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人物簡(jiǎn)介
伽利略·伽利雷（1564年2月15日—1642年1月8日）享年77歲，原名（Galileo di Vincenzo Bonaulti de Galilei），是意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家和工程師、歐洲近代自然科學(xué)的創(chuàng)始人。伽利略被稱為“觀測(cè)天文學(xué)之父”、“現(xiàn)代物理學(xué)之父”、“科學(xué)方法之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”。
伽利略研究了速度和加速度、重力和自由落體、相對(duì)論、慣性、彈丸運(yùn)動(dòng)原理，并從事應(yīng)用科學(xué)和技術(shù)的研究，描述了擺的性質(zhì)和“靜水平衡”，發(fā)明了溫度計(jì)和各種軍事羅盤，并使用用于天體科學(xué)觀測(cè)的望遠(yuǎn)鏡。他對(duì)觀測(cè)天文學(xué)的貢獻(xiàn)包括使用望遠(yuǎn)鏡對(duì)金星相位的確認(rèn)，發(fā)現(xiàn)木星的四顆最大衛(wèi)星，土星環(huán)的觀測(cè)和黑子的分析。
伽利略（Galileo）提倡日心說(shuō)和尼古拉·哥白尼主義在他的一生中一直是有爭(zhēng)議的，當(dāng)時(shí)大多數(shù)人都贊成地心模型（如Tychonic系統(tǒng)），但他遇到了天文學(xué)家的反對(duì)，他們由于缺乏恒星視差而懷疑日心論。此事由羅馬宗教裁判所在1615年調(diào)查，得出的結(jié)論是日心論“在哲學(xué)上是愚蠢而荒謬的”。由于在許多地方與教皇統(tǒng)治明顯矛盾，因此形式上是異端的。伽利略后來(lái)在“關(guān)于兩個(gè)主要世界體系的對(duì)話”（1632年）中捍衛(wèi)了他的觀點(diǎn)，該對(duì)話似乎攻擊了教皇烏爾班八世，從而疏遠(yuǎn)了他和耶穌會(huì)士，后者一直支持伽利略。他被宗教裁判所審判，被發(fā)現(xiàn)“強(qiáng)烈懷疑異端”，并被迫退縮。
他在軟禁中度過(guò)了余生。在軟禁期間，他寫(xiě)了《兩門新科學(xué)》，其中總結(jié)了他四十年前在現(xiàn)在被稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)和材料強(qiáng)度的兩門科學(xué)上所做工作。
伽利略（Galileo）于1564年2月15日出生于意大利比薩（佛羅倫薩公國(guó)的一部分），魯滕斯，天主教徒，作曲家和音樂(lè)理論家Vincenzo Galilei和Giulia（néeAmmannati）的六個(gè)孩子中的第一個(gè)。 [2]
伽利略傾向于只用自己的名字來(lái)稱呼自己。當(dāng)時(shí)，姓氏在意大利是可有可無(wú)的，他的姓氏與他的姓伽利雷（Galilei）的起源相同。他的姓名和姓氏都來(lái)自祖先Galileo Bonaiuti，他是15世紀(jì)佛羅倫薩的重要醫(yī)師，教授和政治家。在14世紀(jì)后期，為了紀(jì)念他，他的后代們稱自己為伽利略。Galileo Bonaiuti被埋葬在佛羅倫薩圣十字教堂的同一座教堂中，大約200年后，他更著名的后代Galileo Galilei也被埋葬了。當(dāng)他提到自己的名字時(shí)，有時(shí)用的是Galileo Galilei Linceo，指的是他是意大利人類中的精英科學(xué)組織Lincei Acadamy的成員。16世紀(jì)中葉的托斯卡納家庭通常以父母的姓氏來(lái)命名長(zhǎng)子。因此，伽利略·伽利萊并不一定以他的祖先伽利略·博奈烏蒂來(lái)命名。意大利男性名字叫“伽利略”（因此姓“伽利略”）來(lái)自拉丁語(yǔ)"Galilæus"，意為“加利利”，這是以色列北部圣經(jīng)上重要的地區(qū)。
伽利略的名字和姓氏的圣經(jīng)根源將成為著名雙關(guān)語(yǔ)的主題。1614年，在伽利略事件期間，伽利略的一位反對(duì)者多米尼加神父托馬索·卡奇尼（Tommaso Caccini）向伽利略交付了有爭(zhēng)議且頗有影響力的講道。他在其中指出了使徒行傳1:11：“加利利的人，為什么你們要凝視天堂”。
與一個(gè)中產(chǎn)家庭孩子的情況相似，他接受的是私人教育。大約10歲時(shí),他家從比薩搬到了佛羅倫薩（Florence），伽利略在那里繼續(xù)他的學(xué)業(yè),而后又被送到了瓦隆布羅薩（Vallambroso）的卡馬多萊斯修道院Camaldolese monastery。伽利略告訴他的家人，他希望受訓(xùn)成為傳教士，但他的父親希望伽利略追隨他的同名人的腳步，成為一名醫(yī)生。溫琴佐將伽利略送回佛羅倫薩，在那里，他通過(guò)函授繼續(xù)學(xué)習(xí)宗教。 [4]
伽利略于1580年在比薩大學(xué)就讀了醫(yī)學(xué)。
貝拉明樞機(jī)主教曾在1615年寫(xiě)道，如果沒(méi)有“太陽(yáng)沒(méi)有繞地球轉(zhuǎn)而地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)的真實(shí)證明，”哥白尼系統(tǒng)就無(wú)法得到捍衛(wèi)。伽利略認(rèn)為他的潮汐理論提供了此類證據(jù)。這個(gè)理論對(duì)他來(lái)說(shuō)是如此重要，以至于他最初打算將他在“兩個(gè)主要世界體系”上的對(duì)話稱為“海上起伏對(duì)話”。潮汐的提法是根據(jù)宗教裁判所的命令從標(biāo)題中刪除的。
對(duì)于伽利略來(lái)說(shuō)，潮汐是由海洋中水的來(lái)回晃動(dòng)引起的，這是由于地球自轉(zhuǎn)和繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)導(dǎo)致地球表面一點(diǎn)加速和減速。他于1616年向紅衣主教Orsini分發(fā)了他的第一次潮汐描述。他的理論使人們首次了解了海盆形狀對(duì)潮汐的大小和時(shí)間的重要性；例如，他正確地解釋了亞得里亞海中部潮汐與末尾相比微不足道的潮汐。但是，作為潮汐原因的一般說(shuō)明，他的理論是失敗的。
如果這個(gè)理論是正確的，那么每天只會(huì)有一個(gè)高潮。伽利略和他的同時(shí)代人意識(shí)到這種不足，因?yàn)橥崴姑刻煊袃纱胃叱保皇且淮危蠹s相隔12個(gè)小時(shí)。伽利略排除了這種異常現(xiàn)象是由于一些次要原因造成的，包括海的形狀，深度和其他因素。阿爾伯特·愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）后來(lái)表示，伽利略發(fā)展了他的“引人入勝的論點(diǎn)”，并出于對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的物理證明的渴望而毫不批評(píng)地接受了它們。伽利略還駁斥了古代和他的當(dāng)代約翰·開(kāi)普勒所知的月亮的想法引起了潮汐。（伽利略對(duì)開(kāi)普勒的橢圓形行星軌道也沒(méi)有興趣。）伽利略在對(duì)話（第四giornata）中也繼續(xù)主張他的潮汐理論。 [5-6]
彗星和測(cè)定者的爭(zhēng)論
1619年，伽利略（Galileo）與耶穌會(huì)大學(xué)生羅馬吉奧（JesuitCollegio Romano）、數(shù)學(xué)教授奧拉齊奧·格拉西（Orazio Grassi）爭(zhēng)論不休。最初，是關(guān)于彗星性質(zhì)的爭(zhēng)論，但到了伽利略在1623年發(fā)表《測(cè)定者》（Il Saggiatore）時(shí)（這是他在爭(zhēng)論中的最后一次救助），它已成為對(duì)科學(xué)本身的本質(zhì)的廣泛爭(zhēng)議。這本書(shū)的書(shū)名頁(yè)描述了伽利略是托斯卡納大公的哲學(xué)家和"Matematico Primario"。 [7]
由于“分析者”包含了伽利略關(guān)于如何實(shí)踐科學(xué)的豐富思想，因此被稱為他的科學(xué)宣言。1619年初，格拉西神父匿名出版了一本小冊(cè)子《1618年三位彗星的天文學(xué)之爭(zhēng)》，討論了1618年11月下旬出現(xiàn)的一顆彗星的性質(zhì)。格拉西得出的結(jié)論是，這顆彗星是一個(gè)熾熱的物體，它沿著一個(gè)大圓弧段與地球保持恒定的距離移動(dòng)并且由于它在天空中的移動(dòng)速度比月球慢，因此它必須更遠(yuǎn)比月亮更遠(yuǎn)。 [1] [8]
格拉西的論點(diǎn)和結(jié)論在隨后的文章進(jìn)行了批評(píng)，話語(yǔ)的彗星，伽利略的弟子，名叫佛羅倫薩的律師之一的名義發(fā)表的馬里奧·吉渠奇，雖然它由伽利略本人在很大程度上寫(xiě)的。Galileo和Guiducci沒(méi)有提供關(guān)于彗星性質(zhì)的確定性理論，盡管他們確實(shí)提出了一些暫時(shí)的推測(cè)，但人們都猜錯(cuò)了。（當(dāng)時(shí)，第谷·布拉赫（Tycho Brahe）提出了研究彗星的正確方法。）在伽利略和吉迪奇的話語(yǔ)的開(kāi)篇中，無(wú)端侮辱了耶穌會(huì)士。克里斯托夫·施納，以及有關(guān)的各種教授的言論貶低羅馬學(xué)院散落在整個(gè)工作。耶穌會(huì)被激怒，和格拉西很快與一個(gè)回答論戰(zhàn)他自己的道天文學(xué)和哲學(xué)平衡，筆名登徒子Sarsio Sigensano，看來(lái)是一個(gè)他自己的學(xué)生。 [6]
鑒定者是伽利略對(duì)天文天平的毀滅性答復(fù)。它已被廣泛認(rèn)為是辯證文學(xué)的杰作，中，“薩爾西”的論點(diǎn)遭到了蔑視。它受到了廣泛贊譽(yù)，尤其令新來(lái)的教皇烏爾班八世為之敬佩。在前十年的羅馬，巴貝里尼（Barberini），即未來(lái)的城市八號(hào)（Urban VIII），落在了伽利略（Galileo）和利辛安學(xué)院（Lincean Academy）的一邊。
伽利略與格拉西的爭(zhēng)執(zhí)使許多原本同情他的耶穌會(huì)士永久性地疏遠(yuǎn)了他們，伽利略和他的朋友們深信這些耶穌會(huì)士是造成他后來(lái)的譴責(zé)的原因。但是，這樣做的證據(jù)充其量是模棱兩可的。 [9-10]
日光中心主義的爭(zhēng)論（參見(jiàn)詞條伽利略事件）
在伽利略與教會(huì)發(fā)生沖突之前的整個(gè)世界中，大多數(shù)受過(guò)教育的人都贊成亞里士多德的地心觀點(diǎn)，即地球是宇宙的中心，所有天體都圍繞地球旋轉(zhuǎn)，或強(qiáng)震系統(tǒng)融合了地理中心主義和日心主義。 [11]
對(duì)日心說(shuō)的反對(duì)和伽利略的著作結(jié)合了科學(xué)和宗教上的反對(duì)意見(jiàn)。科學(xué)上的反對(duì)來(lái)自第谷·布拉赫（Tycho Brahe）和其他人，是由于如果日心說(shuō)是真的，應(yīng)該觀測(cè)到年度星狀視差，盡管當(dāng)時(shí)還沒(méi)有。（只有在1838年，弗里德里希·貝塞爾才能夠準(zhǔn)確地觀察到它。）哥白尼和阿里斯塔丘斯正確地假設(shè)視差可以忽略不計(jì)，因?yàn)楹阈鞘侨绱诉b遠(yuǎn)。然而，第谷·布拉赫（Tycho）反駁說(shuō)，由于恒星似乎具有可測(cè)量的角大小，因此，如果恒星是如此遙遠(yuǎn)，并且它們的表觀大小是由于它們的物理大小引起的，那么它們將比太陽(yáng)大得多。事實(shí)上，如果沒(méi)有現(xiàn)代望遠(yuǎn)鏡，就不可能觀察到遙遠(yuǎn)恒星的物理尺寸。在第谷系統(tǒng)中，恒星比土星略遠(yuǎn)，太陽(yáng)和恒星的大小可比。 [12]
宗教反對(duì)日心說(shuō)，從圣經(jīng)中如出現(xiàn)詩(shī)篇93：1，96:10和歷代16:30，其中包括文字說(shuō)明，“世界也建立它不能移動(dòng)。”詩(shī)篇104：5以同樣的方式說(shuō)：“他（耶和華）奠定了大地的根基，不要永遠(yuǎn)移動(dòng)它。”傳道書(shū)1：5進(jìn)一步說(shuō)：“太陽(yáng)也升起，太陽(yáng)落下，趕往它升起的地方”，約書(shū)亞記10：14說(shuō)：“太陽(yáng)，在基遍站著……”。 [13]
伽利略根據(jù)他對(duì)1609年的天文觀測(cè)（Sidereus Nuncius1610）捍衛(wèi)了日心論。1613年12月，佛羅倫薩大公爵夫人克里斯蒂娜與伽利略的一位朋友和追隨者貝內(nèi)特托·卡斯特利（Benedetto Castelli）面對(duì)圣經(jīng)，反對(duì)地球運(yùn)動(dòng)。根據(jù)莫里斯·菲諾奇亞羅（Maurice Finocchiaro）的說(shuō)法，出于好奇，這是以友好和親切的方式進(jìn)行的。受此事件的提示，伽利略給卡斯特利寫(xiě)了一封信，他在信中辯稱，日心論實(shí)際上與圣經(jīng)文本并不矛盾，圣經(jīng)是信仰和道德的權(quán)力，而不是科學(xué)的權(quán)威。這封信沒(méi)有出版，但廣為流傳。兩年后，伽利略（Galileo）給克里斯蒂娜（Christina）自己寫(xiě)了一封信，將先前的論點(diǎn)從八頁(yè)擴(kuò)大到四十頁(yè)。 [1]
到1615年，尼古拉·洛里尼神父將伽利略關(guān)于日心論的著作提交給羅馬宗教裁判所，他聲稱伽利略和他的追隨者正試圖重新解釋《圣經(jīng)》，這被視為違反了特倫特議會(huì)，并且看上去像是新教。洛里尼特別引用了伽利略給卡斯特利的信。伽利略去羅馬捍衛(wèi)自己和他的哥白尼和圣經(jīng)思想。1616年初，弗朗切斯科·英戈里（Monscotor Francesco Ingoli）發(fā)起了與伽利略的辯論，向他發(fā)送了一篇關(guān)于哥白尼體系的論文。伽利略后來(lái)說(shuō)，他認(rèn)為這篇文章對(duì)隨后的反哥白尼主義行動(dòng)是有幫助的。根據(jù)莫里斯·芬諾基亞羅（Maurice Finocchiaro）說(shuō)法，宗教法庭可能委托英戈利（Ingoli）撰寫(xiě)有關(guān)爭(zhēng)議的專家意見(jiàn)，而這篇文章為宗教法庭的行動(dòng)提供了“主要直接依據(jù)”。 [12]
這篇文章集中于反對(duì)日心說(shuō)的十八種物理和數(shù)學(xué)論證。它主要借鑒了第谷·布拉赫（Tycho Brahe）的論點(diǎn)，并著重提到了第谷的論點(diǎn)，即日心論要求恒星要比太陽(yáng)大得多。Ingoli寫(xiě)道，日心說(shuō)中與恒星的距離很大，“顯然證明了……恒星的大小如此之大，因?yàn)樗鼈兛赡艹^(guò)或等于地球自身軌道的大小”。這篇文章還包括了四個(gè)神學(xué)論點(diǎn)，但是因戈利建議伽利略關(guān)注物理和數(shù)學(xué)論點(diǎn)，而他沒(méi)有提到伽利略的圣經(jīng)思想。1616年2月，一個(gè)調(diào)查委員會(huì)宣布日心論是：“哲學(xué)上的愚蠢和荒謬，由于在許多地方明顯地與圣經(jīng)的意義相矛盾，因此是正式的異端”。宗教裁判所發(fā)現(xiàn)，地球運(yùn)動(dòng)的思想“在哲學(xué)上接受了相同的判斷，并且……在神學(xué)真理方面……至少在信仰上是錯(cuò)誤的”。 [9]
教皇保羅五世指示貝拉明樞機(jī)將這一發(fā)現(xiàn)提交給伽利略，并命令他放棄日心說(shuō)。2月26日，伽利略被召集到貝拉明的住所并下令：“完全放棄……關(guān)于太陽(yáng)靜止不動(dòng)于世界中心，地球在移動(dòng)的觀點(diǎn)，因此自此不再持有，教導(dǎo)或捍衛(wèi)它。無(wú)論是口頭還是書(shū)面形式。” [14]
指數(shù)會(huì)的法令禁止哥白尼的《革命》和其他日心作品，直到更正為止。貝拉明的指示并沒(méi)有阻止伽利略將日心說(shuō)作為一種數(shù)學(xué)和哲學(xué)思想進(jìn)行討論，只要他不主張其物理真理即可。 [15]
在接下來(lái)的十年中，伽利略（Galileo）遠(yuǎn)離爭(zhēng)議。在1623年當(dāng)選樞機(jī)主教馬菲·巴爾貝里尼（MaffeoBarberini）擔(dān)任教皇厄本八世時(shí)，他恢復(fù)了撰寫(xiě)此書(shū)的計(jì)劃。巴爾貝里尼曾是伽利略的朋友和仰慕者，并于1616年反對(duì)伽利略的訓(xùn)誡。《關(guān)于兩個(gè)主要世界體系的對(duì)話》于1632年出版，得到了宗教裁判所的正式授權(quán)和羅馬教皇的許可。
早些時(shí)候，教皇烏爾班八世親自要求伽利略在書(shū)中提出支持和反對(duì)日心論的論點(diǎn)，并注意不要提倡日心論。他再次提出要求，將自己對(duì)此事的看法納入伽利略的書(shū)中。伽利略只滿足了這些請(qǐng)求中的后一個(gè)。
無(wú)論是無(wú)意還是有意，辛普利西奧是《關(guān)于兩個(gè)主要世界體系的對(duì)話》中亞里士多德地心觀的捍衛(wèi)者，經(jīng)常陷入自己的錯(cuò)誤之中，有時(shí)甚至被愚弄。事實(shí)上，雖然伽利略在他的書(shū)出該角色（一位著名的哲學(xué)家亞里士多德命名后的序言指出Simplicius的意大利語(yǔ)的拉丁語(yǔ)，“辛普利西奧”），在意大利名字“辛普利西奧”也有“傻瓜”的內(nèi)涵。Simplicio的寫(xiě)照是關(guān)于兩個(gè)主要世界體系的對(duì)話以宣傳書(shū)的形式出現(xiàn)：對(duì)亞里士多德地心論的攻擊和對(duì)哥白尼理論的辯護(hù)。不幸的是，由于伽利略與教皇的關(guān)系，他把烏爾班八世（Ullus VIII）的話放到了辛普利西奧（Simplicio）的嘴里。 [11]
大多數(shù)歷史學(xué)家都同意伽利略的舉動(dòng)并非出于惡意，并且對(duì)他的書(shū)的反應(yīng)感到失明。但是，教皇并沒(méi)有輕視可疑的公眾嘲笑，也不是哥白尼的倡導(dǎo)者。
伽利略疏遠(yuǎn)了他最大和最有力的支持者之一，羅馬教皇，并于1632年9月被召到羅馬捍衛(wèi)他的著作。他終于在1633年2月到達(dá)，并被帶到審判官文森佐·馬庫(kù)拉尼（Vincenzo Maculani）的指控下。在整個(gè)審判過(guò)程中，伽利略堅(jiān)定地認(rèn)為，自1616年以來(lái)，他忠實(shí)地信守諾言，不持有任何被譴責(zé)的意見(jiàn)，最初，他甚至拒絕捍衛(wèi)這些意見(jiàn)。然而，他最終被說(shuō)服承認(rèn)，與他的真實(shí)意圖相反，他是《對(duì)話》的讀者很可能會(huì)得到這樣的印象，即它是為了捍衛(wèi)哥白尼主義。鑒于伽利略相當(dāng)難以置信的否認(rèn)他曾經(jīng)在1616年以后持有哥白尼思想或曾經(jīng)打算在對(duì)話中捍衛(wèi)這些思想，他在1633年7月的最后審問(wèn)得出結(jié)論，如果他不說(shuō)實(shí)話，他將受到酷刑的威脅，但是盡管受到威脅，他仍然堅(jiān)決否認(rèn)。 [1]
宗教裁判所的判決于6月22日宣判。它分為三個(gè)基本部分：
伽利略被發(fā)現(xiàn)是“強(qiáng)烈懷疑異端的人”（盡管他從未被正式指控異端，使他免于體罰），即持有太陽(yáng)不動(dòng)于宇宙中心的觀點(diǎn)。地球不是它的中心并在運(yùn)動(dòng)，它可能被認(rèn)為與圣經(jīng)背道而馳，并且可能捍衛(wèi)一種觀點(diǎn)。他被要求“反對(duì)，詛咒和憎恨”這些意見(jiàn)。
宗教裁判所高興地將他判處正式監(jiān)禁。第二天，這被減為軟禁，他一生都被軟禁。
他令人反感的對(duì)話被禁止；并且在審判中未宣布的行動(dòng)中，禁止出版他的任何作品，包括他將來(lái)可能寫(xiě)的任何作品。 [16]
伽利略繼續(xù)接待游客，直到1642年，在遭受發(fā)燒和心臟病之后，他于1642年1月8日去世，享年77歲。托斯卡納大公費(fèi)迪南多二世希望將他的尸體埋葬在圣十字教堂，旁邊是他的父親和其他祖先的墳?zāi)梗⒇Q立他的榮譽(yù)大理石陵墓。
然而，在教皇烏爾班八世和他的侄子弗朗切斯科·巴貝里尼樞機(jī)提出抗議后，這些計(jì)劃被撤消，因?yàn)橘だ砸?ldquo;強(qiáng)烈懷疑異端”而被天主教會(huì)譴責(zé)。相反，他被埋在從大教堂南端到圣禮堂的走廊盡頭的新手教堂旁邊的小房間里。在他的墓上豎立了一座紀(jì)念碑之后，他于1737年被埋葬在大教堂的主體中；在此舉中，從他的遺體中取出了三個(gè)手指和一顆牙齒。其中之一是伽利略右手的中指，目前正在意大利佛羅倫薩的伽利略博物館展出。
根據(jù)通俗的傳說(shuō)，伽利略在撤消了關(guān)于地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的理論之后，據(jù)稱喃喃地說(shuō)了反叛的短語(yǔ)“而它卻在運(yùn)動(dòng)”。西班牙畫(huà)家巴托洛梅·埃斯特萬(wàn)·穆里略（BartoloméEsteban Murillo）或他的學(xué)校的畫(huà)家在1640年代創(chuàng)作的一幅畫(huà)中一直隱藏著這些字眼，直到1911年的修復(fù)工作為止。這幅畫(huà)描繪了一個(gè)被囚禁的伽利略，顯然在凝視著寫(xiě)在他的墻上的"E pur si muove"一詞。地牢。傳說(shuō)中最早的書(shū)面記載可追溯到他去世后的一個(gè)世紀(jì)，但斯蒂爾曼·德雷克（Stillman Drake）寫(xiě)道：“毫無(wú)疑問(wèn)，這些著名的詞語(yǔ)早在他去世之前就已經(jīng)歸因于伽利略了。” [17-18]
與友好的阿斯卡尼奧·皮科洛米尼（錫耶納的大主教）呆了一段時(shí)間后，伽利略于1634年被允許返回他在佛羅倫薩附近阿塞特里的別墅，在那里他度過(guò)了部分軟禁。在接下來(lái)的三年中，伽利略奉命每周閱讀一次七個(gè)冥想的贊美詩(shī)。但是，他的女兒瑪麗亞·塞萊斯特（Maria Celeste）在獲得教會(huì)的許可后，減輕了他的負(fù)擔(dān)。 [19-20]
伽利略被軟禁時(shí)，他將自己的時(shí)間獻(xiàn)給了他最好的作品之一，《兩本新科學(xué)》。在這里，他總結(jié)了他四十年前所做的工作，涉及兩類現(xiàn)在稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)和材料強(qiáng)度的科學(xué)，這些科學(xué)在荷蘭出版，以避免審查程序的出現(xiàn)。這本書(shū)得到了愛(ài)因斯坦的高度贊揚(yáng)。由于這項(xiàng)工作，伽利略經(jīng)常被稱為“現(xiàn)代物理學(xué)之父”。1638年，他完全失明，患有疝氣和失眠癥，因此被允許前往佛羅倫薩尋求醫(yī)療建議。 [21]
達(dá)瓦·索貝爾（Dava Sobel）辯稱，在伽利略（Galileo）于1633年對(duì)異端進(jìn)行審判和判決之前，教皇烏爾班八世（Uber VIII）變得專心于法院的陰謀詭計(jì)和國(guó)家問(wèn)題，并開(kāi)始擔(dān)心遭受迫害或威脅自己的生命。在這種情況下，索貝爾認(rèn)為，伽利略的問(wèn)題是由法院內(nèi)部人士和伽利略的敵人向教皇提出的。由于被指控在捍衛(wèi)教會(huì)方面無(wú)能為力，厄本出于憤怒和恐懼而對(duì)伽利略做出了反應(yīng)。 [15] [22-26]
伽利略繼續(xù)接待游客，直到1642年，在遭受發(fā)燒和心臟病之后，他于1642年1月8日去世，享年77歲。托斯卡納大公費(fèi)迪南多二世希望將他的尸體埋葬在圣十字教堂，旁邊是他的父親和其他祖先的墳?zāi)梗⒇Q立他的榮譽(yù)大理石陵墓。
然而，在教皇烏爾班八世和他的侄子弗朗切斯科·巴貝里尼樞機(jī)提出抗議后，這些計(jì)劃被撤消，因?yàn)橘だ砸?ldquo;強(qiáng)烈懷疑異端”而被天主教會(huì)譴責(zé)。相反，他被埋在從大教堂南端到圣禮堂的走廊盡頭的新手教堂旁邊的小房間里。在他的墓上豎立了一座紀(jì)念碑之后，他于1737年被埋葬在大教堂的主體中；在此舉中，從他的遺體中取出了三個(gè)手指和一顆牙齒。其中之一是伽利略右手的中指，目前正在意大利佛羅倫薩的伽利略博物館展出。
無(wú)論在動(dòng)力學(xué)、梁的彎曲或者是天文學(xué)的研究中，伽利略十分重視觀察和實(shí)驗(yàn)的作用。他又善于在觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上提出假設(shè)，運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行演繹推理，看是否符合于實(shí)驗(yàn)或觀察結(jié)果。如在自由落體的實(shí)驗(yàn)中，他讓水滴相繼地從同處下落，每?jī)傻螘r(shí)間間隔相同。他觀察到任何時(shí)刻相繼兩滴間的距離成等差級(jí)數(shù)。他運(yùn)用數(shù)學(xué)中的拋物線性質(zhì)，得出下落距離和時(shí)間成平方關(guān)系。值得注意的是，他對(duì)理論推導(dǎo)也很嚴(yán)謹(jǐn)。盡管拋物線的性質(zhì)早在古希臘那里已有了解，現(xiàn)存的伽利略手稿表明，他把拋物線的公式又從頭推算了一遍。
實(shí)驗(yàn)和觀測(cè)要精確，就離不開(kāi)測(cè)量?jī)x器。伽利略往往親自設(shè)計(jì)制造儀器。除了上述望遠(yuǎn)鏡外，他設(shè)計(jì)和制造的儀器有流體靜力秤、比例規(guī)、溫度計(jì)、擺式脈搏計(jì)等。
從伽利略開(kāi)始的科學(xué)研究中，首先在力學(xué)的研究中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)被放到重要的地位。從伽利略開(kāi)始的實(shí)驗(yàn)科學(xué)，是近代自然科學(xué)的開(kāi)始。伽利略的主要著作有：《關(guān)于兩大世界體系的對(duì)話》（1632年）和《關(guān)于兩門新科學(xué)的對(duì)話》（1638年）。
伽利略是第一個(gè)把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)力學(xué)的科學(xué)家，他利用實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的方法確定了一些重要的力學(xué)定律。1582年前后，他經(jīng)過(guò)長(zhǎng)久的實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)學(xué)推算，得到了擺的等時(shí)性定律，接著在1585年因家庭經(jīng)濟(jì)困難輟學(xué)。離開(kāi)比薩大學(xué)期間，他深入研究古希臘學(xué)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(xiě)出了第一篇題為《天平》的論文。不久又寫(xiě)了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實(shí)質(zhì)并給出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，因此聲名大振。與此同時(shí)，他對(duì)亞里士多德的許多觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
在歷史上伽利略是最早對(duì)動(dòng)力學(xué)作了定量研究的人。1589—1591年，他對(duì)物體的自由下落運(yùn)動(dòng)作了細(xì)致的觀察，從實(shí)驗(yàn)和理論上否定了統(tǒng)治兩千年的亞里士多德的落體運(yùn)動(dòng)觀點(diǎn)（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(shí)同時(shí)落地，物體下落的速度和它的重量無(wú)關(guān)。根據(jù)伽利略晚年的學(xué)生V.維維亞尼的記載，落體實(shí)驗(yàn)是在比薩斜塔上進(jìn)行的，但這件事在伽利略著作中沒(méi)有記錄，因而較普遍認(rèn)為此事不可靠。有歷史記載的第一個(gè)完成這類試驗(yàn)的人是斯臺(tái)文，在《自然科學(xué)史》中記載，荷蘭人斯臺(tái)文在1586年使用2個(gè)重量不同的鉛球完成了這個(gè)試驗(yàn)，并證明了亞里士多德的理論是錯(cuò)誤的。在斯臺(tái)文試驗(yàn)的幾個(gè)世紀(jì)以后，阿波羅15號(hào)的宇航員大衛(wèi)·斯科特1971年8月2日在無(wú)空氣月球表面上使用一把錘子和一根羽毛重復(fù)了這個(gè)試驗(yàn)，證明且讓地球上的電視觀眾親眼看到了兩個(gè)物體同時(shí)掉落在月球表面上。
伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)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(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。尤其是加速度概念的提出，在力學(xué)史上是一個(gè)里程碑。有了加速度的概念，力學(xué)中的動(dòng)力學(xué)部分才能建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上，而在伽利略之前，只有靜力學(xué)部分有定量的描述。伽利略還對(duì)物體在斜面上的運(yùn)動(dòng)，拋射體的運(yùn)動(dòng)等做過(guò)實(shí)驗(yàn)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(xué)表達(dá)式。他曾非正式地提出慣性定律和物體在外力作用下運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，提出運(yùn)動(dòng)相對(duì)性原理（現(xiàn)稱“伽利略相對(duì)性”）。相對(duì)性原理是為答復(fù)對(duì)哥白尼體系的責(zé)難而提出的，但原理的意義遠(yuǎn)不止于此，它第一次提出慣性參考系（慣性系）的概念，被愛(ài)因斯坦稱為伽利略相對(duì)性原理，是狹義相對(duì)論的先導(dǎo)。這些為牛頓正式提出牛頓第一定律、牛頓第二定律奠定了基礎(chǔ)。伽利略還提出過(guò)合力矩定理，拋射體運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在經(jīng)典力學(xué)的建立上伽利略可以說(shuō)是牛頓的先驅(qū)。
伽利略對(duì)擺的運(yùn)動(dòng)作過(guò)長(zhǎng)期的觀察和研究。在后來(lái)的研究中指出單擺的周期和擺長(zhǎng)度的平方根成正比。這一規(guī)律為后來(lái)計(jì)時(shí)機(jī)構(gòu)（擺鐘）的設(shè)計(jì)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(jì)圖。
伽利略在力學(xué)方面的貢獻(xiàn)是多方面的。這在他晚年寫(xiě)出的力學(xué)著作《關(guān)于力學(xué)和位置運(yùn)動(dòng)的兩門新科學(xué)的對(duì)話》中有詳細(xì)的描述。在這本不朽著作中，除動(dòng)力學(xué)外，還有不少關(guān)于材料力學(xué)的內(nèi)容。例如，他闡述了關(guān)于梁的彎曲試驗(yàn)和理論分析，正確地?cái)喽旱目箯澞芰蛶缀纬叽绲牧W(xué)相似關(guān)系。他指出，對(duì)長(zhǎng)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(guò)受集中載荷的簡(jiǎn)支梁，正確指出最大彎矩在載荷下，且與它到兩支點(diǎn)的距離之積成比例。伽利略還對(duì)梁彎曲理論用于實(shí)踐所應(yīng)注意的問(wèn)題進(jìn)行了分析，指出工程結(jié)構(gòu)的尺寸不能過(guò)大，因?yàn)樗鼈儠?huì)在自身重量作用下發(fā)生破壞。他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出，動(dòng)物形體尺寸減小時(shí)，軀體的強(qiáng)度并不按比例減小。他還把這種關(guān)系用來(lái)說(shuō)明為什么體格大的動(dòng)物在負(fù)擔(dān)自身重量方面不如體格小的動(dòng)物，寫(xiě)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。”
伽利略在被監(jiān)禁期間把他在力學(xué)方面的成就用三人談話的形式寫(xiě)成《關(guān)于力學(xué)和位置運(yùn)動(dòng)的兩門新科學(xué)的對(duì)話》一書(shū)（1638年出版）。
伽利略是利用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天體取得大量成果的第一位科學(xué)家。1609年，伽利略在知道荷蘭人已有了望遠(yuǎn)鏡后，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡（后被稱為伽利略望遠(yuǎn)鏡），并用來(lái)觀測(cè)天體，發(fā)現(xiàn)許多前所未知的天文現(xiàn)象。他發(fā)現(xiàn)所見(jiàn)恒星的數(shù)目隨著望遠(yuǎn)鏡倍率的增大而增加；銀河是由無(wú)數(shù)單個(gè)的恒星組成的；月球表面有崎嶇不平的現(xiàn)象（親手繪制了第一幅月面圖），金星的盈虧現(xiàn)象；木星有四個(gè)衛(wèi)星（其實(shí)是眾多木衛(wèi)中的最大的四個(gè)，現(xiàn)稱伽利略衛(wèi)星）。他還發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)黑子，并且認(rèn)為黑子是日面上的現(xiàn)象。由黑子在日面上的自轉(zhuǎn)周期，他得出太陽(yáng)的自轉(zhuǎn)周期為28天（實(shí)際上是27.35天）。1637年在目力很差情況下，他還發(fā)現(xiàn)了月亮的周日和周月天平動(dòng)。這些發(fā)現(xiàn)開(kāi)辟了天文學(xué)的新時(shí)代。
伽利略第一個(gè)用望遠(yuǎn)鏡觀察到土星光環(huán)、太陽(yáng)黑子、月球山嶺、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、木星的衛(wèi)星和金星的周相等現(xiàn)象，并從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出自由落體定律、慣性定律和伽利略相對(duì)性原理等。從而推翻了亞里士多德物理學(xué)的許多臆斷，奠定了經(jīng)典力學(xué)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(xué)說(shuō)。
這一系列天文發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了當(dāng)時(shí)的歐洲，伽利略在介紹他新發(fā)現(xiàn)的兩本書(shū)《星際使者》（1610年）和《關(guān)于太陽(yáng)黑子的書(shū)信》（1613年）中，都主張哥白尼的日心說(shuō)。伽利略以觀測(cè)到的事實(shí)，推動(dòng)了哥白尼學(xué)說(shuō)的傳播。當(dāng)時(shí)的意大利仍處于教會(huì)的嚴(yán)酷統(tǒng)治之下，許多人不肯承認(rèn)同《圣經(jīng)》和亞里士多德著作相違背的新思想、新事物。1613年，哥白尼的《天體運(yùn)行論》被宗教法庭列為禁書(shū)，伽利略也受到警告，要他放棄哥白尼學(xué)說(shuō)。伽利略沒(méi)有接受警告，繼續(xù)寫(xiě)作，1632年他的《兩大世界體系的對(duì)話》出版，激怒了教會(huì)。宗教法庭把伽利略傳到法庭，并宣判他有罪，并責(zé)令他懺悔，放棄自己證明了的學(xué)說(shuō)，禁止《對(duì)話》流傳。1633年被判處終身監(jiān)禁，指定居住于佛羅倫薩郊區(qū)。他在生命的最后幾年里仍努力研究。1634年寫(xiě)成一本力學(xué)著作——《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》。
伽利略一生堅(jiān)持與教會(huì)的經(jīng)院哲學(xué)作斗爭(zhēng)，主張用具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的源泉。他不承認(rèn)世界上有絕對(duì)真理和掌握真理的絕對(duì)權(quán)威，反對(duì)迷信盲從。他承認(rèn)物質(zhì)的客觀性、多樣性和宇宙的無(wú)限性，這些觀點(diǎn)對(duì)現(xiàn)代哲學(xué)具有重要的意義。但由于歷史的局限性，他強(qiáng)調(diào)只有可歸納為數(shù)量特征的物質(zhì)屬性才是客觀存在的。伽利略因?yàn)橹С秩招恼f(shuō)受到監(jiān)禁后，“放棄”了日心說(shuō)。他說(shuō)，“考慮到種種阻礙，兩點(diǎn)之間最短的不一定是直線”，這一觀點(diǎn)非常具有現(xiàn)代性。正是因?yàn)橛羞@樣的思想，暫時(shí)的放棄換得永遠(yuǎn)的支持，沒(méi)有遭到喬爾丹諾·布魯諾的命運(yùn)，卻可以為科學(xué)繼續(xù)貢獻(xiàn)力量。
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)方法
古希臘在物理學(xué)說(shuō)方面有兩大學(xué)派，一派以哲學(xué)家亞里士多德為代表，另一派則以自然科學(xué)家阿基米德為代表。兩人皆是古代希臘著名的學(xué)者，由于兩人的觀點(diǎn)和方法不同，科學(xué)結(jié)論各異，形成了鮮明的對(duì)立。亞里士多德學(xué)派的觀點(diǎn)是憑主觀臆斷的推理方法作結(jié)論，充斥著謬誤。阿基米德學(xué)派的觀點(diǎn)完全依靠科學(xué)實(shí)踐方法得出結(jié)論。
從11世紀(jì)起，在基督教會(huì)的扶持下，亞里士多德的著作得到了經(jīng)院哲學(xué)家的重視，他們排斥阿基米德的物理學(xué)，把亞里士多德的物理學(xué)奉為經(jīng)典，凡違反亞里士多德物理學(xué)的學(xué)者均被視為“異端邪說(shuō)”。伽利略對(duì)亞里士多德的物理學(xué)持懷疑態(tài)度，相反地特別重視阿基米德對(duì)物理學(xué)的研究，重視數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)的結(jié)合。
在伽利略的研究成果得到公認(rèn)之前，物理學(xué)以至整個(gè)自然科學(xué)只不過(guò)是哲學(xué)的一個(gè)分支，沒(méi)有取得自己的獨(dú)立地位。當(dāng)時(shí)，哲學(xué)家們被束縛在神學(xué)和亞里士多德教條的框框里，他們苦思巧辯，得不出符合實(shí)際的客觀規(guī)律。伽利略敢于向傳統(tǒng)的權(quán)威思想挑戰(zhàn)，不是先臆測(cè)事物發(fā)生的原因，而是先觀察自然現(xiàn)象，由此發(fā)現(xiàn)自然規(guī)律。基于這樣的新的科學(xué)思想，伽利略倡導(dǎo)了數(shù)學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法。這種研究方法是他在科學(xué)上取得偉大成就的源泉，也是他對(duì)近代科學(xué)的最重要貢獻(xiàn)。
伽利略摒棄神學(xué)的宇宙觀，認(rèn)為世界是一個(gè)有秩序的服從簡(jiǎn)單規(guī)律的整體，要了解大自然，就必須進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)定量觀測(cè)，找出它的精確的數(shù)量關(guān)系。
基于新的思想，伽利略倡導(dǎo)了新的方法（數(shù)學(xué)-實(shí)驗(yàn)方法）。用數(shù)學(xué)方法研究物理問(wèn)題，原非伽利略首倡，可以追溯到公元前3世紀(jì)的阿基米德，14世紀(jì)的牛津?qū)W派和巴黎學(xué)派以及15、16世紀(jì)的意大利學(xué)術(shù)界，在這方面都有一定成就，但他們并未將實(shí)驗(yàn)方法放在首位，因而在思想上未能有所突破。伽利略重視實(shí)驗(yàn)的思想可見(jiàn)于1615年他寫(xiě)給克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的話：“我要請(qǐng)求這些聰明細(xì)心的神父?jìng)冋J(rèn)真考慮一下臆測(cè)性的原理和由實(shí)驗(yàn)證實(shí)了的原理二者之間的區(qū)別。要知道，做實(shí)驗(yàn)工作的教授們的主張并不是只憑主觀愿望來(lái)決定的。”
伽利略的數(shù)學(xué)與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，一般來(lái)說(shuō)，分三個(gè)步驟：①先提取出從現(xiàn)象中獲得的直觀認(rèn)識(shí)的主要部分，用最簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)形式表示出來(lái)，以建立量的概念；②再由此式用數(shù)學(xué)方法導(dǎo)出另一易于實(shí)驗(yàn)證實(shí)的數(shù)量關(guān)系；③然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這種數(shù)量關(guān)系。他對(duì)落體勻加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究便是最好的說(shuō)明。
從落體的加速運(yùn)動(dòng)所能作出的最簡(jiǎn)單設(shè)想，可能是其瞬時(shí)速度v與路程s成正比，此v也可能與下落時(shí)間t成正比。這就是研究方法的步驟①。通過(guò)數(shù)學(xué)論證，不難發(fā)現(xiàn)第一種假設(shè)對(duì)于勻加速運(yùn)動(dòng)是不能成立的。于是采取v∝t或v=at的假設(shè)，這里a是加速度。由于v值無(wú)法直接測(cè)量，所以將此式轉(zhuǎn)換為可測(cè)量路程的形式。
最后的步驟是用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：由于自由落體的加速度a值大，即使在短時(shí)間內(nèi)下落的路程也會(huì)很大，難于測(cè)量。為了“沖淡”加速度，使其減小，伽利略設(shè)計(jì)了斜面滾球?qū)嶒?yàn)，測(cè)量從斜面上的光滑小槽內(nèi)往下滾的青銅小球的行程與時(shí)間的關(guān)系。他采用精密的漏壺，反復(fù)實(shí)驗(yàn)100次。所得結(jié)果與步驟②中所設(shè)想的s－t數(shù)量關(guān)系符合，且重復(fù)性良好，肯定了落體作勻加速運(yùn)動(dòng)設(shè)想的正確性。
由此可見(jiàn)，伽利略進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的主要是為了檢驗(yàn)一個(gè)科學(xué)假設(shè)是否正確，而不是盲目地收集資料，歸納事實(shí)。
概念和原理創(chuàng)新
慣性原理和力與加速度的新概念
伽利略首創(chuàng)的溫度計(jì)是一種開(kāi)放式的液體溫度計(jì)，玻璃管內(nèi)盛有著色的水和酒精，液面與大氣相通。這實(shí)際上是溫度計(jì)與大氣壓力計(jì)的混合體，這是由于當(dāng)時(shí)他對(duì)大氣壓力的變化還沒(méi)有明確的認(rèn)識(shí)。盡管如此，其學(xué)術(shù)價(jià)值仍很大，溫度從此成為客觀的物理量，不再是不確定的主觀感覺(jué)。
望遠(yuǎn)鏡
伽利略制成的望遠(yuǎn)鏡，可以觀察到物體的正像。經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，其倍率由3逐步增大到33；不但指向星空，還可應(yīng)用于船艦要塞，取得空前豐碩的發(fā)現(xiàn)成果（見(jiàn)右圖）。這種望遠(yuǎn)鏡結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而其倍率和分辨本領(lǐng)受球差和色差的限制較大。
徹底推翻亞里士多德的物質(zhì)觀
歐洲中世紀(jì)占絕對(duì)統(tǒng)治地位的自然觀，是經(jīng)過(guò)神學(xué)改裝了的亞里士多德的自然觀，它成為封建神權(quán)統(tǒng)治者統(tǒng)治民眾思想的工具。亞里士多德認(rèn)為，地球和地上萬(wàn)物都由氣、火、水、土四種元素所組成，都是丑陋、不潔、不完美的，有變化和有生滅的。火和氣組成向上流動(dòng)的輕物，水和土組成向下掉落的重物。而天體則是由“以太”所組成的純潔、完美、永恒的物體。又因?yàn)?ldquo;上帝厭惡真空”，所以真空不可能存在。然而伽利略從望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)月亮表面有山峰和洼地，高低不平，并不是完美無(wú)缺，金星也有盈虧變化；太陽(yáng)表面還有活動(dòng)不已的黑子；肉眼就能直接看到超新星的爆發(fā)及其漸漸暗淡和消失，這些都打破了亞里士多德天尊地卑，天體和地上物質(zhì)的性質(zhì)懸殊的思想。伽利略通過(guò)流體靜力學(xué)對(duì)浮體的研究，得知所有物體都是重物，沒(méi)有絕對(duì)的輕物。天體和地球以及地上萬(wàn)物在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上是統(tǒng)一的。真空也可能存在和產(chǎn)生，而且只有在真空中才能研究物體運(yùn)動(dòng)的真正性質(zhì)，這就徹底推翻了亞里士多德憑借主觀臆測(cè)的物質(zhì)觀，從而也根本動(dòng)搖了封建神權(quán)的思想統(tǒng)治。
科學(xué)革命的先驅(qū)
伽利略在人類思想解放和文明發(fā)展的過(guò)程中作出了劃時(shí)代的貢獻(xiàn)。在當(dāng)時(shí)的社會(huì)條件下，為爭(zhēng)取不受權(quán)勢(shì)和舊傳統(tǒng)壓制的學(xué)術(shù)自由，為近代科學(xué)的生長(zhǎng)，他進(jìn)行了堅(jiān)持不懈的斗爭(zhēng)，并向全世界發(fā)出了振聾發(fā)聵的聲音。因此，他是科學(xué)革命的先驅(qū)，也可以說(shuō)是“近代科學(xué)之父”。雖然他晚年終于被剝奪了人身自由，但他開(kāi)創(chuàng)新科學(xué)的意志并未動(dòng)搖。他的追求科學(xué)真理的精神和成果，永遠(yuǎn)為后代所景仰。
1979年，梵蒂岡教皇J.保羅二世代表羅馬教廷為伽利略公開(kāi)平反昭雪，認(rèn)為教廷在300多年前迫害他是嚴(yán)重的錯(cuò)誤，這表明教廷最終承認(rèn)了伽利略的主張——宗教不應(yīng)該干預(yù)科學(xué)。
這是利用浮力原理快速測(cè)定金銀器皿首飾中金銀含量比例的直讀儀器。這種儀器當(dāng)時(shí)已用于金銀首飾器皿的交易中。
溫度計(jì)
前人對(duì)于光速是否有限從來(lái)沒(méi)有明確的認(rèn)識(shí)。伽利略觀察了閃電現(xiàn)象，認(rèn)為光速是有限的，并設(shè)計(jì)了測(cè)量光速的掩燈方案。但限于當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件，用這種測(cè)量方法實(shí)際測(cè)到的主要只是實(shí)驗(yàn)者的反應(yīng)和人手的動(dòng)作時(shí)間，而不是光的行進(jìn)時(shí)間。然而，如果有了明暗變化有規(guī)律的光源或高速機(jī)械控制的器件代替人手動(dòng)作，是可以測(cè)量到真正的光速的，后來(lái)木衛(wèi)星食法、轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪法、轉(zhuǎn)鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測(cè)量方法都借鑒于掩燈方案。
幾種基本物理實(shí)驗(yàn)儀器的研制
伽利略不但親自設(shè)計(jì)和演示過(guò)許多實(shí)驗(yàn)，而且親自研制出不少實(shí)驗(yàn)儀器。他的工藝知識(shí)豐富，制作技術(shù)精湛，他所創(chuàng)制的許多實(shí)驗(yàn)儀器在當(dāng)時(shí)及對(duì)后世都很有影響，下面舉出幾項(xiàng)：
浮力天平
伽利略由觀察到教堂懸燈的擺動(dòng)對(duì)擺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)單擺的周期與擺長(zhǎng)的平方根成正比，而與振幅大小和擺錘重量無(wú)關(guān)。這個(gè)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)為此后的振動(dòng)理論和機(jī)械計(jì)時(shí)器件的設(shè)計(jì)方案建立了基礎(chǔ)。
光速有限及其測(cè)量
伽利略用物理學(xué)原理為哥白尼地動(dòng)學(xué)說(shuō)進(jìn)行辯解時(shí)，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理通俗地說(shuō)明了石子從桅桿頂上掉落到桅桿腳下而不向船尾偏移的道理。他又進(jìn)一步以做勻速直線運(yùn)動(dòng)的船艙中物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律不變的著名論述，第一次提出慣性參考系的概念。這一原理被愛(ài)因斯坦稱為伽利略相對(duì)性原理，是狹義相對(duì)論的先導(dǎo)。
單擺周期性質(zhì)的發(fā)現(xiàn)
推動(dòng)重物時(shí)需要的力大，而推動(dòng)輕物時(shí)需要的力小，是人們的直覺(jué)經(jīng)驗(yàn)。亞里士多德?lián)说贸銎毡樾缘慕Y(jié)論：一切物體均有保持靜止或所謂尋找其“天然去處”的本性，認(rèn)為“任何運(yùn)動(dòng)著的事物都必然有推動(dòng)者”，并用比例定律把動(dòng)力與速度聯(lián)系起來(lái)。伽利略則得出新的概念，他觀察到一個(gè)沿著光滑斜面向上滑動(dòng)的物體，因斜面的斜角不同而受到不同程度的減速，斜角越小，減速越小。如在無(wú)阻力的水平面上滑動(dòng)，則應(yīng)保持原速度永遠(yuǎn)滑動(dòng)。因而得出這樣的結(jié)論：“一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體，假如有了某種速度以后，只要沒(méi)有增加或減小速度的外部原因，便會(huì)始終保持這種速度——這個(gè)條件只有在水平的平面上才有可能，因?yàn)樵谛泵娴那闆r下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了減速的起因；由此可知，只有在水平面上運(yùn)動(dòng)才是不變的”（《兩門新科學(xué)的對(duì)話》，第三天，問(wèn)題9，假設(shè)23）。這樣，伽利略便第一次提出了慣性概念，并第一次把外力和“引起加速或減速的外部原因”即運(yùn)動(dòng)的改變聯(lián)系起來(lái)。與前述的勻加速運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)結(jié)合在一起，伽利略提出了慣性和加速度這個(gè)全新的概念，以及在重力作用下物體作勻加速運(yùn)動(dòng)的全新的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，為牛頓力學(xué)理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。這種新的慣性概念，推翻了1000多年以來(lái)亞里士多德學(xué)派認(rèn)為物體運(yùn)動(dòng)靠精靈或外界迂回空氣推動(dòng)的說(shuō)法，也澄清了中世紀(jì)含糊的“沖力”說(shuō)。這是人類長(zhǎng)期以來(lái)研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的理論成果，并且得到了當(dāng)時(shí)地動(dòng)說(shuō)支持者們的擁護(hù)。伽利略雖然沒(méi)有明確地寫(xiě)出慣性原理，可是表明了這是屬于物體的本性的客觀規(guī)律，在研究其他物理問(wèn)題時(shí)，他熟練地運(yùn)用了它。然而他未能擺脫柏拉圖關(guān)于行星作圓運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)，相信“圓慣性”的存在，因此未能將慣性運(yùn)動(dòng)概念推廣到一切物體運(yùn)動(dòng)上。完整的慣性原理是在伽利略逝世后兩年由R.笛卡爾表述的。
伽利略把物體速度的大小和方向的改變或加速度的產(chǎn)生歸諸力的作用，這是對(duì)力的性質(zhì)的客觀認(rèn)識(shí)，也是牛頓第二定律的雛形。慣性原理的發(fā)現(xiàn)破除了力是運(yùn)動(dòng)原因的舊概念，而認(rèn)為力是改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中高度評(píng)價(jià)伽利略對(duì)第一、第二兩運(yùn)動(dòng)定律所作的開(kāi)創(chuàng)性工作（見(jiàn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律）。
運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理和運(yùn)動(dòng)的合成、分解定律。在彈道的研究中，伽利略發(fā)現(xiàn)水平與垂直兩方向的運(yùn)動(dòng)各具有獨(dú)立性，互不干涉，但通過(guò)平行四邊形法則又可合成實(shí)際的運(yùn)動(dòng)徑跡。他從垂直于地面的勻加速運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，完整地解釋了彈道的拋物線性質(zhì)，這是運(yùn)動(dòng)的合成研究的重大收獲，并具有實(shí)用意義。
慣性系的概念
伽利略認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是知識(shí)的唯一源泉，深信自然之書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言寫(xiě)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)。伽利略對(duì)17世紀(jì)的自然科學(xué)的發(fā)展起了重大作用，改變了人類對(duì)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和宇宙的認(rèn)識(shí)。為了證實(shí)和傳播哥白尼的日心說(shuō)，伽利略獻(xiàn)出了畢生精力。由此受到教會(huì)迫害，并被終身監(jiān)禁。他開(kāi)創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。伽利略的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，不僅在物理學(xué)史上而且在整個(gè)科學(xué)史上都占有極其重要的地位。他不僅糾正了統(tǒng)治歐洲近兩千年的亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，更創(chuàng)立了研究自然科學(xué)的新方法。伽利略在總結(jié)自己的科學(xué)研究方法時(shí)說(shuō)過(guò)，“這是第一次為新的方法打開(kāi)了大門，這種將帶來(lái)大量奇妙成果的新方法，在未來(lái)的年代里，會(huì)博得許多人的重視。”后來(lái)，惠更斯繼續(xù)了伽利略的研究工作，他導(dǎo)出了單擺的周期公式和向心加速度的數(shù)學(xué)表達(dá)式。牛頓在系統(tǒng)地總結(jié)了伽利略、惠更斯等人的工作后，得到了萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)三定律。伽利略留給后人的精神財(cái)富是寶貴的。愛(ài)因斯坦曾這樣評(píng)價(jià)：“伽利略的發(fā)現(xiàn)，以及他所用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正的開(kāi)端！”伽利略主要著作有《星際使者》《關(guān)于太陽(yáng)黑子的書(shū)信》《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》和《試驗(yàn)者》。
伽利略、開(kāi)普勒與潮汐理論
紅衣主教貝拉明1615年發(fā)表聲明，稱哥白尼學(xué)說(shuō)不成立，除非“有物理證據(jù)證明太陽(yáng)不是圍繞地球，而是地球圍繞著太陽(yáng)運(yùn)行”。伽利略認(rèn)為他的潮汐理論足可證明地球運(yùn)動(dòng)。這個(gè)理論十分重要，以至于他最開(kāi)始將著作命名為《關(guān)于海洋潮汐與流動(dòng)的兩大世界體系的對(duì)話》。關(guān)于潮汐的字眼最終因?yàn)樽诮谭ㄍサ闹噶疃粍h除。伽利略認(rèn)為，由于地球圍繞軸心自轉(zhuǎn)并圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，導(dǎo)致地球表面運(yùn)動(dòng)的加速減速引發(fā)海水潮汐式前后涌動(dòng)。1616年，他將第一份有關(guān)潮汐的文獻(xiàn)整理出來(lái)，交給了紅衣主教奧斯尼。他的理論第一次涉及了海底大陸架的形狀尺度，以及潮汐的時(shí)刻等。例如，他正確地推算出亞德里亞海中途的波浪相對(duì)于到達(dá)海岸的最后一波來(lái)說(shuō)可以忽略不計(jì)。但是，從潮汐形成的總體角度來(lái)看，伽利略的理論并不成立。如果理論成立了，那么每天只能出現(xiàn)一次漲潮。伽利略與他的同事們注意到該理論的不足之處，因?yàn)樵谕崴姑刻鞎?huì)漲潮兩次，時(shí)間間隔為12小時(shí)。伽利略認(rèn)為這種反常現(xiàn)象不過(guò)是因?yàn)楹Ｑ笮螤睿疃燃捌渌膯?wèn)題導(dǎo)致的，不值得一提。對(duì)于他這種觀點(diǎn)是不靠譜的論斷，愛(ài)因斯坦則表示伽利略只是急于給出地球運(yùn)動(dòng)的物理證明，構(gòu)造出了這種“引人入勝的觀點(diǎn)”并自己全盤接受了。伽利略否定了當(dāng)時(shí)開(kāi)普勒的觀點(diǎn)，即月球?qū)е鲁毕\(yùn)動(dòng)，而后者的觀點(diǎn)襲承了托勒密法之書(shū)中占星傳統(tǒng)。他也拒絕接受開(kāi)普勒關(guān)于行星沿橢圓軌道運(yùn)行的觀點(diǎn)，認(rèn)為圓形軌道才是“完美”的。
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