Джова́нни Альфо́нсо Боре́лли ( итал. Giovanni Alfonso Borelli ; 28 января 1608 ( 1608-01-28 ) , Неаполь — 31 декабря 1679 , Рим ) — итальянский учёный-универсал времени Научной революции XVII века. Автор трудов по физике , медицине , астрономии , геологии , математике , механике . Основоположник биомеханики . Один из первых учёных, рассмотревших проблему динамики планетных движений и проложивших Ньютону дорогу для открытия закона всемирного тяготения .

Биография

Родился в Кастель Нуово (предместье Неаполя ) в семье испанского солдата, женатого на итальянке. Свои труды позже подписывал фамилией матери: Борелли.

Сведения о его ранней биографии скудны. Учился в Риме , изучал медицину и математику у ученика Галилея Кастелли (вместе с Торричелли ). С 1635 года работал в университете Мессины , с 1649 года — профессор математики. Примерно в начале 1640-х лично познакомился с Галилеем .

В 1656 году Борелли занял кафедру математики в Пизанском университете . Здесь он познакомился с врачом Марчелло Мальпиги , который одним из первых начал исследования с помощью микроскопа . Борелли также увлёкся этой тематикой и получил ряд ценных результатов.

В 1668 году Борелли вернулся в Мессину, но вскоре на него пали подозрения в участии в политическом заговоре, и он вынужден был бежать из города. Остаток жизни он провёл в бедности, работая школьным учителем в Риме. Его главный труд по биомеханике , «О движении животных», был издан посмертно ( 1680 ).

Научная деятельность

Биомеханика

Борелли считается основоположником биомеханики . Его двухтомный труд «О движении животных» ( лат. De Motu Animalium ) рассматривает организм животного с точки зрения математической теории механизмов. Особенно подробно он исследовал работу мускулов . Например, сердце он рассматривал как насос с клапанами, легкие — как два меха, а процесс ходьбы — как целенаправленное перемещение центра тяжести , сопровождаемое мерами по восстановлению равновесия.

Борелли исследовал как статику, так и динамику тела, оценил силу, развиваемую мускулами при разных видах активности (ходьба, бег, прыжки, поднятие тяжестей). Он рассмотрел также полёт птиц, плавание рыб и скольжение червей. Эта работа неоднократно переиздавалась и оказала большое влияние на теоретическую медицину.

Астрономия

Борелли продолжил систематическое изучение открытых Галилеем спутников Юпитера. В своей книге «Теория Медичийских планет» ( 1666 ) он сделал исключительно важный на тот момент вывод, что для них, как и для планет, выполняются законы Кеплера . В этой же книге он одним из первых сформулировал несовершенный, но принципиально верный вариант закона всемирного тяготения , предположив, что движение планет происходит в обстановке равновесия между притяжением к Солнцу и некоторой центробежной силой, аналогичной той, которая выбрасывает камень из пращи . Борелли так описал механизм движения под действием тяготения:

Предположим, что планета стремится к Солнцу и в то же время своим круговым движением удаляется от этого центрального тела, лежащего в середине круга. Если обе противоположные силы равны между собой, то они должны уравновешиваться. Планета не будет в состоянии ни приблизиться к Солнцу, ни отойти от него дальше известных пределов, и в таком равновесии будет продолжать своё обращение около Солнца .

В книге ясно видно, насколько плодотворным оказалось применение к модели Кеплера «новой механики» Галилея, которая оказалась способной пусть не количественно, но качественно верно объяснить (не раскрытую Кеплером) причину движения планет. Борелли правильно объясняет и причину отклонения планетной орбиты от круга: форма орбиты зависит от начального соотношения двух указанных сил. Вместе с тем, по мнению Борелли, от Солнца исходит ещё одна сила, продвигающая планету по орбите, возникающая при воздействии на планету световых лучей вращающегося Солнца .

Примерно в эти же годы интенсивные исследования в области динамики планетных движений проводили Кристофер Рен , Роберт Гук и Исаак Ньютон ; последний, завершив математизацию основ небесной механики, назвал Борелли в числе своих предшественников .

Другие научные достижения

Борелли впервые рассмотрел возможность создания дыхательного аппарата для подводных исследований. Он также изучал под микроскопом состав крови животных и работу устьиц растений.

В 1660 году Борелли и Вивиани провели довольно точное измерение скорости звука и получили значение, соответствующее примерно 350 м/сек. Более ранние измерения, выполненные Гассенди , оценивали скорость звука в 478 м/сек (современная оценка: 331,3 м/сек при 0 °C).

Борелли по-видимому, первый заметил, что атмосферное давление связано с погодой: «Когда в каком-то районе надвигается длительный дождь, тогда ртуть в трубке поднимается на несколько градусов против обычного уровня; когда же дождь уже идёт, уровень ртути в трубке обычно падает, и эти различия уровня ртути не столь уж ничтожны». Борелли отметил ( 1670 ), что высота подъёма жидкости по капиллярной трубке обратно пропорциональна диаметру капилляра.

Борелли издал с собственными подробными комментариями «Начала» Евклида ( 1658 ) и три книги «Конических сечений» Аполлония ( 1661 ).

Научные труды

• Причины лихорадки ( Della cagioni delle febbri maligne , Пиза, 1658)
• Евклид восстановленный ( Euclides Restitutus, Пиза, 1658)
• Конические сечения Аполлония Пергского, книги V—VII ( Apollonii Pergaei Conicorum libri v., vi. et vii , Флоренция, 1661)
• Теория Медичийских планет ( Theoricae Mediceorum planetarum ex causis physicis deductae , Флоренция, 1666)
• De vi percussionis (Болонья, 1667)
• Meteorologia Aetnea (Реджо, 1669)
• De motionibus naturalibus a gravitate pendentibus (Болонья, 1670).
• О движении животных ( De Motu Animalium , Рим, 1680)

Примечания

Литература

• Боголюбов А. Н. Биографический справочник. Киев, Наукова думка, 1983.
• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб. , 1890—1907.
• Храмов Ю. А. Борелли Джованни Альфонсо // Физики : Биографический справочник / Под ред. А. И. Ахиезера . — Изд. 2-е, испр. и доп. — М. : Наука , 1983. — С. 41. — 400 с. — 200 000 экз.
• Черняк В. С. // Философия науки. Вып. 9. — М. : ИФ РАН, 2003. — С. 89—126 .
• Armitage A. // Annals of Science. — 1950. — Vol. 6. — P. 268—282.
• Koyre A. The Astronomical Revolution. — New York: Dover, 1973.
• Meli D. B. // British Journal for the History of Science. — 1998. — Vol. 31. — P. 383—402.

Ссылки

• (англ.)
• (The MacTutor History of Mathematics archive) (англ.)