网上有关“占星术有什么科学道理吗?”话题很是火热,小编也是针对占星术有什么科学道理吗?寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题,希望能够帮助到您。
□ 天文学是科学,星占学是伪科学,在今天,这本来是非常明确的事情。然而奇怪的是,在这个已经初步拥有宇宙航行能力的地球上,仍有千千万万的人对星占学抱着浓厚的兴趣。我曾在中国科学院上海天文台工作过15年,又一直以研究天文学史为业,这些年来,我已经记不清有多少次,我身边的人们--包括受过最正统、最严格的现代数理科学训练的杰出人士--问我:你说星占学,究竟有没有一点道理啊?
从某种意义上说,这也正是一种"流行"。在这个问题背后,一定有着某种心理因素,或者某种规律性的东西。
■ 是的,甚至于,除了常规意义上的星占学,像古代为国家大事的决策作依据,或为个人的前程运气作预言之外,近来,在国内,在中学生,甚至相当一部分大学生(特别是文科类的大学女生中),"星座文化"也极为盛行。市面上,众多有关的杂志和图书,都涉及这方面的内容,而且颇为畅销,网上有关的信息就更多了。在这背后,肯定有某种道理,尽管它也许不是科学,或者说天文学的道理。作为天文史家,你怎么看这些现象呢?来源:https://sxphszu.cn/cshi/202412-2.html
□ 在这个问题上,我的意见比较保守。我认为归根结底是人类"预知未来"这一古老欲望在作怪来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-155.html。不管受过何等严格的科学训练,对于"预知未来"这一诱惑恐怕总难完全无动于衷。尽管有人已经作过进一步的思考,结论是:如果人类真的获得了预知未来的能力,人生将变成一场噩梦。但是因为事实上人类迄今尚未获得预知未来的能力,所以这个欲望仍然能够继续诱惑我们。
从另一个层面来看,号称能够"预知未来"的方术不止星占学一种,为何星占学独受亲睐?那就要考虑文化因素了。星座与性格命运关系之类的玩意,本质上与中国古代的八字算命之类并无不同,但星座之说来自西方,又和许多神话攀扯在一起,更有漂亮的艺术形象为之装饰,就显得洋而且美,一些出版物又推波助澜来源:https://fplkm.cn/zhishi/202412-143.html。相比之下,八字算命缺乏神话和艺术的辅助,早已被打上"迷信"烙印,显得又土又劣。结果许多女青年喜欢在各种场合谈论星座,以为会显得挺有"文化",其实恰恰显出其幼稚,真令人同情。
■ 站在科学的、理性的立场上,你说的当然是有道理的。可是,我们这里所谈的"星座文化"现象,恐怕不是只用科学和理性的道理就能完全说明,或者彻底解决问题。因为人之作为人,在生活中,并不仅仅只靠理性就能满足一切需求。情感的需求,也同样有其道理。而"星座文化",也许正是满足了人们的某种心理的、情感的需求,就像有人所说的,是在安抚心灵中最柔嫩的一面来源:https://sxphszu.cn/xwzx/202412-58.html。在面对这种需求时,科学的道理、理性的分析会显得生硬和无能为力。至于为什么女大学生会格外地热衷于此,也许从社会建构的性别(gender)特征上可以得到部分的说明。而且,你把"文化"二字加了引号,实际上,是只把文化限定于科学的、理性的范围,认为符合那些要求的,才是有文化的。可是,换一种立场,文化不也应该是,或者就是多样的、丰富的、多彩的,而且有与情感的需求相适应的部分吗?
□ 这我倒不难同意。事实上,无论中国还是西方,以前在很长时期内,星占学家和算命人都曾经担任着安抚人们心灵的职务,如今有了专业的心理医生,前两者也还没有将这种职务完全让出来。
至于我在上面有一处将文化加了引号,当然是指狭义的文化。否则的话,傻瓜有傻瓜的文化,文盲有文盲的文化,试问那些女孩,在那种场合,她们愿意接受这样广义的解释吗来源:https://sxphszu.cn/zhishi/202412-17.html?在那种场合(比如面对电视镜头),她们本来就是希望显得有狭义的文化。
■ 那我们就来谈文化问题。其实,你做的这个判断可能也缺乏根据,而且从深层也可以做出不同的分析和解释。首先,文化,特别是体现在公开场合的文化,经常是受到许多社会压力的制约而扭曲地形成和表现出来的。例如,当某女生在参加上海交大科学史研究生入学的面试时,也许会更愿意再现出你说的那种科学、理性的文化。但在内心深处,也许,你所说的许多女孩会更倾向于与星座相关联的那类文化,并把它作为反抗那种她们在内心深处并不真正喜爱,至少是认为并不能充分满足其心理需求的那种科学、理性文化的一种对抗物。再者,当许多认同星座文化的人聚集在一起时,这种星座文化就成为他们认同对方的一种标准,他(她)们彼此间也不会羞于表现自己热爱这种不科学、不理性的文化,甚至于,会认为对此种文化没有了解才是一种"没文化"的表现。其实,许多热衷于谈论星座问题的人,也并不一定就完全彻底地按照星座预言行事,而只是在影响自己作出决策的诸多因素中再加上一个思考的维度而已,并把这种热衷也看做是辨识"同道"的一种判据。这也是代沟现象的一种鲜明的表现。像以上这些现象难道不值得星占学的文化研究者们去探讨其存在的原因与合理性吗?这种探讨,在本质上,也超出了狭义的星占学的范围。
□ 伪科学确实有很多功能,包括你提到的辨识同道之类的功能。但我想这里的问题,在于有不少人并不清楚"星座文化"和科学、理性文化区别之间的区别。这是一个有普遍意义的问题,实际上也就是科学与伪科学的区别问题。
科学家们当然不愿意看到星占学到处泛滥,比如1975年,鲍克、杰罗姆和库尔兹拟定了一份抨击占星术的声明,包括19位诺贝尔奖得主在内的192名著名科学家在这份声明上签名;声明提出三个理由,认为占星术是伪科学:第一,它曾经是巫术;第二,它缺乏物理学根据;第三,人们相信它只是出于寻求安慰的目的。然而也有科学哲学家出来为星占学辩护--这些事你是熟悉的。
这种较高层次上的争论,双方对于星占学究竟是什么,它能作什么和不能作什么,其实都是很清楚的。那些为星占学辩护的科学哲学家,也不会真的靠星占学来指导自己的行动。但是到了在公众中,却可能产生消极作用,产生误导,产生幻觉,使人从一般意义上认为星占学可能是"有点道理的"。
■ 说到伪科学的问题,我想,一般意义上的占星学和我们前面谈论的"星座文化"还是有些微妙的区别的。在承认伪科学也有某些人类需要的功能的前提下,反对作为伪科学的占星学,这我同意。但我们前面提到的那些"星座文化"的热衷者,其中许多人并没有把它看作是像科学一样的东西。而标准的伪科学的一个突出的特征,是打着科学的旗号来鼓吹明明不是科学的东西。"星座文化"虽然与占星学有着不过分割的联系,但现在许多爱好者却是更多地把它作为一种娱乐和精神安慰,而不是看作对于命运未来等严格的预言,那种"有点道理"的感觉,也与他(她)们对科学的道理的感觉并不一定相同。因此,我们对此大可不必惊慌失措。有那么一些对科学所不具备的功能的补充,也许未必就是一件十分危险的事。正像在历史上和现实中科学无法取代宗教一样,天文学也许同样无法取代"星座文化",这本可以是同时并存(当然也有部分冲突)的两回事。当然,科学家宣传科学反对伪科学也是值得赞扬的。不过,在公众中,直正地普及科学的、理性的文化,毕竟不是一件简单容易的事。这是要有一个艰巨、漫长的过程的,如果过急了,一上来就拿本是更多地作为一种娱乐的"星座文化"开刀,有可能会反到带来更多事与愿违的抵触。因此,还是先去重点分析揭批那些直接害人、严重危害社会的伪科学,先放"星座文化"一马,更多地去从心理、社会和文化的方面对之做些研究,这也许是更为适当的做法吧。
□ 看到你这样好心地为"星座文化"说情,那些MM真要感谢你呢!不过我可是从来也没有鼓吹过要拿"星座文化"开刀--只要心里知道什么是科学,什么不是科学(或是伪科学),知道这两者分别能够解决什么问题,不能解决什么问题,就不会被误导。这使我想起昨天在香港城市大学作"日常生活中的伪科学--如何面对?"演讲时,有一位听众提问:据说某大影星之所以和某大导演分手,是因为该大影星逼着大导演和她结婚;而她之所以如此,是因为听信了算命人的"指导",这算不算被伪科学所误的例子?我回答说:如果真有此事,那确实是被伪科学所误的例子--要是该大影星早些来这里听讲座,就不会如此了!听众大笑起来
请问谁知道伽利略的资料
(作者:马之恒,科普与科幻作家,原创作品,转载请注明出自知识就是力量)
(傅科摆可以让人直观地看到地球自转,供图:格里菲斯天文台)
经过这次扩建工程之后,格里菲斯天文台在塞缪尔·奥斯钦天象剧场和伦纳德·尼莫伊科普影片剧场之外,还拥有6个不同主题的展区:威廉·迈伦·凯克基金会圆厅、怀尔德厅(眼睛厅)、阿曼森厅(太空厅)、宇宙走廊、冈瑟厅(深空厅)和“宇宙边缘”夹层。它还拥有了提供餐饮服务的“宇宙尽头”咖啡厅,这个名字显然是为了致敬英国科幻作家道格拉斯·亚当斯的《银河系漫游指南》系列科幻小说的第二册《宇宙尽头的餐馆》。
威廉·迈伦·凯克基金会圆厅相当于天文台展览的序厅,在它的正中悬挂着1935年天文台建成时便投入使用的一具傅科摆,让参观者们可以认识到地球自转的事实。傅科摆的上方,则是一些天文题材的壁画。在圆厅里,还有一项小型的展览,让参观者们了解格里菲斯当年决定捐资修建天文台的心路历程。在这个展厅和天象剧场之间,是展示天文照片等艺术品的画廊。
(米娅和塞巴斯蒂安在傅科摆旁边牵手,《爱乐之城》剧照)
怀尔德厅的主题是“眼睛”,展示人类天文观测手段的进步,从伽利略时代的天文望远镜,直到现代天文学家所用的种种精密仪器。展厅东侧上方的穹顶,便是1935年就投入使用的12英寸口径蔡司天文望远镜来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-198.html。自从天文台竣工以来,它已经接待了超过700万人次的参观者。每逢有重大的天文事件,比如1986年的哈雷彗星回归,这里就更是整个天文台的“热点”。
(怀尔德厅的主题是“眼睛”,展示人类天文观测手段的进步,供图:格里菲斯天文台)
(12英寸蔡司望远镜,供图:格里菲斯天文台)
(米娅和塞巴斯蒂安参观怀尔德厅,《爱乐之城》剧照)
在怀尔德厅的入口,还摆放着一具珍贵的特斯拉线圈。这件高压放电装置,是美国飞行先驱厄尔·奥温顿在1910年亲手建造的。当时,这位著名的发明家开了一家医疗器械公司,专门为医院的X光机和电疗仪器生产高压发电设备。为了商业宣传以吸引订单,他建造了这具特斯拉线圈来进行高压放电表演。
1936年奥温顿离世前,将特斯拉线圈送给了老同事弗雷德里克·芬奇·斯特朗,后者又在次年将它捐赠给了格里菲斯天文台。当时,这具线圈已经丢失了一些零件,不再能进行演示。幸好,在科幻**特技专家肯尼斯·史崔克法登的帮助下,天文台工作人员莱昂·霍尔成功修复了它,并使它得以在展厅里服役至今。
(怀尔德厅入口处的特斯拉线圈,可以进行高压放电表演,在《爱乐之城》里也曾出现,供图:格里菲斯天文台)
阿曼森厅的主题是“天空”,展示太阳黑子等太阳活动,以及地球四季变迁、极昼极夜和月相变化等天文现象的本质。展厅西侧上方的穹顶,安装有专门用于观测太阳的望远镜。
只要天气晴朗,望远镜就会利用定天镜来“跟踪”太阳,使人们可以看到太阳黑子等太阳活动的“现场直播”。当日食发生的时候,参观者们可以在这里观赏到太阳被遮蔽的过程。
(阿曼森厅里的太阳活动展示区,供图:格里菲斯天文台)
(用于观测太阳的望远镜,供图:格里菲斯天文台)来源:https://sxphszu.cn/xwzx/202412-64.html
宇宙走廊是连接天文台上层和下层的拐杖型无障碍廊道,但被开辟成了一个颇有创意的展区。在这里,天文台的老朋友卡拉·奈克历时25年精心收藏的将近2200件天文题材的饰品(耳钉等),根据题材被精心地排列,勾勒出从宇宙大爆炸直到人类进入太空时代,历时137亿年的宇宙“历史”。
(用将近2200件天文题材饰品组成的宇宙史局部,供图:格里菲斯天文台)
冈瑟厅和“宇宙边缘”夹层的主题是“深空”。近年来,太空观测特别是深空探测,增进了人类对宇宙本身,以及太阳系在宇宙中位置的理解。在这个展区里,参观者们可以看到天文学家们探索太阳系外行星的成果,以及月球探测和寻获并研究陨石等天文学领域的最新成果。
在这个新开辟的地下展区,还有一幅世界上最大的天文照片:长150英尺(约46米)、高20英尺(约6.1米)的“大照片”。这幅由13名天文摄影和影像处理专家合作完成的照片,拍摄的是含有超过2000个星系的室女座星系团。它与等比例的阿尔伯特·爱因斯坦全身铜像,以及“宇宙边缘”夹层上的几具望远镜,构成了一组互有联系而且颇为有趣的展品。
(冈瑟厅的“大照片”,供图:格里菲斯天文台)
(爱因斯坦铜像,供图:格里菲斯天文台)
爱因斯坦伸出右手,将食指放在眼睛前面大约30厘米的地方,这个动作其实颇有深意:如果一个人用手指挡住夜空中的这样一小块区域,大多数人可能只是以为会少看到几颗星星;而“大照片”所拍摄的,就是这样一片天区。
或者说,照片上的2000多个星系,不知含有多少等待人们去了解的天体。无论是坐在爱因斯坦铜像旁边用肉眼观看“大照片”,还是到夹层用望远镜欣赏细节,都足以让人为宇宙的辽阔所震撼。
影视作品的取景“胜地”
或许是由于建筑物本身颇具未来感,而且和美国**工业的中心好莱坞相距不远,格里菲斯天文台自建成以来,就成了很多**、电视剧和MV等文艺作品的取景地。在这里拍摄的**,往往是科幻片、恐怖片或者动作片,以及想要特别强调故事发生在洛杉矶的作品。
第一部在格里菲斯天文台取景的**,是1935年的系列短片《幽灵帝国》(**由12部短片组成但可以连缀成长片播放)。在这些混合了西部片、歌舞片和科幻片元素的**里,爱唱歌的牛仔基恩·奥德里与两个喜欢扮演“雷霆骑士”的孩子是好朋友。在孩子们的游戏里,“雷霆骑士”来自一个未知的文明,骑行时会伴随着雷声。
有一天,奥德里和两个孩子被突然现身的真正的雷霆骑士劫持了,他们才发现传说原来是真的,自己农场的地下生活着一个科技极为先进的远古文明。这个文明是10万年前因为气候变化而移居地下的“姆文明”的后裔,此时正被邪恶的提卡女王所统治。在地下文明世界,一些革命者正密谋推翻提卡的统治;而在地面上,由比特森教授率领的一个犯罪集团也正在尝试潜入地下,以夺取“姆文明”后裔储存的巨量的镭……
(《幽灵帝国》海报,历史)
在格里菲斯天文台取景的**,不乏人们心目中的名作。除了《爱乐之城》,1984年上映的科幻动作大片《终结者》,也有一些镜头是在这里拍摄的。1988年上映的喜剧片《谁陷害了兔子罗杰》,通过让真人和动画形象一起出演的方式,带给观众耳目一新的感觉。这部影片里进入动画角色聚居地“图恩城”的通道,其实是一条连入格里菲斯天文台的隧道。
至于在《爱乐之城》中被引用的《无因的反叛》,在格里菲斯天文台拍摄的戏份也不少。《无因的反叛》是一部反映20世纪50年代美国青少年迷茫状态的影片,男主角吉姆是一名叛逆的高中生,常与家人发生冲突并以飙车寻求刺激,而且酗酒、时常陷入麻烦,迫使父母不得不经常搬家,自己也不得不经常转学。
转到洛杉矶的一所学校之后,吉姆与普鲁托、朱迪成为朋友,但与朱迪的男友、校园帮派的头目巴兹不断发生冲突。两人约定以赌命的决斗一争高下,也就是同时驾车冲向悬崖,谁先跳车便是认怂。吉姆在千钧一发之际跳车成功,巴兹则因为衣服被车门挂住而丧生。由于大量的误解和头脑发热,这一事件引起了巴兹的余党与吉姆等人,以及警察之间的冲突,并导致普鲁托在天文台里被警察误杀。
除了影片结尾的对峙和暴力场面,吉姆和巴兹走向水火不容的情节,也发生在格里菲斯天文台。在此之前,吉姆刚刚和同学们在天文台里听了一场科普讲座,内容是未来太阳将会演化为红巨星并毁灭地球,也就是被《爱乐之城》引用的段落。《无因的反叛》设置这样的情节,可能是为了表现主人公的迷茫或者幻灭感。
(《无因的反叛》中有不少戏份在格里菲斯天文台取景,《无因的反叛》剧照)
不幸的是,在影片中饰演吉姆的詹姆斯·迪恩,未能亲眼看到这部自己的成名作上映。迪恩在现实生活中也酷爱飙车,1955年9月30日,他在飙车时发生交通事故身亡,年仅24岁。此时,他刚刚拍完最后一部**《巨人传》中属于自己的戏份。
编辑:刘伟琼
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伽利略·伽利雷
伽里列奥·伽利略(1564~1642)意大利天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。 1564年2月15日生于比萨,1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽里列奥(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓。因为翻译问题,所以姓众说纷纭,以
伽利略·伽里列奥为准。
生平: 伽利略1572年开始上学,1575年随家迁居佛罗伦萨进修道院学习。1589年被聘为比萨大学的数学教授。1591年到威尼斯的帕多瓦大学任教。1609年回佛罗伦萨,1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士。1633年2月以“反对教皇, 宣扬邪学”被罗马宗教裁判所判处终身监禁。1638年以后,双目逐渐失明,晚景凄凉。1642年1月8日逝世。三百多年后,1979年11月10日,罗马教皇不得不在公开集会上宣布:1633年对伽利略的宣判是不公正的。1980年10月又提出重审这一案件,并在罗组成一个包括不同宗教信仰的世界著名科学家委员会来研究伽利略案件的始末,研究科学同宗教的关系,研究伽利略学说的科学价值及其对现代科学思想的贡献。
主要贡献: 可分下列三个方面:
①力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间,他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文来源:https://fplkm.cn/xwzx/202412-61.html。不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振。与此同时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑。
在1589~1591年间,伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地,下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载,落体实验是在比萨斜塔上公开进行的,但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。
伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。
伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定律)和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱。
伽利略还提出过合力定律,抛射体运动规律,并确立了伽利略相对性原理. 伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年写出的力学著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》中有详细的描述。在这本不朽著作中,除动力学外,还有不少关于材料力学的内容。例如,他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析,正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。他指出,对长度相似的圆柱形梁,抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的简支梁,正确指出最大弯矩在载荷下,且与它到两支点的距离之积成比例。伽利略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析,指出工程结构的尺寸不能过大,因为它们会在自身重量作用下发生破坏。他根据实验得出,动物形体尺寸减小时,躯体的强度并不按比例减小。他说:“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗,但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起。”
②天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括:发现月球表面凹凸不平,木星有四个卫星(现称伽利略卫星),太阳黑子和太阳的自转,金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”,彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。
③哲学他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对权威,反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性,这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义。但由于历史的局限性,他强调只有可归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的。
伽利略因为支持日心说入狱后,”放弃了”日心说,他说”考虑到种种阻碍,两点之间最短的不一定是直线”,正是因为他有这样的思想,暂时的放弃换得永远的支持,没有像布鲁诺那样去壮烈,但却可以为科学继续贡献自己的力量。
伽利略奥.伽利略(Galileo Galilei,1564 - 1642)是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家、力学家和哲学家,也是近代实验物理学的开拓者,被誉为“近代科学之父”。他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”。
一.伽利略生平
伽利略于1564年2月15日出生于意大利西部海岸的比萨城,他原籍佛罗伦萨,出身没落的名门贵族家庭。伽利略的父亲是一位不得志的音乐家,精通希腊文和拉丁文,对数学也颇有造诣。因此,伽利略从小受到了良好的家庭教育。
伽利略在十二岁时,进入佛罗伦萨附近的瓦洛姆布洛萨修道院,接受古典教育。十七岁时,他进入比萨大学学医,同时潜心钻研物理学和数学。由于家庭经济困难,伽利略没有拿到毕业证书,便离开了比萨大学。在艰苦的环境下,他仍坚持科学研究,攻读了欧几里德和阿基米德的许多著作,做了许多实验,并发表了许多有影响的论文,从而受到了当时学术界的高度重视,被誉为“当代的阿基米德”。
伽利略在25岁时被比萨大学的数学教授。两年后,伽利略因为著名的比萨斜塔实验,触怒了教会,失去这份工作。伽利略离开比萨大学后,于1592年去威尼斯的帕多瓦大学任教,一直到1610年。这一段时期是伽利略从事科学研究的黄金时期。在这里,他在力学、天文学等各方面都取得了累累硕果。
1610年,伽利略把他的著作以通俗读物的形式发表出来,取名为《星空信使》,这本书在威尼斯出版,轰动了当时的欧洲,也为伽利略赢得了崇高的荣誉。伽利略被聘为“宫廷哲学家”和“宫廷首席数学家”,从此他又回到了故乡佛罗伦萨。
伽利略在佛罗伦萨的宫廷里继续进行科学研究,但是他的天文学发现以及他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日心说的观点。因此,伽利略开始受到教会的注意。1616年开始,伽利略开始受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。
伽利略的晚年生活极其悲惨,照料他的女儿赛丽斯特竟然先于他离开人世。失去爱女的过分悲伤,使伽利略双目失明。即使在这样的条件下,他依然没有放弃自己的科学研究工作。
1642年1月8日,凌晨4时,伟大的伽利略——为科学、为真理奋斗一生的战士,科学巨人离开了人世,享年78岁。在他离开人世的前夕,他还重复着这样一句话:“追求科学需要特殊的勇气。”
二.伽利略和他的科学发现
古希腊在物理学说方面有两大学派,一派以哲学家亚里士多德为代表,另一派则以自然科学家阿基米德为代表。两人皆是古代希腊蓍名的学者,但由于两人的观点和方法不同,其科学结论也就各异,并形成了鲜明的对立。亚里士多德学派的观点基本是唯心的,他是凭主观思考和纯推理方法作结论的,所以是充斥着谬误。而阿基米德学派的观点基本是唯物的,他完全依靠靠科学实践方法得出结论。
然而从11世纪起,在基督教会的扶持下,亚里士多德的著作得到了经院哲学家的重视,他们排斥阿基米德的物理学,把亚里士多德的物理学奉为经典,凡违反亚里士多德物理学的学者均被视为“异端邪说”。但伽利略却对亚里士多德的物理学抱怀疑态度,相反他特别重视对阿基米德物理学的研究,他重视理论联系实际,注意观察各种自然现象,思考各种问题。在伽俐略十八岁那年,一次到比萨教堂去做礼拜,他注意到教堂里悬挂的那些长明灯被风吹得一左一右有规律地摆动,他按自己脉博的跳动来计时,发现它们往复运动的时间总是相等的。就这样他发现了摆的等时性,后来荷兰物理学家惠更斯根据这个原理制成挂摆时钟,人们称之为"伽利略钟"。
伽利略根据阿基米德的学说,作了迅速确定合金成分的流体静力天平的研究,发明了可以测定物质密度的"小天平",写出了名为《小天平》的论文。后来他又潜心研究了物体重心的几何学,于1588年发表了《固体的重心》的论文,引起学术界的注意。第二年,在友人的推荐下,被比萨大学聘任为数学教授。
亚里士多德认为两个物体以同一高度落下,重的比轻的先着地。但伽利略经过反复的研究与实验后,得出了与之截然相反的结论:物体下落的快慢与重量无关。 1590年,伽利略在比萨斜塔公开作了落体实验,验证了亚里士多德的说法是错误的,使统治人们思想长达2000多年的亚里士多德的学说第一次发生动摇。而应邀前来观看的一些著名学者却否认自己亲眼见到的一切,他们群起攻击伽利略。1591年,伽利略被比萨解聘。
从科学史上看,伽利略并不是落体实验的首创者,其首创者是比利时的斯台文。但伽利略的比萨斜塔实验所造成的影响却是更为深远的。
1592年,伽利略来到威尼斯的帕多瓦大学任教,开始了他科学活动的黄金时期。在这一时期,他研究了大量的物理学问题,如斜面运动、力的合成、抛射体运动等。他还对液体与热学作了研究,发明了温度计。1609年,伽利略制成了天文望远镜,并用这台望远镜去探索宇宙的奥秘,他发现月球的表面凹凸不平,有高山深谷;木星有四颗卫星围绕它旋转,金星和月亮一样有盈有亏;土星有光环;太阳有黑子,能自转。银河是由于千千万万颗暗淡的星星所组成。这些发现为哥白尼、布鲁诺的观点提供了有力的证据。对教会的信条进行了严厉的打击。
第二年,他出版了《星际使者》,通俗地向读者介绍他观察到的天空现象,宣传了他的观点。这部著作在欧洲引起了极大的轰动,伽利略因此被称为“天空的哥伦布”。1613年,他在罗马发表了《论太阳黑子》。该书以书信形式明确指出了哥白尼学说是正确的,托勒密学说是错误的。由此伽利略触怒了教会,开始受到宗教裁制所的审讯。
在教廷的压制下,伽利略仍继续科学研究,在长期观察和研究天体运动的实践中,他更加坚信哥白尼学说的正确性。1632年1月,伽利略在佛罗伦萨出版了《关于托勒密和哥白尼的两大世界体系的对话》。他在书中用三位学者对话的形式,作了四天的谈话。讨论了三个问题:1、证明地球在运动;2、充实哥白尼学说; 3、地球的潮汐。《对话》总结了伽利略长期科研实践中的各种科学发现,宣告了托勒密地心说理论的破产,从根本上动摇了教会的最高权威,从而推动了唯物论思想的发展。这部著作一经出版便受到广大读者的欢迎。但却遭到了罗马教会的反对。伽利略因此而受到了长期的监禁。
1636年,伽利略在监禁中偷偷地完成了他一生中另一部伟大的著作《关于两种新科学的对话》。该书于1638年在荷兰出版。这部伟大著作同样是以三人对话形式写的。“第一天”是关于固体材料强度的问题,反驳了亚里士多德关于落体的速度依赖于其重量的观点;“第二天”是关于内聚作用的原因,讨论了杠杆原理的证明及梁的强度问题;“第三天”讨论了匀速运动和自然加速运动;"第四天"是关于抛射体运动的讨论。这一巨著从根本上否定的亚里士多德的运动学说。
三.伽利略的科学研究方法
伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。例如,为了说明惯性,他曾设计一个无摩擦的理想实验:在一定点O悬挂一单摆,将摆球拉到离竖直位置一定距离的左侧A点,释放小球,小球将摆到竖直位置的右侧B点,此时A点与B点处于同一高度。若在O的正下方C用钉子改变单摆的运动路线,小球将摆到与A、B两点同样高度的D。伽利略指出,对于斜面会得出同样的结论。他将两个斜面对接起来,让小球沿一个斜面从静止滚下,小球将滚上另一斜面。如果无摩擦,小球将上升到原来的高度。他推论说,如果减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面达到原来的高度就要通过更长的距离。继续使第二个斜面的倾角越来越小,小球将合滚得越来越远。如果第二个斜面改成水平面,小球就永远达不到原来的高度,而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。伽利略设计的实验虽是想象中的,但却是建立在可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化,就可以更加突出事物的主要特征,化繁为简,易于认识其规律。伽利略的这一自然科学新方法,有力地促进物理学的发展,他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。 来源:https://sxphszu.cn/zhishi/202412-40.html
四.伽利略在科学史上的地位
伽利略的科学发现,不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点,更创立了研究自然科学的新方法。
伽利略在总结自己的科学研究方法时说过,“这是第一次为新的方法打开了大门,这种将带来大量奇妙成果的新方法,在未来的年代里,会博得许多人的重视。”后来,惠更斯继续了伽利略的研究工作,他导出了单摆的周期公式和向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人的工作后,得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人的精神财富是宝贵的。爱因斯坦曾这样评价:“伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正的开端!”
伽利略
著名的实验
凡是到意大利旅行的人,谁都忘不了去参观著名的比萨斜塔的丰采。
比萨斜塔是意大利中部比萨城里一个古建筑,原是比萨大教堂的一个钟楼。这座54.5米高的八层圆柱形建筑,在1174年动工的时候,由于地基不牢,刚刚建到第三层时就发现塔身倾斜,不得不被迫停工。隔了一个多世纪,人们又继续施工,因此当它在1350年建成时,这座罗马式的大理石建筑好像一棵长歪的大树,再也不能扶直了。从那时起,600多年的漫长岁月过去了,比萨斜塔向南倾斜达5.3度,而且每年都向南倾斜约1毫米。但是塔身尽管倾斜,而且经受过地震,这座古塔依然屹立在比萨城内,成为遐迩闻名的世界建筑史上的奇迹。
不过,比萨斜塔所以闻名于世,除了上述的原因之外,还因为它和科学发现史上一件重大事件有着密切的关系。
这是1590年的一个晴朗的日子,一个红头发的25岁的青年科学家领着几个年轻的大学生,兴致勃勃地穿过游人熙来攘往的广场,钻进斜塔底层的拱形券门,然后沿着塔内螺旋状的楼梯拾级而上。不多一会,聚集在广场的游人发现,在比萨斜塔的好几层外围的拱形券门都有那些大学生,而那个红头发的青年科学家爬上了高高的塔顶。
“喂,他们在干什么呀?”广场上一个大胡子意大利商人迷惑不解地问旁边一个卖小吃的小贩。 来源:https://sxphszu.cn/cshi/202412-11.html
“先生,他们是比萨大学的学生。”那个腰间系着白围裙的商贩答道: 来源:https://sxphszu.cn/%E6%9C%AA%E5%91%BD%E5%90%8D/202501-217.html
“听说他们是在搞什么实……实验。”
小贩说的一点不错,因为广场上还有几个大学生正在让游人离开斜塔,免得被塔上的人扔下的东西砸伤。
说话间,塔顶的那个红头发青年科学家嚷了起来;“准备好了没有?”
从每层伸出的脑袋齐声喊道:“好了,可以开始!”
这时,塔上各层的大学生伸出半截身子,他们的手里托着一个沉甸甸的盒子,身旁还有一个玻璃的沙漏,那时还没有精确的秒表,沙漏是计算时间的工具。那个盒子里装着两个重量不同的物体,有的是两个大小不同的铁球,有的是大小不同的石块,甚至还有的放着一个墨水瓶和一管鹅毛笔。盒子是特制的,安上一个按钮,只要轻轻地按下按钮,底盖会自动打开。
实验开始了。只听见塔顶的那个红头发青年科学家一声号令,最下边一层的大学生按下按钮。这时,只见盒子打开,两个重量完全不同的物体飞快下落,几秒钟后,广场上的人们听见“当”的一声,两个物体同时落地。
紧接着是二层、三层、五层……重复的实验依次进行。最后,塔顶的那个红头发的青年科学家也举着一个盒子,里面是两个大小不同的铁球,他按下按钮,铁球迅速飞落下来,结果也是同时着地。沙漏记下的时间说明这样一个道理:不同重量的物体从同样高度落下来,都是同时到达地面。
实验成功了!尽管广场上的游人对这个实验一点儿也不感兴趣,但是这个实验却动摇了几千年来谁也不曾怀疑过的一条“真理”,这个“真理”是由古希腊哲学家亚里斯多德提出的,他认为:物体从高处落下时,速度是由它的重量决定的,物体越重,落下来的速度越快。
比萨斜塔的实验,推翻了这个权威的结论。
这个敢于向权威挑战的红头发的青年科学家是谁呢?他就是意大利著名数学家、天文学家、物理学家枷利略。
选择道路
1564年 2月 15日,伽利略出生在意大利西海岸比萨城一个破落的贵族之家。据说他的祖先是佛罗伦萨很有名望的医生,但是到了他的父亲伽利略·凡山杜这一代,家境日渐败落。凡山杜是个很有才华的作曲家,生前出版过几本牧歌和器乐作品,他的数学也很好,精通希腊文和拉丁文,但是美妙的音乐不能填饱一家人的肚皮,他的数学才能也不能给他谋到一个好职位。大约在小伽利略出生不久,凡山杜在离比萨城不远的佛罗伦萨开了一间卖毛织品的小铺子,这完全是不得已的办法。但是为了维持一家人的生活,凡山杜只好违背自己的意愿去经商。
小伽利略是凡山杜的长子,父亲对儿子寄予很大希望。他发现,小伽利略非常聪明,从小对什么事物都充满强烈的好奇心,不仅如此,这个孩子心灵手巧,他似乎永远闲不住,不是画图画,就是弹琴,而且时常给弟弟妹妹做许多灵巧的机动玩具,玩得十分开心。
凡山杜对这一切都看在眼里,有一次,他对妻子说:“伽利略似乎对什么都有兴趣,将来他干什么合适呢?”
“是呀,他很有音乐才能,也许可以把他培养成一个音乐家,像您一样……”妻子说。
凡山杜皱着眉摇摇头,说:“不,我已经吃够了搞音乐的苦头,不能让孩子走这条路!”
妻子迷惑不解地望着丈夫,小心翼翼地问:“那么,你的意思是……” 来源:https://fplkm.cn/zhishi/202412-91.html
凡山杜胸有成竹地说:“我要把他培养成一个杰出的医生,就像我们的祖辈那样,受人尊敬,有优厚的收入,能给我们家庭带来荣誉、地位和金钱……”
妻子看着丈夫激动的神情,知道这是凡山杜考虑了很久的念头,她没有反驳,只是叹了口气说:“但愿如此,也许这孩子不会辜负您的期望……”
小伽利略最初进了佛伦勃罗萨修道院的学校。在这所学校,他专心学习哲学和宗教,有段时间,小伽利略很想将来当一个献身教会的传教士。但是凡山杜听到这个情况后,立即把儿子带回家,他劝说伽利略去学医,这是他为儿子的未来早已设计好的一条路。
17岁那年,伽利略进了著名的比萨大学,按照父亲的意愿,他当了医科学生。比萨大学是所古老的大学,学校图书馆藏书丰富,这很合伽利略的心意,但是伽利略对医学并没有多大兴趣,他很少上课,一上课就对教授们教课的内容提出这样那样的疑问,使教授们难于回答,在教授们的眼里,伽利略是个很不招人喜欢的坏学生。不过,伽利略只是兴趣不在医学,他孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学,并且以怀疑的眼光看待那些自古以来被人们奉为经典的学说。
要知道,伽利略生活的时代,正是欧洲历史上著名的文艺复兴时代,而意大利又是文艺复兴的发源地。当时,意大利的许多大城市,如佛罗伦萨、热那亚和威尼斯,发展成东西方贸易的中心,建起了商号、手工作坊和最早的银行,出现了资本主义生产关系的萌芽。加上贸易往来的发达,印刷术的发明,新思想的传播比以往任何时候都更加迅速。于是,人们对千百年来束缚思想的宗教神学和传统教条开始产生了动摇。
一个偶然的机会,伽利略听了宫廷数学家玛窦·利奇的讲课。这位青年数学家渊博的学识,严密的逻辑性,特别是他在证明数学难题时的求证方法,使伽利略深深着迷。他眼睛亮了,仿佛发现了一个神奇无比的世界,这就是他梦寐以求的数学王国!他兴奋极了,立即找到宫廷数学家玛窦·利奇,向他提出了许多百思不得其解的问题。
玛窦·利奇原是跟随托斯坎尼大公爵从佛罗伦萨来到比萨的,他给宫廷里的侍童讲数学,没有想到会有一个热心的听众,而且他提出的问题非常有趣,充分显示出超群的智慧和深厚的学识功底。
当玛窦·利奇听说伽利略是比萨大学医科学生时,不禁脱口而出:“啊,伽利略,你有天才,你会成为一个杰出的数学家的。”
伽利略的脸红了,他谈到自己对医学的厌倦,谈到父亲对他的期望,也倾诉了自己因为不能按照自己的意愿学习的苦恼。
“别泄气。”玛窦·利奇和蔼地说:“你努力自学吧,有什么困难,任何时候我都是你忠诚的朋友。”
听了玛窦·利奇的鼓励,伽利略越发刻苦钻研数学和物理学,他把从宫廷数学家那里借来的每一本书,都用心地阅读,像海绵吸水一样地吸收下来。但是,他并不是那种迷信书本的人,那些人们认为是真理的权威结论,在伽利略的脑子里常常带来意想不到的疑问,他常常为此而感到苦恼,陷入深深的思索之中。
有一次,伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂,他坐在一张长凳上,目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱,蓦地,教堂大厅中央的巨灯晃动起来,是修理房屋的工人在那里安装吊灯。
这本来是件很平常的事,吊灯像钟摆一样晃动,在空中划出看不见的圆弧。可是,伽利略却像触了电一样,目不转睛地跟踪着摆动的吊灯,同时,他用右手按着左腕的脉,计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数,以此计算吊灯摆动的时间。
这样计算的结果,伽利略发现了一个秘密,这就是吊灯摆一次的时间,不管圆弧大小,总是一样的。一开始,吊灯摆得很厉害,渐渐地,它慢了下来,可是,每摆动一次,脉搏跳动的次数是一样的。
伽利略的脑子里翻腾开了,他想,书本上明明写着这样的结论,摆经过一个短弧要比经过长弧快些,这是古希腊哲学家亚里斯多德的说法,谁也没有怀疑过。难道是自己的眼睛出了毛病,还是怎么回事。
他像发了狂似的跑回大学宿舍,关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链,还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上,在窗外的树枝上,着迷地一次又一次重复,用沙漏记下摆动的时间。最后,伽利略不得不大胆地得出这样的结论:亚里斯多德的结论是错误的,决定摆动周期的,是绳子的长度,和它末端的物体重量没有关系。而且,相同长度的摆绳,振动的周期是一样的。这,就是伽利略发现的摆的运动规律。
伽利略不用说多么高兴了。可是在当时,有谁会相信一个医科大学生的科学发现,何况他的结论是否定了大名鼎鼎的亚里斯多德的权威说法。
就在这时,凡山杜的铺子里越来越不景气,听说伽利略并没有按照自己的意愿学习医学,而是成天迷恋着不相干的实验,于是,严厉的父亲决定停止伽利略继续上大学,让他回家去当一个店员。 来源:https://fplkm.cn/xwzx/202412-79.html
伽利略灰心极了,他离开了比萨大学回到佛罗伦萨。但是他选择的道路却是不可动摇的。
坚信科学
佛罗伦萨一条不太热闹的街道,有一个门面不大、生意清淡的铺子,这就是凡山杜开的毛织品商店。每天,当匆匆过往的行人经过这里时,总是可以看见红头发的伽利略呆呆地坐在柜台前出神,或者旁若无人的在那里摆弄着一些莫名其妙的东西,像秤盘呀,铁块呀,盘子呀;而更多的时候,他是埋头在书本里,他看得那样专心,就连他的父亲大声叫唤都听不见。
自从回到家里,伽利略不得不违背自己的意愿在父亲的铺子里当一名店员,但是他的心里一时一刻也没有忘记数学和物理学。没有起码的学习条件,也没有老师可以求教,他就想方设法找到一些自然科学的书籍,以顽强的毅力刻苦自学。他最喜欢的书是欧几里得的《几何原理》和阿基米德的著作。
《几何原理》是世界上流传下来最早的几何学著作,而希腊科学家阿基米德的著作,包含了丰富的数学与力学知识,特别是其中的一些物理实验,对伽利略有很大的吸引力。
谈起实验,伽利略的兴趣最浓。还在比萨大学时,他就动手制作了一种
“脉搏计”,这是他根据摆的运动规律设计的,可以用来测量病人的脉搏跳动的情况,很受医生的欢迎。现在,在父亲的铺子里,谈不上实验的条件,但他仍然用一些日常的器具来做实验,尽管这样做免不了又要挨父亲的骂,他还是照干不误。
他从阿基米德检验国王皇冠的实验中受到启发,一面重复这个实验,一面想到这种方法的用途。当时欧洲各国的航海事业正在兴起,航海业带动了造船业和机械制造,采矿、冶金的发展,反过来又向科学技术提出许多新的问题。伽利略于是把他的注意力转向合金的物理和力学性质的研究,不久,他通过测定物体在水中的重量发现,物体投入水中减轻的重量,刚好等于它排开的水的重量。在这个重大发现的基础上,伽利略发明了一种比重秤,可以很方便地测定各种合金的比重。他还写了一篇论文,详细地介绍了比重秤的构造原理和使用方法。这件事,很快就在佛罗伦萨和其他城市传开了。
1589年夏天,在佛罗伦萨的店铺里度过了4年自学生活的伽利略,由于得到宫廷数学家玛窦·利奇的?/ca>
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