伽利略大炮

时间:2024-01-19 20:46:50编辑:异灵君

伽利略如何与天主教会作战 成为第一位超级明星科学家。

今天,生活在1564年至1642年的意大利天文学家、物理学家和作家伽利略·伽利莱(Galileo Galilei)最著名的可能是在1633年被罗马宗教裁判所以异端罪审判。

这一事件象征着坚持宗教教条与科学所要求的知识自由之间的冲突。

伽利略与权威的麻烦实际上不是源于他自己的工作,而是源于他对波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼的日心说的倡导,即太阳,而不是地球,是行星围绕的物体。

伽利略被迫放弃这些观点以避免酷刑和处决,不得不在软禁中度过他生命的最后几年。

即便如此,伽利略最终还是赢得了这场争论。

三个半世纪后,教皇约翰·保罗二世发表演讲,他不仅说教会对伽利略的迫害是一个错误,而且还称赞他是一位“实际上发明了实验方法”的聪明头脑。

但伽利略并不是最重要的事情,伽利略是一位科学巨人,他的发现永远改变了人类对宇宙和我们生活的物理世界的看法,并帮助建立了现代科学家做科学的方式。

他也成为最早的著名科学家作家之一,其1610年的著作“星空信使”引起了轰动。

“伽利略是文艺复兴时期多才多艺的一个有趣例子,”意大利历史教授、斯坦福大学帕特里克·苏佩斯科学历史与哲学中心联合主任保拉·芬德伦(Paula Findlen)通过电子邮件解释说。

他热爱文学、艺术、音乐和科学。他知道如何画画,他当然知道如何雄辩地写作。他对事物的运作方式着迷,并拜访工匠以了解更多信息。我认为他是生活在宗教改革时代的文艺复兴的顶峰产物之一。然而,他用自己的知识所做的事情开启了一个科学和观察的新时代。

文艺复兴时期的天文学家

根据莱斯大学的伽利略项目网站,伽利略于1564年出生于意大利比萨,是一位名叫文森佐·伽利莱的音乐家的六七个孩子之一。在伽利略年轻的时候,他的家人搬到了佛罗伦萨。

在修道院接受早期教育后,伽利略于1581年被父亲送到比萨大学,在那里他应该获得医学学位,正如这本传记简介所详述的那样。但伽利略对治愈人体没有太大兴趣。

相反,他对周围的世界感到好奇,并开始了物理实验——其中一些挑战了古典希腊哲学家亚里士多德的观点。1585年,他没有获得学位就离开了大学,开始教授数学,这是他的另一个兴趣。

最终,他的名声越来越大,以至于在1589年,他被邀请回到大学领导数学系。

1592年,伽利略搬到威尼斯,在帕多瓦大学担任薪水更高的职位,在接下来的18年里,他在那里教授数学和天文学。在那段时间里,他开始与一位名叫玛丽娜·甘巴的女人建立关系,最终与她生了两个女儿和一个儿子。

1609年,当伽利略还在大学时,他听说一个荷兰人访问了威尼斯,并展示了一项新发明,望远镜。伽利略决定制作自己的更好版本,并自学如何将镜片研磨到更高的放大倍率。

“他是一位出色的工匠,他阅读了仪器的描述,并制造了当时最强大的望远镜,”艾伦·赫什菲尔德在一封电子邮件中写道。他是麻省大学达特茅斯天文台的物理学教授和主任,也是2014年出版的《星光侦探:天文学家、发明家和怪人如何发现现代宇宙》一书的作者。

“伽利略可以看到其他人看不到的东西,因此他的观察是开创性的,”赫什菲尔德解释说。

也许伽利略最重要的天文发现是他对月球地形的揭示,以及它的山脉、山谷和平原如何与地球上的山脉、山谷和平原相媲美。“这是太空中的物质世界,而不是由神圣物质制成的特殊天体,”赫什菲尔德说。

伽利略发现木星的卫星是另一个突破。正如赫什菲尔德所解释的那样,他还发现卫星跟上木星的运动,无论是绕地球还是绕太阳,这取决于一个人的信仰。

但木星的卫星不会像哥白尼的批评者声称的那样被抛在后面,如果地球绕太阳运动,我们的月球就会。木星及其卫星提供了一个太阳系的模型:小天体绕着大天体运行。

伽利略还观察到银河系由恒星组成,其中大部分太微弱,无法用单独的人眼单独看到。多亏了他,人类才知道“恒星比以前认为的要多得多,我们的宇宙可能比我们想象的要大得多,”赫什菲尔德说。

他还发现金星有变化的新月相。

“观察到金星经历了一个完整的阶段周期,从新到新月再到满,再回来,这与宇宙的地心模型完全不相容,”葛底斯堡学院物理学名誉教授拉里·马沙尔(Larry Marschall)在一封电子邮件中说。

只有当金星绕太阳的轨道小于地球围绕太阳的轨道时,才能解释这一点-换句话说,哥白尼模型。

虽然伽利略的天文学发现使他成为科学名人,但他在物理学方面也有重要发现,可以追溯到他在比萨大学的早年。

例如,伽利略反驳了希腊哲学家亚里士多德的观点,即较重的物体比较轻的物体下落得更快,相反,他表明无论物体的重量或形状如何,物体都倾向于以相同的速度下落,这被称为物体下落定律。

在传说中,伽利略通过从比萨斜塔上投下大炮和火枪弹来实现这一点,尽管现代历史学家对这个故事表示怀疑。伽利略还发现,摆锤完成一次摆动所需的时间与弧的长度无关,这促使他创造了摆钟的设计。

但他最重要的突破可能是发现了惯性的概念——静止的物体倾向于保持静止——这最终成为英国物理学家和数学家艾萨克·牛顿描述的三大运动定律中的第一个。

“伽利略对物理学(与天文学相反)的主要贡献是他意识到自然水平运动(在平坦的桌子上滚动的球)将是直线上的稳定运动,如果你能将摩擦和空气阻力减少到零,自然垂直运动将是不断向下加速,”

迈克尔·福勒,弗吉尼亚大学物理学名誉教授,教授过一门课程关于伽利略的发现,在一封电子邮件中写道。但是牛顿将这些观察结果综合在他的定律中,然后,出色地添加了万有引力定律,一下子解释了从苹果到太阳系的一切。

在这个过程中,伽利略还帮助建立了当今科学家做科学的方式。“他培养了物理实验、精确测量和客观观察的范式——俗话说'让自然说话'——而不是基于对自然的先入为主观念的逻辑推理,”赫什菲尔德说。他写道,自然的语言是数学的,人们必须学会理解这种语言

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