世界上下五千年:伽利略的新發(fā)現(xiàn)

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在意大利中部的比薩城內(nèi),有一座舉世聞名的斜塔,它是比薩大教堂的鐘樓.斜塔是八層圓柱形的大理石建筑,高達五十五米,由于它看上去岌岌可危,但卻斜而不倒,因而引來無數(shù)游客前來參觀.
     1590年的一天,比薩斜塔聚集了一群人,他們不是來參觀斜塔的,而是來觀摩一場物理實驗的.
     比薩大學的年輕教授伽利略,通過多次試驗,發(fā)現(xiàn)不同重量的物體從同一高處下落,只要所受空氣阻力、風力等相同,那么速度是相同的,會同時落地.他把這稱作自由落體定律.為了使人們接受他的論點,他決定在比薩斜塔上做公開的實驗.
     千百年來,人們都認為古希臘思想家亞里士多德的論點是正確的.亞里士多德曾在《論天》一文中寫道:“重物要比輕物下落得快.”比薩大學的教授們也對此深信不疑,他們來此是要看伽利略出丑的.
     這天,伽利略和他的助手,以及兩個見證人一起,登上斜塔的頂樓.他一手拿著一個十磅重的鉛球,另一個手拿著一磅重的鉛球.
     “請大家看清楚了,我把鉛球扔下來!”
     說罷,他把手一松,只見兩只鉛球同時落在地上.他再做了實驗,結果還是相同.在場觀眾都驚呆了,他們在想,亞里士多德怎么會說錯呢?幾個固執(zhí)的老教授不相信自己的眼睛,竟胡說什么伽利略在施展魔法,鉛球才同時落地.
     伽利略于1564年誕生于意大利比薩城的一個沒落貴族家庭,父親是當時有名的音樂家,也是杰出的數(shù)學家.1581年,十七歲的伽利略考入比薩大學,遵從父命學醫(yī).但在大學里,伽利略愛上了數(shù)學.
     一天傍晚,伽利略與同學們一起來比薩大教堂禱告.他看到教堂里懸掛在空中的大吊燈,被點燈人扯到一邊,加滿燈油點著了燈,然后放開了手.于是,吊燈隨著吊鏈在半空中蕩來蕩去,在人們頭頂上靜靜地劃著弧線,弧線漸漸變得越來越短……
     這時,伽利略望著竟忘記了祈禱.一般常識認為,一個吊著的物體擺動的幅度越大,所需的時間就越長.但年輕的伽利略發(fā)現(xiàn)事實并非如此.他觀察得非常仔細,沒有鐘表,他就用自己的脈搏來測量,事實證明他的觀察是正確的.
     他十分激動,回到家里后,他找來一些一樣長的繩索,系上同樣重量的重物,讓它們來回擺動,再加以比較.他發(fā)現(xiàn)每次擺動往來所需時間總是相等的.就這樣,他發(fā)現(xiàn)了的擺錘的等時性定律.后來出現(xiàn)的掛擺時鐘,就是根據(jù)他發(fā)現(xiàn)的這個原理制造出來的.
     在比薩大學,他根據(jù)阿基米得的浮力原理和杠桿原理,發(fā)明了一套根據(jù)重量分析金屬的天平,從而名聲大振.1589年,二十五歲的伽利略獲得比薩大學數(shù)學教授的職務.
     伽利略還對大炮的炮火著了迷.當時炮手們已知道,要擊中遠處的目標,必須抬高瞄準器.但抬高多少,只是靠估計.伽利略證實,彈道是一條拋物線.他通過一系列的運算告訴炮手,要命中一個已知距離上的目標,瞄準器需要抬高多少.就這樣,他發(fā)現(xiàn)了物體運動的奧秘——慣性.
     伽利略的科學發(fā)現(xiàn),被比薩大學的教授們認為是一種狂妄的表現(xiàn),在他們看來,所有的科學問題都已被亞里士多德徹底解決了,因而拼命攻擊伽利略.伽利略憤然辭去比薩大學的職務.
     1592年,伽利略移居威尼斯.在友人的幫助下,他來到帕圖亞大學任教.這里有優(yōu)厚的薪金和良好的研究環(huán)境,他在帕圖亞工作了十八年,度過了他生命的黃金時代.
     在學術空氣自由的帕圖亞大學,每逢他上課時,大廳里都會擠得水泄不通.遠至瑞典和蘇格蘭的學生也慕名而來,他們中間的許多人,后來成了的學者.伽利略告訴他的學生們,宇宙中沒有任何東西是一成不變的,所有東西、所有原子、所有星球都在運動.
     1609年,伽利略聽說荷蘭人發(fā)明了望遠鏡,他通過別人的一點描述,憑著自己獨特的天賦,成功地研制出世界上第一架天文望遠鏡,它可將物體放大三十三倍.他給這架望遠鏡取了一個漂亮的名字“老發(fā)現(xiàn)者”.當威尼斯總督和議員們跟著伽利略,氣喘吁吁地爬上鐘樓樓頂,果然他們通過望遠鏡,清楚地看到了帕圖亞的街道以及街上的行人.議會經(jīng)過投票表決,決定給伽利略加薪.
     在那個值得紀念的夜晚,當伽利略轉(zhuǎn)動著“老發(fā)現(xiàn)者”搜索天空的時候,他發(fā)現(xiàn),月球表面并不像亞里士多德所說的那樣平滑,而是呈現(xiàn)不規(guī)則的凹凸起伏;銀河也不是人們所說的某種云彩,而是由千千萬萬顆暗淡的星星所組成!
     伽利略在一年之內(nèi)還作出了其他驚人的發(fā)現(xiàn):
     木星旁邊有四顆運轉(zhuǎn)著的衛(wèi)星;
     地球并不是各天體圍著旋轉(zhuǎn)的惟一中心;
     太陽也像地球一樣,是繞著自身的軸旋轉(zhuǎn)的;
     太陽上面有黑子;
     土星周圍有光環(huán)……
     1610年,威尼斯出版了他的《星際使者》,向全世界宣布了他的發(fā)現(xiàn).有人贊嘆說:“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸,伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙.”
     當時的天主教會反對哥白尼的“日心說”.他們認為地球是宇宙的中心,太陽圍繞著地球轉(zhuǎn)動,而地球是不動的.1611年,伽利略發(fā)表《關于太陽黑子的通信》一文,明確表示支持哥白尼的“日心說”.因此教會在1616年給伽利略下了一道禁令:不準講授哥白尼的學說.
     在伽利略的請求下,教皇曾前后六次召見他.他小心翼翼地向教皇介紹了哥白尼的學說.教皇同意他把對“日心說”贊成和反對的論點一起寫出來,但不允許他作出地球是繞著太陽轉(zhuǎn)動的結論.此后,伽利略花了六年時間,寫成了《關于兩種世界體系的對話》一書.這本書把哥白尼學說,當做“一種純數(shù)學假說來敘述”,騙過了教會的檢查機構,于1632年在佛羅倫薩出版發(fā)行.
     但是,教會的權威人士很快發(fā)現(xiàn),伽利略在書中仍支持哥白尼的學說,于是,把他押上了宗教法庭.當時的伽利略已年近七十,身患重病,體質(zhì)虛弱.在法庭上,他的精神和肉體受盡了折磨.1633年6月22日,他被迫雙膝跪地發(fā)誓:哥白尼的理論純粹是一派胡言亂語.他保證以后永遠不再宣傳和談到它,違犯了甘愿受死.
     據(jù)說,伽利略剛宣布完他的誓言,就低聲咕噥道:“不管怎么說,地球畢竟是在運動著的.”這說明伽利略并沒有放棄自己所堅持的學說.
     伽利略被判處終身監(jiān)禁,監(jiān)外執(zhí)行.他的晚年境遇極為凄涼,只有他的女兒在他身邊照料他.1634年,他的女兒先他而死,他更加孤獨和痛苦.1642年1月8日,伽利略含冤離開了人世.