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不屈不挠 忍辱负重——记现代科学之父伽利略

科普小知识2022-10-21 17:17:06
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我们有时抱怨科学研究环境不理想,令人不快的事情经常发生。如果我们把历史的车轮倒转400年,与罗马教廷统治一切的欧洲相比,我们的科学工作者会快乐得多。至少,我们不会因为坚持自然科学的真理而受到迫害,甚至不会冒生命危险!例如,布鲁诺不是因为他的“日心说”而在1600年被烧死的。

辉煌的成就

今天,我们将介绍伽利略(1564-1642),一位伟大的机械师和天文学家,在“乌云压下城市摧毁它”的黑暗时代。他被公认为科学技术史上的现代科学之父。他以实验和观察为基础,用严格的逻辑系统开创了现代科学。

伽利略首次在力学中引入了惯性和加速度的概念,发现了*落体定律、运动叠加原理、摆运动的周期性等。,并开创了牛顿力学的先例。他第一次用自己的望远镜观察天体,许多重要发现为哥白尼的日心说提供了强有力的支持。他提出的相对论成为自然科学研究的基石,为爱因斯坦的相对论奠定了基础。

不幸的是,他出生在一个糟糕的时代,否则,这个科学天才会做出更伟大的创造。他一生都在与传统观念和宗教裁判所进行斗争。

开辟新天地

伽利略于1564年2月15日出生在意大利佛罗伦萨附近的一个小镇比萨。他的父亲文森佐是一位数学家和音乐家。那时候,他在数学和音乐方面不是一个有利可图的职业,他的家庭也很贫困。家人送他去比萨大学学习医学,但他对医学不感兴趣,对力学和天文学情有独钟。他21岁时*辍学,因为他得不到家人的支持。经过四年艰苦的自学和创造,伽利略因其在数学和物理方面的成就而闻名,并在25岁时被他的母校比萨大学聘为教授。不久,他的父亲英年早逝。他肩负起养家的重担,生活非常艰难。

伽利略生来勤奋而有思想,无私而无畏,擅长独立思考,敢于挑战权威。当时,欧洲学术界被亚里士多德的理论所主导。他的思想被认为是一条黄金法则,这是毫无疑问的。例如,亚里士多德认为,当一个物体*下落时,最重的人首先落地。一千多年来,没有人敢说“不”。然而,伽利略是片面的。他要把狮子带进他的窝!经过仔细考虑,他发现了亚里士多德*落体理论的缺陷,并决定公开向它宣战。

惊天动地,天网恢恢

伽利略在1589年25岁。他做了著名的比萨斜塔*落体实验。

比萨斜塔建于1174年和1268年,共八层,高54.5米(一个词56米)。由于施工失误,它在施工后逐渐倾斜,成为远近闻名的独特景观,也是伽利略观察和实验落体的好地方。我看见他爬上斜塔的第七层,让两个1磅和10磅重的球在公众面前同时落下。很快,两个球同时落地。事实胜于雄辩。亚里士多德的落体理论受到了毁灭性的打击,科学史上翻开了新的一页。。

后来伽利略做了详细的研究,写了一篇文章《论运动》,批评亚里士多德的物理学。年轻人敢于挑战伟大的权威,这并不坏!比萨大学的保守派校长和一群老教授不能容忍伽利略的行为。这时,他也得罪了佛罗伦萨的科斯莫斯公爵,被比萨大学开除。

幸运的是,当时亚平宁半岛上还有一个“*王国”——威尼斯的帕多瓦大学。在他的朋友天文学家和数学家蒙特的推荐下,他于1592年去大学教书。

聪明的

当他到达帕多瓦大学时,伽利略的才能已经得到充分利用。他发现了物体斜面上的运动规律和钟摆运动的周期性,完善了*落体理论,研究了地球的磁力线,并制造了新的罗盘和温度计。最重要的是,他开始关注天文学研究,这改变了他的余生。

1593年,他在编写力学和设防大纲时偶然发现了哥白尼的日心说。1596年,他看到了开普勒的新书《宇宙之谜》,该书描述了行星运动的三个定律,并发来了贺信。第二年,他向开普勒表达了他对哥白尼的信仰。这时,他开始制作自己的望远镜,并在夜间观察天空。1604年,他发现了一颗新星,并就此发表了演讲。

创造历史

1609年8月21日,这一天注定要被载入科学史上。伽利略在海边用自制的能够放大60倍的望远镜进行了一次公开演示。12月1日,他用望远镜观察了月球和行星。科学发展史上的专家认为,这种观察和研究标志着现代科学的开始。就在400年前。

1610年1月7日晚,他发现了四颗围绕木星运行的卫星。1月10日晚上,他观察了月球上的环形山,并将其中的最高峰命名为阿尔卑斯山。然后,他观察了土星、水星、金星,并研究了木星的轨道。出版了天文学专著《星际信使》;后来,他把望远镜对准银河系,发现它是由星团组成的。第二年,他首次发现并记录了太阳黑子。1613年,“关于太阳黑子的信”在罗马出版。

他在天文观测和研究方面的成就使他更加相信哥白尼,并把地震理论传播到各处。越来越多的人开始相信他基于精确观察和严格推理的理论。

螺丝状的

厄运悄悄地降临在伽利略身上。

伽利略的发现和成功震惊了罗马教廷,因为他扰乱了上帝建立的“秩序”,*了《圣经》,动摇了托勒密的地心宇宙体系,他们视之为自己的财富。早在1611年,伽利略的反对者就把攻击他的黑材料送到了宗教裁判所。1615年,洛里尼神父和卡西尼修士向宗教裁判所吐露秘密,宗教裁判所准备起诉伽利略。

然而,伽利略仍然被蒙在鼓里。1616年春天,伽利略被骗进了罗马。教会邀请他去演讲,并给予了他隆重的欢迎。3月6日,红衣主教贝拉明的房子举行了化妆舞会,伽利略被邀请参加派对。在所有的欢乐和握手中,图琼·匕首看到贝拉明突然拿出了罗马教廷前一天做出的决议,重申地球的宇宙中心说,谴责日心说,一种异端邪说,将禁止哥白尼和他的追随者的工作,否则地狱付出代价。并迫使伽利略签署以确保决议的实施。

伽利略在这种软硬兼施的胁迫下目瞪口呆。他知道当时与罗马教廷的战斗无异于向石头扔鸡蛋。因此他违背自己的意愿签了字。从那以后,他被剥夺了公开研究和宣传日心说的权利。

无畏的

然而,在伽利略的内心深处,他并没有屈服于罗马教廷的邪恶力量。表面上,他服从了教皇的禁令,但实际上他为日心说准备了更多的理论基础。他精确地测量了木星的轨道(航海家可以据此在海上定位),详细研究了彗星的运动,并于1623年出版了《彗星的黄金平衡测试》一书。

1624年,新教皇乌尔班八世登基的消息传来。他暗自高兴,因为新教皇是他的朋友。果然,很快就有消息说他同意出版潮汐理论。他的心中充满了希望,他开始构思一部新的专著《托勒密与哥白尼世界体系的对话》(以下简称《对话》),为日心说辩护。在这本书里,他由三个角色组成:萨尔维亚蒂、萨格拉达和西恩·提尔,分别代表哥白尼、裁判(当然是伽利略自己的影子)和亚里士多德·托勒密。伽利略充分利用了他非凡的智慧,让前两者携手并进。他用巧妙而神秘的语言嘲讽亚里士多德-托勒密的发言人,并尽力反驳地心说。它花了六年时间,写于1630年。他小心翼翼地写了一篇序言,实际上被教会审查了一年多。1632年3月,《对话》在佛罗伦萨出版。

然后,更可怕的厄运在等着他。

遭受残酷的迫害

伽利略高估了教皇的仁慈和智慧,低估了教会成员的智慧和残忍。尽管新教皇是伽利略学生的朋友,但他无法抗拒下属(尤其是贝拉明主教)的诽谤和蛊惑,并打算对伽利略采取恶毒的行动!

1632年7月,教皇在听取了诽谤后勃然大怒,并禁止出版《对话》。9月30日,教会命令伽利略去罗马接受审判。年底,68岁的伽利略去参加审判,但却生病了。他于1633年3月12日被带到宗教裁判所。主持人也是布鲁诺,33年前的主持人,以及17年前欺骗他的贝拉姆主教。

在法庭上,伽利略驳斥了法官颠倒黑白的无理指控。他说:“随着科学发展到今天,我已经通过双筒望远镜看到了很多证据。我只是把它们写下来讨论,你甚至不允许这样做。这显然需要科学家抛弃自己的感觉和那些不可否认的事实。这是你的异端邪说!”贝拉明别无选择,只能威胁重罪。

审判持续了三个多月没有结果。教皇非常愤怒,下令“严厉审判”伽利略那个时代的“严厉审判”意味着折磨那些被审判的人到死。他的老朋友和学生都很沮丧。伽利略平静地说,“无论如何,地球、我们所有人以及这个教堂都在绕着太阳转。”6月22日,罗马教廷判处他无期徒刑。

奋斗不止

只有在向伽利略的一些有影响力的朋友恳求之后,法院才允许他离开罗马,在大主教的监护下,住在佛罗伦萨南部锡耶纳的皮科洛米尼大主教的家里。仅仅五个月后,教皇“批准”他返回契特里自己的家,前提是不允许他未经许可去罗马,未经许可会见客人,或者发表科学演讲。

伽利略没有屈服于他的内心。他继续研究力学和物理学,并向亚里士多德的传统思想宣战。1636年,他开始写他不朽的杰作《两种新科学的对话》(以下简称《新科学》),并于次年完成。这本书是他30多年机械研究的一个伟大的集成。两个新的科学涉及材料力学和动力学。《新科学》介绍了他最早的光束强度实验,提出了等强度光束的概念,讨论了物体大小在重力作用下对强度的影响,提出了落体最快下落曲线的问题,给出了重力场下能量守恒的早期描述,给出了简单情况下的虚功原理,讨论了大气压问题,描述了钟摆的等时现象,提出了光传播速度的概念和测量光速的思想等。书中提出的新概念和新思想都对后来的科学发展产生了深远的影响。我们机械专业的学生应该更加感激这个伟人。

新科学问世时,伽利略是个盲人。一个16岁的年轻人维维亚尼来到他身边,担任他的秘书。他口述了自己的学术思想,维维亚尼记录了这些思想,为后人理解伽利略的思想和观点留下了宝贵的信息。1640年,年轻的物理学家托里切利来到他家和他一起工作。不久之后,托里切利发明了气压计。

伽利略于1642年在家中安详去世,享年78岁。牛顿出生于那一年。如果我们相信佛教的转世,那可能是伽利略转世并给了牛顿发展科学的指挥棒,尽管后者的道德品质远不如前者。

纠正错误

1757年,伽利略死后115年,罗马教会决定解除对伽利略著作的禁令。

1992年11月31日,教皇约翰?保罗二世平反了伽利略的冤案,不再把他视为罪犯,也不再把他的名著《托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》视为异端。

伽利略的冤案持续了360年,是科学史上最长的冤案。

读完上面的话,你可以更好地理解伽利略的名言:“追求科学需要特殊的勇气。”