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伽利略和比萨斜塔实验

姚立澄
  意大利的比萨斜塔是比萨城大教堂建筑群中一座高55米的钟楼,它闻名世界,一是因为几百年间不断在倾斜而不倒,成为一个建筑奇观;二是因为大科学家伽利略(1564—1642)曾在此塔上做了一个自由落体的实验,用两个重量不同的球,彻底推翻了延续近两千年的亚里士多德的错误论断。伽利略的比萨斜塔实验,被誉为“物理学最美实验”之一。

  在17世纪,人们普遍把古希腊哲学家亚里士多德(前384—前322)的学说奉作权威,不可以对其提出质疑,更不要说修改。亚里士多德“落体运动法则”称,落体的速度与重量成正比,也就是说,从同一高度同时落下的物体,重的物体先到达地面,轻的物体后到达地面。伽利略从小就是一个爱思考的人。他17岁在教堂做礼拜的时候,从教堂悬挂的吊灯,就发现了摆的等时性。他之后的实验也表明,决定摆的周期的,是绳子的长度,而与绳子末端物体的重量以及摆动的幅度大小没有关系。也许在那个时候,他已经认识到亚里士多德“落体运动法则”的错误。

  对于亚里士多德的观点,伽利略内心是怀疑的,并把自己的观点在其任教的比萨大学讲给学生听。但是,他的怀疑引来了人们的质疑和批评——人们宁愿相信权威。

  1590年,26岁的伽利略决定在比萨斜塔用实验来回击责难。闻讯而来的人们围聚在比萨斜塔周围,在斜塔顶上,伽利略用了两个球体,它们的重量不同,一只木球,轻,一只铁球,重,它们同时自由下落,然后围观的人们只听到了一次声响——两只球同一时刻碰到了地面。

  伽利略在数学、物理学、天文学等领域做出了许多突出贡献,是近代实验科学的奠基人。他发明了望远镜、温度计、脉搏仪等仪器,用望远镜发现了土星卫星、月球环形山、太阳黑子。

  1633年,由于伽利略坚持哥白尼地动说,传播真理,而受到罗马教廷无情的审判。1980年,罗马教廷决定重新审理,成立了由不同信仰的世界著名科学家组成的委员会,杨振宁、丁肇中也被选为委员。三百多年后,伽利略终于获得了平反。

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  漫话物理实验之二

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