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比萨斜塔上的实验

实践出真知,谁要是违背了这条真理,谁就注定要在科学面前栽上一个大跟头,哲学大师亚里士多德都不能例外。

原来,古希腊著名的哲学大师亚里士多德曾做出这样一个著名论断:两个铁球,如果其中一个是另一个重量的10倍,如果两个铁球在同一高度同时落下,那么重的铁球落地速度必然是轻的铁球的10倍,这话并不难理解:重的物体当然比轻的物体先着地,这还用问吗?而且这话是大师说的,人们对此深信不疑。而一个十七八岁的毛头小伙子偏不信这一套,招来人们一次又一次的冷嘲热讽。

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伽利略

伽利略取得了多项科研成果,但由于教会的阻碍,当时他还没得到社会大众的认可。

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自由落体实验

1590年,意大利著名科学家伽利略在比萨斜塔上做了著名的自由落体实验,它以铁的事实告诉人们:物体下落的速度与物体本身的质量大小无关。

这个毛头小伙子就是18岁的伽利略。他经过多次实验发现亚里士多德的说法是不对的,但当时没有人相信他,1590年的一天,伽利略当众宣布自己要检验一下圣哲的话是否正确。这天天气格外晴朗,好像老天也要见证一下这个历史时刻,地点就选在著名的比萨斜塔。消息传出后,人们奔走相告。不久,比萨斜塔周围便密密麻麻地挤满了人,就像今天的某种大赛事要开场一样。人们要亲眼看看大师的话到底对不对。

伽利略带着他的助手,信心十足地步入斜塔,然后快步走上塔的最高层。他环视四周,人们的面孔有的充满惊奇,有的则略带嘲讽,还有的漠然以待。

伽利略不慌不忙将器具一一取出。这些器具包括一个沙漏(用于计时),一个铁盒,底部可以自动打开;还有两个分别重为10千克和1千克的铁球。

伽利略发现钟摆的等时性原理

18岁那年的一天,伽利略在教堂里祈祷完之后,就坐在长凳上看远处的景物。他的视野中浮过雪白的大理石柱、美丽的祭坛……突然,教堂的执事进来破坏了沉静的氛围。原来他是来点教堂的灯,这种灯是用长绳系在天花板上的。当这位执事点灯时,不小心碰动了它。借助惯性,吊灯就一左一右地摆个不停。这时,伽利略的注意力又转移到灯上。目光随着吊灯左右摆动。突然,伽利略发现一个有趣的现象。那就是,尽管吊灯摆动的幅度越来越少,但完成摆动周期所花的时间始终未变(当时他测定时间是靠脉搏的频率)。伽利略由此发现了钟摆的等时性原理。

伽利略的助手将这两个铁球装入盒子,然后将盒子水平端起,探身到栏杆的外侧。最后由伽利略在众目睽睽之下按动按钮,盒子的底部自动打开,两个铁球同时从盒中脱落,自由落向地面。这时成千上万的人全都屏住呼吸,目光随着铁球向下移动,在铁球从铁盒落到地面的短暂间隔中,人群异常安静,地上连掉一根针都能听到。只听“咚”的一声,两个铁球同时砸到了地面上,时间不差分毫。平静的人群立即沸腾了,有的人对着塔上的伽利略欢呼,有的人惊得合不拢嘴,那副神情分明在说:“我的上帝,亚里士多德大师也有错的时候!”伽利略则浑身轻松,心满意足地微笑着。

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这台摆钟模型为19世纪的产物,其完全依照维维安尼绘制的伽利略摆钟样图建造。不过样图中并未明确指出该钟表的动力来源——可能是一个下坠的重物。

自由落体实验在人们的一片沸腾声中结束了,亚里士多德的“落体运动法则”不攻自破。但伽利略并没有为这点小小成绩(在他看来,这仅仅是一点小小的成绩)而飘飘然,从塔上下来后,他就投入到新的科学研究中。

凭着这种追求真理、尊重实践的科学精神,伽利略又接连有了一系列的重大发现。他发现了摆的等时性原理,从而发明了钟表;他在李希普发明望远镜的基础上发明了放大20倍率的天文望远镜。

他著有《论运动》、《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》、《关于两种新科学的对话》、《关于太阳黑子的通信》和《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》等科学专著。伽利略为科学事业做出巨大贡献,被称为近代自然科学的奠基人。