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2007-12-16 21:37:56| 人氣250| 回應0 | 上一篇 | 下一篇

伽利略身世(轉自知識家)

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伽利略



一五六四年二月十五日一日,伽利略出生於義大比薩斜塔鄰近的房舍中。似乎他從出生開始,就和這座比薩斜塔結下了不解之緣。他的父親是一流的數學家,也是一位作曲家和義大利的錦標笛手,可是這些都沒有讓他為他的家庭帶來財富,伽利略的童年是在貧困之中過的。由於這樣,父親決心不讓他成為一個音樂家或數學家,因為這兩項職業在義大利是不太容易生活的;在父親的引導下,伽利略做過短期販賣布料的商人,隨後又進入比薩大學習醫。



這個時候,伽利略已經十八歲了,腦海裏充滿了奇異的思想,竟然對天主教堂裏一盞擺動的燈火表示興趣,他凝視這盞左右擺動的燈火,右手指按住左腕的脈博,心裏默默的計算燈火擺動的次數。





那一盞又一盞的燈火在教堂裏不知道擺動了多少年,也不知道有多少人看到過它們的擺動,可是從來就沒有被人注意過,更沒有人知道在擺動中,竟然隱藏了偉大、奧祕的科學定理。他對於單擺的等時性覺得非常的奇怪。所謂等時性,就是從一端擺至另一端所需時間相等,當單擺的運動逐漸衰緩下來時,所走的距離越來越小,單擺卻能調整它的速度,以便使擺動等時。





經過再的觀察和深思熟慮,伽利略發現了單擺振動的定律。後來,另一位科學家海更斯根據這個定律,發明了時鐘。





雖然習醫,伽利略對於醫學卻沒有什麼興趣。因此,在大部分的時間裏,他專心研究歐幾里德和阿基米德的理論,他的父親非常的憤怒,不再供給他求學的費用,伽略只好在一五八五年離開比薩大學;而沒有取得學位。





當他二十一歲的時候,他發表了兩篇論文,一篇是關於自己發明的水秤;一篇是關於固體的重心。這兩篇論文的評價相當的,高使得他被邀請回到母校比薩大學講學。 │





自 由 落 體



亞里斯多德的學說在十六世紀仍然如日中天,人人都奉為經典,沒有人提出任何的懷疑。亞里斯多德關於「自由落體」的學說是:物體自高處自由落下的速度和重量成正比。也就是說,一個十磅重的物體,下墜的速度會比一磅重的物體快十倍。這個學說在大小的外表上看來,似乎非常的合理,而且人人也都相信學說的真確性,教授們嚴肅把這個學說教給他們的學生,學生們也都敬謹的接受這個學說,只有伽利略表示懷疑。





伽利略曾經親眼目睹大小不同的冰雹,同時一起掉落到地。根據常識判斷,它們似乎是從同一高度一起下墜的,但是按照亞里斯多德的學說,較大的冰雹應該先落到地面上,小冰雹在接著掉來,伽利略觀察到的並非如此。





他做了許多實驗,發覺亞里斯多德的學說是錯誤的,他決心指出這項錯誤。傳說有一天,他邀請有關的教授到比薩斜塔前,拿出一個一百磅的重體,和一個一磅的重體。





伽利略問所有的教授們:





「假如這兩個重體同時自塔頂自由落下,結果如何?」





教授們議論紛紛,誰也沒有做過這樣的實驗,沒有人敢預料結果如何。





以往,他們按亞 里斯多德的學說照本宣科,從來沒有懷疑過。現在,居然有一位二十五歲的青年,提出了要求證據的疑問。結果呢?要是兩個重體以非常懸殊的速度墜落地面,教授們可以鬆一口氣,證明亞里斯多德的學說是正確的,伽利略將被冠上「說謊者」、「攪局者」的罪名。要是兩個重體同時墜落地面?又將如何解釋呢?是揚棄奉行多年的亞里斯多德學說,接受伽利略實驗所證明的事實,還是對伽利略的實驗視若無睹?





比薩斜塔的傾斜度可以使墜體不受阻礙,伽利略塔頂大喊:





「看清楚了沒有?下來了!」





兩個重體砰然而下,小的重體始終和大的重體並行,而且同時落地。這兩個重體的砰然一聲,並不表示亞里斯多德的學說已經崩潰。因為這一群教授在不想相信一件真實事物的時候,根本不去看一看、摸一摸,無論如何也不願意承認亞里斯多德的學說是錯誤的。更荒謬的是他們反而懷疑伽利略為了證實速度相同,而在重體內隱藏了「魔術」。   





雖然伽利略據埋力爭,並嚴厲的批評那些學院派的人們,但沒能夠改變他們的想法;反而受到教授、學生們的群起圍攻,使伽利略再也待不下去。





困 難 中 的 幫 助



這個時候,伽利略有三個妹妹和一個弟弟,他成了一家之主,接下了父親的擔子,在貧困又沒有地的生活中奮鬥,幸而他有一位富有而能賞識科學家的朋友。





這位朋友為他在一所大學中謀得講師的職位,伽利略把所有精力投注於講學中,重新建立了聲望。幾年之後,他又開一家工廠,生產他自己發明的產品,使得經濟情況大為改善。





改 進 望 遠 鏡



這個時候,有一件事情對伽利略產生了深遠的影響。有一位名有魯諾的科學家,他很早就接受哥白尼的學說,贊成太陽是宇宙的中心,地球繞著太陽不停的運轉。但是這種想法違背了聖經教義和傳統的權威,使得布魯諾不得不亡命國外。幾年之後,他以為天主教會已經忘記了他,又回到了義大利,但是宗教審判所的代表立刻拘捕他入獄中嘗了七年的鐵窗之苦後,在羅馬受火刑處死。





布魯諾是位一旦發現真理,便死也不放棄的科學家;這種精神使伽利略十分羡慕和景仰。同時布魯諾所受的刑罰,也深深的在伽利略的腦海裏留下了恐怖的記憶。許多年後,這種恐懼依然在的腦海裏起伏著。





西元一六0八年,有一位荷蘭的光學家,無意之中將兩張玻璃片組合起來,竟能將遠處的景物,看得好像就在眼前一樣。這項驚人的發現,立刻吸引了伽利略的注意。根據他的推想,望遠鏡的兩個透鏡必須一個是凸透鏡,一個是凹透鏡。於是,他成功的製造了一個能放大兩三倍的望遠鏡。之後,伽利略改進又改進,最後製造出一架可姒放大三十二倍的望遠鏡。他送了一架給威尼斯的市議會,市議會對他的成就非常驚奇,不得不對這位傑出的物理學家刮目相看,立刻決議增加他的薪水,並且承認其地位為終身職業,這是許多教授夢寐以求的。





在一個晴朗的夜裏,伽利略用望遠鏡去觀察月亮。那個時候,人們依照亞里斯多德的學說及聖經的教義,認為月亮是完美無缺的,而表面是完全光滑的銀白色。可是伽利略透過這支簡陋的望遠鏡,發現月亮和地球一樣,有高山也有深谷,既不平滑,也不光潔;他又用這架望遠鏡去看銀河,發現銀河也是由無數的小星球組合而成,因為有的星球離開地球太遠,若不藉助望遠鏡,便無法看得真切。





發 現 木 星 的 月 亮



一六一0年一月,他把望遠鏡指向木星,發現木星有四個衛星,就和地球有一個衛星--月亮一樣的。可是這一連串的發現,並沒有贏得其他教授們的相信,他們不願意去看伽利略製成的望遠鏡,總以為那根管子裏頭,一定藏有「魔術」。總而言之,伽利略所看見的、所證實的,若是和亞里斯多德的學說不同,那麼撒謊的人一定是伽利略。





在伽利略用望遠鏡指向天空的一百年前,哥白尼教士便曾指出:假如肉眼銳利的話,可以看得見金星也跟月亮一樣有盈虧,伽利略用望遠鏡證實了哥白尼的見解是正確的。





叛 徒



伽利略又用望遠鏡去觀測太陽,這是從來沒有人做過的怪事。更奇怪的是他居然看見太陽的表面有黑點,而且這些黑點不停的在移動、在改變,漸漸的又消失了。這發現擊碎了天體是完美的臆測。





當這些發現發表之後,人們更視伽利略為天主教的叛徒,同時也增加了人們對他及望遠鏡的仇視。因為這些發現,和他們尊奉的亞里斯多德學說及聖經教義大相逕庭。於是許多痛恨他的人,共同研擬對策,要使伽利略永遠沈默,不再發表驚世駭俗的言論。當人們對他的攻擊日益高漲的時候,伽利略決心到羅馬去,因為那裏可以使他安全一些。





伽利略到了羅馬,一方面受到教皇豐盛的招待,一方面卻受到嚴重的警告。因為哥白尼的著作遭到禁止,伽利略只好暫時不再教授這些顯然違背教義的東西,例如地球繞著太陽運轉這一類學說。







迫 害



伽利略的仇敵並不放棄任何攻擊他的機會,伽利略在他七十歲的暮年,終於被逮捕拘禁,等待審判的命運。伽利略受到無數次的審問,希望迫使他他對以前發表過的言論表示悔改,但是他堅決的搖頭,年老與衰弱,使他所盼望的是女兒的撫慰及朋友的呼喚。可是他的女兒竟然比他早逝。這個時候,伽利略促使自己不斷的工作,以忘記悲傷,忘記自己仍然是一個囚犯。一六四二年一月八日,伽利略與世長辭。伽利略 





就在這一年,牛頓誕生了。後來被牛頓發展為運動三大定律。其中第一和第二定律就是以伽利略動力學實驗的結果作為基礎。





伽利略活了七十八歲,曾經得到無數的榮耀,並且使用望遠鏡,看到宇宙的深處。他舉止高傲,藐視一般小人的行為,晚年受到教會的迫害,使他無法專心從事研究。但是後人只要想起伽利略和他的學說,無不肅然起敬。







伽 利 略



(Galileo galilei)







文:小罐子老師







-愛因斯坦



「我認識的伽利略精神,是向任何以權威為基礎的教條展開熱烈戰鬥」

比薩斜塔的落體實驗



古希臘最著名的哲學家



他在



這個人沒有和現場的人作太多的爭辯,不過他卻堅持用這種「實驗科學」的態度,面對未來的人生道路。他就是近代實驗科學的奠基者



—亞里斯多德的學說在十六世紀時如日中天,人人都奉為經典,沒有人提出任何的懷疑。而亞里斯多德關於「自由落體」的學說是:「物體自高處自由落下的速度和重量成正比」。也就是說,一個十磅重的物體,下墜的速度會比一磅重的物體快十倍。這個學說表面上看來,似乎很合理,而且人人也都相信以亞里斯多德的智慧是不可能犯錯的。但是有一個人發現了這個理論錯了,他決定用公開實驗的方式來印證他的發現。比薩斜塔的各樓層安排了實驗者,讓他們分別把一對大小不等的重物自由落下。「砰!」的一聲,重一磅和重十磅的鐵球同時接觸到地面,圍觀的群眾中出現了不小的騷動,雖然實驗證明了一切,現場也有許多教授、學者目睹了這個實驗,但是沒有掌聲、也沒有歡呼,因為在當時保守而固執的學風下,很多人不承認:被羅馬教會封為「聖人」的亞里斯多德的理論竟然會出現錯誤。—伽利略,那年他只有26歲。

求學之路



西元



在比薩大學裡,伽利略經常對教授們陳腐以及無實證基礎的理論加以質疑,教授們也對這位愛爭吵的學生貼上一個「



這個時期的伽利略雖然會質疑某些陳腐的觀念,並獨立思考,但並不具備實證科學的基礎知識,一直到他遇到他生命中的導師



1564年伽利略誕生在義大利比薩城的一個沒落貴族家庭裡,這一年距離波蘭天文學家哥白尼去世已有21年,距離英國物理學家牛頓誕生尚有78年。伽利略的父親—文森西奧‧伽利萊,是一位音樂家,對於數學、拉丁文、希臘文也有很高的造詣,可是這些學問都沒有讓他為家庭帶來財富,反而是後來經商從事羊毛的買賣才改善家境困窘的局面。正因為這樣,父親決心不讓伽利略成為一個音樂家或數學家,因為這兩項職業在義大利是不太容易生活的;在父親的刻意引導下,18歲的伽利略進入比薩大學習醫。怪物」、「壞學生」的標記,不過伽利略除了專業的科目之外,還是依照學校的規定,大量的研讀了亞里斯多德的著作,因為13世紀末,亞里斯多德的理論和教會的神學權威結合在一起,產生密不可分的關係,亞里斯多德被視為「聖人」、「眾人之師」,他的理論被視為「絕對真理」,不容否定和懷疑。—李奇。李奇是托斯卡納公國(當時比薩城的統治者)的宮廷教師,伽利略在偶然的機會中聽到李奇的數學講課,從此對算術、幾何學著迷不已,因為數學是富於邏輯性的科學,沒有因為就沒有所以;沒有證明就沒有結論,而李奇也知道伽利略在數學方面的天分,因此也頃囊相授。伽利略很快掌握了數學這項科學研究的重要工具,為日後研究奠下堅實的基礎。同時,他也養成不會輕易接受任何僅憑推想,而沒有經過證明的理論。

比薩大教堂的吊燈



在醫學院求學的伽利略,有一天在比薩大教堂作禱告,突然發現教堂天花板的吊燈在擺動,他凝視這盞左右擺動的吊燈,右手指按住左腕的



由於有了這樣的發明,以及對數學、物理學的濃厚興趣,因此,大部分的時間,他專心研究歐幾里德和阿基米德的理論,便逐漸荒廢醫學課業,成績相當差,他的父親知道後非常憤怒,不再供給他求學的費用,伽利略只好中途輟學,離開比薩大學。



脈博,心裏默默的計算燈火擺動的次數,他發現它們之間有固定的關係,於是伽利略進一步實驗研究單擺的性質,結果發現單擺的長度改變,擺動的週期就不一樣;但是擺錘的重量、擺幅的大小和擺動的週期無關,這就是「擺錘等時性原理」。這發現在當時是一項創舉,那時伽利略還不滿20歲。後來,伽利略再利用擺的原理,製作了一種儀器「計脈器」,可以用來測病人的脈搏次數,日後又有另一位科學家—海更斯根據這個定律,發明了時鐘。

回到比薩大學任教



儘管伽利略醫學院沒畢業,但是由於他的發明、發現,以及他回鄉後又發表了兩篇論文:一篇是關於自己發明的比重秤;一篇是關於固體的重心。這兩篇論文的評價相當高,加上恩師李奇的大力推薦,終於讓他謀得一份工作,就是回到母校比薩大學擔任





帕多瓦大學的研究

1592年,伽利略在朋友的推薦下來到北義大利的威尼斯共和國,帕多瓦大學擔任數學教授。帕多瓦大學是個自由思想氣氛濃厚的大學,伽利略喜愛實證的研究精神,在這裡得到充分的發揮。



他主要研究地面上物體的運動、拋體運動,並整理出運動三大公式,這些都成為後來研究物體運動的基礎。



伽利略也根據熱漲冷縮的原理,發明了溫度計,他用一支玻璃管,裡面注滿了水,隨著氣溫的變化,水位會上升下降。現代的水銀溫度計是托里切利所發明,和當時伽利略的發明已經大不相同,不過基本的構造和運用的原理,還是得歸功於伽利略的發明巧思。而且托里切利也是伽利略的學生喔!此外伽利略還經常接受委託,研究有關軍事、機械、玻璃等工程上的技術問題。



由於這些驚人的研究成果,吸引了眾多的學生從歐洲各地來聽他講課,人數有時竟超過上千人,教室越換愈大,最後乾脆利用戶外的空地講課,這時的伽利略已經成為當時歐洲相當有名聲的科學家。



伽利略式的測溫器





改良望遠鏡



西元1608年,有一位荷蘭的光學家,無意之中將兩張玻璃片組合起來,竟能將遠處的景物,看得好像就在眼前一樣。這項驚人的發現,立刻吸引了伽利略的注意。根據他的推想,望遠鏡的兩個透鏡必須一個是凸透鏡,一個是凹透鏡。於是,他成功的製造了一個能放大兩三倍的望遠鏡。之後,伽利略又不斷改進,最後竟然製造出一架可以放大20倍的

台長: amuck archfiend
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