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伽利略的新发现

摘要: 在意大利中部的比萨城内,有一座举世闻名的斜塔,它是比萨大教堂的钟楼.斜塔是八层圆

在意大利中部的比萨城内,有一座举世闻名的斜塔,它是比萨大教堂的钟楼.斜塔是八层圆柱形的大理石建筑,高达五十五米,由于它看上去岌岌可危,但却斜而不倒,因而引来无数游客前来参观.
1590年的一天,比萨斜塔聚集了一群人,他们不是来参观斜塔的,而是来观摩一场物理实验的.
比萨大学的年轻教授伽利略,通过多次试验,发现不同重量的物体从同一高处下落,只要所受空气阻力、风力等相同,那么速度是相同的,会同时落地.他把这称作自由落体定律.为了使人们接受他的论点,他决定在比萨斜塔上做一次公开的实验.
千百年来,人们都认为古希腊思想家亚里士多德的论点是正确的.亚里士多德曾在《论天》一文中写道:“重物要比轻物下落得快.”比萨大学的教授们也对此深信不疑,他们来此是要看伽利略出丑的.
这天,伽利略和他的助手,以及两个见证人一起,登上斜塔的顶楼.他一手拿着一个十磅重的铅球,另一个手拿着一磅重的铅球.
“请大家看清楚了,我把铅球扔下来!”
说罢,他把手一松,只见两只铅球同时落在地上.他再做了一次实验,结果还是相同.在场观众都惊呆了,他们在想,亚里士多德怎么会说错呢?几个固执的老教授不相信自己的眼睛,竟胡说什么伽利略在施展魔法,铅球才同时落地.
伽利略于1564年诞生于意大利比萨城的一个没落贵族家庭,父亲是当时有名的音乐家,也是杰出的数学家.1581年,十七岁的伽利略考入比萨大学,遵从父命学医.但在大学里,伽利略爱上了数学.
一天傍晚,伽利略与同学们一起来比萨大教堂祷告.他看到教堂里悬挂在空中的大吊灯,被点灯人扯到一边,加满灯油点着了灯,然后放开了手.于是,吊灯随着吊链在半空中荡来荡去,在人们头顶上静静地划着弧线,弧线渐渐变得越来越短……
这时,伽利略望着竟忘记了祈祷.一般常识认为,一个吊着的物体摆动的幅度越大,所需的时间就越长.但年轻的伽利略发现事实并非如此.他观察得非常仔细,没有钟表,他就用自己的脉搏来测量,事实证明他的观察是正确的.
他十分激动,回到家里后,他找来一些一样长的绳索,系上同样重量的重物,让它们来回摆动,再加以比较.他发现每次摆动往来所需时间总是相等的.就这样,他发现了著名的摆锤的等时性定律.后来出现的挂摆时钟,就是根据他发现的这个原理制造出来的.
在比萨大学,他根据阿基米得的浮力原理和杠杆原理,发明了一套根据重量分析金属的天平,从而名声大振.1589年,二十五岁的伽利略获得比萨大学数学教授的职务.
伽利略还对大炮的炮火着了迷.当时炮手们已知道,要击中远处的目标,必须抬高瞄准器.但抬高多少,只是靠估计.伽利略证实,弹道是一条抛物线.他通过一系列的运算告诉炮手,要命中一个已知距离上的目标,瞄准器需要抬高多少.就这样,他发现了物体运动的奥秘——惯性.
伽利略的科学发现,被比萨大学的教授们认为是一种狂妄的表现,在他们看来,所有的科学问题都已被亚里士多德彻底解决了,因而拼命攻击伽利略.伽利略愤然辞去比萨大学的职务.
1592年,伽利略移居威尼斯.在友人的帮助下,他来到帕图亚大学任教.这里有优厚的薪金和良好的研究环境,他在帕图亚工作了十八年,度过了他生命的黄金时代.
在学术空气自由的帕图亚大学,每逢他上课时,大厅里都会挤得水泄不通.远至瑞典和苏格兰的学生也慕名而来,他们中间的许多人,后来成了著名的学者.伽利略告诉他的学生们,宇宙中没有任何东西是一成不变的,所有东西、所有原子、所有星球都在运动.
1609年,伽利略听说荷兰人发明了望远镜,他通过别人的一点描述,凭着自己独特的天赋,成功地研制出世界上第一架天文望远镜,它可将物体放大三十三倍.他给这架望远镜取了一个漂亮的名字“老发现者”.当威尼斯总督和议员们跟着伽利略,气喘吁吁地爬上钟楼楼顶,果然他们通过望远镜,清楚地看到了帕图亚的街道以及街上的行人.议会经过投票表决,决定给伽利略加薪.
在那个值得纪念的夜晚,当伽利略转动着“老发现者”搜索天空的时候,他发现,月球表面并不像亚里士多德所说的那样平滑,而是呈现不规则的凹凸起伏;银河也不是人们所说的某种云彩,而是由千千万万颗暗淡的星星所组成!
伽利略在一年之内还作出了其他惊人的发现:
木星旁边有四颗运转着的卫星;
地球并不是各天体围着旋转的惟一中心;
太阳也像地球一样,是绕着自身的轴旋转的;
太阳上面有黑子;
土星周围有光环……
1610年,威尼斯出版了他的《星际使者》,向全世界宣布了他的发现.有人赞叹说:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙.”
当时的天主教会反对哥白尼的“日心说”.他们认为地球是宇宙的中心,太阳围绕着地球转动,而地球是不动的.1611年,伽利略发表《关于太阳黑子的通信》一文,明确表示支持哥白尼的“日心说”.因此教会在1616年给伽利略下了一道禁令:不准讲授哥白尼的学说.
在伽利略的请求下,教皇曾前后六次召见他.他小心翼翼地向教皇介绍了哥白尼的学说.教皇同意他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来,但不允许他作出地球是绕着太阳转动的结论.此后,伽利略花了六年时间,写成了《关于两种世界体系的对话》一书.这本书把哥白尼学说,当做“一种纯数学假说来叙述”,骗过了教会的检查机构,于1632年在佛罗伦萨出版发行.
但是,教会的权威人士很快发现,伽利略在书中仍支持哥白尼的学说,于是,把他押上了宗教法庭.当时的伽利略已年近七十,身患重病,体质虚弱.在法庭上,他的精神和肉体受尽了折磨.1633年6月22日,他被迫双膝跪地发誓:哥白尼的理论纯粹是一派胡言乱语.他保证以后永远不再宣传和谈到它,违犯了甘愿受死.
据说,伽利略刚宣布完他的誓言,就低声咕哝道:“不管怎么说,地球毕竟是在运动着的.”这说明伽利略并没有放弃自己所坚持的学说.
伽利略被判处终身监禁,监外执行.他的晚年境遇极为凄凉,只有他的女儿在他身边照料他.1634年,他的女儿先他而死,他更加孤独和痛苦.1642年1月8日,伽利略含冤离开了人世.

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