眼睛盯著天花板
有壹次,他站在比薩的天主教堂裏,盯著天花板,壹動不動。他在做什麽?原來他用右手按著左手的脈搏,看著天花板上來回擺動的燈光。他發現,雖然燈的擺動越來越弱,每次擺動的距離逐漸縮短,但每次擺動所需的時間是壹樣的。於是伽利略做了壹個長度合適的鐘擺,測量脈沖的速度和均勻性。從這裏,他發現了鐘擺定律。這個鐘是根據他發現的定律制造的。
如果妳失學了,就好好學習。
家庭生活的貧困迫使伽利略早早離開了大學。輟學後,伽利略仍然在家努力學習數學。由於他的不斷努力,他在數學研究方面取得了優異的成績。同時,他還發明了比重秤,寫了壹篇題為《固體的重心》的論文。此時,21歲的伽利略已經名揚全國,人們稱他為“當代的阿基米德”。25歲時,比薩大學破例聘請他為數學教授。
舉世聞名的落體實驗
在伽利略之前,古希臘的亞裏士多德認為落體的速度是不壹樣的。它的下落速度與其重量成正比。物體越重,下落越快。例如,壹個重10公斤的物體下落的速度比壹個重1公斤的物體下落的速度快10倍。
從1700多年前開始,人們就壹直把這種違背自然規律的理論視為毋庸置疑的真理。年輕的伽利略根據自己的經驗推理大膽質疑亞裏士多德的理論。經過仔細考慮,他決定自己做壹個實驗。他選擇比薩斜塔作為實驗場。這壹天,他帶來了兩個大小相同但重量不同的鐵球,其中壹個重10斤,是實心的;另壹個重1斤,空心。伽利略站在比薩斜塔上向塔下望去。塔裏擠滿了前來觀看的人,每個人都在談論這件事。有人諷刺說:“這小夥子神經壹定有病!亞裏士多德的理論不可能錯!”實驗開始了。伽利略兩手各拿壹個鐵球,喊道:“下面的人,看清楚了,鐵球要掉下來了。”說完,他同時把雙手張開。人們看到兩個鐵球平行落下,幾乎同時落到地面。所有的人都目瞪口呆。伽利略的實驗揭開了落體運動的秘密,推翻了亞裏士多德的理論。這個實驗在物理學發展史上具有劃時代的意義。
制造了第壹架望遠鏡。
哥白尼是傑出的波蘭天文學家。經過40年的天文觀測,他提出了“日心說”。他認為宇宙的中心是太陽,而不是地球。地球是壹顆普通的行星,它在自轉的同時圍繞太陽公轉。伽利略很早就相信哥白尼的“日心說”。1608年6月的壹天,伽利略發現了壹根壹端嵌有凸面鏡,另壹端嵌有凹面鏡的空管,並制成了世界上第壹臺小型天文望遠鏡。實驗表明,它可以將原物體放大三倍。伽利略不滿意,他進壹步改進,又做了壹個。他拿著這個望遠鏡跑到海邊,只見茫茫大海翻滾,不見壹條船。然而,當他拿起望遠鏡向遠處望去時,壹艘船正從遠處向岸邊駛來。實踐證明可以放大8倍。伽利略不斷改進和制造,最後,他的望遠鏡可以將原件放大32倍。
證實了哥白尼的日心說
每天晚上,伽利略用他的望遠鏡觀察月亮。他看到了月球上的山脈、深谷和火山裂縫。後來,我開始觀察太空,探索宇宙的奧秘。他發現銀河系是由許多小恒星組成的。他還發現太陽中有黑點,並且這些黑點的位置在不斷變化。所以他斷定太陽本身在自轉。伽利略埋頭觀察,用無可辯駁的事實證明了地球圍繞太陽轉,太陽只是壹顆普通的恒星,從而證明了哥白尼學說的正確性。1610年,伽利略發表了著名的《星際使者》。人們贊嘆說:“哥倫布發現新大陸,伽利略發現新宇宙。”
簡介
伽利略是偉大的意大利物理學家和天文學家,也是科學革命的先驅。在歷史上,他首先在科學實驗的基礎上融合了數學、物理學和天文學,拓展、深化和改變了人類對物質運動和宇宙的認識。為了證明和傳播哥白尼的日心說,伽利略奉獻了壹生。結果晚年受到教會迫害,終身監禁。他用系統的實驗和觀察推翻了以亞裏士多德為代表的傳統思辨自然觀,創立了以實驗事實為基礎、具有嚴密邏輯體系的現代科學。因此,他被稱為“現代科學之父”。他的工作為牛頓理論體系的建立奠定了基礎。
早期活動
伽利略於1564年2月5日出生在比薩。他的父親Fen Cenzio Galileo精通樂理和聲學,著有《音樂對話》壹書。1574全家搬到佛羅倫薩。伽利略從小受父親影響,對音樂、詩歌、繪畫和機械非常感興趣。像他父親壹樣,他不迷信權威。17歲時,他遵照父親的命令在比薩大學學醫,但他對醫學感到厭倦。課後,他深感興趣地聽著名學者O. Rich講課,他是我們家的朋友,他教歐幾裏德幾何和阿基米德靜力學。
1583年,伽利略註意到了比薩教堂壹盞吊燈的擺動,然後用壹個用金屬絲懸掛的銅球做了壹個模擬(單擺)實驗,證實了微小擺動的等時性和擺動長度對周期的影響,並由此創造了壹個測量短時間間隔的脈沖計。從65438到0585,他因為家庭貧困輟學,當了家教,但他仍然努力自學。1586年,他發明了浮力天平,寫了論文《小天平》。
1587年,他帶著壹篇關於固體重心計算的論文去羅馬大學拜會了著名數學家和歷法學家C. Clavius教授,受到了極大的贊揚和鼓勵。克拉維烏斯從羅馬大學教授p·瓦拉那裏帶回了他的邏輯學和自然哲學的講座,這對他以後的工作有很大的幫助。
從65438年到0588年,他就a .但丁的《神曲》中煉獄的圖形構思進行了學術演講,他的文學和數學天賦大受贊揚。次年,他發表了幾篇關於固體重心計算的論文,包括壹些新的靜力學定理。由於這些成就,比薩大學聘請他教授幾何和天文學。第二年他發現了擺線。
當時比薩大學的教科書都是亞裏士多德學派學者寫的,書中充斥著神學和形而上學的教條。伽利略經常表示尖銳的反對意見,在學校裏受到校方的歧視和排斥。1591年,父親因病去世,家庭負擔加重,他決定離開比薩。
帕多瓦時期
1592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,不受教廷直接控制,學術思想相對自由。在這種良好的氛圍下,他經常參加校內外的各種學術文化活動,與有各種想法和觀點的同事爭論。這時,他在吸收N.F塔爾塔利亞、G.B貝內代蒂、f·科門蒂諾等人的數學和力學研究成果的同時,經常視察工廠、車間、礦山和各種軍民工程,廣泛結交各行各業的技術人員,幫助他們解決技術問題,學習生產技術知識和各種新經驗,深受啟發。
在此期間,他深入系統地研究了落體運動、拋體運動、靜力學、水力學以及壹些民用和軍用建築。發現了慣性原理,發明了溫度計和望遠鏡。
1597年,他收到了J·開普勒的壹本書《神秘的宇宙》,開始信奉日心說,承認地球有公轉和自轉兩種運動。但此時他對柏拉圖最自然最完美的圓周運動思想印象深刻,對開普勒的行星橢圓軌道理論不感興趣。
1604年天空中出現了壹顆超新星,光持續了18個月。他借機在威尼斯做了幾次科普演講,宣傳哥白尼的學說。因為精彩的演講,聽眾逐漸增多,最後達到壹千多人。
1609年7月,有傳言說壹個荷蘭眼鏡工人發明了壹個望遠鏡,供人們欣賞。他沒有看到實物,就想到以後用風琴管和凸凹透鏡做壹個望遠鏡,放大倍數是3,然後提高到9。他邀請威尼斯參議員到塔的頂層,用望遠鏡看遠處的景色,所有的觀眾都驚喜不已。參議院隨後決定他是帕多瓦大學的終身教授。1610年初,他將望遠鏡的放大倍數提高到33倍觀測月球、太陽和恒星,發現了許多新的發現,如月球表面凹凸不平,月球和其他行星發出的光是太陽的反射,水星有四顆衛星,銀河系原本是無數發光體的匯流,土星有多變的橢圓形等等,開辟了天文學的新天地。當年3月,他出版了《星際使者》壹書,震驚全歐洲。後來發現金星盈虧和大小變化,這是對日心說的有力支持。
伽利略後來回顧他在帕多瓦的18年,認為這是他壹生中最有生產力和靈性的時期。其實這也是他壹生中學術成就最大的時期。
托斯卡納時期
伽利略在過去20年中在物理學和天文學方面取得的豐碩成果激起了他更大的學術抱負。為了得到足夠的時間投身於科學研究,1610年春天,他從大學辭職,接受了托斯卡納大公的任命,擔任宮廷首席數學家和哲學家,以及比薩大學首席數學教授的榮譽職位。
為了保護科學不受教會幹預,伽利略多次前往羅馬。1611年,為了贏得宗教界、政界和學術界對他在天文學上的發現的認可,他第二次前往羅馬。在羅馬,他受到包括教皇保羅五世和壹些高級主教在內的精英們的熱情接待,並被林賽研究所接納為院士。當時,耶穌會教士承認他的觀察,但不同意他的解釋。今年5月,在羅馬大學的會議上,幾名高級牧師公開宣布了伽利略的天文學成就。
同年,他觀測了太陽黑子及其運動,用圓周運動的投影原理對比了太陽黑子的運動規律,論證了太陽黑子在太陽表面;他還發現太陽自轉。1613年發表了三篇關於太陽黑子的通訊文章。此外,在1612年出版了《水中浮體對話》壹書。
1615壹個背信棄義的教士集團和教會中許多敵視伽利略的人聯合攻擊伽利略為哥白尼辯護的論點,指責他違反了基督教。得知消息後,他於年冬第三次前往羅馬,試圖挽回自己的聲譽,懇求梵蒂岡不要因為保留哥白尼的觀點而受到懲罰,也不要公開打壓他宣傳哥白尼學說。梵蒂岡默許了前者的要求,但拒絕了後者。教皇保羅五世在1616年頒布了著名的“1616禁令”,禁止他口頭或書面保留、教導或捍衛日心說。
1624年,他第四次前往羅馬,希望他的老朋友,新教皇烏爾班八世同情和理解他的願望,以保持新興科學的生命力。他有六次聽眾,試圖解釋日心說可以與基督教教義和諧,說“聖經教人如何進入天國,而不是天體如何運作”;並試圖說服壹些大主教,但無濟於事。Urbon VIII堅持“1616 ban”不變;只允許他寫壹本同時介紹日心說和地心說的書,但他對這兩種學說的態度壹定不能偏頗,都要寫成數學假說。在這壹年的努力中,他研制出了顯微鏡,“可以把蒼蠅放大成母雞。”
在隨後的六年裏,他寫了壹本書《托勒密與哥白尼的對話》(書影(見伽利略代表作《兩個世界體系的對話》(1632)扉頁)。中譯本,上海外國自然科學哲學著作編譯組譯,上海人民出版社,1974)。1630年,他第五次去羅馬,獲得了這本書的“出版許可”。這本書最終在1632出版。這本書表面上是中立的,實際上是為哥白尼體系辯護,在很多地方含蓄地嘲諷了教皇和主教,這遠遠超出了只討論數學假設的範圍。該書風格幽默,被列為意大利文學史上的文學傑作。
對教廷和老年的迫害
《對話》出版半年後,教廷勒令其停售,認為作者公然違反“1616禁令”,問題嚴重,急需審查。原來,在教皇烏爾班八世之前,有人挑釁伽利略說,在《對話錄》中,他以頭腦簡單、思想保守的Simpleqiu之口,發表了壹些荒謬錯誤的言論,使他大發雷霆。曾經支持他當教皇的團體強烈主張嚴懲伽利略,而神聖羅馬帝國和西班牙王國則認為縱容伽利略會對各國的異端產生很大影響,提出聯合警告。在這些內外壓力和挑釁下,教皇不顧老朋友,於今年秋天發布命令,由羅馬宗教裁判所對伽利略進行審判。
年近七旬、體弱多病的伽利略被迫在寒冷的冬天前往羅馬,在酷刑的威脅下被審問了三次。根本沒有防禦。幾經折磨,終於在6月22日,1633,10樞機主教聯合宣判,主要罪名是違反“1616禁止”和聖經教義。伽利略被迫跪在冰冷的石板上,簽署了梵蒂岡寫的“悔過書”。審判長宣布伽利略被判無期徒刑;對話必須燒掉,禁止出版或轉載他的其他作品。這壹判決立即通知了整個天主教世界,所有有大學的城市都必須聚集起來宣讀,以此殺雞儆猴。
伽利略既是勤奮的科學家,也是虔誠的天主教徒,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的靈魂,不應互相侵犯。所以他在受審前沒有想過逃跑,受審時也沒有公開反抗,而是壹直服從梵蒂岡的處置。他認為梵蒂岡在神學範圍之外行使權力是極其不明智的,只能私下不滿。顯然,G·布魯諾被燒死在火刑柱上,T·坎帕內拉被關在死囚牢房裏很長時間。這兩位傑出的意大利哲學家的遭遇給他的精神蒙上了可怕的陰影。
宗教裁判所的決定後來改為軟禁在家,他的學生和老朋友大主教A. Picolomini被任命在錫耶納的私人住宅照顧他。規定禁止訪客,每天都要上交寫作材料。在皮克洛米尼的悉心照料和鼓勵下,伽利略復活了,並接受了皮克洛米尼的建議,繼續研究沒有爭議的物理問題。於是他還是用《對話錄》中的三個對話人物,用對話體裁和簡潔的文筆,把自己最成熟的科學思想和成果寫成了《關於兩門新科學的對話》和《數學證明對話集》。兩個新的科學指的是材料力學和動力學。此稿完成於1636。因為教會禁止出版他的任何作品,他不得不委托壹位威尼斯朋友偷偷帶出國,於1638在荷蘭萊頓出版。
伽利略剛在皮科洛米尼家呆了5個月,就有人寫了壹封匿名信,指責皮科洛米尼對伽利略太好。梵蒂岡命令伽利略於5438年6月+當年2月搬到自己位於佛羅倫薩附近切特裏的故居,由長女弗吉尼亞照料,禁令依舊。她很好地照顧她的父親,但是四個月後在他之前死了。
伽利略多次要求外出就醫,但未被允許。1637瞎了。直到第二年,他才被允許住在他兒子的房子裏。這壹時期,除了托斯卡納大公之外,還有英國著名詩人、政論家J·彌爾頓,法國科學家、哲學家P·加桑迪。他的學生和老朋友B. Castay也和他討論了利用木質衛星計算地面經度的問題。此時梵蒂岡對他的限制和監視已經明顯放松。
1639年夏天,伽利略被允許接受聰明好學的18歲青年v·維維亞尼為他最後壹個學生,他可以照顧他。這個年輕人讓他非常滿意。1641 10年6月,卡斯塔伊介紹他的學生、前秘書e·托裏切利陪同。他們和這位雙目失明的老科學家討論了如何利用擺的等時性設計出機械鐘,還討論了碰撞理論、月球的天平動、大氣壓下礦井中水柱的高度等問題,所以他直到去世還在從事科學研究。
伽利略死於1642 65438+10月8日,葬禮很草率。直到下個世紀,他的屍骨才被移至家鄉的大教堂。
國際天文年
2009年。紀念伽利略發明折射望遠鏡400周年。
聯合國將2009年定為國際天文年。