从伽利略到牛顿

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1、武际可:科技史选讲之五1从伽利略到牛顿武际可:科技史选讲之五2科学的真科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。真正的哲学是写在那本经常在我们眼前打开着的最伟大的书里面的，这本书就是宇宙，就是自然界本身，人们必须去读它。伽利略武际可:科技史选讲之五3经过从远古到中世纪漫长岁月的积累，力学的发展来到一个大飞跃的时期－17世纪。力学是关于物体平衡和运动的科学，谈到运动的精确化，就得和时间的量度密切相联系。在历史上，力学的精确化首先是从对天体运动观测和描述的精确化开始的。这是因为天上的行星

2、运动相对缓慢，是以日、月、年为单位来计算的，在时间量度上没有什么困难。还因为天体的受力相对简单，没有像地上的事物如车的运动，受有各种复杂的力不易分析清楚。我们说开普勒关于行星运动的三定律是经典力学的序曲，是因为这些定律给出了天上行星的运动学规律。一旦将运动学和力联系起来，力学学科便走向成熟了。前言武际可:科技史选讲之五4前言伽利略的生平与科学贡献惠更斯和其他学者的贡献牛顿及其在力学发展中的贡献武际可:科技史选讲之五5这一时期出现了一批杰出的力学家，而其中最为卓越的是伽利略、惠更斯和牛顿。伽利略可以说是近代科学的鼻祖，他的贡献是多方

3、面的。在力学上，他最早给出惯性原理表述、给出了落体和抛体的运动规律。惠更斯是摆钟的发明人，他给出了圆周运动的规律。而牛顿则是一位善于总结前人经验的大师，是他归纳和发展了前人的研究成果构筑起经典力学的大厦。武际可:科技史选讲之五6在伽利略之前一千多年，欧洲关于物体运动规律的认识始终是由亚里斯多德学说统治着。亚里斯多德在《论天》（Ontheheven）中说：“一定的重量在一定的时间内运动一定的距离，一较重的重量在较短的时间内走过同样的距离，即时间同重量呈反比，比如，如果一物的重量为另一物重量的二倍，则它走过一给定的距离只需一半的时间。

4、”[1]这就是亚里斯多德著名的落体下落速度与重量成比例的错误结论。[1]苗力田主编，《亚里斯多德全集》II，中国人民大学出版社，1911年，第281页武际可:科技史选讲之五7亚里斯多德Aristotle,384B.C.－322B.C.武际可:科技史选讲之五8亚里斯多德对运动作了有益的探求。但是他的有些错误结论，统治了西方达2000年之久。英国哲学家罗素（Russell,B.,1872-1970）在评价他时说：“他生当希腊思想创造时期的末叶；而他死之后一直过了两千年，世界才又产生出来任何可以认为是大致能和他相匹敌的哲学家。直迄这个时

5、期的末尾，他的权威性差不多始终是和基督教会的权威性一样地不容置疑，而且它在科学方面也如在哲学方面一样，始终是对于进步的一个严重障碍。自17世纪初以来，几乎每一种认真的知识进步，都必须是从攻击某种亚里斯多德的学说开始的。”武际可:科技史选讲之五9罗素Russell,B.1872-1970武际可:科技史选讲之五10§1伽利略的生平与科学贡献1．1伽利略的生平伽利略(GlileoGalilei,1564，2，15－1642，1，8)出生于意大利的比萨，他的父亲是一位音乐家，在音乐理论和音乐实践上都很有成就。伽利略是7个孩子中的老大。他

6、10岁之前一直住在比萨，之后迁往佛罗伦萨，上了几年学后，被送往卡马多萨(Camaldolese)修道院。他作为一名见习修士加入了修道会。不过，他父亲却希望他去学医，重将他接回佛罗伦萨。武际可:科技史选讲之五111581年，当伽利略17岁时，来到比萨大学学医。在学校里，他以数学和物理见长，而且因为善于辩论而闻名全校。1585年，伽利略离校回家，专门研究古希腊人的科学著作。根据阿基米德的浮力原理，他发明了测定合金成分的流体静力学天平，这项工作引起了意大利学术界的注意，有人称他为“当代的阿基米德”。武际可:科技史选讲之五12伽利略在佛罗

7、伦萨教了几年书后，于1587年首次访问了罗马。在那里接触了一些数学家与天文学家。1589年，伽利略写了一篇论固体重心的论文，获得了人们的称道，因而他获得比萨大学数学教授职位，这时他刚满25岁。1592年他又受聘到帕多瓦大学数学教授，这时的薪水是比萨大学的三倍。武际可:科技史选讲之五13伽利略像武际可:科技史选讲之五14伽利略的一生，大致可以分为三个时期：在比萨大学任教三年（1589－1591），在帕多瓦（Padua）大学任教18年（1592－1610），之后他回到佛罗伦萨任托斯康大公爵的首席哲学家和数学家（1610－1642）。武

8、际可:科技史选讲之五15伽利略是哥白尼学说的忠诚的拥护者，但是在大学教学的二十多年中他一直没有讲授哥白尼学说。1613年他推荐卡斯特利接替他原任比萨大学数学教授职位，卡斯特利一上任，校方就警告他不得讲授哥白尼学说。卡斯特利说：伽利略嘱咐过我，伽利略