第43章 沉冤昭雪的天文學家伽利略(1 / 2)

伽利略(Galileo,1564~1642)是歐洲“文藝複興”時期意大利偉大的物理學家、力學家和天文學家。他對人類自然科學的發展做出了卓越的貢獻。

伽利略1564年出生在意大利西部海岸的比薩城。伽利略的父親是當時一位有名的音樂家和數學家。但是父親希望自己的兒子學習醫學而不是學習數學,於是伽利略在17歲那年進入了比薩大學學習醫學。比薩大學當時已是有二百多年曆史的老學校,藏書非常豐富,這對於好學的伽利略是一個十分難得的好機會。他孜孜不倦地學習。特別是對數學、物理學等自然科學更感興趣。1583年由於聽了關於歐幾裏得幾何學的演講,伽利略很快對數學著了迷。他執意不學習醫學了。他開始學習古希臘歐幾裏得和阿基米德的著作,從中吸收了大量的知識。一次他從比薩教堂的走廊裏經過,無意中抬起頭看見一個吊燈被風吹得不停地擺動。從來沒有人注意的現象,卻引起了伽利略的注意。他發現吊燈的擺動,不管擺動幅度是大還是小,擺動一次的時間總是相等的,他用自己的脈搏計時驗證了這一現象。回到家後,他還親自動手再做這個實驗。最終他極為準確地證實了擺的等時性,這一年伽利略才剛剛19歲。正當伽利略剛剛走近科學領域的門口時,他的家不幸破產了,一貧如洗,他隻好輟學在家。但伽利略的學習興趣和探索自然的決心絲毫不減,他在缺少圖書資料和儀器設備,又沒有老師指導的條件下開始了刻苦的自學。伽利略在家中度過了四年的時光,他在學業上卻有了極好的轉機。他寫的《論固體重心》的論文受到了科學界的好評。於是25歲的伽利略被聘當上了比薩大學的數學教授。三年後他又轉到帕多瓦大學,他在這裏度過了18年比較穩定的生活。這段時間裏他主要從事力學研究。自由落體運動是伽利略全力以赴研究的問題。這方麵的研究成果在伽利略整個業績中占有極為重要的地位。他經過反複周密的實驗,認真的思考分析,終於正確地掌握了物理學上最重要的自由落體的定律,即“墜落距離與墜落的時間的平方成正比。”伽利略又把自己的研究活動從落體運動擴大到拋物體的運動。在這些研究中,伽利略第一次明確提出了加速度的概念,把加速度與速度區別開來,使力學建立在實驗與理論計算的基礎上。

從1604年開始,伽利略改變了研究方向。那年冬天,在南部天空出現了一顆從未見過的亮星,一直到第二年的秋天才逐漸消失。這個不尋常的天文現象,使伽利略放下了物理學的研究,轉而去探求天文學的問題。1608年,荷蘭有一位眼鏡商人偶然發明了一種可以放大物體的眼鏡,這個消息被伽利略知道了,他立即研究了這種眼鏡的原理,並且進行了實驗,最後製作成功放大率為30倍的能夠實際應用的伽利略望遠鏡。伽利略發明的望遠鏡立即博得了科學界的讚譽,據說僅半年時間他就製作了100台。望遠鏡的發明是科學史上的一件大事,它把人對空間的觀察範圍大大擴展了,這對於探索和認識宇宙起了巨大的推動作用。

伽利略開始利用自製的望遠鏡觀察天體。他把這犀利的武器指向了廣闊的天空,從而揭開了天文學史上嶄新的一頁。伽利略首先把望遠鏡對準了皎潔的月亮,他從望遠鏡裏觀察到月亮表麵上起伏不平的狀態,有高山、有峽穀。他又把望遠鏡對準了使人們感興趣的銀河係,他發現銀河實際是由眾多的星體構成的。在伽利略以前,很少有人發現五大行星的周圍居然還有一些小星星在運轉。伽利略通過觀察木星,發現了木星的兩側有四個亮點,以後他又注意到這些亮點是圍繞著木星的小星星,這就是木星的四顆衛星。伽利略又進一步計算了它們的運行周期。伽利略對自己的發現非常高興,很快寫信告訴了德國天文學家開普勒,開普勒馬上給他回信,給予他熱情的支持。這在伽利略的一生中是難得的。過去人們認為天空中的星星是單個的天體,伽利略從望遠鏡中看到了星團,有的是幾十顆星星聚集在一起。伽利略把自己對星團的觀測結果畫成了星圖,這是科學史上第一批星團圖。伽利略還用望遠鏡觀察了太陽,發現了太陽上竟然有暗處,像黑斑,現代天文學稱之為“黑子”。伽利略從黑子的緩慢移動推斷出太陽在自轉,周期為25年。伽利略的觀測結果,證實了哥白尼學說的正確。1613年伽利略出版了《太陽的黑子》一書,這本書因為有利於哥白尼的學說,遭到教會的攻擊。伽利略的行為刺激了封建教會,他們對哥白尼學說的傳播感到非常恐慌,決定采取斷然措施對伽利略實行製裁。1616年,臭名昭著的宗教裁判所把伽利略傳到羅馬進行審訊,嚴厲警告他不許再宣傳哥白尼的學說。這件事對伽利略是個非常沉重的打擊,在他科學研究的道路上投下了陰影。

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