Джованни Альфонсо Борелли

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 Кастелли (вместе с Торричелли). С 1635 года работал в университете Мессины, с 1649 года — профессор математики. Примерно в начале 1640-х 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:

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.

Примерно в эти же годы к аналогичным выводам пришли 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)