伽利略的平生事迹

作者&投稿:墨泪 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
伽利略生平的主要事迹~

http://www.ruiwen.com 中学语文教学资源网 2005-01-28

伽利略(1564~1642)1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城,父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学,著有《音乐对话》一书。1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。伽利略自幼受父亲的影响,对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓;也像他父亲一样,不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医,可是对医学他感到枯燥无味,而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和伽利略静力学,感到浓厚兴趣。后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱,是人类改变世界的大科学家之一,1642年1月8日病逝,终年78岁。
他的学术生涯可分为以下三个时期
1.早年活动时期
1583年,伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动,随后用线悬铜球作模拟实验,确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响,由此创制出脉博计用来测量短时间间隔。1585年因家贫退学,担任家庭教师,但仍奋力自学。1586年,他发明了浮力天平,并写出论文《小天平》。
1587年他带着关于固体重心计算法的论文到罗马大学求见著名数学家和历法家C.克拉维乌斯教授,大受称赞和鼓励。克拉维乌斯回赠他罗马大学教授P.瓦拉的逻辑学讲义与自然哲学讲义,这对于他以后的工作大有帮助。
1588年他在佛罗伦萨研究院做了关于但丁《神曲》中炼狱图形构想的学术演讲,其文学与数学才华大受人们赞扬。次年发表了关于几种固体重心计算法的论文,其中包括若干静力学新定理。由于这些成就,当年比萨大学便聘请他任教,讲授几何学与天文学。第二年他发现了摆线。
当时比萨大学教材均为亚里士多德学派的学者所撰,书中充斥着神学与形而上学的教条。伽利略经常发表辛辣的反对意见,由此受到校内该学派的歧视和排挤。1591年其父病逝,家庭负担加重,他便决定离开比萨。


2.帕多瓦时期,1592年伽利略转到帕多瓦大学任教。帕多瓦属于威尼斯公国,远离罗马,不受教廷直接控制,学术思想比较自由。在此良好气氛中,他经常参加校内外各种学术文化活动,与具有各种思想观点的同事论辩。此时他一面吸取前辈如N.F.塔尔塔利亚、G.B.贝内代蒂、F.科门迪诺等人的数学与力学研究成果,一面经常考察工厂、作坊、、矿井和各项军用民用工程,广泛结交各行业的技术员工,帮他们解决技术难题,从中吸取生产技术知识和各种新经验,并得到启发。


在此时期,他深入而系统地研究了落体运动、抛射体运动、静力学、水力学以及一些土木建筑和军事建筑等;发现了惯性原理,研制了温度计和望远镜。


1597年,他收到J.开普勒赠阅的《神秘的宇宙》一书,开始相信日心说,承认地球有公转和自转两种运动。但这时他对柏拉图的圆运动最自然最完美的思想印象太深,以致对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。


1604年天空出现超新星,亮光持续18个月之久。他便趁机在威尼斯作几次科普演讲,宣传哥白尼学说。由于讲得精采动听,听众逐次增多,最后达千余人。





1609年7月,盛传一荷兰眼镜工人发明了供人玩赏的望远镜。他未见到实物,思考竟日后,用风琴管和凸凹透镜各一片制成一具望远镜,倍率为3,后又提高到9。他邀请威尼斯参议员到塔楼顶层用望远镜观看远景,观者无不惊喜万分。参议院随后决定他为帕多瓦大学的终身教授。1610年初,他又将望远镜放大率提高到33,用来观察日月星辰,新发现甚多,如月球表面高低不平,月球与其他行星所发的光都是太阳的反射光,水星有4颗卫星,银河原是无数发光体的总汇,土星有多变的椭圆外形等等,开辟了天文学的新天地。是年3月,出版了他的《星空信使》一书,震撼全欧。随后又发现金星盈亏与大小变化,这对日心说是一强有力的支持。
伽利略日后回顾在帕多瓦的18年时,认为这是他一生中工作最开展、精神最舒畅的时期。事实上,这也是他一生中学术成就最多的时期。
3.托斯卡纳时期 20年来伽利略在物理学和天文学研究上的丰硕成果,激起了他学术上的更大企求。为了取得有充裕时间致力于科学研究,1610年春,他辞去大学教职,接受托斯卡纳公国大公聘请,担任宫廷首席数学家和哲学家的闲职与比萨大学首席数学教授的荣誉职位。
为了使科学免受教会干预,伽利略曾多次去罗马活动。1611年他第二次去罗马,目的在于赢得宗教、政治与学术界认可他在天文学上的发现。他在罗马受到包括教皇保罗五世和若干高级主教在内的上层人物的热情接待,并被林赛研究院接纳为院士。当时耶稣会的神父们承认他的观测事实,只是不同意他的解释。这年5月,在罗马大学的大会上,几个高职位的神父公开宣布了伽利略的天文学成就。
同年,他观察到太阳黑子及其运动,对比黑子的运动规律和圆运动的投影原理,论证了太阳黑子是在太阳表面上;他还发现了太阳有自转。1613年他发表了3篇讨论太阳黑子问题的通信稿。另外,1612年他又出版了《水中浮体对话集》一书。
1615年,一诡诈的教士集团和教会中许多与伽利略敌对的人联合攻击伽利略为哥白尼学说辩护的论点,控告他违反基督教义。他闻讯后,于是年冬第三次去罗马,力图挽回自己的声誉,企求教廷不因自己保持哥白尼观点而受到惩处,也不公开压制他宣传哥白尼学说,教廷默认了前一要求,但拒绝了后者。教皇保罗五世在1616年下达了著名的“1616年禁令”,禁止他以口头的或文字的形式保持、传授或捍卫日心说。
1624年,他第四次去罗马,希望故友新任教皇乌尔邦八世能够同情并理解他的意愿,以维护新兴科学的生机。他先后谒见6次,力图说明日心说可以与基督教教义相协调,说“圣经是教人如何进天国,而不是教人知道天体是如何运转的”;并且试图以此说服一些大主教,但毫无效果。乌尔邦八世坚持“1616年禁令”不变;只允许他写一部同时介绍日心说和地心说的书,但对两种学说的态度不得有所偏倚,而且都要写成数学假设性的。在这辛勤奔波的一年里,他研制成了一台显微镜,“可将苍蝇放大成母鸡一般”。





此后6年间,他撰写了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书.1630年他第5次到罗马,取得了此书的“出版许可证”。此书终于在1632年出版了。此书在表面上保持中立,但实际上却为哥白尼体系辩护,并多处对教皇和主教隐含嘲讽,远远超出了仅以数学假设进行讨论的范围。全书笔调诙谐,在意大利文学史上列为文学名著。
4.教廷的迫害和晚年生活 《对话》出版后6个月,罗马教廷便勒令停止出售,认为作者公然违背“1616年禁令”,问题严重,亟待审查。原来有人在教皇乌尔邦八世面前挑拨说伽利略在《对话》中,借头脑简单、思想守旧的辛普利邱之口以教皇惯用辞句,发表了一些可笑的错误言论,使他大为震怒。曾支持他当上教皇的集团激烈地主张要严惩伽利略,而神圣罗马帝国和西班牙王国认为如纵容伽利略会对各国国内的异端思想产生重大影响,提出联合警告。在这些内外压力和挑拨下,教皇便不顾旧交,于这年秋发出要伽利略到罗马宗教裁判所受审的指令。


年近七旬而又体弱多病的伽利略被迫在寒冬季节抱病前往罗马,在严刑威胁下被审讯了三次,根本不容审辩。几经折磨,终于在1633年6月22日在圣玛丽亚修女院的大厅上由10名枢机主教联席宣判,主要罪名是违背“1616年禁令”和圣经教义。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上,在教廷已写好的“悔过书”上签字。主审官宣布:判处伽利略终身监禁;《对话》必须焚绝,并且禁止出版或重印他的其他著作。此判决书立即通报整个天主教世界,凡是设有大学的城市均须聚众宣读,借此以一儆百。





伽利略既是勤奋的科学家,又是虔诚的天主教徒,深信科学家的任务是探索自然规律,而教会的职能是管理人们的灵魂,不应互相侵犯。所以他受审之前不想逃脱,受审之时也不公开反抗,而是始终服从教廷的处置。他认为教廷在神学范围之外行使权力极不明智,但只能私下有所不满。显然,G.布鲁诺的被处火刑和T.康帕内拉的被长期打入死牢,这两位意大利杰出的哲学家的遭遇,给他精神上投下了可怕的阴影。
宗教裁判所的判决随后又改为在家软禁,指定由他的学生和故友A.皮柯罗米尼大主教在锡耶纳的私宅中看管他,规定禁止会客,每天书写材料均需上缴等。在皮柯罗米尼的精心护理和鼓励下,伽利略重行振作起来,接受皮柯罗米尼的建议继续研究无争议的物理学问题。于是他仍用《对话》中的三个对话人物,以对话体裁,和较朴素的文笔,将他最成熟的科学思想和研究成果撰写成《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》。两门新科学是指材料力学(见弹性力学)和动力学。这部书稿1636年就已完成,由于教会禁止出版他的任何著作,他只好托一位威尼斯友人秘密携出国境,1638年在荷兰莱顿出版。


伽利略在皮柯罗米尼家中刚过了5个月,便有人写匿名信向教廷控告皮柯罗米尼厚待伽利略。教廷乃勒令伽利略于当年12月迁往佛罗伦萨附近的阿切特里他自己的故居,由他的大女儿维姬尼亚照料,禁例依旧。她对父亲照料妥贴,但4个月后竟先于父亲病故。


伽利略多次要求外出治病,均未获准。1637年双目失明。次年才获准住在其子家中。在这期间探望他的除托斯卡纳大公外,还有英国著名诗人、政论家J.弥尔顿和法国科学家、哲学家P.伽桑迪。他的学生和老友B.卡斯泰里还和他讨论过利用木卫星计算地面经度的问题。这时教廷对他的限制和监视已明显放松了。


1639年夏,伽利略获准接受聪慧好学的18岁青年V.维维亚尼为他的最后一名学生,并可在他身边照料,这位青年使他非常满意。1641年10月卡斯泰里又介绍自己的学生和过去的秘书E.托里拆利前往陪伴。他们和这位双目失明的老科学家共同讨论如何应用摆的等时性设计机械钟,还讨论过碰撞理论、月球的天平动、大气压下矿井水柱高度等问题,因此,直到临终前他仍在从事科学研究。


伽利略于1642年1月8日病逝,葬仪草率简陋,直到下一世纪,遗骨才迁到家乡的大教堂。


科学的不断发展,迫使罗马教廷不得不在1757年宣布解除对哥白尼《天体运行论》的禁令;1882年罗马教皇又无可奈何地承认了日心学说。1979年11月10日,梵蒂冈教皇J.保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪,认为教廷在300多年前迫害他是严重的错误。这表明朝廷最终承认了伽利略的主张——宗教不应该干预科学。





二、科学成就


1.新的科学思想和科学研究方法


在伽利略的研究成果得到公认之前,物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支,没有取得自己的独立地位。当时,哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里,他们苦思巧辩,得不出符合实际的客观规律。伽利略敢于向传统的权威思想挑战,不是先臆测事物发生的原因,而是先观察自然现象,由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观,认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体,要了解大自然,就必须进行系统的实验定量观测,找出它的精确的数量关系。


基于这样的新的科学思想,伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法;这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉,也是他对近代科学的最重要贡献。用数学方法研究物理问题,原非伽利略首倡,可以追溯到公元前3世纪的伽利略,14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界,在这方面都有一定成就,但他们并未将实验方法放在首位,因而在思想上未能有所突破。伽利略重视实验的思想可见于1615年他写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话:“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。要知道,做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的。”


伽利略的数学与实验相结合的研究方法,一般来说,分三个步骤:①先提取出从现象中获得的直观认识的主要部分,用最简单的数学形式表示出来,以建立量的概念;②再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系;③然后通过实验来证实这种数量关系。他对落体匀加速运动规律的研究便是最好的说明。


2.物理学概念和原理的创新


惯性原理和力与加速度的新概念推动重物时需要的力大,而推动轻物时需要的力小,是人们的直觉经验。亚里士多德据以得出普遍性的结论:一切物体均有保持静止或所谓寻找其“天然去处”的本性,认为“任何运动着的事物都必然有推动者”,并用比例定律把动力与速度联系起来。伽利略则得出新的概念,他观察到一个沿着光滑斜面向上滑动的物体,因斜面的斜角不同而受到不同程度的减速,斜角越小,减速越小。如在无阻力的水平面上滑动,则应保持原速度永远滑动。因而得出这样的结论:“一个运动的物体,假如有了某种速度以后,只要没有增加或减小速度的外部原因,便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能,因为在斜面的情况下,朝下的斜面提供了加速的起因,而朝上的斜面提供了减速的起因;由此可知,只有在水平面上运动才是不变的”(《两门新科学的对话》,第三天,问题9,假设23注)。这样,伽利略便第一次提出了惯性概念,并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。与前述的匀加速运动实验结合在一起,伽利略提出了惯性和加速度这个全新的概念,以及在重力作用下物体作匀加速运动的全新的运动规律,为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。具体有以下几个方面。


(1)运动独立性原理和运动的合成、分解定律在弹道的研究中,伽利略发现水平与垂直两方向的运动各具有独立性,互不干涉,但通过平行四边形法则又可合成实际的运动径迹。他从垂直于地面的匀加速运动和水平方向的匀速运动,完整地解释了弹道的抛物线性质,这是运动的合成研究的重大收获,并具有实用意义。


(2)惯性参照系概念伽利略有物理学原理为哥白尼地动学说进行辩解时,应用运动独立性原理通俗地说明了石子从桅杆顶上掉落到桅杆脚下而不向船尾偏移的道理。他又进一步以作匀速直线运动的船舱中物体运动规律不变的著名论述,第一次提出惯性参照系的概念。这一原理被A.爱因斯坦称为伽利略相对性原理,是狭义相对论的先导。


(3)单摆周期性质的发现伽利略由观察到教堂悬灯的摆动对摆进行实验研究,发现单摆的周期与摆长的平方根成正比,而与振幅大小和摆锤重量无关。这个规律的发现为此后的振动理论和机械计时器件的设计方案建立了基础。


(4)光速有限及其测量前人对于光速是否有限从来没有明确的认识。伽利略观察了闪电现象,认为光速是有限的,并设计了测量光速的掩灯方案。但限于当时的实验条件,用这种测量方法实际测到的主要只是实验者的反应和人手的动作时间,而不是光的行进时间。然而,如果有了明暗变化有规律的光源或高速机械控制的器件代替人手动作,是可以测量到真正的光速的,后来木卫星食法、转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法都借鉴于掩灯方案。


3.几种基本物理实验仪器的研制





伽利略不但亲自设计和演示过许多实验,而且亲自研制出不少实验仪器。他的工艺知识丰富,制作技术精湛,他所创制的许多实验仪器在当时及对后世都很有影响,下面举出几项:
(1)浮力天平这是利用浮力原理快速测定金银器皿首饰中金银含量比例的直读仪器。这种仪器当时已用于金银首饰器皿的交易中。
(2)温度计伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计,玻璃管内盛有着色的水和酒精,液面与大气相通。这实际上是温度计与大气压力计的混合体,这是由于当时他对大气压力的变化还没有明确的认识。尽管如此,其学术价值仍很大,温度从此成为客观的物理量,不再是不确定的主观感觉。
(3)望远镜伽利略制成的望远镜,可以观察到物体的正像。经过改进后,其倍率由3逐渐增大到33;不但指向星空,还可应用于船舰要塞,取得空前丰硕的发现成果。这种望远镜结构简单,而其倍率和分辨本领受球差和色差的限制较大。


4.彻底推翻亚里士多德的物质观


欧洲中世纪占绝对统治地位的自然观,是经过神学改装了的亚里士多德的自然观,它成为封建神权统治者统制民众思想的工具。亚里士多德认为,地球和地上万物都由气、火、水、土四种元素所组成,都是丑陋、不洁、不完美的,有变化和有生灭的。火和气组成向上流动的轻物,水和土组成向上掉落的重物。而天体则是由“以太”所组成的纯洁、完美、永恒的物体。又因为“上帝厌恶真空”,所以真空不可能存在。然而伽利略从望远镜发现月亮表面有山峰和洼地,高低不平,并不是完美无缺,金星也有盈亏变化;太阳表面还有活动不已的黑子;肉眼就能直接看到超新星的爆发及其渐渐暗淡和消失。这些都打破了亚里士多德天尊地卑,天体和地上物质的性质悬殊的思想。伽利略通过流体静力学对浮体的研究,得知所有物体都是重物,没有绝对的轻物。天体和地球以及地上万物在物质结构上是统一的。真空也可能存在和产生,而且只有在真空中才能研究物体的真正性质。这就彻底推翻了亚里士多德凭借主观臆测的物质观,从而也根本动摇了封建神权的思想统治。


5.科学革命的先驱,近代科学之父


伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家,科学革命的先驱。在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。在当时的社会条件下,为争取不受权势和旧传统压制的学术自由,为近代科学的生长,他进行了坚持不懈的斗争,并向全世界发出了振聋发聩的声音。因此,他是科学革命的先驱,历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识,扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播N,哥白尼的日心说,伽利略献出了毕生精力。由此,他晚年受到教会迫害,并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此,他被称为“近代科学之父”。他的工作,为I.牛顿的理论体系的建立奠定了基础。虽然他晚年终于被剥夺了人身自由,但他开创新科学的意志并未动摇。他的追求科学真理的精神和成果,永远为后代所景仰。





三、趣闻轶事


1.不爱医学爱数学


1581年,伽利略17岁时,考入了比萨大学,比萨是伽利略出生的地方。他的父亲坚持要他学医,因为医学在16世纪的意大利被认为是大学生通往成功和最终致富这条路的最有效的第一步。


伽利略很不情愿地满足了父亲的愿望,但是没几个月更大的分歧开始发生了。伽利略是一个有着多方面才能的年轻人。他既是一个很有天赋的音乐家、出色的画家,又是一个有才华的作家。但是就在伽利略到比萨的第一年,由于他对医学没有兴趣,并且发现了自己的真正爱好,从而改变了他的人生道路。


伽利略在比萨大学的第一学期里,利用课余时间听数学讲座,他开始被这门学科的严谨的美迷住了。特别是由宫廷数学家奥斯蒂洛·利奇讲授的关于欧几里得几何这门学科——这是以几何之父,希腊的欧几里得命名的数学的一个分支——深深地吸引了他。


伽利略一星期接一星期地听利奇的讲座。不久以后,这位宫廷数学家开始注意到了一个身材健美、模样英俊的年轻人总是坐在演讲厅的后面,专心致志地听着他讲的每一句话。每次讲座结束,伽利略总会向利奇提出许多寻根究底的问题。这位数学家意识到在他的这门学科中有了一个非常有才智的学生,于是他就劝伽利略在这大学里放弃学医改学数学。


尼管他的父亲很生气,但伽利略继续朝着自己的爱好走下去,改换了学科。他坚持说,他已不是一个小孩子了,这一次他不再照他父亲的要求去做。第一学期结束之前,伽利略已是一名数学本科生了。


2.“辩论者”的雅号


还在比萨大学就读时,伽利略因为看不惯哲学家们对科学的态度,无论在与人争辩中,还是私下讨论中,都直言不讳地表示出自己的这种观点。在很多时候,他会变得十分激动,提高嗓门、大声地与他的同行和演讲者进行辩论。


伽利略确实生性有点儿淘气,但是从根本上来说他是一个懂礼貌、遵守纪律的学生。他很受一些同学的喜爱,并因他的机智和热情而博得了很好的名声。然而,在数学和物理的问题上,他一点不怕把自己的观点清楚地亮出来。事实是伽利略在大学里辩论得太多了,以致获得了“辩论者”的雅号。


他争辩的焦点主要在于:光靠像希腊人那样坐在那里冥思苦想,是不能推动科学的进步的。亚里士多德在他的一生中没有进行过一次实验。他只是简单地靠运用逻辑的方法来得出结论。而伽利略辩驳说,光靠那样是不够的。亚里士多德的整个哲学体系是相互连接的,一个原理引出另一个原理,一个观点支撑着另一个观点。假如他的哲学体系中有某个部分错了,那就等于宣布他的所有哲学内容都有问题了。


伽利略处理问题的方式和亚里士多德正好相反。在比萨大学,他坚持认为,科学只能建立在实验的基础上。一个想法一开始是可以建立在灵感的基础上,但它只有靠实验来证明并被接受——这是一个在今天被认为理所当然的观点。


伽利略在大学里的大部分同事都不赞成他的观点。伽利略了解教会的态度,他非常聪明地把他的观点仅仅当作许多建议之一提出来争论,不让人们更注意到他的那些反亚里士多德的思想。这至少是伽利略在公开场合中所采用的方式……


3.比萨斜塔的故事





在伽利略漫长的一生中发生过许多被后世纪念和记载的有名事件。也许最流行的故事是据说他于1591年在比萨斜塔顶上进行的一项实验。
这座斜塔坐落在比萨城里。这不同寻常的建筑物建造于1174年,从它造好的初期开始倾斜直到现在已倾斜了17英尺左右了。到16世纪,这座比萨斜塔成了有历史意义的建筑物,引起了来自意大利各地观光者的注意。
伽利略对那些坚决拒绝考虑他反亚里士多德观点的同事们的看法十分气愤,他决定用一种特别的证据来证明这位希腊哲学家的错误。
亚里士多德在物理方面的一个主要观点是,如果让两个重量不同的物体在地心引力的影响下落下,那么它们当中较重的一个就会落到地面。但是,像他所有的论点一样,亚里士多德没有去实验过这个论点,它只是被当作一个无可争辩的事实被人承认。
为了证明他的观点。伽利略带着两个助手和两个不同重量的铅球爬上了斜塔的顶部。
登塔是很惊险的,他必须登上几百格磨损了的、滑溜溜的梯级,楼梯是在石头围墙里面,陡峭地向上盘旋。等爬到塔顶时,伽利略浑身是汗,疲劳极了。但是他要做一项伟大的工作。在愤怒和挫折激励下,他爬上了塔顶平台上的钟楼。钟娄斜向一边,角度十分可怕。他尽力克服晕眩感,身体紧贴着最高点。在这之前他还从没登上过这么高的建筑物。


他带着两个铅球站在钟楼的边缘,离地面有179英尺高。他俯瞰着整个比萨。他看见了塔底下被他说服而来的那些大学里的同事们,他伸出一只手测试了一下是否有风。那天正好没有风。


两个助手靠着钟楼的边缘站着,每人手里拿着一只铅球。在一个适当的时刻,伽利略向助手发出了信号。两个助手在同一时刻放开了手中的铅球,让它们在地心引力的作用下往下面的草地上落去。


果然,人们清楚地看见了这两个铅球几乎是同时落地,的的确确证明了亚里士多德关于落体的论点是完全错误的。


尽管有充分地证据证明:伽利略并未在此做过落体实验,且事实上这个实验说服力也不强,但人们还是宁可信其有。因为它充满了戏剧色彩,为比萨带来了世界性声誉。


4.在帕多瓦大学任教时的生活


帕多瓦大学的生活使伽利略感到满意,但是尽管他可挣到一份数目不菲的薪水,要赡养他一家却显得很困难,他不得不像在比萨大学时那样私下里收学生。


通过长时间的教学工作,伽利略渐渐地繁忙起来,他不仅给当地的天文学和数学爱好者上课,而且还给驻扎在城里的部队机械师们讲授机器制造的工艺课。


几年过去了,伽利略的经济情况逐渐好转,他已能在城里城买一幢小房子。他开始和一名叫玛丽娜·甘巴的威尼斯女子交往。两人没有结婚,但他们在一起生活了10多年,1610年,当伽利略又一次搬迁时,玛丽娜留在了帕多瓦,他们就此分开了。在同居的这些年里,他们有了两个女儿和一个儿子。


随着年龄的增长,伽利略对与玛丽娜结婚显得一点儿兴趣都没有,似乎变得越来越沉醉于他的学术研究。他从来没有忘记所有靠他赡养的人,但是他绝对算不上是一个可爱的父亲或忠诚的丈夫。在他的一生中,他确实只有一个真正的爱好——自然科学。


在帕多瓦的18年是伽利略一生中最快乐的时期,也就是在这些年里,他做出了一些他最重要的发现
参考资料:http://www.ruiwen.com/news/23281.htm

1、举世闻名的落体实验
在伽利略之前,古希腊的亚里士多德认为,物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越快。比如说,10千克重的物体,下落的速度要比1千克重的物体快10倍。
1700多年前以来,人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可怀疑的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理,大胆地对亚里士多德的学说提出了疑问。经过深思熟虑,他决定亲自动手做一次实验。他选择了比萨斜塔作实验场。
这一天,他带了两个大小一样但重量不等的铁球,一个重100磅,是实心的;另一个重1磅,是空心的。伽利略站在比萨斜塔上面,望着塔下。塔下面站满了前来观看的人,大家议论纷纷。有人讽刺说:“这个小伙子的神经一定是有病了!亚里士多德的理论不会有错的!”
实验开始了,伽利略两手各拿一个铁球,大声喊道:“下面的人们,你们看清楚,铁球就要落下去了。”说完,他把两手同时张开。
人们看到,两个铁球平行下落,几乎同时落到了地面上。所有的人都目瞪口呆了。伽伸利略的试验,揭开了落体运动的秘密,推翻了亚里士多德的学说。这个实验在物理学的发展史上具有划时代的重要意义。
2、制成了第一架望远镜
哥白尼是波兰杰出的天文学家,他经过40年的天文观测,提出了“日心说”的理论。他认为宇宙的中心是太阳,而不是地球。地球是一个普通的行星,它在自转的同时还环绕太阳公转。伽利略很早就相信哥白尼的“日心说”。
1608年6月的一天,伽利略找来一段空管子,一头嵌了一片凸面镜,另一头嵌了一片凹面镜,做成了世界上第一个小天文望远镜。实验证明,它可以把原来的物体放大3倍。伽利略没有满足,他进一步改进,又做了一个。
他带着这个望远镜跑到海边,只见茫茫大海波涛翻滚,看不见一条船。可是,当他拿起望远镜往远处再看时,一条船正从远处向岸边驶来。实践证明,它可以放大8倍。伽利略不断地改进和制造着,最后,他的望远镜可以将原物放大32倍。

3、证实哥白尼的“日心说”
每天晚上,伽利略都有用自己的望远镜观看月亮。他看到了月亮上的高山、深谷,还有火山的裂痕。后来又开始观看太空,探索宇宙的奥秘。他发现,银河是由许多小星星汇集而成的。他还发现,太阳里面有黑斑,这些黑斑的位置在不断地变化。
因此他断定,太阳本身也在自转。伽利略埋头观察,以无可辩驳的事实,证明地球在围着太阳转,而太阳不过是一个普通的恒星,从而证明了哥白尼学说的正确。1610年,伽利略出版了著名的《星空使者》。人们佩服地说:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”
4、300多年前的一天,意大利物理学家、天文学家伽利略(1564—1642年)在威尼斯的一所大学里教书。
一天,他在给学生上实验课,一边操作,一边问学生:“当水的温度升高,特别是在达到摄氏一百度左右时,为什么会在罐内上升?”
学生回答道:“因为在这时候,体积增大了,水就膨胀上升。”
“当水冷却了呢?”
“水冷却了,体积就缩小,又会降下来的。”
学生的回答无疑是正确的,这使伽利略想到一件事——有一次,一位医生对他恳求道:“伽利略先生,病人的体温往往会升高,能不能准确地测出体温,帮助诊断病情呢?”
现在,学生的回答,使他得到了一些启发:“水的温度发生变化,体积也随着变化;反过来,从水的体积的变化,不是也就能测出温度变化了吗?”
回到实验室后,伽利略马上根据热胀冷缩的原理,认真做起了试验,他用手握住试管的底部,让管内的空气渐渐变热,然后把试管的上端插入冷水之中,松开手时发现,水在试管里被慢慢地吸上一截去;再握住试管,水又渐渐从试管中被压了下去。
从水的上升下降可看出管内温度的变化,但还看不出这种变化的程度,而且,用一恨试管跟着一盆水也太复杂了,医生来了,他拿了这个量体温的试管,让发高烧的病人握住,里面的水开始上升了,超过了人体内的正常温度——摄氏三十六度,还在往上升,成功了!
伽利略的嘴角边呈现出一丝难以察党的笑意。是啊!世界上第一个体温表在他的努力下终于诞生啦!他转身回到实验室,又开始进行新的研究。
5、300多年前的一天,伽利略到比萨大教堂做礼拜。悬挂在教堂半空的一盏吊灯被门洞里刮来的风吹得来回摆动。
这引起了他的注意,“奇怪,怎么每次摆动的时间都相同呢?”伽利略发出这样的疑问。为了确切地肯定每次摆动的时间相同,当时在学医的他忽然想到用自己的脉搏测试。
“千真万确!” 伽利略为自己的发现感到惊喜。接着他又想:“吊灯要是大小不一样。摆的时间会有什么不同?挂吊灯的绳子要是有长有短又会怎样呢?”回到家,伽利略做起了实验。
结果发现摆动的快慢与物体的重量无关,当线长时摆动慢,当线短时摆动快。后来人们根据伽利略的发现,制成了时钟。

伽利略(1564—1642)—意大利物理学家、天文学家、数学家。伽利略可能比任何其他的人更有资格称为近代科学的奠基人。其与天主教会名闻遐迩的冲突是他哲学的中心事件。这是因为伽利略是作如下论断最早的人之一:人类有望理解世界是怎样运行的,而且我们还能通过观察现实世界来做到这一点。伽利略很早就相信哥白尼理论(即行星绕太阳公转),但只有当他发现了证据来支持这一学说时,才公开表示支持。他用意大利文写有关哥白尼理论的文章(没有用普通的学院式拉丁文) ,并且他的观点很快就广泛地得到大学界之外的支持。这惹怒了亚里士多德派的教授们,他们联合起来反对他,并极力说服天主教会禁止哥白尼主义。伽利略为此而担心,他赶到罗马去向天主教权威当面申诉。他争辩道,《圣经》并未试图告诉我们任何关于科学理论的东西,通常都是假定,当《圣经》和常识发生矛盾
时,就成为比喻。但是教会害怕这丑闻可能伤害它对新教徒的斗争,所以采取了镇压的 手段。1616年,它宣布哥白尼主义是“虚伪的、错误的”,并命令伽利略不准再“保卫 或坚持”这一学说。伽利略勉强接受了。

1623年,伽利略的一位长期朋友成为教皇。伽利略立即试图为1616年的判决翻案。他失败了,但他设法获得了准许,在两个前提下写一本叙述亚里士多德派和哥白尼派理论的书:他不能有倾向,同时要得出结论,人类在任何情况下都无法决定世界是如何运行的,因为上帝会以人类不能想像的方法来达到同样的效果,而人类不能限制上帝的万能。这本题为《关于两个主要世界体系的对话》的书,于1632年在检查官的全面支持下完成并出版了,并且立刻被全欧洲欢呼为文学和哲学的杰作。不久教皇就意识到,人们把这本书看作是确认哥白尼主义的论证,后悔允许该书出版。教皇指出,虽有检查官正式批准出版该书,但伽利略依然违背了1616年的禁令。他把伽利略带到宗教法庭面前, 宣布他终身软禁,并命令他公开放弃哥白尼主义。伽利略又第二次被迫从命。

伽利略始终是一个忠实的天主教徒,但是他对科学独立的信仰从来未被动摇过。1642年,即他逝世前4年,当他仍然被软禁时,他第二本主要著作的手稿被私下交给一个荷兰的出版商。正是这本被称为《两种新科学》的书,甚至比支持哥白尼更进一步,成为现代物理学的起源。

伽利略(1564~1642)1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城,父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学,著有《音乐对话》一书。1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。伽利略自幼受父亲的影响,对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓;也像他父亲一样,不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医,可是对医学他感到枯燥无味,而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和伽利略静力学,感到浓厚兴趣。后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱,是人类改变世界的大科学家之一,1642年1月8日病逝,终年78岁。
他的学术生涯可分为以下三个时期
1.早年活动时期
1583年,伽利略在比萨教堂里注意到一盏悬灯的摆动,随后用线悬铜球作模拟实验,确证了微小摆动的等时性以及摆长对周期的影响,由此创制出脉博计用来测量短时间间隔。1585年因家贫退学,担任家庭教师,但仍奋力自学。1586年,他发明了浮力天平,并写出论文《小天平》。
1587年他带着关于固体重心计算法的论文到罗马大学求见著名数学家和历法家C.克拉维乌斯教授,大受称赞和鼓励。克拉维乌斯回赠他罗马大学教授P.瓦拉的逻辑学讲义与自然哲学讲义,这对于他以后的工作大有帮助。
1588年他在佛罗伦萨研究院做了关于但丁《神曲》中炼狱图形构想的学术演讲,其文学与数学才华大受人们赞扬。次年发表了关于几种固体重心计算法的论文,其中包括若干静力学新定理。由于这些成就,当年比萨大学便聘请他任教,讲授几何学与天文学。第二年他发现了摆线。
当时比萨大学教材均为亚里士多德学派的学者所撰,书中充斥着神学与形而上学的教条。伽利略经常发表辛辣的反对意见,由此受到校内该学派的歧视和排挤。1591年其父病逝,家庭负担加重,他便决定离开比萨。

2.帕多瓦时期,1592年伽利略转到帕多瓦大学任教。帕多瓦属于威尼斯公国,远离罗马,不受教廷直接控制,学术思想比较自由。在此良好气氛中,他经常参加校内外各种学术文化活动,与具有各种思想观点的同事论辩。此时他一面吸取前辈如N.F.塔尔塔利亚、G.B.贝内代蒂、F.科门迪诺等人的数学与力学研究成果,一面经常考察工厂、作坊、、矿井和各项军用民用工程,广泛结交各行业的技术员工,帮他们解决技术难题,从中吸取生产技术知识和各种新经验,并得到启发。

在此时期,他深入而系统地研究了落体运动、抛射体运动、静力学、水力学以及一些土木建筑和军事建筑等;发现了惯性原理,研制了温度计和望远镜。

1597年,他收到J.开普勒赠阅的《神秘的宇宙》一书,开始相信日心说,承认地球有公转和自转两种运动。但这时他对柏拉图的圆运动最自然最完美的思想印象太深,以致对开普勒的行星椭圆轨道理论不感兴趣。

1604年天空出现超新星,亮光持续18个月之久。他便趁机在威尼斯作几次科普演讲,宣传哥白尼学说。由于讲得精采动听,听众逐次增多,最后达千余人。

1609年7月,盛传一荷兰眼镜工人发明了供人玩赏的望远镜。他未见到实物,思考竟日后,用风琴管和凸凹透镜各一片制成一具望远镜,倍率为3,后又提高到9。他邀请威尼斯参议员到塔楼顶层用望远镜观看远景,观者无不惊喜万分。参议院随后决定他为帕多瓦大学的终身教授。1610年初,他又将望远镜放大率提高到33,用来观察日月星辰,新发现甚多,如月球表面高低不平,月球与其他行星所发的光都是太阳的反射光,水星有4颗卫星,银河原是无数发光体的总汇,土星有多变的椭圆外形等等,开辟了天文学的新天地。是年3月,出版了他的《星空信使》一书,震撼全欧。随后又发现金星盈亏与大小变化,这对日心说是一强有力的支持。
伽利略日后回顾在帕多瓦的18年时,认为这是他一生中工作最开展、精神最舒畅的时期。事实上,这也是他一生中学术成就最多的时期。
3.托斯卡纳时期 20年来伽利略在物理学和天文学研究上的丰硕成果,激起了他学术上的更大企求。为了取得有充裕时间致力于科学研究,1610年春,他辞去大学教职,接受托斯卡纳公国大公聘请,担任宫廷首席数学家和哲学家的闲职与比萨大学首席数学教授的荣誉职位。
为了使科学免受教会干预,伽利略曾多次去罗马活动。1611年他第二次去罗马,目的在于赢得宗教、政治与学术界认可他在天文学上的发现。他在罗马受到包括教皇保罗五世和若干高级主教在内的上层人物的热情接待,并被林赛研究院接纳为院士。当时耶稣会的神父们承认他的观测事实,只是不同意他的解释。这年5月,在罗马大学的大会上,几个高职位的神父公开宣布了伽利略的天文学成就。
同年,他观察到太阳黑子及其运动,对比黑子的运动规律和圆运动的投影原理,论证了太阳黑子是在太阳表面上;他还发现了太阳有自转。1613年他发表了3篇讨论太阳黑子问题的通信稿。另外,1612年他又出版了《水中浮体对话集》一书。
1615年,一诡诈的教士集团和教会中许多与伽利略敌对的人联合攻击伽利略为哥白尼学说辩护的论点,控告他违反基督教义。他闻讯后,于是年冬第三次去罗马,力图挽回自己的声誉,企求教廷不因自己保持哥白尼观点而受到惩处,也不公开压制他宣传哥白尼学说,教廷默认了前一要求,但拒绝了后者。教皇保罗五世在1616年下达了著名的“1616年禁令”,禁止他以口头的或文字的形式保持、传授或捍卫日心说。
1624年,他第四次去罗马,希望故友新任教皇乌尔邦八世能够同情并理解他的意愿,以维护新兴科学的生机。他先后谒见6次,力图说明日心说可以与基督教教义相协调,说“圣经是教人如何进天国,而不是教人知道天体是如何运转的”;并且试图以此说服一些大主教,但毫无效果。乌尔邦八世坚持“1616年禁令”不变;只允许他写一部同时介绍日心说和地心说的书,但对两种学说的态度不得有所偏倚,而且都要写成数学假设性的。在这辛勤奔波的一年里,他研制成了一台显微镜,“可将苍蝇放大成母鸡一般”。

此后6年间,他撰写了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书.1630年他第5次到罗马,取得了此书的“出版许可证”。此书终于在1632年出版了。此书在表面上保持中立,但实际上却为哥白尼体系辩护,并多处对教皇和主教隐含嘲讽,远远超出了仅以数学假设进行讨论的范围。全书笔调诙谐,在意大利文学史上列为文学名著。
4.教廷的迫害和晚年生活 《对话》出版后6个月,罗马教廷便勒令停止出售,认为作者公然违背“1616年禁令”,问题严重,亟待审查。原来有人在教皇乌尔邦八世面前挑拨说伽利略在《对话》中,借头脑简单、思想守旧的辛普利邱之口以教皇惯用辞句,发表了一些可笑的错误言论,使他大为震怒。曾支持他当上教皇的集团激烈地主张要严惩伽利略,而神圣罗马帝国和西班牙王国认为如纵容伽利略会对各国国内的异端思想产生重大影响,提出联合警告。在这些内外压力和挑拨下,教皇便不顾旧交,于这年秋发出要伽利略到罗马宗教裁判所受审的指令。

年近七旬而又体弱多病的伽利略被迫在寒冬季节抱病前往罗马,在严刑威胁下被审讯了三次,根本不容审辩。几经折磨,终于在1633年6月22日在圣玛丽亚修女院的大厅上由10名枢机主教联席宣判,主要罪名是违背“1616年禁令”和圣经教义。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上,在教廷已写好的“悔过书”上签字。主审官宣布:判处伽利略终身监禁;《对话》必须焚绝,并且禁止出版或重印他的其他著作。此判决书立即通报整个天主教世界,凡是设有大学的城市均须聚众宣读,借此以一儆百。

伽利略既是勤奋的科学家,又是虔诚的天主教徒,深信科学家的任务是探索自然规律,而教会的职能是管理人们的灵魂,不应互相侵犯。所以他受审之前不想逃脱,受审之时也不公开反抗,而是始终服从教廷的处置。他认为教廷在神学范围之外行使权力极不明智,但只能私下有所不满。显然,G.布鲁诺的被处火刑和T.康帕内拉的被长期打入死牢,这两位意大利杰出的哲学家的遭遇,给他精神上投下了可怕的阴影。
宗教裁判所的判决随后又改为在家软禁,指定由他的学生和故友A.皮柯罗米尼大主教在锡耶纳的私宅中看管他,规定禁止会客,每天书写材料均需上缴等。在皮柯罗米尼的精心护理和鼓励下,伽利略重行振作起来,接受皮柯罗米尼的建议继续研究无争议的物理学问题。于是他仍用《对话》中的三个对话人物,以对话体裁,和较朴素的文笔,将他最成熟的科学思想和研究成果撰写成《关于两门新科学的对话与数学证明对话集》。两门新科学是指材料力学(见弹性力学)和动力学。这部书稿1636年就已完成,由于教会禁止出版他的任何著作,他只好托一位威尼斯友人秘密携出国境,1638年在荷兰莱顿出版。

伽利略在皮柯罗米尼家中刚过了5个月,便有人写匿名信向教廷控告皮柯罗米尼厚待伽利略。教廷乃勒令伽利略于当年12月迁往佛罗伦萨附近的阿切特里他自己的故居,由他的大女儿维姬尼亚照料,禁例依旧。她对父亲照料妥贴,但4个月后竟先于父亲病故。

伽利略多次要求外出治病,均未获准。1637年双目失明。次年才获准住在其子家中。在这期间探望他的除托斯卡纳大公外,还有英国著名诗人、政论家J.弥尔顿和法国科学家、哲学家P.伽桑迪。他的学生和老友B.卡斯泰里还和他讨论过利用木卫星计算地面经度的问题。这时教廷对他的限制和监视已明显放松了。

1639年夏,伽利略获准接受聪慧好学的18岁青年V.维维亚尼为他的最后一名学生,并可在他身边照料,这位青年使他非常满意。1641年10月卡斯泰里又介绍自己的学生和过去的秘书E.托里拆利前往陪伴。他们和这位双目失明的老科学家共同讨论如何应用摆的等时性设计机械钟,还讨论过碰撞理论、月球的天平动、大气压下矿井水柱高度等问题,因此,直到临终前他仍在从事科学研究。

伽利略于1642年1月8日病逝,葬仪草率简陋,直到下一世纪,遗骨才迁到家乡的大教堂。

科学的不断发展,迫使罗马教廷不得不在1757年宣布解除对哥白尼《天体运行论》的禁令;1882年罗马教皇又无可奈何地承认了日心学说。1979年11月10日,梵蒂冈教皇J.保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪,认为教廷在300多年前迫害他是严重的错误。这表明朝廷最终承认了伽利略的主张——宗教不应该干预科学。

二、科学成就

1.新的科学思想和科学研究方法

在伽利略的研究成果得到公认之前,物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支,没有取得自己的独立地位。当时,哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里,他们苦思巧辩,得不出符合实际的客观规律。伽利略敢于向传统的权威思想挑战,不是先臆测事物发生的原因,而是先观察自然现象,由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观,认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体,要了解大自然,就必须进行系统的实验定量观测,找出它的精确的数量关系。

基于这样的新的科学思想,伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法;这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉,也是他对近代科学的最重要贡献。用数学方法研究物理问题,原非伽利略首倡,可以追溯到公元前3世纪的伽利略,14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界,在这方面都有一定成就,但他们并未将实验方法放在首位,因而在思想上未能有所突破。伽利略重视实验的思想可见于1615年他写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话:“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。要知道,做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的。”

伽利略的数学与实验相结合的研究方法,一般来说,分三个步骤:①先提取出从现象中获得的直观认识的主要部分,用最简单的数学形式表示出来,以建立量的概念;②再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系;③然后通过实验来证实这种数量关系。他对落体匀加速运动规律的研究便是最好的说明。

2.物理学概念和原理的创新

惯性原理和力与加速度的新概念推动重物时需要的力大,而推动轻物时需要的力小,是人们的直觉经验。亚里士多德据以得出普遍性的结论:一切物体均有保持静止或所谓寻找其“天然去处”的本性,认为“任何运动着的事物都必然有推动者”,并用比例定律把动力与速度联系起来。伽利略则得出新的概念,他观察到一个沿着光滑斜面向上滑动的物体,因斜面的斜角不同而受到不同程度的减速,斜角越小,减速越小。如在无阻力的水平面上滑动,则应保持原速度永远滑动。因而得出这样的结论:“一个运动的物体,假如有了某种速度以后,只要没有增加或减小速度的外部原因,便会始终保持这种速度——这个条件只有在水平的平面上才有可能,因为在斜面的情况下,朝下的斜面提供了加速的起因,而朝上的斜面提供了减速的起因;由此可知,只有在水平面上运动才是不变的”(《两门新科学的对话》,第三天,问题9,假设23注)。这样,伽利略便第一次提出了惯性概念,并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”即运动的改变联系起来。与前述的匀加速运动实验结合在一起,伽利略提出了惯性和加速度这个全新的概念,以及在重力作用下物体作匀加速运动的全新的运动规律,为牛顿力学理论体系的建立奠定了基础。具体有以下几个方面。

(1)运动独立性原理和运动的合成、分解定律在弹道的研究中,伽利略发现水平与垂直两方向的运动各具有独立性,互不干涉,但通过平行四边形法则又可合成实际的运动径迹。他从垂直于地面的匀加速运动和水平方向的匀速运动,完整地解释了弹道的抛物线性质,这是运动的合成研究的重大收获,并具有实用意义。

(2)惯性参照系概念伽利略有物理学原理为哥白尼地动学说进行辩解时,应用运动独立性原理通俗地说明了石子从桅杆顶上掉落到桅杆脚下而不向船尾偏移的道理。他又进一步以作匀速直线运动的船舱中物体运动规律不变的著名论述,第一次提出惯性参照系的概念。这一原理被A.爱因斯坦称为伽利略相对性原理,是狭义相对论的先导。

(3)单摆周期性质的发现伽利略由观察到教堂悬灯的摆动对摆进行实验研究,发现单摆的周期与摆长的平方根成正比,而与振幅大小和摆锤重量无关。这个规律的发现为此后的振动理论和机械计时器件的设计方案建立了基础。

(4)光速有限及其测量前人对于光速是否有限从来没有明确的认识。伽利略观察了闪电现象,认为光速是有限的,并设计了测量光速的掩灯方案。但限于当时的实验条件,用这种测量方法实际测到的主要只是实验者的反应和人手的动作时间,而不是光的行进时间。然而,如果有了明暗变化有规律的光源或高速机械控制的器件代替人手动作,是可以测量到真正的光速的,后来木卫星食法、转动齿轮法、转镜法、克尔盒法、变频闪光法等光速测量方法都借鉴于掩灯方案。

3.几种基本物理实验仪器的研制

伽利略不但亲自设计和演示过许多实验,而且亲自研制出不少实验仪器。他的工艺知识丰富,制作技术精湛,他所创制的许多实验仪器在当时及对后世都很有影响,下面举出几项:
(1)浮力天平这是利用浮力原理快速测定金银器皿首饰中金银含量比例的直读仪器。这种仪器当时已用于金银首饰器皿的交易中。
(2)温度计伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计,玻璃管内盛有着色的水和酒精,液面与大气相通。这实际上是温度计与大气压力计的混合体,这是由于当时他对大气压力的变化还没有明确的认识。尽管如此,其学术价值仍很大,温度从此成为客观的物理量,不再是不确定的主观感觉。
(3)望远镜伽利略制成的望远镜,可以观察到物体的正像。经过改进后,其倍率由3逐渐增大到33;不但指向星空,还可应用于船舰要塞,取得空前丰硕的发现成果。这种望远镜结构简单,而其倍率和分辨本领受球差和色差的限制较大。

4.彻底推翻亚里士多德的物质观

欧洲中世纪占绝对统治地位的自然观,是经过神学改装了的亚里士多德的自然观,它成为封建神权统治者统制民众思想的工具。亚里士多德认为,地球和地上万物都由气、火、水、土四种元素所组成,都是丑陋、不洁、不完美的,有变化和有生灭的。火和气组成向上流动的轻物,水和土组成向上掉落的重物。而天体则是由“以太”所组成的纯洁、完美、永恒的物体。又因为“上帝厌恶真空”,所以真空不可能存在。然而伽利略从望远镜发现月亮表面有山峰和洼地,高低不平,并不是完美无缺,金星也有盈亏变化;太阳表面还有活动不已的黑子;肉眼就能直接看到超新星的爆发及其渐渐暗淡和消失。这些都打破了亚里士多德天尊地卑,天体和地上物质的性质悬殊的思想。伽利略通过流体静力学对浮体的研究,得知所有物体都是重物,没有绝对的轻物。天体和地球以及地上万物在物质结构上是统一的。真空也可能存在和产生,而且只有在真空中才能研究物体的真正性质。这就彻底推翻了亚里士多德凭借主观臆测的物质观,从而也根本动摇了封建神权的思想统治。

5.科学革命的先驱,近代科学之父

伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家,科学革命的先驱。在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。在当时的社会条件下,为争取不受权势和旧传统压制的学术自由,为近代科学的生长,他进行了坚持不懈的斗争,并向全世界发出了振聋发聩的声音。因此,他是科学革命的先驱,历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识,扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播N,哥白尼的日心说,伽利略献出了毕生精力。由此,他晚年受到教会迫害,并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此,他被称为“近代科学之父”。他的工作,为I.牛顿的理论体系的建立奠定了基础。虽然他晚年终于被剥夺了人身自由,但他开创新科学的意志并未动摇。他的追求科学真理的精神和成果,永远为后代所景仰。

三、趣闻轶事

1.不爱医学爱数学

1581年,伽利略17岁时,考入了比萨大学,比萨是伽利略出生的地方。他的父亲坚持要他学医,因为医学在16世纪的意大利被认为是大学生通往成功和最终致富这条路的最有效的第一步。

伽利略很不情愿地满足了父亲的愿望,但是没几个月更大的分歧开始发生了。伽利略是一个有着多方面才能的年轻人。他既是一个很有天赋的音乐家、出色的画家,又是一个有才华的作家。但是就在伽利略到比萨的第一年,由于他对医学没有兴趣,并且发现了自己的真正爱好,从而改变了他的人生道路。

伽利略在比萨大学的第一学期里,利用课余时间听数学讲座,他开始被这门学科的严谨的美迷住了。特别是由宫廷数学家奥斯蒂洛·利奇讲授的关于欧几里得几何这门学科——这是以几何之父,希腊的欧几里得命名的数学的一个分支——深深地吸引了他。

伽利略一星期接一星期地听利奇的讲座。不久以后,这位宫廷数学家开始注意到了一个身材健美、模样英俊的年轻人总是坐在演讲厅的后面,专心致志地听着他讲的每一句话。每次讲座结束,伽利略总会向利奇提出许多寻根究底的问题。这位数学家意识到在他的这门学科中有了一个非常有才智的学生,于是他就劝伽利略在这大学里放弃学医改学数学。

尼管他的父亲很生气,但伽利略继续朝着自己的爱好走下去,改换了学科。他坚持说,他已不是一个小孩子了,这一次他不再照他父亲的要求去做。第一学期结束之前,伽利略已是一名数学本科生了。

2.“辩论者”的雅号

还在比萨大学就读时,伽利略因为看不惯哲学家们对科学的态度,无论在与人争辩中,还是私下讨论中,都直言不讳地表示出自己的这种观点。在很多时候,他会变得十分激动,提高嗓门、大声地与他的同行和演讲者进行辩论。

伽利略确实生性有点儿淘气,但是从根本上来说他是一个懂礼貌、遵守纪律的学生。他很受一些同学的喜爱,并因他的机智和热情而博得了很好的名声。然而,在数学和物理的问题上,他一点不怕把自己的观点清楚地亮出来。事实是伽利略在大学里辩论得太多了,以致获得了“辩论者”的雅号。

他争辩的焦点主要在于:光靠像希腊人那样坐在那里冥思苦想,是不能推动科学的进步的。亚里士多德在他的一生中没有进行过一次实验。他只是简单地靠运用逻辑的方法来得出结论。而伽利略辩驳说,光靠那样是不够的。亚里士多德的整个哲学体系是相互连接的,一个原理引出另一个原理,一个观点支撑着另一个观点。假如他的哲学体系中有某个部分错了,那就等于宣布他的所有哲学内容都有问题了。

伽利略处理问题的方式和亚里士多德正好相反。在比萨大学,他坚持认为,科学只能建立在实验的基础上。一个想法一开始是可以建立在灵感的基础上,但它只有靠实验来证明并被接受——这是一个在今天被认为理所当然的观点。

伽利略在大学里的大部分同事都不赞成他的观点。伽利略了解教会的态度,他非常聪明地把他的观点仅仅当作许多建议之一提出来争论,不让人们更注意到他的那些反亚里士多德的思想。这至少是伽利略在公开场合中所采用的方式……

3.比萨斜塔的故事

在伽利略漫长的一生中发生过许多被后世纪念和记载的有名事件。也许最流行的故事是据说他于1591年在比萨斜塔顶上进行的一项实验。
这座斜塔坐落在比萨城里。这不同寻常的建筑物建造于1174年,从它造好的初期开始倾斜直到现在已倾斜了17英尺左右了。到16世纪,这座比萨斜塔成了有历史意义的建筑物,引起了来自意大利各地观光者的注意。
伽利略对那些坚决拒绝考虑他反亚里士多德观点的同事们的看法十分气愤,他决定用一种特别的证据来证明这位希腊哲学家的错误。
亚里士多德在物理方面的一个主要观点是,如果让两个重量不同的物体在地心引力的影响下落下,那么它们当中较重的一个就会落到地面。但是,像他所有的论点一样,亚里士多德没有去实验过这个论点,它只是被当作一个无可争辩的事实被人承认。
为了证明他的观点。伽利略带着两个助手和两个不同重量的铅球爬上了斜塔的顶部。
登塔是很惊险的,他必须登上几百格磨损了的、滑溜溜的梯级,楼梯是在石头围墙里面,陡峭地向上盘旋。等爬到塔顶时,伽利略浑身是汗,疲劳极了。但是他要做一项伟大的工作。在愤怒和挫折激励下,他爬上了塔顶平台上的钟楼。钟娄斜向一边,角度十分可怕。他尽力克服晕眩感,身体紧贴着最高点。在这之前他还从没登上过这么高的建筑物。

他带着两个铅球站在钟楼的边缘,离地面有179英尺高。他俯瞰着整个比萨。他看见了塔底下被他说服而来的那些大学里的同事们,他伸出一只手测试了一下是否有风。那天正好没有风。

两个助手靠着钟楼的边缘站着,每人手里拿着一只铅球。在一个适当的时刻,伽利略向助手发出了信号。两个助手在同一时刻放开了手中的铅球,让它们在地心引力的作用下往下面的草地上落去。

果然,人们清楚地看见了这两个铅球几乎是同时落地,的的确确证明了亚里士多德关于落体的论点是完全错误的。

尽管有充分地证据证明:伽利略并未在此做过落体实验,且事实上这个实验说服力也不强,但人们还是宁可信其有。因为它充满了戏剧色彩,为比萨带来了世界性声誉。

4.在帕多瓦大学任教时的生活

帕多瓦大学的生活使伽利略感到满意,但是尽管他可挣到一份数目不菲的薪水,要赡养他一家却显得很困难,他不得不像在比萨大学时那样私下里收学生。

通过长时间的教学工作,伽利略渐渐地繁忙起来,他不仅给当地的天文学和数学爱好者上课,而且还给驻扎在城里的部队机械师们讲授机器制造的工艺课。

几年过去了,伽利略的经济情况逐渐好转,他已能在城里城买一幢小房子。他开始和一名叫玛丽娜·甘巴的威尼斯女子交往。两人没有结婚,但他们在一起生活了10多年,1610年,当伽利略又一次搬迁时,玛丽娜留在了帕多瓦,他们就此分开了。在同居的这些年里,他们有了两个女儿和一个儿子。

随着年龄的增长,伽利略对与玛丽娜结婚显得一点儿兴趣都没有,似乎变得越来越沉醉于他的学术研究。他从来没有忘记所有靠他赡养的人,但是他绝对算不上是一个可爱的父亲或忠诚的丈夫。在他的一生中,他确实只有一个真正的爱好——自然科学。

在帕多瓦的18年是伽利略一生中最快乐的时期,也就是在这些年里,他做出了一些他最重要的发现


我也为大家介绍一位历史名人吧!姓名,生平,主要事迹。
伽利略·伽利雷 利略(1564-1642),意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说。他创制了天文望远镜来观测天体,他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅...

求各国科学家的名字及其国籍 生平贡献事迹 越多越好
伽利略·伽利雷 利略(1564-1642),意大利物理学家、天文学家和哲学家,近代实验科学的先驱者。1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说。他创制了天文望远镜来观测天体,他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅...

求10则名人事例
2016-11-08 求10则名人成功案例,要简单明了,几句话就一个案例。 2011-02-13 名人事例 10则 9 2010-02-08 急!急!求十个名人的经典故事及主要事迹 28 2009-01-15 一个名人的10则小故事 18 2009-02-21 10个名人事例 841 2012-04-01 求有关幸福的名人事例!!! 81 2010-08-26 求下列10位名...

有关于不迷信书本,不迷信权威的事迹和人物(简要概括)!
希腊亚里士多德说东西越重下落的速度越快,已经相传两千年。伽利略反对,在比萨斜塔上向全城人试验。哥白尼提出日心说反对教会的地心说,被教会焚烧而死也不反悔。

实践成功的名人名訁四字成语
2. 关于“实践”的成语10个、名言5句、名人事迹2个,谢谢 举世闻名的落体实验 在伽利略之前,古希腊的亚里士多德认为,物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越快。比如说,10千克重的物体,下落的速度要比1千克重的物体快10倍。 1700多年前以来,人们一直把这个违背自然...

发明折射望远镜的是谁
早在17世纪初期,在荷兰的眼镜制造商使用玻璃磨制眼镜,有一位名叫李伯协的人无意间将两片镜片,隔着一段距离观看,竟然发现远方的教堂变大了,把他吓了一跳。这个消息被伽利略听到了,他就自己研究出类似的望远镜,拿 来往天上观察星星,才有了许多新奇的发现,就是因为伽利略的事迹太有名了,所以大...

乌兰县15580422485: 伽利略生平简介100字左右 -
第苏宫血:[答案] 伽利略·伽利雷,世界知名科学家,他既是物理学家、天文学家、哲学家又是发明家,他发明了温度计和天文望远镜.是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”.

乌兰县15580422485: 关于伽利略的生平的资料 -
第苏宫血: 举世闻名的落体实验在伽利略之前,古希腊的亚里士多德认为,物体下落的快慢是不一样的.它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越快.比如说,10千克重的物体,下落的速度要比1千克重的物体快10倍.1700多年前以来...

乌兰县15580422485: 伽利略的生平资料有哪些?伽利略的生平资料有哪些,250字左右
第苏宫血: 伽利略(1564~1642)1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城,父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学,著有《音乐对话》一书.1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨.伽利略自幼受父亲的影响,对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓;也像他父亲一样,不迷信权威.17岁时遵从父命进比萨大学学医,可是对医学他感到枯燥无味,而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和伽利略静力学,感到浓厚兴趣.后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱,是人类改变世界的大科学家之一,1642年1月8日病逝,终年78岁.

乌兰县15580422485: 谁能告诉我一些有关伽利略自强不息的故事和爱国的故事!要有关他自强不息和爱国的故事.100~200字 -
第苏宫血:[答案] 伽利略的一生都是在自强不息的为科学事业而奋斗着,可以从他的生平故事中看出.眼睛盯着天花板有一次,他站在比萨的天主教堂里,眼睛盯着天花板,一动也不动.他在干什么呢?原来,他用右手按左手的脉搏,看着天花板...

乌兰县15580422485: 伽利略简介(200字以内) -
第苏宫血: 伽利略·伽利雷 (1564~1642) 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家.也是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”. 17岁进入比萨大学攻读医学,后来转攻数学,毕业后任大学教授.他是为维护真理而进行不屈不挠的战士.恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”.1564年2月15日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨.伽利略家族姓伽利雷(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已通一称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓.因为翻译问题,所以姓众说纷纭,以伽利略·伽利雷为准.

乌兰县15580422485: 写一篇介绍伽利略的短文,100字左右 -
第苏宫血: 伟大的科学巨星——伽利略 伽利略奥.伽利略(Galileo Galilei,1564 - 1642)是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家、力学家和哲学家,也是近代实验物理学的开拓者.他是为维护真理而进行不屈不挠的战士.恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”. 一.伽利略生平 伽利略于1564年2月15日出生于意大利西部海岸的此萨城,他原籍佛罗伦萨,出身没落的名门贵族家庭.伽利略的父亲是一位不得志的音乐家,精通希腊文和拉丁文,对数学也颇有造诣.因此,伽利略从小受到了良好的

乌兰县15580422485: 伽利略是一位怎样的科学家300字
第苏宫血: (1564~1642)意大利天文学家、力学家、哲学家. 1564年2月15日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨.伽利略家族姓伽利莱(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已...

乌兰县15580422485: 伽利略生平二十字左右 -
第苏宫血: 伽利略:,意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家,科学革命中的重要人物

乌兰县15580422485: 名人事例 -
第苏宫血: 传说1590年,出生在比萨城的意大利物理学家伽利略,曾在比萨斜塔上做自由落体实验,将两个重量不同的球体从相同的高度同时扔下,结果两个铅球同时落地,由此发现了自由落体定律,推翻了此前亚里士多德认为的重的物体会先到达地面,落体的速度同它的质量成正比的观点. 伽利略在比萨斜塔做自由落体实验的故事,记载在他的学生维维安尼(Vincenzo Viviani,1622年—1703年)在1654年写的《伽利略生平的历史故事》(1717年出版)一书中,但伽利略、比萨大学和同时代的其他人都没有关于这次实验的的记载.对于伽利略是否在比萨斜塔做过自由落体实验,历史上一直存在着支持和反对两种不同的看法.

乌兰县15580422485: 斜塔上的实验是一篇写伽利略生平的人物传记的节选,描写了伽利略那些事迹?表现了他怎样的精神品质? -
第苏宫血: (一)(1—7)摆动挂灯的启示——发现自然的节奏原则. (二)(8—12)写伽利略的孩提和学生时代——对科学的不懈追求和献身精神. (三)(13—19)比萨斜塔上的实验——发现自由落体定律.内容:本文描述了伽利略发现摆的规律、自由落体定律的经过和他孩提、学生时的情况,表现了他不轻信权威,坚持用试验来检验理论、探索新理论的科学思想和热爱科学、勇于创新、甘为科学献身的精神.伽利略(1)不迷信权威.(2)善于观察、善于动手动脑.(3)有理想.(4)敢于追求真理.(5)不断试验,挑战权威.(6)面对压力和挫折,仍然勇往直前.

本站内容来自于网友发表,不代表本站立场,仅表示其个人看法,不对其真实性、正确性、有效性作任何的担保
相关事宜请发邮件给我们
© 星空见康网