Galileo Galilei
Ura ja saavutukset > Matematiikka ja tiede

Galileo Galilein suurimpana saavutuksena voidaan pitää sitä, että hän kehitti merkittävästi tieteellistä metodia. Hän yhdisti kvantitatiiviset kokeet matemaattiseen analysointiin, mikä muodostaa yhä luonnontieteen perustan. Tämä menetelmä ei ollut yleisessä käytössä Galilein aikaan. Hänen isänsä, joka oli luutunsoittaja ja musiikkiteoreetikko, oli suorittanut epälineaarista riippuvuutta tutkivan kokeen. Kohteena oli viritetyn kielen jännityksen ja sävelkorkeuden riippuvuus. Nämä havainnot, jotka olivat tuttuja jo pythagoralaisten ajan soitintentekijöille, osoittivat että kokonaislukujen suhteet määrittävät harmonisia skaaloja. Matematiikkaa oli näin käytetty musiikin fysiikan kuvailemiseen. Nuori Galileo näki, kuinka hänen isänsä syvensi ja yleisti tätä yhteyttä. Galileo Galileita pidetään ensimmäisenä, joka avoimesti sanoi, että luonnonlait ovat matemaattisia.
Tämä oli merkittävä muutos tieteessä, sillä antiikin Aristoteleesta saakka logiikkaa oli pidetty tieteen keskeisimpänä työkaluna.
Galilein merkitys oli suuri myös siinä, että hän kiisti auktoriteettien, kuten kirkon ja antiikin filosofien aseman tieteessä. Auktoriteettien sokean tottelemisen ja hyväksymisen hylkääminen on nykyaikaisen tieteen metodin olennainen osa. Tämä kehitys johti tieteen eroamiseen uskonnosta ja filosofiasta. Nämä kaksi keskeistä tieteen kehitykseen liittyvää asiaa antavat syyn nimittää Galileo Galileita ”tieteen isäksi”.
1900-luvulla Galilein kokeiden oikeellisuus on kyseenalaistettu. Erityisesti ranskalainen tieteenhistorioitsija Alexandre Koyré on epäillyt kokeiden todenperäisyyttä. Teoksessa Kaksi uutta tiedettä kuvattu putoavan kappaleen kiihtyvyyden määritys esimerkiksi vaati tarkkaa ajanmittausta, minkä arvellaan olleen mahdotonta 1600-luvulla. Koyrén mukaan laki oli kehitetty deduktiivisella päättelyllä ja lähinnä havainnollistettu ajatuskokeilla.
Myöhempi tutkimus on kuitenkin vahvistanut kokeet. Galilein kuvailemat kiihtyvyydenmäärittämiskokeet toistettiin 1961, ja tulosten tarkkuus oli sopusoinnussa Galilein raportin kanssa. Kokeessa ei käytetä suoraan putoavia vaan kaltevaa tasoa pitkin vieriviä palloja, jolloin mitattava aika pitenee ja sen riittävän tarkka mittaus helpottuu oleellisesti. Galilein julkaisemattomien töiden tutkiminen niinkin varhaiselta ajalta kuin 1604 osoittaa selvästi kokeiden todenperäisyyden. Niistä selviävät jopa ne tulokset, joita hän käytti kiihtyvyyden määritykseen. Tässä täyttyy eräs metodin vaatima asia eli kokeiden toistettavuus.lähde?
Galilei ymmärsi huomattavan modernilla tavalla matematiikan, teoreettisen fysiikan ja kokeellisen fysiikan väliset relaatiot. Esimerkiksi voidaan mainita seuraavat:
Hän ymmärsi matemaattisen paraabelin sekä kartioleikkauksena että neliölain yhteydessä.
Hän esitti, että paraabeli on ihanteellisen teoreettisen lentoradan kuvaus, kun kitka ja muut tekijät jätetään huomiotta. Erityisesti hän esitti rajat tämän teorian soveltuvuudelle, eli että teoria pätee vain laboratorion tai taistelukentän kokoluokassa. Edelleen hän jatkoi, että paraabeli ei voi kuvata oikein lentorataa, mikäli kappale on planeetan kokoluokkaa.
Hän tunnisti, ettei hänen kokeensa voi vastata tuloksiltaan tarkasti teoreettista tai matemaattista muotoa, koska koetilanteessa vaikuttavat mittausepätarkkuudet, kitka ja muut tekijät.
Hän ymmärsi myös luonnonlain mahdollisen pätevyyden rajallisuuden ja mittausepätarkkuuden.