近(現)代科學的奠基人

歷史上的伽利略有多重身份：科學家、哲學家、數學家、天文學家、物理學家、發明家等，而最能體現他在科學史上的地位和貢獻的則是“近(現)代科學的奠基人”，也有人稱之為“物理學之父”、“力學之父”，伽利略用無可爭辯的實驗結果，顛覆了人們長期以來對亞里士多德權威的崇拜和迷信，破除了教會禁錮人們思想的魔咒。

伽利略1564年出生在意大利的小城比薩，比薩因一個斜塔而出名，斜塔則因伽利略名揚天下，每當人們提到比薩斜塔，總會聯想到伽利略和一個與這個塔相關的實驗。

早在公元前4世紀，亞里士多德就雄心勃勃地試圖對物體運動的法則進行闡釋，他認為，兩個不同質量的物體同時從高處落下，一定是重的先落地，即物體下落的速度與質量成正比，對此，兩千年來沒人懷疑過，但是伽利略提出了疑問：把一個較重的物體和一個較輕的物體綁在一塊兒，如果把它們看做兩個物體，重的受輕的拖累，落下時速度會比重的慢；如果看成是一個物體，則它比重的那個還要重，所以要比霞的下落的速度更快一些，這不是自相矛盾嗎?所以伽利略認為。如果忽略空氣的影響，質量不同的物體的下落速度應該是一樣的。于是這就有了伽利略在比薩斜塔上同時拋下兩個大小不同的鐵球進行實驗的傳說。

與這個實驗相關的實驗還有一個，不過它不是在地球上做的而是在月球上做的，伽利略臨終前宣稱，一塊鉛和一團羊毛在真空中將會以相同的速度下落，1971年8月2日，美國宇航員史考特在無空氣的月球表面，同時拋下了，一根羽毛和一把錘子，地球上的電視觀眾親眼看到兩者同時落到月球的表面——此時的伽利略如果地下有知，肯定非常開心，

伽利略的家境一般，父親靠教授音樂、數學為生，但這些都掙不了多少錢，伽利略10歲時全家搬到了繁華的佛羅倫薩，佛羅倫薩是文藝復興的中心，在濃郁的文藝和哲學氛圍里，伽利略從少年長成了青年，17歲時他又回到比薩大學學醫，這是窮困中的父親為他選擇的，因為當時醫生的各種收入要高出數學家30倍。

伽利略有一頭紅發，矮壯、易激動、愛和人爭論，當時醫學的教學方式很古板，教師只足機械地重復著書本上的理論和人體結構，沒有圖示，更沒有實物，哲學課上(當時學醫的必修哲學)也是只講亞里士多德，那時對一個優秀學者的要求就是能夠熟練背誦古典著作，并不假思索地接受，“獨立思考”大可不必，他們認為古人已經說明了一切，這對愛好動手又頗具叛逆性格的伽利略來說，真是一種煎熬，幸好這時他巧遇當時有名的數學家里奇，于是他就用業余時間向里奇學習數學和科學，終于有饑會開始釋放他在這方面的巨大潛能。

大家可能都知道伽利略在教堂發現擺的相關規律的故事，這是他在大學一年級時的事兒，一次在比薩教堂做禮拜，跟上課時一樣釘點心不在焉的伽利略不經意間被吊在天化板上來回擺動的蠟臺吸引了，他發現盡管擺動的蠟臺的擺幅會越來越小，但是每擺動一個來回所用的時間卻相等，回家以后，他立即做了各種不同質量和不同長度的擺，反復試驗，最終發現了擺的等時性原理，這成為后來制造鐘表的基本原理，伽利略則利用這一原理，發明了一種脈搏計，這是他的第一項發明，也是這個學醫的學生為醫學作出直接貢獻的唯一發明。

伽利略未能完成他的學業，一來是他不喜歡這個專業，二來是家里也拿不出他所需要的學費和生活費了，1585年他回到佛羅倫薩，開始想辦法掙餞養家，畢竟他是家里的長子，下面還有6個弟弟妹妹。

如果是一個意志、才智平平的人，故事到此也就結束了，但伽利略不是，他工作之余，繼續學習數學和研究，頭一年發明了一種浮力天平，可以稱量各種合金的比重，并據此發表了一篇論文，接著又發表了測定不規則固體重心的論文，引起了人們的注意，在一位名叫蒙梯的貴族的周旋下，伽利略以數學教師的身份返回比薩大學，但他還是像學生時一樣，從不迎合別人，包括教授權威，所以他被炒也只是早晚的事。

三年后，蒙梯又把他介紹到著名的帕多瓦大學，伽利略的薪水也漲了3倍，在這里。一向自視甚高的伽利略似乎找到了自己的定位，他的課一開始就出手不凡，論述嚴謹還常常伴有生動的演示，他對著口琴吹口哨，口琴就會發出模仿的聲音，他告訴學生這就是共振，他把動物的骨骼拿到教室，給學生說強力支撐物不必一定是實心的，這才有了空心支撐物的問世，建筑成本也隨之大大降低，他講數學常常和如何建橋，如何規劃城市、港口，甚至和造大炮聯系在一塊兒，他講課風趣生動，開時代之先河，一掃當時大學課堂的枯燥教條之風，吸引了眾多的學生，甚至歐洲各地的一些年輕貴族也慕名而來。其中就有瑞典皇儲阿道弗斯。

伽利略在帕多瓦大學工作了18年，精彩的課堂教學和演講對他來說只是牛刀小試，最有價值的是他的另外兩項工作，并由此奠定了他在科學史上的地位，讓他永垂史冊。

第一項是研究并發現了地上物體的運動規律，與他同時代的開普勒發現了天上物體的運動規律，后世的牛頓又把二者統一起米，比薩斜塔上的實驗，講的就是自由落體運動，也是勻加速運動，也許伽利略根本就沒有在比薩斜塔上做過實驗，但他對自南落體運動和勻加速運動的研究卻是千真萬確并極為成功的，塔上的實驗只是一個小小的插曲。

物體在自由落體時速度太快。根本無法測定其在不同時間內走過的路程，因為那時還沒有鐘表，更別提高速錄像設備了，于是伽利略就做了一個10米長。中間帶有凹槽的非常光滑的木板，把木板的一端支起來就成了一個斜面，斜面的傾斜度可以隨意調整，讓一個小球從凹槽中滾落下來，小球做勻加速運動，當木板與地面垂直時，小球就做自南落體運動，計時工具則是他自制的“水鐘”，就是用這套沒備，伽利略反復地做了無數次的實驗。通過對測量數據的分析，終于找出了勻加速運動的規律，以及時間、速度和路程之間的數學關系。

在研究自由落體時，伽利略還糾正了亞里士多德的一些其他思想，譬如亞里士多德說運動的物體需要一定的推動力，而伽利略發現，運動的物體如果沒有摩擦力或其他阻力，將保持一定的速度和方向一直運動下去，這就是后來的牛頓第一定律，也叫慣性定律。

但對科學來說，這些都不是最重要的，比這更重要的是他的方法，可重復性或可檢驗性原則是判斷科學與偽科學的重要方法，伽利略是應用和倡導這一方法的第一人，這也是人們稱他為“近(現)代科學的奠基人”的重要原因。

第二項是發明了望遠鏡，通過望遠鏡觀察到的事實證明了哥白尼和開普勒的日心說，教會無法忍受日心說的存在。開始禁止伽利略宣揚日心說，但倔強的伽利略不肯就范，迫害就升級了，先是把他的傳世之作《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》列為禁書，最后判他終身監禁。

在強大的宗教勢力面前。伽利略妥協了，已是風燭殘年的他不想被送上刑場，但在走出法庭時又喃喃自語道：“無論如何，地球還在轉動呢!”