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实验物理学的创始人:伽利略

实验物理学的创始人——[意大利]伽利略(1564~1642)

  比萨大学的一群医科学生,正跪在大教堂里做祷告。摆动着的挂灯链条的嘀嗒声惊扰了学生们的祈祷。突然,一个年轻的学生跳了起来,使其他祈祷者大吃一惊。在摆动着的油灯节奏中,他仿佛遭到了闪光的突然袭击。他觉得链条的节奏似乎是有规律的,那盏嘎嘎作响的挂灯,尽管往返的距离越来越短,但是挂灯往返摆动一次的时间却似乎一样长。他立刻回家,找来两根同样长的绳索,各附上一块相同重量的铅块,并分别系在不同的厅柱上,开始做实验。通过实验,他发现两条绳索的起点虽不相同,但摆动的次数是相同的,即在同样的时间内到达同样的点上。就这样,这位年轻的医科学生发现了摆振动的等时生原则。今天,这项原则已广泛应用于计数脉搏、时钟计时、计算日食和推算星辰的运动等方面。这位年轻的医科学生就是后来成为意大利伟大的物理学家、天文学家和数学家的伽利略。推翻了“权威"的结论

  伽利略奥•伽利略(Galiieo GM,ilei),1564年2月15日生于意大

  利比萨城。父亲是一个没落贵族,又是一位卓越的音乐家,并且通晓数学。伽利略从小就受着良好的家庭教育。在父亲的熏丙下,他喜爱图画和音乐。他那聪明的脑袋和灵巧的双手从不闲着,不是弹琴、画,就是给弟妹们制作巧妙的玩具。平时,他还经常向父亲提问:“世界是不是像月亮一样?”“星星离开人们的距离是不是比太阳近!”伽利略12岁时曾经到修道院去读书,在一个时期内,他曾考虑当一名神父,但他的父亲不赞成,让他离开了修道院。17岁时,父亲把他送到比萨大学去学医。在大学里,他一心一意地钻研数学,藏在他的希波克拉底和盖仑的医学教科书下面的,往往是欧几里得阿基米德的著作。他特别喜欢做各种实验,在空闲时,他用自制的仪器来进行实验,很快便显示出他惊人的才能。伽利略的老师们很快发现了他的学习动向和实验活动,他们很不赞成自己的学生独立思考,认为那简直是不折不扣的异端。在老师们看来,所有科学上的问题都已被亚里士多德解决了,再也没有什么可研究的了,伽利略敢于用自己的实际观察来否定亚里士多德的学说,这种狂妄行为必须加以制裁。为了大学的声誉,也为了“有益”于伽利略的灵魂,比萨大学的老师们向他的父亲告状,要他放弃自己的主张。可是,伽利略不理会这些无稽之谈。他已经发现了一项具有深远意义的事实:“数理科学是大自然的语言。”为了学好这种语言,他决心献出自己的一生。由于伽利略坚持自己的看法,比萨大学的老师们拒绝发给他医学文凭。这样,他成了一名人所共知的学医失败者,一个“玩弄无用的数学的神经病患者”。可是,他玩弄数学的技巧,却在当时意大利的一些知名的数学家中间赢得了赫赫英名,他们送给伽利略一个“当代亚里士多德”的光荣称号。但是,这位“当代的亚里士多德”发现,用数学代替医学是件倒霉的事。因为,在当时几乎无人愿意以面包和牛油去交换抽象的数学。幸而,比萨大学的数学老师的位置空着,伽利略被聘为数学讲师,其原因是由于别人对它不屑一顾,因为这个职位的年薪仅相当如今的65美元。

  为了增加收入,伽利略在上课的同时,利用空闲时间去行医。但他的空闲时间并不多,因为比起从前来,他更忙于做实验了。他说:他的目的是要重新检验亚里士多德有关科学的学说,而不是把这些学说当作福音真理来接受。他宣称:发现真理的道路,不是靠背诵亚里士多德的教条,而是要通过学习“大自然这本宝书”。

  有一次讲课时,伽利略对学生们说:“亚里士多德有这样一个论点:不同重量的物体,从高处下降时,速度是不一样的。比如一个10磅重的物体,它的下降速度要比一个l磅重的物体快10倍,从表面上看这个结论似乎很合理,其实这是错误的。事实上,若没有空气的阻力,重物体和轻物体下降的速度是相同的。”学生们听了都表示怀疑,有的还不客气地嘲笑他。教授们听了更是激动,坚持认为“这完全是胡说八道”,“除了傻瓜以外,没有人会相信一根羽毛同一颗炮弹能以同样的速度通过空间下降”。

  比萨大学的教授们以为找到了可以使伽利略出丑的机会,他们一定要伽利略在全体师生面前表演。

  伽利略接受了挑战。他选定的地点是比萨斜塔。这一天,晴空万里,教授们身着紫色绒长袍来到塔前,学生和市民们吵吵嚷嚷、兴高采烈地来观看伽利略出洋相,以对他的人品宣判死刑。

  伽利略走上斜塔,他一手拿着一个10磅重的铅球,另一只手拿着一个1磅重的铅球。时间到了,伽利略把两个铅球从塔顶抛下,铅球果然同时落地,在场的观众都十分惊讶,但教授们仍然不相信自己的眼睛,更不相信亚里士多德会有错误,竟胡说伽利略在铅球内施行了魔术。为此他们照旧宣扬亚里士多德的学说,继续迫害伽利略。首创科学法则

  1592年,伽利略愤然辞去比萨大学的教职。不久,在朋友的帮助下,他在意大利威尼斯著名的帕多亚大学谋得了一个数学教授的职位。这是一所颂扬思想自由、不受宗教裁判所清规戒律限制的学校。在那里伽利略可以不受任何束缚,专心致志地进行他的实验。

  伽利略在帕多亚大学教学的同时,还在圣莎菲亚的一所宫殿里组织了一个科学和哲学的俱乐部,参加者都是一些从意太利各地逃来威尼斯避难的学者和科学家。伽利略在这个俱乐部里,将他的

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