科学家的故事：与自然科学结下不解之缘的伽利略 _中级

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适合年龄：6岁以上难易程度：中级伽利略1564年生于意大利的比萨城。其父是一位音乐家，多才多艺，还精通数学和文学。伽利略12岁进洛姆博罗莎经院学校读书，17岁进比萨大学学医。他从小聪明好学，才智过人，具有极强的独立精神，遇事好寻根同底，并养成观察、思考和亲自实验操作的习惯，从不迷信权威和盲从他人。他才华横溢，能言善辩，锋芒毕露，在比萨大学获“辩论家”绰号。这些品质，为他以后取得卓越科学成果创造了条件，同时也为他遭受经院派教授的憎恨、教廷的迫害埋下了祸根。
伽利略去比萨学医是父亲的意愿。因为当时一位医生的工资是一位数学家的30倍。可是命运却自有安排。一次偶然的机会，伽利略听了一堂几何课，几何学的逻辑性深深地吸引了这位年轻人。从此一发不可收，使他走上了数理科学研究的荆棘之道，既创造了伟大，也带来了灾难，使他一生不仅与自然科学结下了不解之缘，同时也与社会的保守势力斗争不息。
大学期间，由于对数学、物理学感兴趣，他名为医学生，实为数理迷，经常在医学课堂上暗读欧几里得的《几何学原本》和阿基米德的著作，回到家中就独自摆弄图形和物块等玩意做实验。他的这种“不轨行为”引起了教授们的不满，结果他学医3年，在教授们的反对下没有得到文凭而被迫退学。就在这3年中，他领悟了欧、阿两氏的思想方法之精髓，重复了阿基米德的研究，进行了实验验证，并在1583年从观察教堂吊灯摆动到亲自进一步实验研究，发现了“摆的等时性”，1586年，他发表了关于测定固体比重的论文《液体比重秤》，引起了数理学术界的注意。由于比萨大学数学教授空缺，他被推荐为数学教授，但收入十分微薄。
伽利略这位年轻的教授，常常我行我素，不理睬校方教授要穿长袍礼服的规定，经常穿便服出人校园，还写诗批评穿长袍礼服的规定，结果经常被罚款，成为同行反对和议论的对象。不仅如此，他还冒天下之大不走，散布批判亚里士多德论点的言论，声言：发现真理的道路不是靠背诵亚里士多德的著作，而要通过学习大自然这本宝书。他公然发表与亚里士多德论点相反的言论：轻重物体从同一高度下落，其下落速度是相同的，并同时落地；力所引起的“不是物体的运动，而是运动的改变” 。这便引起了亚里士多德的崇拜者的反对，连他的学生们由于受到蒙蔽也起哄反对他。在这种情况下，据说（无历史考证）1590年，他做了一个轰动比萨城的实验：将分别为10磅和1磅的铅球从比萨斜塔的顶部同时抛下，“砰”的一声，两只铅球同时落地。结果震惊了看热闹的人群，也使准备看他笑话并反对他的经院派教授们目瞪口呆。尽管事实胜于雄辩，但这更激怒了那些吃亚里士多德理论饭的人。1592年，伽利略被赶出了比萨大学，被迫去了帕多瓦，在朋友的帮助下，当上了帕多瓦大学的教授。
伽利略在比萨大学任教时写下了《运动的对话》一文，并做了出色的实验，提出了新的观点，发现了“落体定律”，被具有新思想的科学家们誉为“当代的亚里士多德” 。这是他在科学研究道路上的青年期。
伽利略在帕多瓦的18年（1592-1610）是他科学生涯的形成期。在这一时期，他进一步完善了有关动力学和运动学的研究，提出了“斜面定律”、“惯性定律”、“抛拋射定律”，以及相关的概念；还研究了光学问题，如光的颜色、光的本性，提出了光速恒定的观点，设计了光速测定的实验；此外他还研究了材料强度等问题。在仪器设备上，1593年他制造出了气体温度计。1608年，他得知荷兰眼镜商人制造了望远镜，对此发生了极大兴趣，经过多方学习研究，于1609年制造出了放大率为1000倍、缩短距离为30倍的，由凸、凹透镜组成的伽利略望远镜。这为他进行天文观测增添了一件有力的武器，使他成果累累。同时也使他进入了历史的是非之地，引出了与罗马教会的论战和抗争。伽利略坚信哥白尼的太阳中心说是正确的，在给开普勒的信中，他自称是“哥白尼的信徒”，1604年，他观察到巨蛇星座新星出现并在1年后消失，从而驳斥了亚里士多德学派“天体永远不变”的谬论。他利用他的望远镜观察到月球表面凸凹不平，太阳有黑子，木星有4颗卫星，银河系由无数的恒星组成，金星、水星也有盈亏现象等。1610年，他发表了《星际使者》一书，公布了上述新发现，并宣告了天上的星星“绕太阳运行”以及地球自转的观察结果。1613年又出版了他的《关于太阳黑子通信集》的专著，直接批判了经院派学者所宣扬的“太阳完美无缺”、“地球是字宙中心”的托勒玫和亚里士多德的错误观点，结果使罗马教廷震怒。1615年，他受到宗教裁判所的传讯和警告，裁判所宣布哥白尼学说为异端邪说，并命令伽利略停止宣传哥白尼的学说。1623年，喜欢数理的马伯利尼红衣主教登上了新教皇的宝座。伽利略对其抱有幻想，于1630年发表《试验者》论文又宣布了原来的观点；1632年进一步发表警世之作《关于两大世界体系的对话》，即托勒玫和哥白尼体系的对话，直接生动而有力地宣扬了哥白尼的学说，批判了托勒玫的学说，被世人誉为近代天文学三大杰作之一（另两大杰作为哥白尼的《天体运行论》和牛顿的《自然哲学的数学原理》）。伽利略的著作直接动摇了罗马教廷赖以支撑的教义，引起教廷的惊恐。教皇下令没收这本书，立即逮捕伽利略。1633年2月伽利略开始被审讯，此时他已69岁，病魔缠身。历经严刑拷打，已生命垂危的他，被迫在事先写好的“认罪书”上签了字，并于同年4月12日被判为终身监禁。据说，伽利略听了宣判后嘲喃地说：”无论如何，地球确实在运动啊！”