse ja toru. Teleskoop, mille ta kiirustades tegi, oli parim, mis tolleks ajaks üldse tehtud; see andis ümberpööratud kujutise asemel õigetpidi kujutise. Galilei oli erakordselt osavate kätega, ta lihvis ise läätsi ja tema teleskoobid olid oma aja parimad. Teadaolevalt oli Galilei esimene, kes pööras teleskoobi taevasse ja hakkas vaatlusi tegema, avastas näiteks Jupiteri kaaslased, Linnutee koosnemise tähtedest, Veenuse faasid (analoogilised Kuu faasidega) ning Kuu pinna ebatasasused. Kuu mägede kõrguseks hindas ta neli kilomeetrit. Need avastused avaldas ta raamatus "Täheteataja" ("Siderius nuncius", 1610). Raamat suurendas Galilei kuulsust veelgi, tekitades samas ka palju vaenlasi: Kuu ebatasasused ei sobinud ettekujutusega taevase aine täiuslikkusest; Jupiteri kaaslased tõestasid, et universumis on liikumisi, mille keskpunktis ei ole Maa, ja Veenuse faasid näitasid, et see taevakeha liigub ümber Päikese.
1623. Galilei teaduse manifest "Väärtuseproovija" ("Il Saggiatore").
1624. Mikroskoop. Juba aastal 1609 oli Galieli sõltumatult hollandlastest leiutanud mikroskoobi, kuid 1624 õnnestus tal seda oluliselt täiustada ning Roomas levisid tema joonistatud pildid putukatest.
1632. Dialoog kahe peamise maailmasüsteemi kohta ("Dialogo dei due massimi sistemi del mondo"). See tänapäeval tuntuim Galilei teos kasvas välja tema loodete teooriast ning kujunes aruteluks geo- ja heliotsentrilise maailmasüsteemi üle. Galilei arvas, et tõusu ja mõõna põhjustab Maakera pöörlemine.
1638. "Arutlusi ja matemaatilisi tõestuskäike kahe uue teadusharu vallast" ("Discorsi e dimostrazioni matematiche, intorno a due nuove scienze"). See on järgnevat teadust kõige enam mõjutanud Galilei teos. Kaks uut teadust, mida pealkirjas mainitakse on teadus liikumatutest asjades (s.o materjaliteadus) ja teadus liikuvatest asjades. Seal võttis Galilei kokku oma uuringud pendlist, kaldpindadest ja vabast langemisest, ta sõnastas vaba langemise seaduse ja inertsi seaduse, viimast küll mitte päris tänapäevases mõttes – Galilei pidas inertsiaalseks liikumiseks mitte ühtlast sirgjoonelist liikumist vaid ühtlast ringjoonelist liikumist. Selle vea parandas Descartes.

Vaata ka
Paulus V: Galilei protsess
Urbanus VIII: Galilei protsess
Eppur si muove
Galilei termomeeter

Kirjandus
Galileo Galilei. "Arutlusi ja matemaatilisi tõestuskäike kahe uue teadusharu vallast, mehaanika ja väiksemate liikumiste alalt". Akadeemia 12/2015–8/2017
Stillman Drake, "Galileo. Põgus sissejuhatus", Inglise keelest tõlkinud Marika Ziius, Kupar 2002, ISBN 9985-61-257-4
Philip Steele, "Galileo. Geenius, kellest sai inkvisitsiooni ohver", Inglise keelest tõlkinud Helje Heinoja, Eesti Entsüklopeediakirjastus 2005, ISBN 9985-70-233-6
John Gribbin, "Science", Penguin Books 2003, ISBN 0-14-029741-3

Välislingid 

Vapp

Itaalia astronoomid
Itaalia filosoofid
Itaalia füüsikud
Padova ülikooli õppejõud
Palmari Katoliku Kiriku pühakud
Sündinud 1564
Surnud 1642