伽利略的故事

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1、伽利略有一次，他站在比萨的天主教堂里，眼睛盯着天花板，一动也不动．他在干什么呢？原来，他用右手按左手的脉搏，看着天花板上来回摇摆的灯．他发现，这灯的摆动虽然是越来越弱，以至每一次摆动的距离渐渐缩短，但是，每一次摇摆需要的时间却是一样的．于是，伽利略做了一个适当长度的摆锤，测量了脉搏的速度和均匀度．从这里，他找到了摆的规律．钟就是根据他发现的这个规律制造出来的主要贡献1．对力学的贡献1.1科学描述了运动经院哲学家主要关注的是“终极原因”，所以主要借助于质料、形式、目的、自然位置等模糊概念对运动作因果的和定性的描述，而且把运动分为自然运动和强迫运动，伽利略认为这种描述和分

2、类方法，实际上是把运动的研究引入绝境．他不相信自然运动和强迫运动的区别，他认为应该依据运动的基本特征量——速度对运动进行分类，由此提出了匀速运动和变速运动的分类方法．伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式．尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑．有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述．伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础．在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱．1.

3、2建立落体定律通过伽利略得出结论，这个规律在自由下落的极限情况下也一定成立．上面得到的结果可以用另一数学形式来表达，即在一定的时间内圆球所走过的总距离与这段时间的平方成正比．1.3确定惯性定律惯性定律：匀速运动和静止因为不是强加的，所以永恒．正是这种永恒运动维持着地球以及整个宇宙的井然秩序．伽利略还明确指出，物体的速度无须外力维持，但外力可以改变物体运动的速度，即产生加速度，这使得人们得以从亚里士多德的谬论“力是维持物体运动的原因”中解脱出来，从而把动力学的研究引上了正确的方向．1.4研究抛体运动在对抛物体的研究中，伽利略用几何方法证明了一个平抛物体可以分解为水平方向

4、和垂直下落两种运动．他证明了在抛物体初速度相同的条件下，抛射角为45度时，射程最远．1.5提出相对性原理伽利略在《对话》中进而写道：“运动作为运动而言，并作为运动在起作用，只是对没有这种运动的物体才存在，在所有具有相等运动的物体中间，运动是不起作用的，而且看上去就仿佛不存在似的．”伽利略是在论证地球上的人不能觉察地球的运动时讲这段话的，所以讲的“运动”自然是匀速运动，而匀速运动的体系就是惯性定律能够成立的体系，所以也就是惯性体系，伽利略的这段话精辟地阐述了相对性原理：在惯性系中所做的一切力学实验都不能证明体系本身的运动．1.6首创科学的研究方法伽利略关于运动理论的研究

5、工作，采用了一个对近代科学的发展很有效的程序，即对现象的一般观察→提出工作假设→运用数学和逻辑的手段得出特殊推论→通过物理实验对推论进行检验→对假设进行修正和推广，等等．2．对天文学的贡献伽利略在传播和捍卫哥白尼天文学中的决定性作用．1543年，波兰天文学家哥白尼出版了他不朽的著作《天体运动论》，建立了太阳中心学说，这一学说的建立是科学史具有划时代意义的事件，标志着近代科学的开端．但这一学说在当时并未引起广泛的注意．经过布鲁诺特别是伽利略的传播后，情况有了很大的不同．1609年，伽利略用他自己制造的、放大率的30倍的天文望远镜观察天体，看到了太阳上有黑子、月球表面有高

6、低不平的现象，木星有四颗卫星，金星有盈亏等等．这些成果直接和间接地证明了哥白尼学说的正确性．3．科学实验方法的贡献所谓科学实验，就是人们根据研究的目的，利用科学仪器设备人为地控制、模拟、创造或纯化某种自然现象过程，排除干扰、突出主要因素，在有利的条件下去研究自然规律的一种科学活动．在伽利略的科学生涯中，不仅强调观察和实验的重要性，而且同时强调理性与经验的同等重要，是在经验的基础上，通过理性的数学建构来达到对客观自然界的认识．伽利略通过其毕生的努力，创立了科学实验方法．由于伽利略卓有成效的工作和精辟的科学思想，把科学实验方法发展到了一个全新的高度，使物理学走上了真正科学

7、的道路，也为近代自然科学系统地、全面地发展，开辟了广阔的前景．伽利略把理论和实验紧密而和谐地结合在一起，构成了一套完整的科学研究方法，有力地推动了近代科学的发展．正是这种新方法——逻辑推理与科学实验相结合——使物理学摆脱了依靠形而上的思辨、自觉、猜测和定性的议论的状况，走上了坚实的科学的道路，尽管伽利略没有把实验作为理论的唯一支点，但实验还是改变了科学的性质和方向．正是在这个意义上，伽利略被称为科学实验方法的创始人和近代科学的奠基人．爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》一书中曾作了这样的评论：“伽利略的发现以及他所应用的数学的推理方法是人类思想史上最