伽利略的力學(xué)成就-資料下載頁(yè)
2025-06-27 12:54本頁(yè)面
【正文】 伽利略的觀察法多次被他用于天文觀察。伽利略是第一批制造望遠(yuǎn)鏡的人之一，這本身就開(kāi)創(chuàng)了天文學(xué)的新紀(jì)元。通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)，伽利略得到一系列發(fā)現(xiàn)。伽利略在1610年將它的新發(fā)現(xiàn)寫(xiě)成《星界的報(bào)告》一書(shū)，引起了巨大的轟動(dòng)，這些新發(fā)現(xiàn)為哥白尼學(xué)說(shuō)提供了最確鑿的證據(jù)。觀察法也被伽利略用于物理學(xué)。體溫計(jì)就是伽利略所發(fā)明；伽利略正是觀察到水溫升高時(shí)，會(huì)在水壺內(nèi)上升，給他帶來(lái)了制作體溫表的靈感，制成了最早的體溫計(jì)，用于診斷病情。伽利略的另一個(gè)發(fā)現(xiàn)就是擺的等時(shí)性。伽利略還觀察了大船上的蒼蠅、球等的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)從桅桿上掉下的球就落在桅桿腳下，而不會(huì)落在桅桿后面的甲板上，人們感覺(jué)不到船在運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而提出了今日所稱(chēng)的伽利略相對(duì)性原理：在一條勻速行駛的船的封閉的船艙內(nèi)做的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)，都不能確定這條船是停泊在港口還是在海上行駛。作為物理學(xué)基本原理之一的伽利略相對(duì)性原理，不需要任何牛頓式的絕對(duì)空間與絕對(duì)時(shí)間的假設(shè)，它是愛(ài)因斯坦相對(duì)論的出發(fā)點(diǎn)之一。伽利略相信自然界是簡(jiǎn)單的和有秩序的，它的行動(dòng)是規(guī)則的，是按照完美而不變的數(shù)學(xué)規(guī)律活動(dòng)的。他相信自然界是按照數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)的。所以他非常重視在研究自然現(xiàn)象時(shí)進(jìn)行數(shù)量分析和建立數(shù)量關(guān)系。他曾說(shuō)過(guò)，宇宙這本書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫(xiě)成的，符號(hào)是三角形，圓形和別的幾何圖形。如果不先學(xué)會(huì)書(shū)里所用的語(yǔ)言，掌握書(shū)里的符號(hào)，就不能了解它。沒(méi)有它們，人們就像是在一個(gè)黑暗的迷宮了勞而無(wú)功地游蕩。伽利略把實(shí)驗(yàn)方法看作是他的研究工作的最基本的方法，他認(rèn)為基本原理必須來(lái)自經(jīng)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)。他的“口號(hào)”是知識(shí)來(lái)自觀測(cè)，而不是來(lái)自書(shū)本，也不是來(lái)自亞里士多德。他選擇與使用的是一些可以觀測(cè)的概念，如距離、時(shí)間、速度、加速度、力、質(zhì)量等。伽利略不僅是實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)踐者，同時(shí)他還從科學(xué)研究程序的高度上確定了實(shí)驗(yàn)方法的地位。在科學(xué)史上，伽利略在觀察、實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)的推理計(jì)算，得出假說(shuō)和定量描寫(xiě)，然后用實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)的方法都是伽利略的首創(chuàng)，這種方法后來(lái)成了近代自然科學(xué)研究的基本程序和方法。伽利略自己曾說(shuō)過(guò)：“我用數(shù)字來(lái)演算，然后用手和眼來(lái)檢驗(yàn)，如果得出相同的答案，這個(gè)答案一般來(lái)說(shuō)就是正確的?！边@可以說(shuō)正是伽利略新方法的精髓所在。針對(duì)亞里士多德的自由落體運(yùn)動(dòng)中“物體越重，下落越快”的觀點(diǎn)，伽利略用“歸謬法”，提出了“落體佯謬”，巧妙地揭示了亞里士多德的理論內(nèi)部包含的矛盾。他在1638年寫(xiě)成的《兩種新科學(xué)的對(duì)話(huà)》一書(shū)中指出：“根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比小石頭的下落速度大。假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭拴在一起時(shí)，下落快的會(huì)被下落慢的拖著而減慢，下落慢的會(huì)被下落快的拖著而加快，結(jié)果整個(gè)系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8。但是兩塊石頭拴在一起，加起來(lái)比大石頭還重，因此重物體比輕物體的下落速度要小?！边@樣，就從重物體比輕物體下落得快的假設(shè)，推出了重物體比輕物體下落慢的結(jié)論。使亞里士多德的理論陷入了自相矛盾的境地。伽利略把理論和實(shí)驗(yàn)緊密而和諧地結(jié)合在一起，構(gòu)成了一套完整的科學(xué)方法，有力地推動(dòng)了近代科學(xué)的發(fā)展。真是這種新方法——邏輯推理與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合——使物理學(xué)擺脫了依靠形而上學(xué)的思辯、自覺(jué)、猜測(cè)和定性的議論的狀況，走上了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)道路，成為對(duì)物理世界真正的自然認(rèn)識(shí)。愛(ài)因斯坦評(píng)論說(shuō)：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類(lèi)思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端?！?br />
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