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伽利略·伽利雷:现代科学之父的成就

时间:2023-07-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:伽利略·伽利雷是意大利人,他有一大堆称号,如观测天文学之父、现代物理学之父、科学方法之父、现代科学之父……伽利略的科学实验触动了教会的利益,但一开始,教徒们压根儿没看出来,还允许伽利略出书卖书。伽利略在监禁期间,总结了自己在材料强度和动力学方面的研究成果,写成了《关于两门新科学的对话》一书。这本书是开启近代物理学的著作之一,也是伽利略一生中最后一部著作。

伽利略·伽利雷:现代科学之父的成就

布鲁诺临死前留下一句话:总有一天,世界会明白我的。这是一句多么令人热泪盈眶的话啊!可是,就在他慷慨就义后,一些学者不仅不理解他,还无情地鄙视他,哥白尼的《天体运行论》也成了禁书。

然而,科学革命并没有因此而结束,因为当时支持哥白尼和布鲁诺的,有两位绝世天才——伽利略和开普勒。

伽利略·伽利雷是意大利人,他有一大堆称号,如观测天文学之父、现代物理学之父、科学方法之父、现代科学之父……唉,数到手软,读到嘴麻。你可能不知道,在当时的科学界,牛人太多了,一抓一大把,个个都眼睛往头上长,谁都不服谁。唯有伽利略,那人缘真是好极了,几乎是科学界朋友圈里最受欢迎的一位,人见人爱,花见花开。伽利略出了科学成果时,也不炫耀,不刺激别人。关于他的成就,就连后来的天才爱因斯坦都给他点赞:“伽利略的发现以及他所用的科学推理方法,标志着物理学的真正的开端。”

当时,荷兰人已经发明了望远镜,但技术有限,用处不大,闲得闹心时就拿来观察一下跳蚤。谁都没想过用这东西去看星星,除了伽利略。伽利略改良升级了望远镜,大大地提升了望远镜“望远”的能力,军方相中了他的发明,花大价钱从他手里买了这项新科技。发了财的伽利略一边美滋滋地在家喝着小酒,一边举着升级版天文望远镜准备赏月。然而,就在镜头对准月亮的那一刹那,他傻眼了。

——亚里士多德不是说天体都是圆润光滑的吗?怎么自己看到的月亮是个麻子脸?

诚然,从古至今,人们肉眼看到的月亮都是圆润光滑、朦胧美好的,不然也不会有那么多文人雅士每晚对着月亮吟诗哼曲。

这就是距离产生美吧。通过望远镜,伽利略猛然发现,月亮的“脸”上坑坑洼洼,全是环形山

如果说月亮本身就是这副样子,那其他的星星呢?伽利略赶紧又去观察木星,结果发现,木星身边竟然有四颗星球在绕着它打转!

伽利略又嘀咕上了:古希腊的那帮学者们不是宣称所有的天体都绕着地球转吗?那这四颗绕着木星的星球是怎么回事?

伽利略有了一种被欺骗的感觉。经过一系列观测和计算,他果断写了一本名字特别长的科学著作,叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。

书里有一个叫萨尔维阿蒂的日心说粉丝,他假想自己在一艘行驶的船上原地起跳,尽管船往前开,他还是会落回原地。为什么呢?

因为船和人是一起平稳行驶的,他们都具有惯性,所以,人起跳的时候,身体会以船的速度前行一小段距离,人就会落回原点。地球就像这艘船,所以,人在地面上跳也是一样的。

伽利略是世界上第一个提出惯性这个概念的人,不过他没有提出系统的理论,只是把它称为物体的“固有属性”。

关于惯性,你一定非常熟悉。当你坐公交车时,如果司机突然急刹车,你就很有可能会情不自禁地往前扑去,这股神秘的力量,就是惯性。

不过,虽然伽利略把惯性说得在情在理,但毕竟只是凭空想象,要想镇住圈内那些学者,还得有真凭实据。

伽利略动手搞了一个斜面实验,把一颗钢珠从一个U 形斜坡上滚下去,看看它的运动状态是怎样的。结果伽利略发现,不管从什么高度、什么角度滚下去,钢珠最终都会停下来。(www.xing528.com)

本来研究惯性的伽利略,误打误撞发现了摩擦力。

毕竟实验是为了证明惯性,为了排除干扰,伽利略把斜坡尽可能做到光滑。这回他发现:钢珠在光滑的斜面上,不管从什么角度滚下去,都能像荡秋千一样滚回原来的高度。

伽利略灵光一现:假如把斜坡放平,只要平面足够光滑,没有摩擦力,钢珠是不是就会在惯性的作用下有多远滚多远呢?

此时的伽利略还不知道,若干年以后,他的这套理论会被一个叫牛顿的人发展成惯性定律,也就是大名鼎鼎的牛顿第一定律,这可是无数学生学习、考试的重点内容。

伽利略的理论与实验完美地解决了哥白尼日心说的第一个疑问。地球绕着太阳转也好,自己原地画圈圈也好,因为有惯性,所以人会跟着地球一起转,不至于被甩出去。伽利略的成就还远远不止这些。之前曾经说过,亚里士多德是古希腊学术界的集大成者,后来又有欧洲教会撑腰,他的学说依然吃香。但伽利略偏要和他唱反调。

伽利略在“宇宙的中心到底是太阳还是地球”这个问题上,和亚里士多德杠赢了。下一回合,又在“两个物体同时掉落谁先着地”的问题上,打了亚里士多德的脸。

亚里士多德曾拍着胸脯说:两个物体从同一高度同时掉落,谁重谁先落地。这句话一直被科学界奉为真理,千百年来竟然没有一个人质疑,没有人做实验检验一下……

伽利略就不同了,他就爱做实验。他把一大帮群众召集到比萨斜塔下,揣着两个重量不一样的铁球,当着大家的面从塔上同时扔下来,结果——两个铁球同时着地!

这就是自由落体实验,在伽利略之前,有两位欧洲科学家先后做过,只不过他们的名气不如伽利略,没那么多人支持,也没有进一步探索。

伽利略的科学实验触动了教会的利益,但一开始,教徒们压根儿没看出来,还允许伽利略出书卖书。直到某一天,有人提起:“您瞧啊,书里写的不就是在讽刺教会吗?”

教徒们一看,还真是啊!他们气得火冒三丈,主教大人连觉都睡不好了。

教会开始禁卖伽利略的书,还把伽利略抓起来,押到梵蒂冈审讯。

好在伽利略能屈能伸,会说话,再加上他也是一位天主教徒,所以,他侥幸没被烧死,只是被判处终身监禁了。不过,虽然失去了自由,但他还可以接着写书。

伽利略在监禁期间,总结了自己在材料强度和动力学方面的研究成果,写成了《关于两门新科学的对话》一书。

这本书是开启近代物理学的著作之一,也是伽利略一生中最后一部著作。他为世界留下了珍贵的文化遗产后,在监禁中离开了人世。

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