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伽利略·伽利莱的研究成果

  伽利略為牛頓的牛頓運動定律第一、第二定律提供了啟示。他非常重視數學在應用科學方法上的重要性,特別是實物與幾何圖形符合程度到多大的問題。

  

  伽利略認為選擇得當的數學證明可以用來探索任何牽涉到定量性的問題。伽利略為自己提出的第一套力學問題,是那些牽涉到尺度效果的問題。在考察尺度效果時,伽利略研究了物質的數量,即後來叫做品質的量,後來又以同樣方式探索了牽涉到時間測量和速度測量的動力學問題。伽利略所研究的中心問題就是在重力影響下的落體運動問題,推翻了亞里斯多德關於不同重量的物體下落速度不同的論點。

  根據亞里斯多德的物理學,保持物體以勻速運動的是力的持久作用。但是伽利略的實驗結果證明物體在引力的持久影響下並不以勻速運動,而是每次經過一定時間之後,在速度上有所增加。物體在任何一點上都繼續保有其速度並且被引力加劇。如果沒有了引力,物體將仍舊以它在那一點上所獲得的速度繼續運動下去。這就是慣性原理。這個原理闡明物體只要不受到外力的作用,就會保持其原來的靜止狀態或勻速運動狀態不變。

  從慣性原理,伽利略發展了拋射體的飛行軌跡理論,從而表明數學證明在科學上的價值。他考察了一個球以勻速滾過桌面,再從桌邊沿一根曲線軌道落到地板上的動作。在這條墜落軌道上的任何一點,球都具有兩種速度:一個是沿水平面的速度,根據慣性原理始終保持勻速,另一個是垂直的速度,受引力的影響而隨著時間加快。在水準方向,球在同等時間內越過同等距離,但是在垂直的方向,球越過的距離則和時間的平方成正比。這樣的關係決定球走出的軌跡形式,即一種半拋物線,因此,一個物體以四十五度角拋出時,距離將最遠。

  伽利略發展一些儀器。他製造了第一個溫度計來測量溫度,而且用擺來測量時間,伽利略還改良了折射式望遠鏡,並使用望遠鏡進行天文觀測。

  1609年,伽利略聽說荷蘭米德爾堡的眼鏡商造出了“望遠鏡”可以將遠距離的東西放大,於是伽利略研究了合成鏡片的光學性質,造了幾具改進的望遠鏡自用。他用新式的望遠鏡進行天文觀測,發現太陽上有黑子,月亮表面的坑洞,並根據其邊緣影子的長度測算它們的高度。他還發現銀河是由許多的恆星組成。此外,伽利略還發現了金星的相,即金星也跟月球一樣有相位的變化,會從新月狀逐漸變為滿月;他也發現了木星的四顆衛星。這些發現都支持哥白尼的日心說,並嚴重地挑戰了當時羅馬教會所認可的托勒密古希臘天文觀與地心說。他將這些發現彙集撰寫關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話,意圖平復反對的聲浪,以避免教會的制裁。1615年伽利略受到羅馬宗教法庭的傳訊,在法庭上他1作出承認自己錯誤的聲明。

  1741年伽利略被正式平反,教皇本篤十四世授權出版他的所有科學著作。1992年10月31日,教皇若望·保祿二世對伽利略事件的處理方式表示遺憾。

  

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