他是現代科學啓蒙人,卻是自學成才的,兩個鐵球的故事世人皆知

他是現代科學啟蒙人,卻是自學成才的,兩個鐵球的故事世人皆知

別看現在美國科技這麼發達,其實在一戰以前,甚至是二戰以前,世界科技的中心前沿絕對的是在歐洲。自從文藝復興開始起,歐洲就誕生了現代科學的小樹苗,無數的科學巨匠群星閃耀,點綴著人類文明歷史的天空。伽利略屬於啟蒙導師一列,寫關於他的文章,還因為這個人非常有趣,有趣的人總是少不了故事, 有故事的人才能讓人記住。

1564年,伽利略出生,米開朗琪羅去世。是不是大師投胎轉世不知道,但是伽利略絕對是天才兒童。由於出生在貴族家庭,儘管家族有點沒落了,但還是收到了良好的教育。他爸搞音樂,從小培養了他的藝術細胞,他對繪畫,音樂和詩歌都很精通(可以說他絕對算得上文理雙修的學霸)。

待稍長大,考慮到經濟原因,他老爸決定送他去學醫。但是千算萬算,沒想到天才也偏科,還主要是不喜歡醫學。但是天才絕對不會荒廢時間,雖然不喜歡醫學,但是伽利略在枯燥乏味的學醫過程中,漸漸對課外聽來的阿基米德靜力學和幾何學產生了興趣。

1583年, 他發現的鐘擺定律。有一次他在比薩教堂裡,閒得無聊瞄上了一盞搖擺的燈,看著看著就看出了問題。他用右手按著左手脈搏,用來測速,隨著時間的推進,吊燈的擺度漸漸變弱,擺動的距離也就隨之變短,但是,擺動的時間卻沒有改變。於是他就做了一個長度適當的擺錘,用來測量脈搏和擺動的均勻度,從這裡找到了擺的規律。

1585年,由於太窮,伽利略輟學回家,走上了一邊自學一邊搞研究的天才之路。“喜愛”絕對是人類堅持做一件事的動力支柱,即使遭遇困境,也會因為“喜愛”而咬牙不放棄。

1586年,伽利略發明了浮力天平,並發表了論文《小天平》。

1587年,伽利略帶著他的固體重心計算法論文到羅馬大學求見了當時著名的數學家和曆法家克拉維烏斯教授,受到極大的稱讚。1588年,他在佛羅倫薩研究院裡發表了有關但丁《神曲》煉獄圖的構想,其在文學、數學上的建設性見解一下子就震驚四座。次年加上一些固體重心計算法,裡面包含了靜力學新定理,這讓他在25歲時就被比薩大學聘為了教授。不是說那時候大學教授不值錢,伽利略在這個年紀取得的科學成就的確是遠非同齡人相比的。

不過呢,智商高情商未必高。他在比薩大學經常和人辯論問題,一來二去得罪了不少人。1591年,伽利略的父親去世,他去了帕多瓦。

帕多瓦是個好地方,對於他來說,在這個城市裡做學問,搞研究,發表學術觀點,都有著十分廣闊的空間。當時它屬於威尼斯公國,羅馬教廷對它沒有直接的影響,因而學術派的發展空間就比較廣闊。在帕多瓦的那些年,也是伽利略最為活躍,成就最多的幾年。畢竟比較自由嘛。

1597年,伽利略收到了同時代天文學家和數學家開普勒送給他的《神秘的宇宙》,開始相信日心說。藉著1604年亮光持續了18個月之久的超星空,他在威尼斯用精彩的演講大肆宣傳哥白尼的日心說,到後來,每一次都能吸引幾千個人來現場。

1607年,盛傳荷蘭人發明了一種觀賞用的望遠鏡,伽利略當時也沒見過望遠鏡長什麼樣子,僅憑傳說就跟著做了一個,一開始放大3倍,後來放大9倍,再後來他就邀請威尼斯的參議員去平臺上用他發明的望遠鏡觀景。議員們一下子震驚了,這發明出來的東西,真的是個神奇的寶貝啊。於是參議員決定授予其帕多瓦大學終身教授一職。

他是現代科學啟蒙人,卻是自學成才的,兩個鐵球的故事世人皆知

這份榮譽絲毫沒有阻擋伽利略的探索欲。1610年,他又把放大率提高到了33倍。這就不是普通望遠鏡了,而是全世界第一臺天文望遠鏡。這下牛X大了,標誌著人類真正的日月星空之旅就此開始。有了天文望遠鏡的幫助,伽利略發現,原來月球表面是凹凸不平的,月球和其他行星所發出來的光是太陽的反射光,水星有四顆行星,土星有多變的橢圓外形,銀河是無數發光體的總彙。1610年3月,《星空信使》這本書問世,震撼了整個歐洲。後來,他發現金星存在盈虧和大小的變化,更有力地支持了日心說。

同年10月,他辭去了帕多瓦教授的職務,應當時托斯卡納大公的邀請,回到了自己的故鄉擔任皇家數學家和哲學家這個閒職——這是科西莫二世特意提供的,就為了給伽利略的科研留出足夠的時間和空間。

1611年,伽利略在研究中發現了太陽黑子存在於太陽表面,以及太陽有自轉。1612年,出版了《水中浮體對話集》一書。1624年,他又研製出了一臺顯微鏡,並聲稱可以把蒼蠅放大成母雞一般。

六年後的1632年,伽利略的著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》正式出版。因為這本《對話》, 伽利略徹底得罪了羅馬教廷,教皇馬上喊停了《對話》一書,市場上停止銷售,不準印刷,並把伽利略宣到梵蒂岡來接受公開審訊。

當時伽利略已年近七旬,在寒冬中抱病趕到羅馬。1633年6月22日,在十名樞機主教組成的審判團的面前,伽利略跪地服罪:違反1616禁令和聖經教義。也可能是這種良好的服從和配合,教廷把監禁改成了在家軟禁。

1639年,他收了最後一個學生,這個學生的名字叫維維亞尼——就是那個在伽利略的傳記裡寫下不知真假的比薩斜塔扔球實驗的人。

1642年,伽利略去世,到生命的最後一刻,他依舊在討論科學。他也有妻子,他也有孩子,但他這一生,似乎就連靈魂都是奉獻給科學的。

感謝美第奇家族對伽利略的執著愛護,原本要被草草下葬的伽利略,最後被安葬在了聖十字教堂裡面。

他是現代科學啟蒙人,卻是自學成才的,兩個鐵球的故事世人皆知

尾聲:

這是一個連小學生都知道的科學故事:古希臘哲學家亞里斯多德(公元前384~322)認為物體的下落速度和重量成正比,物體越重,下落的速度越快。千百年來這被當成是不可懷疑的真理。但是年輕的伽利略(1564~1642)不信這個邪。他在比薩斜塔上當眾實驗,扔下了一重一輕兩個球。在眾人的驚呼聲中,兩個球同時落地。千年的教條被推翻了,一條新的科學定律——自由落體運動定律——被發現了。

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傳說中的鐵球實驗

這個故事最早出現在伽利略晚年的秘書維維亞尼(Vincenzo Viviani)寫的伽利略傳記中。這本傳記寫於1654年(1717年才出版),此時伽利略已去世12年。按維維亞尼的說法,伽利略是在比薩大學任教期間(約1590年),當著其他教授和全體學生的面在比薩斜塔做的實驗。但是伽利略本人的著作都沒有提到在比薩斜塔當眾演示,比薩大學的記錄、伽利略同時代的其他人也都沒有提到這個據說很轟動的實驗,倒是提到了其他人在比薩斜塔做自由落體實驗。由於當時的傳記寫作有喜歡誇大其詞編造故事吸引讀者的風氣,許多人認為這個比薩斜塔實驗不過是維維亞尼編造的一個傳奇而已。


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