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第11章 伽利略:

一位数学家的演讲改变了他

伽利略(1564—1642),意大利伟大的物理学家、天文学家。他一生主张研究自然界必须进行系统的观察和实验,是近代实验科学的创始者之一。

有一天,由于他听一位数学家的关于古希腊欧几里得《几何原本》的演讲,对数学产生了浓厚的兴趣,后来他不顾父亲的反对,放弃了学医,而开始钻研起数学和哲学来。

意大利有一座城市叫做比萨,著名的比萨斜塔就在这座城市,而伽利略就出生在这座城市里。

伽利略的父亲是一位音乐家,但他却非常喜爱数学。由于受父亲的影响,伽利略从小便喜爱音乐、数学。在比萨,伽利略度过自己美好的少年时代。

12岁的那一年,伽利略的一家从比萨搬到了佛罗伦萨,父亲很想把伽利略培养成为一名医生,而老师却想把伽利略培养成为神职人员,最后是伽利略父亲的愿望占了上风。

17岁那一年,伽利略进入比萨大学学医,他性格率直而不迷信书本,在大学里他以反驳教授而出名。

有一天,由于他听一位数学家的关于古希腊欧几里得《几何原本》的演讲,对数学产生了浓厚的兴趣,后来他不顾父亲的反对,放弃了学医,而开始钻研起数学和哲学来。

据说,有一回,伽利略为了省钱,他从比萨去佛罗伦萨的时候,搭了一辆拉橄榄油的车,在路上伽利略一路跟车夫聊天,车夫一出口就是赚钱,而伽利略一出口就是他的数学计算。他俩越谈越糟糕,最后两人干脆谁也不找谁说话。然后车夫在想着他这一车橄榄油能挣多少钱的事,伽利略看着车夫装橄榄油的桶发呆。

伽利略很想通过桶的高度和直径来算出桶的容积,这些桶的容积应该怎样算呢?他想这些桶几乎都是圆柱体,那么要求出桶的容积,看来只能用桶的底面积乘以桶的高度。伽利略于是目测了一下桶的高度和直径,一下子他便把这些桶的容积算了出来。

“你每桶橄榄油的容量是300公升?”

“你怎么知道的?”

伽利略便认真地给车夫讲解起计算公式来,可无论伽利略怎么样耐心地解释,车夫还是听不懂。听不懂还不要紧,重要的是听不懂的车夫还认为伽利略是在利用巫术。结果死活也不敢收伽利略付给他的钱。

1581年,伽利略进入比萨大学学习医学,他没有完成他的学业,取而代之的是对数学的强烈兴趣,弃医学理,专心攻读几何学和阿基米得的理论。24岁时写出《固体之重心》论文,被称为“当代阿基米得”。

1585年,由于父亲破产,伽利略被迫离开了大学。回到了佛罗伦萨以后,他仍然对数学很着迷,而且钻研得很深,只用了一年的工夫,他就写成了一篇很有见解的数学论文,受到了意大利数学界的重视。

25岁就出名的伽利略,在比萨大学的邀请下,当了比萨大学的一名老师,比萨大学规定,凡是老师不管是在任何时候都得穿长袍,如果谁违背了这个规定,那么他就要受到罚款。

而伽利略却不喜欢这一身长袍,他认为这个长袍穿起来不仅不方便,更重要的是他感觉到这个传统的服装就像一个魔鬼一样束缚着人的思想,伽利略为不穿长袍而经常被学校罚款,尽管如此他也毫不妥协。

有一天,伽利略在书屋里看亚里士多德的著作,突然他自言自语起来。

“不可能,太不可能了——‘物体从高处落下时,速度是由重量决定的。

物体越重落下来的速度越快。’”

“为什么只要摆的绳长相同,摆落到最低点的时间都相同呢?这与摆的重量似乎是没有关系的啊!”

他决定做一下不同重量的物体从高处往下落时距离相同,落到地面的时间也相同的实验。

为了证实这个实验的正确性,他决定到比萨斜塔去做这个落体实验。那一天,斜塔下围满了人,伽利略把手里的一大一小两个铁球同时放了出去,人们看见这两个球同时落地了。这个实验证明了他理论的正确。

可是他这一惊人的实验却引起了教会和比萨大学以及亚里士多德的崇拜者的反对,因而他在比萨大学任教期满后,没有被续聘。但帕多瓦大学却仰慕伽利略的学识,邀请他前去那里任教。

由于帕多瓦大学的学术空气比较自由,他在那里一共任教18个年头,在那里也是他取得科学研究成果最多的时期。

1610年,伽利略在帕多瓦设计制造了一架简单的折射式望远镜,由于他发明了望远镜并对其加以有效的利用,彻底改变了人类对宇宙的看法。在观察月球时,他发现月球并不像亚里士多德学说所描绘的是平滑不变的。他发现了太阳黑子、木星的四颗卫星、金星的盈亏,还发现银河系是由无数星体构成的,为哥白尼日心说提供了有力证据。

伽利略通过这架望远镜,写成了《星球的使者》和《论太阳黑子的信札》,伽利略在书中宣布:地球和太阳都在缓慢地旋转,太阳在原地旋转,地球围绕太阳旋转,他肯定了哥白尼的学说是正确的,这引起了教会的不满。

教皇乌尔班八世听了后大发雷霆,于是下令对伽利略进行起诉,不久,宗教裁判命令伽利略到罗马受审。1633年2月,年近七旬且正在病中的伽利略被押到了罗马,在宗教裁判所的威逼下,伽利略被迫放弃哥白尼的学说,从此他被囚禁。1642年1月8日,伽利略在折磨中与世长辞了。

伽利略在力学上的重要贡献有:建立了自由落体定律,发现了物体的惯性定律、摆振动的等时性、抛体运动规律,确定了伽利略相对性原理,并第一次精确地论述了运动中的“速度”和“加速度”等基本概念,成了经典力学和实验物理学的先驱,总结出了自然科学的研究新方法,标志着物理学的真正开端。

成功密码:

每个人都有自己的兴趣和爱好。而一个人从事自己感兴趣的事业将会收到事半功倍的效果。伽利略的成功充分地说明了兴趣是最好的老师。所以,作为父母,要充分尊重孩子的兴趣和爱好,有的放矢地培养,让孩子学出兴趣,学出信心,早日成才!