史上最美的物理實驗——伽利略的斜面實驗

史上最美的物理實驗——伽利略的斜面實驗

宋凈霖

(南京師范大學物理科學與技術學院，江蘇南京210023)

伽利略·伽利萊(Galileo Galilei，1564～1642)意大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家。

伽利略通過觀察和推理，批駁了亞里士多德的物體下落速度與重量成正比的說法，提出猜想：落體運動是勻加速直線運動，物體的下落速度與時間成正比。在當時的實驗條件下，速度難以直接測量，他通過推導，得到了距離與時間的平方成正比的結論。

為了“沖淡重力”，減緩下落運動，伽利略進行了著名的斜面實驗。他在一塊木板上刻出一條直槽，并墊上光滑的羊皮紙，讓一個光滑的銅球沿傾斜的直槽下落，用水鐘測定下落時間。伽利略在斜面成不同的傾斜角和銅球滾動不同距離的情況下作了數百次實驗，發現：“一個從靜止開始下落的物體在相等的時間間隔經過的各段距離之比，等于從1開始的一系列奇數之比。”并通過推理說明：落體“所經過的各種距離總是同所用時間的平方成比例”。

伽利略的成功之處，不僅在于找到了正確的落體運動規律，更重要的在于創立了把受控實驗與數學、思維結合起來的科學研究方法，愛因斯坦對此進行了高度的評價：“伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標志著物理學的真正開端。”

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