这一期接着来简述伽利略在科学史上的成就。

伽利略所做出的一系列重要贡献中,其中一部分就是目前所说技术,而非纯物理。这与亚里士多德学派不同,前者会将伽利略的物理知识归纳为techne 或是有用的技巧,而不是episteme,即用哲学方式研究事物本质。伽利略的研究对之后牛顿提出并且完善牛顿运动定律中的第一、第二定律有一定的启示。

伽利略认为选择得当的数学证明可以用来探索任何牵涉到定量性的问题。他为自己提出的第一套力学问题,就是哪些因素牵涉到尺度测量效果。在考察尺度效果时,伽利略研究了物质的数量,即后来称质量的物理量,后来又以同样方式探索了牵涉到时间测量和速度测量的运动学问题。伽利略所研究的中心问题就是仅在重力影响下的落体运动,这一问题的结论推翻了亚里士多德关于不同重量的物体下落速度不同的论点。

根据亚里士多德的物理学,力的持久作用是保持物体匀速运动的原因。但是伽利略的实验结果证明:物体在引力的持久影响下并不以匀速运动,而是每次经过一定时间之后,在速度上有所增加。物体在任何一点上都继续保有其速度并且被引力加剧。如果没有了引力,物体将仍旧以它在那一点上所获得的速度继续运动下去,这就是惯性原理。这个原理阐明物体只要不受到外力的作用,就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变。伽利略在研究运动学时研究过物体的匀加速运动,这个课题在今天几乎所有高中及大学的入门物理学程中都是必教的。他对观测天文学的贡献包括运用望远镜确认金星的盈亏,发现木星最大的四个卫星(以他命名为伽利略卫星)以及观测并分析太阳黑子。伽利略也曾研究过应用科学及科技,并改进了圆规的设计。

伽利略还是著名的天文学家,他最先发现了木星的卫星。这个发现对于所有天体都必须围绕地球转来说并不是好消息。这一时期反对哥白尼学派的声浪成为教会的主流,理由是太阳恒定,地球自转为错误理论,与神圣经文相悖。伽利略到罗马劝说天主教权威不要禁止哥白尼思想,但最后他还是被传唤到罗马接受审讯。伽利略起初坚持自己,但没有宣扬任何禁语,否认为禁语辩护。然而,他最后不得不被迫承认,之前的科学研究可能会误导群众,认为伽利略是在为哥白尼学说辩护。之后伽利略被软禁,但在1634年被允许回到他在佛罗伦萨阿克特雷旁的小宅焦耶洛别墅,在那里他度过了自己的余生。

在科学研究方法上,伽利略还在通过实验和数学方式研究运动学做出了最初的创新。他是当时思想家中明确宣称自然规律是有数学性的。在《试金者》中,他写道:“哲学写在这本伟大的著作中,这宇宙中,它是用数学作为语言写成的,他的特性是三角、圆和其它几何形状"。他养成了一个奇特的能力,就是无视权威,特别是亚里士多德学派的权威。在更广义上,他的作品更进一步推动了科学从哲学与宗教中分离出来;这是人类思想的一大进步。他常常愿意根据自己的观察来改变想法。为了进行试验,伽利略为长度与时间制定标准,以便在不同时间和不同实验室所做的工作可以复制。这为数学归纳法提供了坚实基础。

总而言之,伽利略在科学史上的地位是不容忽视的,他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点,不顾教会迫害坚持哥白尼的“日心说”,更创立了研究自然科学的新方法。伽利略是世界科学史上的转折点,他将人类对自然界的研究,尤其是天文、物理学的研究推上了正确的轨道,他提出的研究思想和方法也为后人指引了一条明路。从此,科学研究开始以前所未有的速度向真理的方向前进。

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鸭鸭好懒啊

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