伽利略的故事
伽利略一位伟大的天文学家的故事
大约在伽利略出生前一百年的意大利,就是历史学者所称的“文艺复兴”时代,这是一段艺术与科学的复兴时期。在塔斯坎尼省,也就是伽利略成长的地方,那儿的发展开始蓬勃。由于印刷术的迸步,大量书籍纷纷出版,带动了欧洲各国人民的知识跃升,彼此的思想能够互相交流,使得科学研究一日千里。
人们急切地想获得更多的信息,希望对自己的星球有更多的了解,并对艺术及文学层面有更多的要求。在“文艺复兴”之前,人们盲目地接受传统教义,而“文艺复兴”时期的人民却渴望挑战和知识。在这样的风气下成长的伽利略,后来真的成为一个不折不扣的文艺复兴人士。他除了是一位触角甚广的思想家外,亦对每一门学问深感兴趣。在他的有生之年,出版了许多革命性的书籍,比同时期的任何一个人,都更努力地将科学推向一个新纪元。
摆动的灯火
1564年2月15日,伽利略出生于意大利比萨塔邻近的房舍中。似乎他从出生开始,就和这座比萨塔结下了不解之缘。他的父亲是一流的数学家,也是一位作曲家和钢琴手,生前曾出版过几本牧歌及器乐作品,可是这些都没有让他为他的家庭带来财富,伽利略的童年是在贫困之中度过的。由于这样,父亲决心不让他成为一个音乐家或数学家,因为这两项职业在意大利是不太容易生活的。在父亲的引导下,伽利略做过短期贩卖布料的商人,随后又进入比萨大学习医。
这个时候,伽利略已经18岁了,脑海里充满了奇异的思想,竟然对天主教堂里一盏摆动的灯火产生了兴趣,他凝视着这盏左右摆动的灯火,右手指按住左腕的脉搏,心里默默地计算灯火摆动的次数。
那一盏又一盏的灯火在教堂里不知道摆动了多少年,也不知道有多少人看到过它们的摆动,可是从来就没有被人注意过,更没有人知道在它们的摆动中,竟然隐藏着科学定理。他对于单摆的等时性觉得非常的奇怪。所谓等时性,就是从一端摆至另一端所需时间相等,当单摆的运动逐渐衰缓下来时,所走的距离越来越小。单摆却能调整它的速度,以便使摆动等时。
经过仔细的观察和深思熟虑,伽利略发现了单摆振动的定律。后来,另一位科学家海更斯根据这个定律,发鹗了时钟。
虽然习医,伽利略对于医学却没有什么兴趣。因此,在大部分的时间里,他专心研究欧几里德和阿基米德的理论,他的父亲非常的愤怒,不再供给他求学的费用,伽
口陈支农利略只好在1585年离开比萨大学,而没有取得学位。
当他21岁的时候。他发表了两篇论文,一篇是关于自己发明的水秤;另一篇是关于固体的重心。由于这两篇论文得到的评价相当高,从而使得他被邀请回到母校——比萨大学讲学。
自由落体
亚里斯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。亚里斯多德关于“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实性和正确性,教授们严肃认真地把这个学说教给他们的学生,学生们也都敬畏地接受这个学说,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,但是按照亚里斯多德的学说,较大的冰雹应该先落到地面上,小冰雹再接着掉下来,但伽利略观察到的结果并非如此。
他做了许多实验,发觉亚里斯多德的学说是错误的,他决心指出这项错误。据说有一天,他邀请有关的教授到比萨塔前,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25岁的青年提出了要求证据的疑问。结果呢?要是这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,证明亚里斯
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。要是这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斯多德学说,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,伽利略站在塔顶大喊:“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,并不表示亚里斯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
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何也不愿意承认亚里斯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”。
虽然伽利略据理力争,并严厉地批评那些学院派的人们,但没能够改变他们的想法,反而受到教授、学生们的起围攻,使伽利略在这所大学里再也待不下去了。
困难中的帮助
1591年,伽利略的父亲去世了。这个时候,伽利略有三个妹妹和一个弟弟,他成了一家之主,接下了父亲的担子,在贫困又没有土地的生活中奋斗,幸而他有一位富有而能赏识科学家的朋友。这位朋友为他在一所大学中谋得讲师的职位.伽利略把所有精力投注于讲学中,重新建立了声望。几年之后,他又开了一家工厂,生产他自己发明的产品,使得经济情况大为改善。
改进望远镜
这个时候,有一件事情对伽利略产生了深远的影响。有一位名叫布鲁诺的科学家,他很早就接受哥白尼的学说,赞成太阳是宇宙的中心,地球绕着太阳不停地运转。但是这种想法违背了圣经教义和传统的权威,使得布鲁诺不得不亡命国外。几年之后,他以为天主教会已经忘记了他,又回到了意大利,但是宗教审判所的代表立刻拘捕他人狱,在狱中尝了七年的铁窗之苦后,在罗马受火刑处死。
布鲁诺是位~旦发现真理便死也不放弃的科学家,这种精神使伽利略十分羡慕和景仰。同时布鲁诺所受的刑罚,也深深地在伽利略的脑海里留下了恐怖的记忆。许多年后,这种恐惧依然在他的脑海里起伏着。
公元1608年,有~位荷兰的光学家,无意之中将两块玻璃片组合起来,竟能将远处的景物看得好像就在眼前一样。这项惊人的发现,立刻引起了伽利略的注意。根据他的推想,望远镜的两个透镜必须一个是凸透镜,一个是凹透镜。于是,他成功地制造了一个能放大两三倍的望远镜。之后,伽利略改进又改进,
最后制造出一架可以放大32倍的望远镜。他送了一架给威尼斯的市议会,市议会对他的成就非常惊奇,不得不对这位杰出的物理学家刮目相看,立刻决议增加他的薪水,并且承认其地位为终身职业,这是许多教授梦寐以求的。
在一个晴朗的夜晚,伽利略用望远镜去观察月亮。那个时候,人们依照亚里斯多德的学说及圣经的教义,认为月亮是完美无缺的,而表面是完全光滑的银白。可是伽利略透过这支简陋的望远镜,发现月亮和地球一样,有高山也有深谷,既不平滑,也不光洁。他又用这架望远镜去看银河,发现银河也是由无数的小星球组合而成,因为有的星球离开地球太远,若不借助望远镜,便无法看得真切。
发现木星的月亮
1610年1月,他把望远镜指向木星,发现木星有四个卫星,就和地球有一个卫星——月亮一样的。可是这一连串的发现,并没有赢得其他教授们的相信,他们不愿意去看伽利略制成的望远镜,总以为那根管子里头一定藏有“魔术”。总而言之,伽利略所看见的、所证实的,若是和亚里斯多德的学说不同,那么撒谎的人一定是伽利略。
在伽利略用望远镜指向天空的一百年前,哥白尼教士便曾指出:假如肉眼锐利的话,可以看得见金星也跟月亮一样有盈亏,伽利略用望远镜证实了哥白尼的见解是正确的。
伽利略又用望远镜去观测太阳,这是从来没有人做过的怪事。更奇怪的是他居然看见太阳的表面有黑点,而且这些黑点不停地在移动、在改变,渐渐地又消失了。这一发现击碎了天体是完美的臆测。
当这些观察结果被发表之后,人们更视伽利略为天主教的叛徒,同时也增加了人们对他及望远镜的仇视。因为这些发现,和他们尊奉的亚里斯多德学说及圣经教义大相径庭。于是许多痛恨他的人共同研讨对策,要使伽利略永远沉默,不再发表惊世骇俗的言论。当人们对他的攻击日益高涨的时候,伽利略决心到罗马去,因为那里可以使他安全一些。
伽利略到了罗马,一方面受到教皇丰盛的招待,一方面却受到严重的警告。因为哥自尼的著作遭到禁止,伽利略只好暂时不再教授这些显然违背教义的东西,例如地球绕着太阳运转这一类学说。
迫害
伽利略的仇敌并不放弃任何攻击他的机会,伽利略在他七十岁的暮年,终于被逮捕拘禁,等待审判的命运。伽利略受到无数次的审问,教会希望以此迫使他对以前发表过的言论表示悔改,但是他坚决的摇头。年老与衰弱,使他所盼望的是女儿的抚慰及朋友的呼唤。可是他的女儿竟然比他早逝。这个时候,伽利略促使自己不断地工作,以忘记悲伤,忘记自己仍然是一个囚犯。1642年1月8日,伽利略与世长辞。
就在这一年,牛顿诞生了。后来被牛顿发现的运动三大定律,其中第一和第二定律就是以伽利略动力学实验的结果作为基础的。
作为学说的提倡者,伽利略是时代的产儿,他适应时代的潮流并促进潮流的发展。人类依靠他创立的实验科学探索大自然的秘密。更主要的是,伽利略实验科学的道路改变了人们的思想方法,引导人们进入现代科学。科学,只有在伽利略将他的望远镜指向太空的时候,科学的天文学才矗立在事实基础上,成为全人类的共识。由于他对力学的贡献,在科学史上伽利略将永远是一个不朽的人物。法国科学家鲁萨尔说:“在科学领域里,我们都是伽利略的学生”!
伽利略活了七十八岁,曾经得到无数的荣耀,并且使用望远镜,看到宇宙的深处。他举止高傲,藐视一般小人物的行为,晚年受到教会的迫害,使他无法专心从事研究。但是后人只要想起伽利略和他的学说,无不肃然起敬。直到1979年,教廷才承认伽利略所受到的审判是不公正的。