首页 每日新资讯 Galileo的科学贡献有哪些 历史影响为何深远

Galileo的科学贡献有哪些 历史影响为何深远

作者:每日新资讯
发布时间: 浏览量:1 0

Galileo生平经历概述

1564年2月15日,Galileo出生在意大利比萨城一个没落的贵族家庭,父亲文森佐·伽利莱是位热爱音乐的数学家,总喜欢在家摆弄琴弦计算音程,这种对数字和规律的痴迷悄悄种进了Galileo心里,小时候的他像只好奇的小猴子,爬上屋顶看星星,蹲在路边观察蚂蚁搬家,连父亲教他演奏鲁特琴时,他都会琢磨琴弦振动的幅度和声音高低有啥关系。

17岁时,Galileo被送进比萨大学学医,可他对解剖刀提不起兴趣,反倒总泡在数学系教室,有次教授讲亚里士多德“重的物体下落快”,他偷偷在桌子底下摇头——前几天他从楼上扔两个铁球,明明差不多同时落地,25岁那年,他凭着对数学的钻劲儿,成了比萨大学最年轻的数学教授,可因总质疑传统理论,三年后就被校方“请”走了。

Galileo的科学贡献有哪些 历史影响为何深远

后来他去了帕多瓦大学,一待就是18年,那里学术氛围自由,他像鱼儿游进大海,白天给学生上课,晚上躲在实验室磨镜片、做实验,1610年,46岁的他出版《星际信使》,一夜之间成了全欧洲的明星,连托斯卡纳大公都请他当宫廷数学家,可谁也没想到,晚年的他会因坚持真理被教会审判,在软禁中度过最后九年,1642年1月8日,78岁的Galileo在佛罗伦萨郊外的别墅里安静离世,桌上还摊着没算完的天文数据。

Galileo科学贡献解析

Galileo这辈子就像个不知疲倦的挖宝人,在科学的矿山里挖出了一堆“宝贝”,天文学上,他改良的望远镜简直是“太空千里眼”,1609年第一次把它对准月亮,发现月球表面坑坑洼洼,根本不是亚里士多德说的“完美球体”,倒像块长满麻子的土豆,后来他又发现木星旁边有四颗小星星绕着转,这就是现在说的“伽利略卫星”,直接打了地心说的脸——原来不是所有天体都绕地球转。

物理学方面,他推翻了“重物下落快”的老掉牙理论,传说他在比萨斜塔扔铁球,其实更多是在斜面上做实验,他用木板刻出凹槽,让不同质量的铜球从上面滚下来,反复测量时间和距离,最后得出结论:不管轻重,物体下落速度都一样(不考虑空气阻力),这个发现像一把钥匙,打开了近代力学的大门,后来牛顿的万有引力定律都得叫他“祖师爷”。

他还研究了摆的运动,发现单摆周期只和摆长有关,和摆锤轻重没关系,这原理后来被用在钟表上,让时间计量一下子准了好多,光学、热学、声学他也没放过,研究光的折射,设计温度计,连音乐的弦振动规律都能用数学公式算出来,说他是“近代科学之父”,真不是吹的,他就像个科学领域的开荒牛,把杂草丛生的旧观念拔掉,种下了实证科学的种子。

Galileo重要实验过程

Galileo做实验时,简直像个强迫症患者,一点细节都不放过,最出名的斜面实验,他前前后后搞了三年,一开始用木板做斜面,发现表面太滑或太粗糙都会影响结果,他就把木板打磨得光溜溜,再铺上羊皮纸减少摩擦,斜面角度从10度调到30度,换了铜球、铁球、木球,每次都用滴水计时器算时间——在一个瓶子底下钻个小孔,让水一滴一滴漏到杯子里,称水的重量来换算时间,精确到“克”的级别。

我在高中物理课上用斜面和钢球模拟过这个实验,那天阳光特别好,我们组调了30度角,让50克和100克的钢球同时从斜面顶端滚下,第一次钢球跑偏了,第二次计时慢了半拍,第三次终于成功——两个球“咚”地一声同时撞到底端挡板,全班都“哇”了一声,那一刻我突然明白,课本上冷冰冰的公式s=½at²,是伽利略当年蹲在实验室里,滴了几百瓶水、摔了几十个球才得出来的,科学哪有什么捷径,就是较真儿出来的。

他观察木星卫星时更疯狂,1610年1月,佛罗伦萨的冬夜冷得刺骨,他裹着厚大衣,把自制的望远镜架在窗边,一盯就是几个小时,望远镜镜片是他亲手磨的,磨坏了二十多片才做出能放大30倍的镜片,连续观察11个夜晚,他发现那四颗“小星星”每天位置都在变,有时聚在一起,有时散开,像绕着木星跳圆圈舞,他在笔记本上画了几十张草图,标上日期和位置,最后确定它们是木星的卫星——这是人类第一次发现太阳系除地球外还有天体绕其他行星转,直接给地心说捅了个大窟窿。

Galileo著作成就盘点

Galileo不光会做实验,写起书来也是一把好手,每本书都像一颗投向旧思想的炸弹,1610年出版的《星际信使》,薄薄几十页,却像在欧洲扔了个响雷,书里他画了月球表面的“山脉”和“海洋”,记录了木星卫星的运动,还描述了银河是由无数小星星组成的,当时人们以为银河是天上的云彩,他用望远镜一看,全是密密麻麻的恒星,就像撒了一把沙子在黑布上,这本书让他成了明星,连威尼斯参议院都请他去展示望远镜。

1632年的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》更厉害,他用三个人对话的形式,一个支持地心说,一个支持日心说,一个中立裁判,把日心说的证据讲得明明白白,书里说地球会自转,还绕着太阳转,就像“一艘匀速行驶的船,船上的人感觉不到它在动”,这比喻太形象了,可教会一看就炸毛了——这不是明着打我们脸吗?当年就把书禁了,还把他抓去审判。

晚年被软禁时,他躺在病床上还在写《关于两门新科学的谈话和数学证明》,这本书总结了他一生的物理学研究,讲了运动学、材料力学,连梁的承重问题都用数学算出来了,1638年在荷兰偷偷出版时,他已经双目失明,是学生帮他整理的手稿,这本书后来成了牛顿力学的“教科书”,牛顿说自己“站在巨人的肩膀上”,这巨人里肯定有Galileo一个。

Galileo与教会冲突事件

Galileo和教会的矛盾,就像一场新旧观念的拔河比赛,1616年,他第一次被教会警告,当时他到处说地球绕太阳转,教会神学家急了:《圣经》里写“太阳东升西落”,你说地球在动,不是说《圣经》错了吗?他们把Galileo叫到罗马,逼着他签了份保证书,承诺“不再宣传日心说”,他表面答应了,心里却跟自己较劲:等我找到更多证据,看你们还怎么说。

1632年《对话》出版后,教会彻底火了,教皇乌尔班八世本来是他朋友,可书里那个支持地心说的角色笨头笨脑,总被问得哑口无言,大家都说是在影射教皇,宗教裁判所把他抓进罗马,关在一间小屋里,审判那天,70岁的他拄着拐杖走进法庭,面对一群穿着黑袍的裁判官,他还想拿出观测数据辩解,可人家根本不听——在教会眼里,《圣经》比望远镜看到的事实更重要。

最后他被逼着跪在地上,念悔过书:“我,Galileo,放弃、诅咒、憎恨日心说……”据说他念完后,低头小声嘀咕了一句:“可地球还是在转啊。”这句话真假不知道,但他心里肯定没认输,教会判他终身监禁,后来改成软禁在佛罗伦萨郊区的别墅,他的书全被禁了,连朋友都不敢来看他,直到300多年后的1992年,教皇约翰·保罗二世才正式说:“教会当年审判Galileo是错的。”这场持续 centuries 的冤案,才算真正翻了案。

Galileo的科学贡献有哪些 历史影响为何深远

Galileo历史影响分析

Galileo就像科学革命的“点火者”,他点着的那把“实证之火”,烧穿了中世纪的黑暗,照亮了近代科学的路,在他之前,人们研究科学靠“想当然”——亚里士多德说“大自然厌恶真空”,大家就信了;他偏要做实验,用事实说话,这种“实验出真知”的想法,现在看来理所当然,可在当时简直是“离经叛道”,正是他这种犟脾气,让科学从哲学的“小跟班”变成了独立的“大学科”。

他的影响不止在科学圈,当年他被审判时,很多学者偷偷传抄他的手稿,连笛卡尔、开普勒这些大牛都受他启发,开普勒用他的观测数据完善了行星运动定律,笛卡尔研究光学时参考了他的折射实验,牛顿更不用说了,《自然哲学的数学原理》里的惯性定律、加速度公式,都是从Galileo的理论发展来的,可以说没有Galileo,科学革命可能要晚来几十年,甚至上百年。

他还改变了人类对宇宙的看法,以前人们觉得地球是宇宙中心,人类是“天之骄子”;他告诉大家,地球就是太阳系里一颗普通的行星,宇宙大得很,这种“去中心化”的思想,不光影响科学,还影响了哲学、文学,让人们开始用更谦卑、更理性的眼光看世界,现在我们敢探索火星、研究黑洞,追根溯源,都得感谢Galileo当年那句“地球在转”。

Galileo科学遗产现状

Galileo虽然走了快400年,可他的“遗产”在今天到处都是,天上有以他命名的“伽利略卫星”(木卫一到木卫四),月球背面有个直径150公里的“伽利略环形山”,NASA1989年发射的木星探测器就叫“伽利略号”,绕着木星飞了8年,发回了几万张照片,地上更不用说,意大利比萨有他的故居博物馆,佛罗伦萨的科学史博物馆里摆着他当年用过的望远镜复制品,镜片磨得不算完美,却能看清木星的卫星——就像他当年看到的那样。

科学界用各种方式纪念他,物理学里加速度单位“伽”(gal)就是他的名字,1伽等于1厘米/秒²,地震监测仪上经常能看到这个单位,国际天文学联合会把每年6月15日定为“伽利略日”,学校里讲物理、天文,肯定绕不开他的故事,连流行文化里都有他的影子,电影《伽利略传》讲他的一生,科幻小说里的星际飞船叫“Galileo号”,甚至游戏里的角色技能都叫“伽利略炮”。

最有意思的是,现在很多学校的科学课会模仿他的实验,我表妹上初中时,老师让她们用手机计时器和斜面做自由落体实验,算出重力加速度,表妹回家跟我显摆:“我们算出来9.78米/秒²,跟书上差不多!伽利略当年要是有手机,肯定能少摔几个球。”你看,几百年过去了,他的科学精神还在陪着一代代人成长,这大概就是最珍贵的遗产吧——不是具体的发现,而是“永远好奇,永远验证”的那颗心。

如何理解Galileo科学方法

Galileo的科学方法,说简单点就是“看、想、做、改”四步走,可当年这四步却像捅了马蜂窝,以前的学者研究科学,就像坐在椅子上想故事,亚里士多德说“物体运动需要力维持”,大家就跟着点头;Galileo偏不,他要先“看”——观察自然现象,比如星星怎么动、球怎么落;想”——提出假设,“地球会不会在转?”“轻重物体下落速度一样吗?”;做”——设计实验验证,用望远镜看星星,用斜面滚球;改”——如果实验结果和假设不一样,就修正想法,再做一次实验。

他特别强调数学和实验要“手拉手”,以前人们描述自然现象靠文字形容,他却用数字说话,观察木星卫星时,他不光画图,还算出它们的轨道周期;研究摆的运动时,用公式T=2π√(L/g)把周期和摆长的关系写出来,这种“用数学描述自然规律”的思路,现在是科学研究的标配,可在当时,就像用计算器解算术题,比掰手指头快多了。

最关键的是,他不怕犯错,做斜面实验时,前几十次数据都对不上,他没怪实验器材不好,而是琢磨“是不是没考虑空气阻力?”“计时方法准不准?”,后来发现用重球、光滑斜面能减少误差,就一遍遍改进,这种“错了就改,改了再试”的劲头,比得出正确结论还重要,现在我们做科学实验,老师总说“失败是正常的,重要的是分析原因”,这其实就是Galileo当年玩剩下的——科学哪有绝对正确,只有不断逼近真相的过程。

常见问题解答

Galileo是谁 主要成就是什么

Galileo就是伽利略·伽利莱呀,1564年出生在意大利,是超厉害的科学家!他被称为“近代科学之父”,最牛的成就是改良了望远镜,发现木星有四颗卫星(现在叫伽利略卫星),还证明地球绕着太阳转,物理学上他推翻了“重的物体下落快”的说法,研究了摆的运动规律,写了《星际信使》《对话》这些超有名的书,虽然晚年被教会审判,但他的发现让科学开始靠实验说话,影响超大!

Galileo为什么被教会审判

因为他支持“日心说”呀!当时教会觉得地球是宇宙中心(地心说),这是《圣经》里说的,不能改,Galileo用望远镜看到木星卫星绕木星转,还写书写日心说的好处,教会就觉得他在挑战权威,说他是“异端”,1633年把他抓去审判,逼他认错,判了终身监禁(后来改成软禁),其实就是旧思想不想被新发现打脸,不过300多年后教会也给他平反了,说当年搞错啦!

Galileo的自由落体实验是真的吗

是真的,但可能不是从比萨斜塔扔铁球哦!历史上他更多是做斜面实验,他用木板做斜面,让不同质量的球滚下来,用滴水计时器算时间,发现不管轻重,球滚下来的时间差不多,后来人们用现代设备测,发现真的和他说的一样!高中物理课我们也做过类似实验,用斜面和手机计时,结果和课本上的公式超吻合,原来科学大佬的实验我们也能复刻,超酷的!

Galileo发明了望远镜吗

不算“发明”,是“改良”啦!最早的望远镜是荷兰人1608年发明的,只能放大3倍,看远处模糊不清,Galileo听说后,自己琢磨镜片原理,磨了好几十片玻璃,终于做出能放大30倍的望远镜!用它看月亮,发现表面有山有坑;看木星,发现四颗卫星绕着转,他是第一个用望远镜研究天文的人,所以大家总以为是他发明的,其实他是“天文望远镜之父”啦!

Galileo对现代科学有什么影响

影响大到离谱!他开创了“实验科学”方法,

欢迎 发表评论:

请填写验证码

评论列表

暂无评论,快抢沙发吧~