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伽利略生平簡介

伽利略(Galileo Galilei，1564.02.15-1642.01.08)。意大利數(shù)學家、物理學家、天文學家，科學革命的先驅(qū)。伽利略發(fā)明了擺針和溫度計，在科學上為人類作出過巨大貢獻，是近代實驗科學的奠基人之一。

歷史上他首先在科學實驗的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認識。

伽利略從實驗中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學的基礎(chǔ)，反駁了托勒密的地心體系，有力地支持了哥白尼的日心學說。

他以系統(tǒng)的實驗和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此被譽為“近代力學之父”、“現(xiàn)代科學之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。

伽利略倡導數(shù)學與實驗相結(jié)合的研究方法，這種研究方法是他在科學上取得偉大成就的源泉，也是他對近代科學的最重要貢獻。

伽利略認為實驗是知識的唯一源泉，主張用實驗—數(shù)學方法研究自然規(guī)律，反對經(jīng)院哲學的神秘思辨。深信自然之書是用數(shù)學語言寫的，只有能歸結(jié)為數(shù)量特征的形狀、大小和速度才是物體的客觀性質(zhì)。他是利用望遠鏡觀察天體取得大量成果的第一人。

伽利略對17世紀的自然科學和世界觀的發(fā)展起了重大作用。從伽利略、牛頓開始的實驗科學，是近代自然科學的開始。

伽利略的主要科學成就有哪些?

一、力學

伽利略是第一個把實驗引進力學的科學家，他利用實驗和數(shù)學相結(jié)合的方法確定了一些重要的力學定律。1582年前后，他經(jīng)過長久的實驗觀察和數(shù)學推算，得到了擺的等時性定律，接著在1585年因家庭經(jīng)濟困難輟學。

離開比薩大學期間，他深入研究古希臘學者歐幾里得，阿基米德等人的著作。他根據(jù)杠桿原理和浮力原理寫出了第一篇題為《天平》的論文。

不久又寫了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實質(zhì)并給出準確的數(shù)學表達式，因此聲名大振。與此同時，他對亞里士多德的許多觀點提出質(zhì)疑。

在歷史上伽利略是最早對動力學作了定量研究的人。1589—1591年，他對物體的自由下落運動作了細致的觀察，從實驗和理論上否定了統(tǒng)治兩千年的亞里士多德的落體運動觀點(重物比輕物下落快)，指出如忽略空氣阻力，重量不同的物體在下落時同時落地，物體下落的速度和它的重量無關(guān)。

根據(jù)伽利略晚年的學生V.維維亞尼的記載，落體實驗是在比薩斜塔上進行的，但這件事在伽利略著作中沒有記錄，因而較普遍認為此事不可靠。

有歷史記載的第一個完成這類試驗的人是斯臺文，在《自然科學史》中記載，荷蘭人斯臺文在1586年使用2個重量不同的鉛球完成了這個試驗，并證明了亞里士多德的理論是錯誤的。

在斯臺文試驗的幾個世紀以后，阿波羅15號的宇航員大衛(wèi)·斯科特1971年8月2日在無空氣月球表面上使用一把錘子和一根羽毛重復了這個試驗，證明且讓地球上的電視觀眾親眼看到了兩個物體同時掉落在月球表面上。

伽利略對運動基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究并給出了嚴格的數(shù)學表達式。尤其是加速度概念的提出，在力學史上是一個里程碑。

有了加速度的概念，力學中的動力學部分才能建立在科學基礎(chǔ)之上，而在伽利略之前，只有靜力學部分有定量的描述。

伽利略還對物體在斜面上的運動，拋射體的運動等作過實驗和觀察。在這些研究基礎(chǔ)上他提出了加速度的概念及其數(shù)學表達式。他曾非正式地提出慣性定律和物體在外力作用下運動的規(guī)律，提出運動相對性原理(現(xiàn)稱伽利略相對性)。

相對性原理是為答復對哥白尼體系的責難而提出的，但原理的意義遠不止于此，它第一次提出慣性參考系(慣性系)的概念，被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理，是狹義相對論的先導。

這些為牛頓正式提出運動第一、第二定律奠定了基礎(chǔ)。伽利略還提出過合力定律，拋射體運動規(guī)律。在經(jīng)典力學的建立上伽利略可以說是牛頓的先驅(qū)。

伽利略對擺的運動作過長期的觀察和研究。在后來的研究中指出單擺的周期和擺長度的平方根成正比。這一規(guī)律為后來計時機構(gòu)(擺鐘)的設(shè)計提供了根據(jù)。1641年，已失明的他，讓兒子為他繪制了擺鐘設(shè)計圖。

伽利略在力學方面的貢獻是多方面的。這在他晚年寫出的力學著作《關(guān)于兩門新科學的談話和數(shù)學證明》中有詳細的描述。

在這本不朽著作中，除動力學外，還有不少關(guān)于材料力學的內(nèi)容。例如，他闡述了關(guān)于梁的彎曲試驗和理論分析，正確地斷定梁的抗彎能力和幾何尺寸的力學相似關(guān)系。

他指出，對長度相似的圓柱形梁，抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過受集中載荷的簡支梁，正確指出最大彎矩在載荷下，且與它到兩支點的距離之積成比例。

伽利略還對梁彎曲理論用于實踐所應(yīng)注意的問題進行了分析，指出工程結(jié)構(gòu)的尺寸不能過大，因為它們會在自身重量作用下發(fā)生破壞。

他根據(jù)實驗得出，動物形體尺寸減小時，軀體的強度并不按比例減小。他還把這種關(guān)系用來說明為什么體格大的動物在負擔自身重量方面不如體格小的動物，寫道：“一只小狗也許可以在它的背上馱兩三只小狗，但我相信一匹馬也許連一匹和它同樣大小的馬也馱不起?！?/p>

伽利略在被監(jiān)禁期間把他在力學方面的成就用三人談話的形式寫成《兩門新科學的談話》一書(1638年出版)。