望远镜鼻祖——伽利略『科学家』

伽利略·伽利莱(Galileo Galilei,1564年2月15日-1642年1月8日),意大利物理学家、数学家、天文学家及哲学家,科学革命中的重要人物。

1609年8月21日,伽利略展示了人类历史上第一架按照科学原理制造出来的望远镜。1642年1月8日卒于比萨。伽利略被誉为“现代观测天文学之父” 、“现代物理学之父” 、“科学之父” 及“现代科学之父”。

他的贡献主要分为下列六个方面

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。

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。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。

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。

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”。

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,认为实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。

热学

最早的温度计是在1593年由意大利科学家伽利略(1564~1642)发明的。

他的第一只温度计是一根一端敞口的玻璃管,另一端带有核桃大的玻璃泡。使用时先给玻璃泡加热,然后把玻璃管插入水中。随着温度的变化,玻璃管中的水面就会上下移动,根据移动的多少就可以判定温度的变化和温度的高低。

温度计有热胀冷缩的作用所以这种温度计,受外界大气压强等环境因素的影响较大,所以测量误差较大。后来伽利略的学生和其他科学家,在这个基础上反复改进,如把玻璃管倒过来,把液体放在管内,把玻璃管封闭等。

相对性原理

在发现惯性定律的基础上,伽利略提出了相对性原理:力学规律在所有惯性坐标系中是等价的。力学过程对于静止的惯性系和运动的惯性系是完全相同的。

相对性原理是伽利略为了答复地心说对哥白尼体系的责难而提出的。这个原理的意义远不止此,它第一次提出惯性参照系的概念,这一原理被爱因斯坦称为伽利略相对性原理,是狭义相对论的先导。

望远镜的发明

1608年6月的一天,伽利略找来一段空管子,一头嵌了一片凸面镜,另一头嵌了一片凹面镜,做成了世界上第一个小天文望远镜。实验证明,它可以把原来的物体放大3倍。伽利略没有满足,他进一步改进,又做了一个。经过不断改进,放大率提高到30倍以上,能把实物放大1000倍。现在,他犹如有了千里眼,可以窥探宇宙的秘密了。

这是天文学研究中具有划时代意义的一次革命,几千年来天文学家单靠肉眼观察日月星辰的时代结束了,代之而起的是光学望远镜,有了这种有力的武器,近代天文学的大门被打开了。

伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密,他发现了木星周围环绕着它运动的卫星,还计算了它们的运行周期。现在我们知道,木星共有 16颗卫星,伽利略所发现的是其中最大的四颗。

除此之外,伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子,他通过黑子的移动现象推断,太阳也是在转动的。

一个又一个振奋人心的发现,促使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果。1610年3月,伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版,立即在欧洲引起轰动。

著作

《小天平》 (1586)

《运动论》 (1590)

《力学》 (ca. 1600)

《地理军事两用圆规使用指南》(1606)

《星际信使》(1610;意大利文 Sidereus Nuncius)

《流体力学》 (1612)

《论太阳黑子》 (1613)

《致大侯爵夫人克里斯蒂娜》(1615; 1636年出版)

《论潮汐》 (1616;意大利文 Discorso del flusso e reflusso del mare)

《论彗星》 (1619; 意大利文 Discorso Delle Comete)

《试金者》 (1623; 意大利文 Il Saggiatore)

《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632; 意大利文 Dialogo dei due massimi sistemi del mondo)

《论两种新科学及其数学演化》(1638; 意大利文 Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)

人物名言

“追求科学,需要有特殊的勇敢,思考是人类最大的快乐。”

“生命犹如铁砧,愈被敲打,愈能发出火花。”

“你无法教别人任何东西,你只能帮助别人发现一些东西。”

“科学不是一个人的事业”

“真理不在蒙满灰尘的权威著作中,而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。”

“世界是一本以数学语言写成的书。”

’一切推理都必须从观察与实验中得来。”

“与其夸大胡说,不如宣布那个聪明的、智巧的、谦逊的警句。”

参考:百度百科;《中国古代天文学家》;编辑:双子天文

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