2023年伽利略主要成就.doc

伽利略主要成就 　伽利略的主要成就 　 伽 利 略( Galileo Galilei, 1564—1642) 　意大利著名数学家、 天 文 学 家、物理学家、哲学家，是首先在 　 科 学 实 验的根底上融合贯穿了数学、天文学、物理学三门科学的科 　学巨人。 　 伽 利 略是 科 学 革 命的先驱，毕生把 哥 白 尼、 开 普 勒开创的新世界观加以证明和广泛宣传，并以自己在教会迫害下的牺牲唤起 　人们对 日 心 说的公认，在人类思想解放和文明开展的过程中作出了 划时代的奉献。 　300 多年后的 1979 年 11 月 10 日， 罗 马 教 皇才公开成认对 伽 利 略审判的不公正，1980 年 10 月，世界主教会再一次声明，为科 学巨人伽利略 沉 冤 昭 雪。 　伽利略 1564 年出生于 意 大 利 比 萨城的一个 没 落 贵 族大家庭。他从 小表现聪颖，17 岁时被父亲送入 比 萨 大 学学医，但他对医学不感兴 　趣。由于受到一次数学演讲的启发，开始热衷于数学和物理学的研 究。1585 年辍学回家。此后曾在 比 萨 大 学和 帕 多 瓦 大 学任教，在此 　期间他在科学研究上取得了不少成绩。由于他反对当时统治知识界 　的 亚 里 士 多 德世界观和物理学，同时又由于他积极宣扬违背天主教 　教义的 哥 白 尼 太 阳 中 心 说，所以不断受到教授们的排挤以及教士们 和 罗 马 教 皇的剧烈反对，最后终于在 1633 年被罗马 宗 教 裁 判 所强 迫在写有“我悔恨我的过失，宣传了 地 球 运 动的邪说的“悔罪书〞上签 　字，并被判刑入狱〔后不久改为在家监禁〕。这使他的身体和精神 　1 　都受到很大的摧残。但他仍然致力于力学的研究工作。1637 年双目 失明。 　 1642 年他由于 寒 热 病在孤寂中离开了人世，时年 78 岁。 　〔时隔 347 年， 罗 马 教 皇多余地于 1980 年宣布成认对伽利略的压 制是错误的，并为他“恢复名誉〞。〕 　伽利略的主要传世之作是两本书，一本是 1632 年出版的关于 两 　 个 世 界体系的对话，简称对话，主旨是宣扬 哥 白 尼的 太 阳 中 心 说。另一本是 1638 年出版的关于力学和局部运动两门新科学 　的谈话和 数 学 证 明，简称两门新科学，书中主要陈述了他在 　力学方面研究的成果。伽利略在科学上的奉献主要有以下几方面： 　伽利略自制的望远镜 　〔1〕论证和宣扬了哥白尼学说，令人信服地说明了地球的公转、 　自转以及行星的绕日运动，他还用自制的望远镜仔细地观测了木星 的 4 个卫星的运动，在人们面前展示了一个太阳系的模型，有力地 支持了哥白尼学说。 　论证了惯性运动，指出维持运动并不需要外力。这就否认 了 亚 里 士 多 德“运动必须推动〞的 教 条。不过伽利略对惯性运动理解 还没有完全摆脱 亚 里 士 多 德的影响，他也认为“维护宇宙完善秩序〞 的惯性运动“不可能是直线运动，而只能是 圆 周 运 动〞。这个错误理 解被他的同代人 笛 卡 尔和后人牛顿纠正了。 　论证了所有物体都以同一加速度下落。这个结论直接否认 　了亚里士多德的重物比轻物下落得快的说法。两百多年后，从这个 　2 　结论萌发了爱因斯坦的 广 义 相 对 论。 　伽利略做落体实验的比萨斜塔 　〔4〕用实验研究了 匀 速 运 动。他通过使小球沿`斜面滚下的实 　验测量验证了他推出的公式：从静止开始的 匀 加 速 运 动的路程和时 　间的平方成正比，他还把这一结果推广到 自 由 落 体 运 动，即 倾 角为 90°的斜面上的运动。 　〔5〕提出运动合成的概念，明确指出 平 抛 运 动是相互独立的水 　平方向的 匀 速 运 动和竖直方向的 匀 加 速 运 动的合成，并用 数 学 证 明 　合成运动的轨迹是抛物线。他还根据这个概念计算出了 斜 抛 运 动在 仰 角 45°时射程最大，而且比 45°大或小同样角度时射程相等。 　〔6〕提出了 相 对 性 原 理的思想。他生动地表达了大船内的一些 　力学现象，并且指出船以任何速度匀速前进时这些现象都一样地进 　行，从而无法根据它们来判断船是否在动。这个思想后来被爱因斯 坦开展为 相 对 性 原 理而成了 狭 义 相 对 论的根本假设之一。 　〔7〕发现了 单 摆的等时性并证明了 单 摆振动的周期和摆长的 平 方 根成正比。他还解释了共振和共鸣现象。 　此外，伽利略还研究过固体材料的强度、空气的重量、 潮 汐 现 象、 太 阳 黑 子、月亮外表的隆起与凹陷等等问题。 　除了具体的研究成果外，伽利略还在 研 究 方 法上为 近 代 物 理 学 　的开展开辟了道路 ，是他首先把实验引进物理学并赋予重要的地位， 　革除了以往只靠 思 辨下结论的恶习。他同时也很注意严格的推理和 　3 　数学的运用，例如他用消除摩擦的极限情况来说明惯性运动，推论 　大石头和小石块绑在一起下落应具有的速度来使亚里士多德陷于 自 　 相 矛 盾的困境，从而否认重物比轻物下落快的结论。这样的推理就 　能消除直觉的错误，从而更深入地理解现象的本质，爱因斯坦和英 费 尔 德在 物 理 学 的 进 化一书中曾评论说：“伽利略的发现以及他 　所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而 且标志着物理学的真正开端〞。 　伽利略一生和传统的错误观念进行了不屈不挠的斗争，他对待 权威的态度也很值得我们学习。他说过：“老实说，我赞成亚里士多 　德的著作，并精心地加以研究。我只是责备那些使自己完全沦为他 　的奴隶的人，变得不管他讲什么都盲目地赞成，并把他的话一律当 作毫不能违抗的 圣 旨一样，而不深究其他任何依据〞。 　4