65 等啊等(1 / 2)

加入書籤

張藝涵輕笑一聲,繼續往下看。

伽利略家族姓伽利雷(galilei),他的全名是galileogalilei,但現已通行稱呼他的名galileo,而不稱呼他的姓。因為翻譯問題,所以姓眾說紛紜,以伽利雷為準。

1590年,伽利略在比薩斜塔上做了「兩個鐵球同時落地」的著名試驗,從此推翻了亞裡士多德「物體下落速度和重量成比例」的學說,糾正了這個持續了2000年之久的錯誤結論。

但是伽利略在比薩斜塔做試驗的說法後來被嚴謹的考證否定了。盡管如此,來自世界各地的人們都要前往參觀,他們把這座古塔看做伽利略的紀念碑。

1609年,伽利略創製了天文望遠鏡(後被稱為伽利略望遠鏡),並用來觀測天體。他發現了月球表麵的凹凸不平,並親手繪製了第一幅月球表麵圖。1610年1月7日,伽利略發現了木星的四顆衛星,為哥白尼學說找到了確鑿的證據,標誌著哥白尼學說開始走向勝利。借助於望遠鏡,伽利略還先後發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現象、月球的周日和周月天平動,以及銀河是由無數恆星組成等等。這些發現開辟了天文學的新時代。為了紀念伽利略的功績,人們把木衛一、木衛二、木衛三和木衛四命名為伽利略衛星。

伽利略著有《星際使者》《關於太陽黑子的書信》《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係的對話》《關於兩門新科學的談話和數學證明》和《試驗者》。學伽利略為牛頓的牛頓運動定律第一、第二定律提供了啟示。他非常重視數學在應用科學方法上的重要性,特別是實物與幾何圖形符合程度到多大的問題!他還推翻亞裡士多德的話。他善於提問,不問個水落石出不罷休。許多高年級同學也經常因為被他問倒而難堪。

1564年2月15日,伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比薩城一個破落的貴族之家。據說他的祖先是佛羅倫薩很有名望的醫生,但是到了他的父親伽利略·凡山杜這一代,家境日漸敗落。凡山杜是個很有才華的音樂家,生前出版過幾本牧歌和器樂作品,他的數學也很好,精通希臘文和拉丁文和英語,但是美妙的音樂不能填飽一家人的肚皮,他的數學才能也不能給他謀到一個好職位。大約在小伽利略出生不久,凡山杜在離比薩城不遠的佛羅倫薩開了一間賣毛織品的小鋪子,這完全是不得已的辦法。但是為了維持一家人的生活,凡山杜隻好違背自己的意願去經商。

父親對兒子寄予很大希望。他發現,小伽利略非常聰明,從小對什麼事物都充滿強烈的好奇心。不僅如此,這個孩子心靈手巧,他似乎永遠閒不住,不是畫畫,就是彈琴,而且時常給弟弟妹妹做許多靈巧的機動玩具,玩得十分開心。

小伽利略最初進了佛倫勃羅薩修道院的學校。在這所學校,他專心地學習哲學和宗教,有段時間,小伽利略很想將來當一個獻身教會的傳教士。但是凡山杜聽到這個情況後,立即把兒子帶回家,他勸說伽利略去學醫,這是他為兒子的未來早已設計好的一條路。

17歲那年,伽利略進了著名的比薩大學,按照父親的意願,他當了醫科學生。比薩大學是所古老的大學,學校圖書館藏書豐富,這很合伽利略的心意,但是伽利略對醫學並沒有多大興趣,他很少上課,一上課就對教授們教課的內容提出這樣那樣的疑問,使教授們難於回答,在教授們的眼裡,伽利略是個很不招人喜歡的壞學生。不過,伽利略隻是興趣不在醫學,他孜孜不倦地學習數學、物理學等自然科學,並且以懷疑的眼光看待那些自古以來被人們奉為經典的學說。

1583年,伽利略在比薩教堂裡注意到一盞懸燈的擺動,隨後用線懸銅球作模擬實驗,確證了微小擺動的等時性以及擺長對周期的影響,由此創製出脈搏計用來測量短時間間隔。1585年因家貧退學,擔任家庭教師,但仍奮力自學。1586年,他發明了浮力天平,並寫出論文《小天平》。

1587年他帶著關於固體重心計算法的論文到羅馬大學求見著名數學家和歷法家c克拉維烏斯教授,大受稱贊和鼓勵。克拉維烏斯回贈他羅馬大學教授瓦拉的邏輯學講義與自然哲學講義,這對於他以後的工作大有幫助。

1588年他在佛羅倫薩研究院做了關於但丁《神曲》中煉獄圖形構想的學術演講,其文學與數學才華大受人們贊揚。次年發表了關於幾種固體重心計算法的論文,其中包括若乾靜力學新定理。由於這些成就,當年比薩大學便聘請他任教,講授幾何學與天文學。第二年他發現了擺線。

當時比薩大學教材均為亞裡士多德學派的學者所撰,書中充斥著神學與形而上學的教條。伽利略經常發表辛辣的反對意見,由此受到校內該學派的歧視和排擠。1591年其父病逝,家庭負擔加重,他便決定離開比薩。

1592年伽利略轉到帕多瓦大學任教。帕多瓦屬於威尼斯公國,遠離羅馬,不受教廷直接控製,學術思想比較自由。在此良好氣氛中,他經常參加校內外各種學術文化活動,與具有各種思想觀點的同事論辯。此時他一麵吸取前輩如nf塔爾塔利亞、gb貝內代蒂、f科門迪諾等人的數學與力學研究成果,一麵經常考察工廠、作坊、、礦井和各項軍用民用工程,廣泛結交各行業的技術員工,幫他們解決技術難題,從中吸取生產技術知識和各種新經驗,並得到啟發。

在此時期,他深入而係統地研究了落體運動、拋射體運動、靜力學、水力學以及一些土木建築和軍事建築等;發現了慣性原理,研製了溫度計和望遠鏡。

1597年,他收到j開普勒贈閱的《神秘的宇宙》一書,開始相信日心說,承認地球有公轉和自轉兩種運動。但這時他對柏拉圖的圓運動最自然最完美的思想印象太深,以致對開普勒的行星橢圓軌道理論不感興趣。

1604年天空出現超新星,亮光持續18個月之久。他便趁機在威尼斯作幾次科普演講,宣傳哥白尼學說。由於講得精彩動聽,聽眾逐次增多,最後達千餘人。

1609年7月,盛傳一荷蘭眼鏡工人發明了供人玩賞的望遠鏡。他未見到實物,思考竟日後,用風琴管和凸凹透鏡各一片製成一具望遠鏡,倍率為3,後又提高到9。他邀請威尼斯參議員到塔樓頂層用望遠鏡觀看遠景,觀者無不驚喜萬分。參議院隨後決定他為帕多瓦大學的終身教授。1610年初,他又將望遠鏡放大率提高到33,用來觀察日月星辰,新發現甚多,如月球表麵高低不平,月球與其他行星所發的光都是太陽的反射光,水星有4顆衛星,銀河原是無數發光體的總匯,土星有多變的橢圓外形等等,開辟了天文學的新天地。是年3月,出版了他的《星空信使》一書,震撼全歐。隨後又發現金星盈虧與大小變化,這對日心說是一強有力的支持。

伽利略日後回顧在帕多瓦的18年時,認為這是他一生中工作最開展、精神最舒暢的時期。事實上,這也是他一生中學術成就最多的時期。

20年來伽利略在物理學和天文學研究上的豐碩成果,激起了他學術上的更大企求。為了取得有充裕時間致力於科學研究,1610年春,他辭去大學教職,接受托斯卡納公國大公聘請,擔任宮廷首席數學家和哲學家的閒職與比薩大學首席數學教授的榮譽職位。

為了使科學免受教會乾預,伽利略曾多次去羅馬活動。1611年他第二次去羅馬,目的在於贏得宗教、政治與學術界認可他在天文學上的發現。他在羅馬受到包括教皇保羅五世和若乾高級主教在內的上層人物的熱情接待,並被林賽研究院接納為院士。當時耶穌會的神父們承認他的觀測事實,隻是不同意他的說法。這年5月,在羅馬大學的大會上,幾個高職位的神父公開宣布了伽利略的天文學成就。

同年,他觀察到太陽黑子及其運動,對比黑子的運動規律和圓運動的投影原理,論證了太陽黑子是在太陽表麵上;他還發現了太陽有自轉。1613年他發表了3篇討論太陽黑子問題的通信稿。另外,1612年他又出版了《水中浮體對話集》一書。

1615年,一詭詐的教士集團和教會中許多與伽利略敵對的人聯合攻擊伽利略為哥白尼學說辯護的論點,控告他違反基督教義。他聞訊後,於是年冬第三次去羅馬,力圖挽回自己的聲譽,企求教廷不因自己保持哥白尼觀點而受到懲處,也不公開壓製他宣傳哥白尼學說,教廷默認了前一要求,但拒絕了後者。教皇保羅五世在1616年下達了著名的「1616年禁令」,禁止他以口頭的或文字的形式保持、傳授或捍衛日心說。

1624年,他第四次去羅馬,希望故友新任教皇烏爾邦八世能夠同情並理解他的意願,以維護新興科學的生機。他先後謁見6次,力圖說明日心說可以與基督教教義相協調,說「聖經是教人如何進天國,而不是教人知道天體是如何運轉的」;並且試圖以此說服一些大主教,但毫無效果。烏爾邦八世堅持「1616年禁令」不變;隻允許他寫一部同時介紹日心說和地心說的書,但對兩種學說的態度不得有所偏倚,而且都要寫成數學假設性的。在這辛勤奔波的一年裡,他研製成了一台顯微鏡,「可將蒼蠅放大成母雞一般」。

此後6年間,他撰寫了《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係對話》一書1630年他第5次到羅馬,取得了此書的「出版許可證」。此書終於在1632年出版了。此書在表麵上保持中立,但實際上卻為哥白尼體係辯護,並多處對教皇和主教隱含嘲諷,遠遠超出了僅以數學假設進行討論的範圍。全書筆調詼諧,在意大利文學史上列為文學名著。

《對話》出版後6個月,羅馬教廷便勒令停止出售,認為作者公然違背「1616年禁令」,問題嚴重,亟待審查。原來有人在教皇烏爾邦八世麵前挑撥說伽利略在《對話》中,借頭腦簡單、思想守舊的辛普利邱之口以教皇慣用辭句,發表了一些可笑的錯誤言論,使他大為震怒。曾支持他當上教皇的集團激烈地主張要嚴懲伽利略,而神聖羅馬帝國和西班牙王國認為如縱容伽利略會對各國國內的異端思想產生重大影響,提出聯合警告。在這些內外壓力和挑撥下,教皇便不顧舊交,於這年秋發出要伽利略到羅馬宗教裁判所受審的指令。

年近七旬而又體弱多病的伽利略被迫在寒冬季節抱病前往羅馬,在嚴刑威脅下被審訊了三次,根本不容審辯。幾經折磨,終於在1633年6月22日在聖瑪麗亞修女院的大廳上由10名樞機主教聯席宣判,主要罪名是違背「1616年禁令」和聖經教義。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上,在教廷已寫好的「悔過書」上簽字。主審官宣布:判處伽利略終身監禁;《對話》必須焚絕,並且禁止出版或重印他的其他著作。此判決書立即通報整個天主教世界,凡是設有大學的城市均須聚眾宣讀,借此以一儆百。

伽利略既是勤奮的科學家,又是虔誠的天主教徒,深信科學家的任務是探索自然規律,而教會的職能是管理人們的靈魂,不應互相侵犯。所以他受審之前不想逃脫,受審之時也不公開反抗,而是始終服從教廷的處置。他認為教廷在神學範圍之外行使權力極不明智,但隻能私下有所不滿。顯然,g布魯諾的被處火刑和t康帕內拉的被長期打入死牢,這兩位意大利傑出的哲學家的遭遇,給他精神上投下了可怕的陰影。

宗教裁判所的判決隨後又改為在家軟禁,指定由他的學生和故友a皮柯羅米尼大主教在錫耶納的私宅中看管他,規定禁止會客,每天書寫材料均需上繳等。在皮柯羅米尼的精心護理和鼓勵下,伽利略重行振作起來,接受皮柯羅米尼的建議繼續研究無爭議的物理學問題。於是他仍用《對話》中的三個對話人物,以對話體裁,和較樸素的文筆,將他最成熟的科學思想和研究成果撰寫成《關於兩門新科學的對話與數學證明對話集》。兩門新科學是指材料力學(見彈性力學)和動力學。這部書稿1636年就已完成,由於教會禁止出版他的任何著作,他隻好托一位威尼斯友人秘密攜出國境,1638年在荷蘭萊頓出版。

伽利略在皮柯羅米尼家中剛過了5個月,便有人寫匿名信向教廷控告皮柯羅米尼厚待伽利略。教廷乃勒令伽利略於當年12月遷往佛羅倫薩附近的阿切特裡他自己的故居,由他的大女兒維姬尼亞照料,禁例依舊。她對父親照料妥貼,但4個月後竟先於父親病故。

伽利略多次要求外出治病,均未獲準。1637年雙目失明。次年才獲準住在其子家中。在這期間探望他的除托斯卡納大公外,還有英國著名詩人、政論家j彌爾頓和法國科學家、哲學家伽桑迪。他的學生和老友b卡斯泰裡還和他討論過利用木衛星計算地麵經度的問題。這時教廷對他的限製和監視已明顯放鬆了。

1639年夏,伽利略獲準接受聰慧好學的18歲青年v維維亞尼為他的最後一名學生,並可在他身邊照料,這位青年使他非常滿意。1641年10月卡斯泰裡又介紹自己的學生和過去的秘書e托裡拆利前往陪伴。他們和這位雙目失明的老科學家共同討論如何應用擺的等時性設計機械鍾,還討論過碰撞理論、月球的天平動、大氣壓下礦井水柱高度等問題,因此,直到臨終前他仍在從事科學研究。

伽利略於1642年1月8日病逝,葬儀草率簡陋,直到下一世紀,遺骨才遷到家鄉的大教堂。

科學的不斷發展,迫使羅馬教廷不得不在1757年宣布解除對哥白尼《天體運行論》的禁令;1882年羅馬教皇又無可奈何地承認了日心學說。1979年11月10日,梵蒂岡教皇j保羅二世代表羅馬教廷為伽利略公開平反昭雪,認為教廷在300多年前迫害他是嚴重的錯誤。這表明朝廷最終承認了伽利略的主張——宗教不應該乾預科學。

伽利略是第一個把實驗引進力學的科學家,他利用實驗和數學相結合的方法確定了一些重要的力學定律。1582年前後,他經過長久的實驗觀察和數學推算,得到了擺的等時性定律。接著在1585年因家庭經濟困難輟學。離開比薩大學期間,他深入研究古希臘學者歐幾裡得、阿基米德等人的著作。他根據槓杆原理和浮力原理寫出了第一篇題為《天平》的論文。不久又寫了論文《論重力》,第一次揭示了重力和重心的實質並給出準確的數學表達式,因此聲名大振。與此同時,他對亞裡士多德的許多觀點提出質疑。

在1589~1591年間,伽利略對落體運動作了細致的觀察。從實驗和理論上否定了統治千餘年的亞裡士多德關於「落體運動法則」確立了正確的「自由落體定律」,即在忽略空氣阻力條件下,重量不同的球在下落時同時落地,下落的速度與重量無關。根據伽利略晚年的學生v維維亞尼的記載,落體實驗是在比薩斜塔上公開進行的:1589年某一天,伽利略將一個重10磅,一個重1磅的鐵球同時拋下,幾乎同時落地,在場的競爭者個個目瞪口呆,在大笑中聳聳肩走了。但在伽利略的著作中並未明確說明實驗是在比薩斜塔上進行的。因此近年來對此存在爭議。

伽利略對運動基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學表達式。尤其是加速度概念的提出,在力學史上是一個裡程碑。有了加速度的概念,力學中的動力學部分才能建立在科學基礎之上,而在伽利略之前,隻有靜力學部分有定量的描述。

伽利略曾非正式地提出過慣性定律(見牛頓運動定律)和外力作用下物體的運動規律,這為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎。在經典力學的創立上,伽利略可說是牛頓的先驅。

伽利略還提出過合力定律,拋射體運動規律,並確立了伽利略相對性原理伽利略在力學方麵的貢獻是多方麵的。這在他晚年寫出的力學著作《關於兩門新科學的談話和數學證明》中有詳細的描述。在這本不朽著作中,除動力學外,還有不少關於材料力學的內容。例如,他闡述了關於梁的彎曲試驗和理論分析,正確地斷定梁的抗彎能力和幾何尺寸的力學相似關係。他指出,對長度相似的圓柱形梁,抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過受集中載荷的簡支梁,正確指出最大彎矩在載荷下,且與它到兩支點的距離之積成比例。伽利略還對梁彎曲理論用於實踐所應注意的問題進行了分析,指出工程結構的尺寸不能過大,因為它們會在自身重量作用下發生破壞。他根據實驗得出,動物形體尺寸減小時,軀體的強度並不按比例減小。他說:「一隻小狗也許可以在它背上馱兩三隻同樣大小的狗,但我相信一匹馬也許連一匹和它同樣大小的馬也馱不起。」

他是利用望遠鏡觀測天體取得大量成果的第一位科學家。這些成果包括:發現月球表麵凹凸不平,木星有四個衛星(現稱伽利略衛星),太陽黑子和太陽的自轉,金星、木星的盈虧現象以及銀河由無數恆星組成等。他用實驗證實了哥白尼的「地動說」,徹底否定了統治千餘年的亞裡士多德和托勒密的「天動說」。

他一生堅持與唯心論和教會的經院哲學作鬥爭,主張用具體的實驗來認識自然規律,認為實驗是理論知識的源泉。他不承認世界上有絕對真理和掌握真理的絕對權威,反對盲目迷信。他承認物質的客觀性、多樣性和宇宙的無限性,這些觀點對發展唯物主義的哲學具有重要的意義。但由於歷史的局限性,他強調隻有可歸納為數量特征的物質屬性才是客觀存在的。

伽利略因為支持日心說入獄後,「放棄」了日心說,他說,"考慮到種種阻礙,兩點之間最短的不一定是直線",正是因為他有這樣的思想,暫時的放棄換得永遠的支持,沒有像布魯諾那樣去為科學的真理而犧牲,但卻可以為科學繼續貢獻自己的力量。

最早的溫度計是在1593年由意大利科學家伽利略(1564~1642)發明的。他的第一隻溫度計是一根一端敞口的玻璃管,另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱,然後把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化,玻璃管中的水麵就會上下移動,根據移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計,受外界大氣壓強等環境因素的影響較大,所以測量誤差較大。後來伽利略的學生和其他科學家,在這個基礎上反復改進,如把玻璃管倒過來,把液體放在管內,把玻璃管封閉等。

在發現慣性定律的基礎上,伽利略提出了相對性原理:力學規律在所有慣性坐標係中是等價的。力學過程對於靜止的慣性係和運動的慣性係是完全相同的。可以換句話說,在一係統內部所作任何力學的實驗都不能夠決定一慣性係統是在靜止狀態還是在作等速直線運動。伽利略在《對話》中寫道:當你在密閉的運動著的船艙裡觀察力學過程時,「隻要運動是勻速的,決不忽左忽右擺動,你將發現,所有上述現象絲毫沒有變化,你也無法從其中任何一個現象來確定,船是在運動還是停著不動。即使船運動得相當快,在跳躍時,你將和以前一樣,在船底板上跳過相同的距離,你跳向船尾也不會比跳向船頭來得遠,雖然你跳到空中時,腳下的船底板向著你跳的相反方向移動。

你把不論什麼東西扔給你的同伴時,不論他是在船頭還是在船尾,隻要你自己站在對麵,你也並不需要用更多的力。水滴將象先前一樣,垂直滴進下麵的罐子,一滴也不會滴向船尾,雖然水滴在空中時,船已行使了許多拃。魚在水中遊向水碗前部所用的力,不比遊向水碗後部來得大;它們一樣悠閒地遊向放在水碗邊緣任何地方的食餌。最後,蝴蝶和蒼蠅將繼續隨便地到處飛行,它們也決不會向船尾集中,並不因為它們可能長時間留在空中,脫離了船的運動,為趕上船的運動顯出累的樣子。如果點香冒煙,則將看到煙象一朵雲一樣向上升起,不向任何一邊移動。

所有這些一致的現象,其原因在於船的運動是船上一切事物所共有的,也是空氣所共有的。」相對性原理是伽利略為了答復地心說對哥白尼體係的責難而提出的。這個原理的意義遠不止此,它第一次提出慣性參照係的概念,這一原理被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理,是狹義相對論的先導。

伽利略在帕多瓦大學工作的18年間,最初把主要精力放在他一直感興趣的力學研究方麵,他發現了物理上重要的現象——物體運動的慣性;做過有名的斜麵實踐,總結了物體下落的距離與所經過的時間之間的數量關係;他還研究了炮彈的運動,奠定了拋物線理論的基礎;關於加速度這個概念,也是他第一個明確提出的:甚至為了測量病人發燒時體溫的升高,這位著名的物理學家還在1593年發明了第一支空氣溫度計……但是,一個偶然的事件,使伽利略改變了研究方向。他從力學和物理學的研究轉向廣漠無垠的茫茫太空了。

那是1609年6月,伽利略聽到一個消息,說是荷蘭有個眼鏡商人利帕希在一偶爾的發現中,用一種鏡片看見了遠處肉眼看不見的東西。「這難道不正是我需要的千裡眼嗎?」伽利略非常高興。不久,伽利略的一個學生從巴黎來信,進一步證實這個消息的準確性,信中說盡管不知道利帕希是怎樣做的,但是這個眼鏡商人肯定是製造了一個鏡管,用它可以使物體放大許多倍。

「鏡管!」伽利略把來信翻來覆去看了好幾遍,急忙跑進他的實驗室。他找來紙和鵝管筆,開始畫出一張又一張透鏡成像的示意圖。伽利略由鏡管這個提示受到啟發,看來鏡管能夠放大物體的秘密在於選擇怎樣的透鏡,特別是凸透鏡和凹透鏡如何搭配。他找來有關透鏡的資料,不停地進行計算,忘記了暮色爬上窗戶,也忘記了曙光是怎樣射進房間。

↑返回頂部↑

書頁/目錄

本章報錯

玄幻相关阅读: 上位 回到八零發家致富 燕爾新婚 廢物美人被偏執boss纏上 炮灰真千金她不乾了 作為普通人,分身強億點很合理吧? 邪化黑巫 劇透多元宇宙:開局直播漫威 葉落不知歸 我的寶可夢實在太努力了