亚里士多德的学说在十六世纪仍然如日中天，人人都奉为经典，没有人提出任何的怀疑。亚里士多德关于「自由落体」的学说 是：物体自高处自由落下的速度和重量成正比。也就是说，一个十磅重的物体，下坠的速度会比一磅重的物体快十倍。这个学说在大小的外表上看来，似乎非常的合 理，而且人人也都相信学说的真确性，教授们严肃的把这个学说教给他们的学生，学生们也都敬谨的接受这个学说，只有伽利略表示怀疑。
  伽利略曾经亲眼目睹大小不同的冰雹，同时一起掉落到地。根据常识判断，它们似乎是从同一高度一起下坠的，但是按照亚里士多德的学说，较大的冰雹应该先落到地面上，小冰雹在接着掉来，伽利略观察到的并非如此。
  他做了许多实验，发觉亚里士多德的学说是错误的，他决心指出这项错误。传说有一天，他邀请有关的教授到比塞塔前，拿出一个一百磅的重体，和一个一磅的重体。
  伽利略问所有的教授们：
  「假如这两个重体同时自塔顶自由落下，结果如何？」
  教授们议论纷纷，谁也没有做过这样的实验，没有人敢预料结果如何。
  以往，他们按亚里斯多德的学说照本宣科，从来没有怀疑过。现在，居然有一位二十五岁的青年，提出了要求证据的疑问。结果呢？要是两个重体以非常悬殊的 速度坠落地面，教授们
可以松一口气，证明亚里士多德的学说是正确的，伽利略将被冠上「说谎者」、「搅局者」的罪名。要是两个重体同时坠落地面？又将如何解 释呢？是扬弃奉行多年的亚里士多德学说，接受伽利略实验所证明的事实，还是对伽利略的实验视若无睹？
  比萨塔的倾斜度可以使坠体不受阻碍，伽利略塔顶大喊：
  「看清楚了没有？下来了！」
  两个重体砰然而下，小的重体始终和大的重体并行，而且同时落地。这两个重体的砰然一声，并不表示亚里士多德的学说已经崩溃。因为这一教授在不想相信 一件真实事物的时候，根本不去看一看、摸一摸，无论如何也不愿意承认亚里士多德的学说是错误的。更荒谬的是他们反而怀疑伽利略为了证实速度相同，而在重体 内隐藏了「魔术」。
惯性故事—萨尔维阿蒂大船
经典物理学是从否 定亚里士多德的时空观开始的。当时曾有过一场激烈的争论。赞成哥白尼学说的人主张地球在运动，维护亚里土多德----托勒密体系的人则主张地静说。地静派 有一条反对地动说的强硬理由：如果地球是在高速地运动，为什么在地面上的人一点也感觉不出来呢？这的确是不能回避的一个问题。
  1632年，伽利略出版了他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中那位地动派的“萨尔维蒂”对上述问题给了一个彻底的回答。他说： “把你和一些朋友关在一条大船甲板下的主舱里，让你们带着几只苍蝇、蝴蝶和其他小飞虫，舱内放一只大水碗，其中有几条鱼。然后，挂上一个水瓶，让水一滴一 滴地滴到下面的一个宽口罐里。船停着不动时，你留神观察，小虫都以等速向舱内各方向飞行，鱼向各个方向随便游动，水滴滴进下面的罐中，你把任何东西
  扔给你的朋友时，只要距离相等，向这一方向不必比另一方向用更多的力。你双脚齐跳，无论向哪个方向跳过的距离都相等。当你仔细地观察这些事情之后，再 使船以任何速度前进，只要运动是匀速，也不忽左忽右地摆动，你将发现。所有上述现象丝毫没有变化。你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着 不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远。虽然你跳到空中时，脚下的船底板向 着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，滴 进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾。虽然水滴在空中时，船已行驶了许多柞。鱼在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放
在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇继续随便地到处飞行。它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离开了船的运动，为赶上船 的运动而显出累的样子。”
  萨尔维阿蒂的大船道出了一条极为重要的真理，即：从船中发生的任何一种现象，你是无法判断船究竟是在运动还是在停着不动。现在称这个论断为伽利略相对性原理。
  用现代的语言来说，萨尔维阿蒂的大船就是一种所谓惯性参考系。就是说，以不同的匀速运动着而又不忽左忽右摆动的船都是惯性参考系。在一个惯性系中能看 到的种种现象，在另一个惯性参考系中必定也能无任何差别地看到。亦即，所有惯性参考系都是平权的、等价的。我们不可能判断哪个惯性参考系是处于绝对静止状 态，哪一个又是绝对运动的。
  伽利略相对性原理不仅从根本上否定了地静派对地动说的非难，而且也否定了绝对空间观念(至少在惯性运动范围内)。所以，在从经典力学到相对论的过渡 中，许多经典力学的观念都要加以改变，唯独伽利略相对性原理却不仅不需要加以任何修正，而且成了狭义相对论的两条基本原理之一。
金属环的膨胀
  加热一金属圆环直到金属膨胀了 1％，那么圆环中心的圆孔的直径将：变大。
  圆孔不过是个空缺，而空缺也会膨胀，这是无法避免的。所有圆环的尺寸都要按比例胀大。形象地说，设想有一张圆环的照片，将其放大 1％，照片上的任何部位都将被放大，当然圆也不例外。
  也可以这样理解这个问题：将圆环弄直使它形成一直棒，加热时，它不仅变厚而且变长，这样当这根直棒再弯成环形时，内部圆孔的周长就象它的厚度一样也变大了。
  如果我们想象一块方金属板中间有一方孔，那么很容易看出方孔将由于金属板的膨胀而变大。把方金属板切成小方块，加热使它们膨胀，再将它们拼成原样，方孔便同固体金属一样也膨胀了。
  以前，铁匠给木轮加轮箍是采用这种方法：将略小于车轮外缘的轮箍加热，由于加热使轮箍膨胀，此时把轮箍刚好套在木轮上。待冷却后，不需任何另外的固定便会很牢固地箍在木轮上。
  下次，当你打开一个罐子上的金属盖时，在热水里浸一下或放在热炉子上加热片刻，因盖子以及它的内周长的膨胀而很容易打开了。
生锈的螺母
  螺钉上有一只生锈的螺母，那么用加热的方法可以取下它。
  回忆一下“圆环的膨胀”。螺母与螺钉并非紧密地挨在一起的，两者之间总有一点很小的空隙。螺母固定得很紧，问题在于这空隙大小。怎样才能使这空隙变大 一些呢？加热。加热可以使任何物体膨胀，螺母膨胀，螺钉也膨胀，最后重要的是，两者间的空隙也膨胀。因此，要想旋松螺母，就加热，尽管螺钉也会膨胀。
拉普拉斯冰量热器
  著名的法国化学家 拉瓦锡继续了布莱克的工作。1783年，他和法国物理学家拉普拉斯一起，研究了燃烧热和比热问题。他们对比热概念下了非常明确的定义，在论文中写道：“质 量相同温度相同的两种物质，要使它们的温度升高同一数值，所需的热量是不同的。假如把单位质量的水温升高一度所需的热量作为标准，那么具有一定质量的其他 任何物质，在升高一定温度时所吸收的热量，就可以用这一标准的若干倍来表示。”
  拉瓦锡和拉普拉斯根据布莱克的潜热理论并仿照布莱克和维耳克用的冰熔解的方法，设计了一个冰量热装置。他们把摄氏零度的冰做成一个中空的冰球，球内放 入具有一定温度（高于零度）的物体，并尽量作到使整个装置与外界绝热。球内物体的温度会慢慢下降，球内壁的冰也慢慢熔解，直到球内物体的温度降到零度，物 体的温度就达到稳定，球内的冰也不再
融化。这时只要测知融化的水的质量，便可计算出物体从原来的温度降到零度所放出的热量，这个热量等于这些水由冰熔解时 所吸收的热量（熔解潜热）。由物体的质量便可很容易地计算出它的比热。
  这个装置经进一步的改进，现在被称为拉普拉斯冰量热器，它的原理是很简单的，只包含冰熔解过程（因而要考虑熔解潜热）的混合量热问题。他们利用这种方法，测定了一些物质的比热。
  在测定气体的比热时，他们让一定量的被测气体流过冰量热器，测出气体进入和流出量热器时的温度以及融化的水，就可以计算出气体的比热。
  拉瓦锡和拉普拉斯还利用这套装置，测量了物质化学反应中放出的热量以及物体燃烧和动物呼吸所散发的热量。在测定燃烧热和动物呼吸热时，他们把被燃物或 动物放在冰球内。但是，无论是燃烧还是呼吸，都需要外界的空气，即冰球必须与外界有空气通路，这就会引起测量误差。为了消除这一误差，他们把空气预先冷却 到冰室的温度，然后再输入冰球。他们用这种方法测得：
  1磅磷燃烧放出的热量能融化100磅冰；
  1磅木炭燃烧放出的热量能融化96磅冰；
  1磅橄榄燃烧放出的热量能融化148磅冰。
  这些数据的误差是较大的；但是，拉瓦锡却用这个方法比较了烛焰和动物呼吸所放出的热量与放出的二氧化碳之比，发现这两个比值近似相等，这对于弄清动物热的来源和呼吸的本质有着重要作用。拉瓦锡的这个研究结果，对于能量转化与守恒定律的建立，也具有重要的启发意义。
显微镜的发明故事
  公元1680年， 一个在荷兰德夫特的市政厅门房干了几十年门卫工作的半老头子，却被当时欧洲乃至世界科技界颇具权威的英国皇家学会吸收为正式会员；接着，英国女王亲笔给他 写来了贺信。一时，他从一个最普通、最平凡的人霎时间变成了震惊世界的名人。他的主要业绩，就是经过自己几十年坚韧不拔的努力和探索，发明了世界医学史上 第一架帮助人类认识自然、驾驭自然、打开微观世界大门的显微镜，从此，他的这一业绩时时深刻地影响着人类的生命和生活。这个令世界震惊的小人物就是 1632年出生于荷兰德夫特一个普通工匠家庭，而后成为荷兰著名微生物学家的列文虎克。
  早年的列文虎克由于父亲的早逝，妈妈无力负担他求学，16 岁时，就来到首都阿姆斯特丹
的一个杂货铺里当了学徒。虽然天天早起晚睡，干着脏活累活，然而，他却并没有多少的怨言，因为来到这里虽然时间不长，他却有幸 结识了杂货铺对面一位和善的老大爷。老人家中藏书丰富，博学多识，他给年轻的列文虎克讲了许多充满神奇彩的新鲜而有趣的故事，这使列文虎克懂得了想要知 道的关于大自然奥秘的许多东西。于是，他一有空暇就向老人求教，在老人那里借阅图书，老人也非常喜欢这个爱读书、爱提问的好孩子。
  后来，在一天深夜，他正在伏案读书时，被隔壁眼镜店作坊的工匠磨制镜片的沙沙作响的声音吸引住了。他放下手中的书本，悄悄来到眼镜作坊里。他望着工匠 们磨出的一块块镜片，脑际突然浮现出一个奇怪的念头：如果能磨出一块特殊的镜片，让我们能看清许多用肉眼看不清、看不到的东西该多好哇！就是这样一个灵感 似的奇想，竟从此使他下定了磨制一块“魔镜”的决心。从此以后，列文虎克拜一位老工匠为师，虚心求教。
  有一天，这位老师傅给列文虎克讲了这样一件事：老师傅的孙子有一天偶尔将两块磨制好的透镜叠在一起放在一张废纸上看上面的字，只见这些字比原来的大好 多倍，老师傅马上拿过这两块镜片放在孙子头上看头发，突然发现头发像铁丝一样粗。老师傅讲的这件事引起列文虎克的极大兴趣，他发誓一定要磨制出比眼镜镜片 更精制、用途更广泛的镜片。为了达到目的，他的手磨破了，腿跪麻了。有时，手指上的鲜血顺着磨破的伤口流淌，浸湿了镜片。
有时，他磨至深夜也毫无倦意，实 在累了，就蜷缩在屋角和衣而卧。功夫不负有心人，一滴汗水换来一份收获，他辛勤地劳动最后结出了丰收的果实，他终于磨成了两块光亮精巧的透镜。他将镜片叠 起来看鸡毛，只见一根鸡毛上被放大了的绒毛像树枝一样排列着。接着，他试着将重叠在一起的两块镜片间的距离上下变化，只见随着镜片间距离的变化，直接影响 着观察的效果。
  那么，怎样将这两块镜片各自固定起来，同时又能自由地上下调节距离呢？一个新的难题又摆在了他的面前。为了解决新的难题，列文虎克一连几天苦苦地思索 着。一天，他在干完杂货铺的工作后来到大街上，边走边思索。忽然间，他被一阵丁丁冬冬的响声所吸引，猛然抬头往左一看，是一家铁铺在打铁。于是他来到铁铺 里，看到了铁匠们打制出的一件件铁器。这时，他忽而又想到：如果能让铁匠打制一个铁架和一个铁筒，将镜片固定在镜筒的两头，然后再固定在铁架上，这样观察 不是既省力又方便吗？想法既出，马上他就了铁匠师傅，将自己的想法告诉他们。
  没过几天功夫，列文虎克按照自己的设想所发明的第一架显微镜终于诞生了。正当他带着胜利的喜悦准备磨制更精密的显微镜的时候，他却被杂货铺的老板以不 务正业之名开除了。为了谋生，他只好辗转回到了故乡德夫特，好不容易经人介绍在市政厅的门房到了一个当
门卫的差事。他一面看门，一面继续着他对显微镜的 研制、改造工作。几年之后，他终于又研制出多台更精制、完美的显微镜。同时，他运用自制的显微镜，第一次发现了血液里的血液细胞和生物王国中神奇多彩的微 生物世界。于是，他将自己研制的显微镜和所发现的关于血液细胞和微生物的观察实验记载寄给了英国皇家学会。
  不久，他的成果终于被世界承认了。从此，这一关系着人类生命与生活的重要学问－－微生物学的研究开始步入了突飞猛进的发展的新世纪。
伽利略的故事
猫尾巴与角动量守恒
  一只小猫不小心从二楼阳台上摔下, 你一定很担心猫会被摔死吧, 可你看到的是小猫不仅没有摔死, 在小猫临着地时, 只见猫尾巴漂亮的一甩, 就｀咪＇、｀咪＇地逃走了, 真是有惊无险哪．
  细心的读者或许已经注意到, 不管小猫开始以什么姿势落下, 而临着地时它总是一甩尾巴, 然后四足着地．这有什么道理吗? 确实是有的．物理学上有一条基本定理, 即物体在不受到外力矩作用时, 它的角动量J, 即物体转动角速度w 与转动惯量I 之积为常数
  J = w×I=常数
  这就是角动量守恒定理．我们知道, 物体转动时具有转动惯性, 如我们能很容易转动一个均匀的圆盘, 而要转动一个相同质量, 半径很大的圆环却要费点劲．物体的转动惯量就是用来衡量物体转动惯性大小的, 它与物质质量及质量分布都有关, 因此改变质量分布时就能改变物体的转动惯量, 根据角动量守恒, 物体转动的角速度也会跟着发生变化．跳水运动员在起跳时总是尽力把身体卷曲起来, 尽量把四肢及脑袋收缩到胸前成球形, 以此来减小转动惯量 (I=mr２, m 为质量, r 为质点与转轴距离) , 增大转速, 有的运动员在１０ 米的空中竟能转体三圈多．然后快到水面时, 四肢都伸开, 减小转速, 头下脚上地钻入水中, 一个漂亮的转体１０８０°的动作完成了, 终于赢得了好成绩．
  小猫的动作也同样可以借助于角动量守恒来分析．小猫下落时, 身体不发生转动, 总角动量为零．而快落地时, 尾巴一甩, 即尾巴有一个转动, 即具有了角动量, 根据角动量守恒, 这时身体必须向反方向转动, 产生一个反向的角动量, 来保持总角动量为零．另外由于猫很灵活, 它在甩动尾巴的同时还能调节身体各个部位, 以此来达到身体快速转动的目的, 这样, 当它快靠近地面时, 四肢已朝下, 首先着地, 就不会再伤害身体其它部位了。