Galileo Galilei (phát âm: Ga-li-lê-ô Ga-li-lê; 15 tháng 2 năm 1564 – 8 tháng 1 năm 1642) là một nhà thiên văn học, vật lý học, toán học và triết học người Ý, người đóng vai trò quan trọng trong cuộc cách mạng khoa học. Các thành tựu của ông gồm những cải tiến cho kính thiên văn và các quan sát thiên văn sau đó, và ủng hộ Chủ nghĩa Copernicus. Galileo đã được gọi là “cha đẻ của việc quan sát thiên văn học hiện đại”,”cha đẻ của vật lý hiện đại”, “cha đẻ của khoa học”, và “cha đẻ của Khoa học hiện đại.”Stephen Hawking đã nói, “Galileo, có lẽ hơn bất kỳ một người riêng biệt nào, chịu trách nhiệm về sự khai sinh khoa học hiện đại.”
Sự chuyển động của các vật thể tăng tốc đều, được dạy ở hầu hết trong các khóa học về vật lý của các trường trung học và cao đẳng, đã được Galileo nghiên cứu trong chủ đề về chuyển động học. Những đóng góp của ông trong thiên văn học quan sát gồm vệc xác nhận các tuần của Sao Kim bằng kính thiên văn, phát hiện bốn vệ tinh lớn nhất của Sao Mộc, được đặt tên là các vệ tinh Galileo để vinh danh ông, và sự quan sát và phân tích vết đen Mặt Trời. Galileo cũng làm việc trong khoa học và công nghệ ứng dụng, cải tiến thiết kế la bàn.
Sự bênh vực của Galileo dành cho Chủ nghĩa Copernicus đã gây tranh cãi trong đời ông. Quan điểm địa tâm đã là thống trị từ thời Aristotle, và sự tranh cãi nảy sinh sau khi Galileo trình bày thuyết nhật tâm như một minh chứng khiến giáo hội Công giáo Rôma cấm tuyên truyền nó như một sự thực đã được chứng minh, vì nó chưa được chứng minh theo kinh nghiệm ở thời điểm ấy và trái ngược với ý nghĩa của Kinh Thánh.[10] Galileo cuối cùng buộc phải từ bỏ thuyết nhật tâm của mình và sống những ngày cuối đời trong cảnh bị quản thúc tại gia theo lệnh của Toà án dị giáo La Mã.
Cuộc đời
Galileo sinh tại Pisa (khi ấy là một phần của Lãnh địa công tước Florence), Italia, con cả trong số sáu người con của Vincenzo Galilei, một người chơi đàn luýt và nhà lý luận âm nhạc nổi tiếng, và Giulia Ammannati. Bốn trong số sáu người con sống qua tuổi sơ sinh, và người con út Michelangelo (hay Michelagnolo) trở thành một người chơi đàn luýt và nhà soạn nhạc nổi tiếng.
Tên đầy đủ của Galileo là Galileo di Vincenzo Bonaiuti de’ Galilei. Khi ông lên 8, gia đình ông chuyển tới Florence, nhưng ông ở lại cùng Jacopo Borghini trong hai năm.[1] Sau đó ông đi học tại Tu viện Camaldolese ở Vallombrosa, 35 km phía đông nam Florence.[1] Dù khi còn trẻ ông nghiêm túc đi theo con đường tu sĩ, nhưng ông cũng theo học y tại Đại học Pisa theo yêu cầu của cha mình. Ông không hoàn thành khoá học, mà thay vào đó nghiên cứu toán học.[11] Năm 1589, ông được chỉ định làm giáo sư toán tại Pisa. Năm 1591 cha ông mất và ông được giao phó việc chăm lo người em trai Michelagnolo. Năm 1592, ông tới Đại học Padua, dạy địa lý, cơ khí, và thiên văn học cho tới năm 1610.[12] Trong giai đoạn này Galileo đã thực hiện những khám phá quan trọng trong cả khoa học lý thuyết (ví dụ, động học của chuyển động và thiên văn học) và khoa học ứng dụng (ví dụ, sức bền vật liệu, cải tiến kính thiên văn). Các quan tâm của ông gồm nghiên cứu chiêm tinh, mà ở thời tiền hiện đại được xem là liên quan với việc nghiên cứu toán học và thiên văn học.
Dù là một tín đồ sùng đạo của Giáo hội Công giáo Rôma[14], Galileo có ba đứa con ngoài giá thú với Marina Gamba. Họ có hai con gái, Virginia sinh năm 1600 và Livia sinh năm 1601, và một con trai, Vincenzo, sinh năm 1606. Vì là con ngoài giá thú, ông cho rằng các cô con gái của mình không thể lập gia đình. Tương lai duy nhất của họ là tôn giáo. Cả hai cô gái đều được gửi tới nhà dòng kín San Matteo ở Arcetri và sống trọn đời ở đó.[15] Virginia lấy tên Maria Celeste khi vào nhà tu. Bà mất ngày 2 tháng 4 năm 1634, và được chôn cất cùng Galileo tại Basilica di Santa Croce di Firenze. Livia lấy tên Sister Arcangela và ốm đau trong suốt cuộc đời. Vincenzo sau này được hợp pháp hoá và cưới Sestilia Bocchineri.
Năm 1610 Galileo xuất bản một cuốn sách về các quan sát thiên văn của mình với các mặt trăng của Sao Mộc, sử dụng quan sát này để ủng hộ lý thuyết nhật tâm của vũ trụ của Copernicus chống lại thuyết địa tâm Ptolemy và các lý thuyết của Aristote. Năm sau đó, Galileo tới thăm Rome để chứng minh kính viễn vọng của mình trước các nhà triết học và toán học của Học viện Dòng Tên Rôma (Jesuit Collegio Romano), và để họ tự thấy bằng mắt mình sự thực về bốn mặt trăng của sao Mộc.[17] Khi ở Rome ông cũng trở thành một thành viên của Accademia dei Lincei.
Năm 1612, xuất hiện sự chống đối thuyết nhật tâm của vũ trụ đang được Galileo ủng hộ. Năm 1614, từ bục giảng kinh của Vương cung thánh đường Santa Maria Novella, linh mục Tommaso Caccini (1574–1648) lên án các ý kiến của Galileo về sự chuyển động của Trái Đất, cho rằng chúng là nguy hiểm và gần với sự dị giáo. Galileo tới Roma để bảo vệ mình trước những cáo buộc đó, nhưng, vào năm 1616, hồng y Robert Bellarmine đích thân khiển trách Galileo bắt ông không được ủng hộ cũng như giảng dạy thiên văn học Copernicus.[19] Trong năm 1621 và 1622, Galileo đã viết cuốn sách đầu tiên của mình, Người thí nghiệm (Il Saggiatore), được phê duyệt và cho phát hành năm 1623. Năm 1630, ông quay lại Roma để xin giấy phép in cuốn Đối thoại về hai Hệ thống Thế giới, được xuất bản tại Florence năm 1632. Tuy nhiên, vào tháng 10 năm ấy, ông bị bắt phải ra trước Thánh bộ Giáo lý Đức tin ở Roma.
Sau một phiên xử của giáo hoàng, theo đó ông bị nghi ngờ mạnh mẽ là dị giáo, Galileo bị quản thúc tại gia và các hoạt động của ông bị giáo hoàng kiểm soát. Từ năm 1634 trở về sau, ông sống tại ngôi nhà thôn quê ở Arcetri, bên ngoài Florence. Ông bị mù hoàn toàn năm 1638 và bị chứng thoát vị và mất ngủ đầy đau đớn, vì thế ông được cho phép tới Florence chữa bệnh. Ông tiếp tục tiếp khách cho tới năm 1642, sau khi qua đời vì sốt và chứng tim đập nhanh.
Các phương pháp khoa học
Galileo đã có những đóng góp cơ bản cho khoa học về chuyển động bằng cách kết hợp một cách sáng tạo giữa toán học và thực nghiệm.[22]. Một đặc trưng nữa của khoa học thời bấy giờ là các nghiên cứu định tính của William Gilbert về điện và từ tính. Cha của Galileo, Vincenzo Galilei, một nghệ sĩ đàn luýt kiêm nhà lý luận âm nhạc, đã tiến hành các thực nghiệm thiết lập nên hệ thức phi tuyến tính có thể được xem là cổ xưa nhất trong vật lý học: đối với một dây đàn dược kéo căng, cao độ sẽ biến thiên theo căn bặc hai của độ căng.[23] Những quan sát này dựa trên nền tảng trước đó của Pythagore và những người theo thuyết của ông trong lĩnh vực âm nhạc, họ cũng đồng thời là những người chế tạo nhạc cụ, đó là: chia nhỏ dây đàn theo một số nguyên thì sẽ tạo ra một thang âm hài hoà. Như vậy, trong một chừng mực nào đó, toán học đã có một mối quan hệ lâu đời với vật lý và âm nhạc, và Galileo trẻ tuổi đã nhận thấy những quan sát của cha mình được khai triển dựa trên truyền thống đó.
Có lẽ Galileo là người đầu tiên phát biểu một cách rõ ràng rằng các quy luật của tự nhiên đều liên quan đến toán học. Trong cuốn The Assayer (Người Thí nghiệm) ông viết “Triết học được viết trong cuốn sách lớn này, vũ trụ… Nó được viết bằng ngôn ngữ của toán học, ký tự của nó là những hình tam giác, hình tròn, và các đường hình học khác…”.[25] Những phân tích toán học của ông là sự phát triển của một truyền thống đã được các nhà triết học tự nhiên kinh viện sử dụng từ trước, Galileo đã học lý luận đó khi ông nghiên cứu triết học.[26] Bất chấp việc ông nỗ lực trung thành với Giáo hội Công giáo, giữ vững lập trường của mình với các kết quả thực nghiệm, và cả những giải nghĩa chân thực nhất mà những thực nghiệm đó đưa ra, kết quả vẫn là sự bác bỏ của những nhà cầm quyền với sự trung thành mù quáng với giáo lý và cả triết học khi xem xét các vấn đề khoa học. Xét trên diện rộng, điều này đã thúc đẩy việc tách khoa học ra khỏi triết học và tôn giáo; một bước ngoặt trong tư duy của nhân loại.
Với những tiêu chuẩn thời đó, Galileo vẫn luôn sẵn sàng thay đổi quan điểm theo những quan sát đạt được của mình. Nhà triết học đồng thời cũng là một nhà khoa học hiện đại, Paul Feyerabend, cũng từng lưu ý đến những khía cạnh được cho là sai trong phương pháp luận của Galileo nhưng ông cũng chỉ ra rằng phương pháp của Galileo, với những kết quả đã đưa ra, vẫn có thể đúng so với khoa học thời kì trước. Phần lớn công việc chính của Feyerabend, Against Method (1975), được dành cho những phân tích của Galileo, ông sử dụng nghiên cứu thiên văn của Galileo như một mẫu nghiên cứu để hỗ trợ cho nghiên cứu của ông về sự hỗn loạn trong các phương pháp nghiên cứu khoa học. Ông viết: ‘Những người theo thuyết của Aristote… đòi hỏi sự hỗ trợ của kinh nghiệm trước đó trong khi những người theo thuyết của Galileo thì lại bằng lòng với những lý thuyết đa chiều, không chắc chắn và bị bác bỏ một phần. Tôi không phê phán họ nhưng tôi vẫn ủng hộ câu nói của Niels Bohr “Chỉ điên thì không đủ” ‘. [27] Để công bố những thực nghiệm của mình, Galileo đã phải thiết lập các tiêu chuẩn về độ dài và thời gian, để các phép đo vào những ngày khác nhau và trong các phòng thí nghiệm khác nhau có thể được so sánh trong cùng một khuôn mẫu.
Galileo thể hiện một sự đánh giá tiến bộ phi thường vế mối quan hệ đúng đắn giữa toán học, vật lý lý thuyết và vật lý thực nghiệm. Ông hiểu biết về các parabol, về mặt tiết diện conic lẫn về mặt toạ độ. Galileo xác định thêm rằng parabol là quỹ đạo lý thuyết lý tưởng đối với những vật được bắn ra, chuyển động nhanh dần đều mà không có ma sát hay bất cứ lực cản nào. Galileo thừa nhận rằng lý thuyết này chỉ có giá trị giới hạn, về mặt lý thuyết thì quỹ đạo phóng một vật phóng có kích thước tương tự với Trái đất không thể là parabol,[28] nhưng ông vẫn cho rằng đối với khoảng cách lên tới phạm vi của tầm pháo trong thời của ông, quỹ đạo parabol của một phóng bị lệch không đáng kể.[29]. Thứ ba, ông nhận ra rằng dữ liệu thực nghiệm của ông sẽ không bao giờ giống một cách chính xác với bất kỳ biểu thức lý thuyết hoặc toán học nào vì sự thiếu chính xác của các phép đo, sự ma sát, và các yếu tố khác.
Theo Stephen Hawking, Galileo là người ảnh hưởng nhiều nhất đối với sự ra đời của khoa học hiện đại hơn bất kỳ người nào khác.,[30] Albert Einstein gọi ông là cha đẻ của khoa học hiện đại.
Toán học
Cuốn sách “Hai khoa học mới” năm 1638 của Galileo
Trong khi việc áp dụng toán học vào vật lý thực nghiệm của Galileo có tính đột phá, các phương pháp toán học của ông là phương pháp tiêu chuẩn của thời kỳ ấy. Sự phân tích và các bằng chứng dựa nhiều trên lý thuyết về tỷ lệ của Eudoxus, như đã được trình bày trong cuốn sách thứ năm của Các nguyên lý Euclid. Lý thuyết này chỉ có được một thế kỷ trước đó, nhờ các bản dịch chính xác của Tartaglia và những người khác; nhưng cuối đời Galileo nó trở thành lạc hậu bởi các phương pháp đại số của Descartes.
Galileo đã tạo ra một phần nguyên thuỷ và thậm chí một công trình mang tính tiên tri trong toán học: nghịch lý Galileo, thể hiện rằng có nhiều bình phương hoàn hảo khi có tổng thể các con số, thậm chí đa số các con số không phải là những bình phương hoàn hảo. Điều dường như trái ngược này đã được giải quyết 250 năm sau trong công trình của Georg Cantor.
(Trích http://vi.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei)