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首頁 世界史 意大利物理學(xué)家伽利略簡介:他為人類作出過哪些巨大貢獻(xiàn)?

意大利物理學(xué)家伽利略簡介:他為人類作出過哪些巨大貢獻(xiàn)?

伽利略生平簡介:伽利略的主要科學(xué)成就有哪些?伽利略是怎樣的人?下面知秀網(wǎng)小編就為大家?guī)碓敿?xì)的介紹,一起來看看吧!

伽利略生平簡介

伽利略(Galileo Galilei,1564.02.15-1642.01.08)。意大利數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家,科學(xué)革命的先驅(qū)。伽利略發(fā)明了擺針和溫度計(jì),在科學(xué)上為人類作出過巨大貢獻(xiàn),是近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人之一。

歷史上他首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融匯貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識,擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和宇宙的認(rèn)識。

伽利略從實(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。

他以系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和觀察推翻了純屬思辨?zhèn)鹘y(tǒng)的自然觀,開創(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)。因此被譽(yù)為“近代力學(xué)之父”、“現(xiàn)代科學(xué)之父”。其工作為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。

伽利略倡導(dǎo)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,也是他對近代科學(xué)的最重要貢獻(xiàn)。

伽利略認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是知識的唯一源泉,主張用實(shí)驗(yàn)—數(shù)學(xué)方法研究自然規(guī)律,反對經(jīng)院哲學(xué)的神秘思辨。深信自然之書是用數(shù)學(xué)語言寫的,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)。他是利用望遠(yuǎn)鏡觀察天體取得大量成果的第一人。

伽利略對17世紀(jì)的自然科學(xué)和世界觀的發(fā)展起了重大作用。從伽利略、牛頓開始的實(shí)驗(yàn)科學(xué),是近代自然科學(xué)的開始。

伽利略的主要科學(xué)成就有哪些?

一、力學(xué)

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)過長久的實(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出了第一篇題為《天平》的論文。

不久又寫了論文《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動(dòng)力學(xué)作了定量研究的人。1589—1591年,他對物體的自由下落運(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)的人是斯臺文,在《自然科學(xué)史》中記載,荷蘭人斯臺文在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。

在斯臺文試驗(yàn)的幾個(gè)世紀(jì)以后,阿波羅15號的宇航員大衛(wèi)·斯科特1971年8月2日在無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。

伽利略還對物體在斜面上的運(yùn)動(dòng),拋射體的運(yùn)動(dòng)等作過實(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)相對性原理(現(xiàn)稱伽利略相對性)。

相對性原理是為答復(fù)對哥白尼體系的責(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,被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理,是狹義相對論的先導(dǎo)。

這些為牛頓正式提出運(yùn)動(dòng)第一、第二定律奠定了基礎(chǔ)。伽利略還提出過合力定律,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是牛頓的先驅(qū)。

伽利略對擺的運(yùn)動(dòng)作過長期的觀察和研究。在后來的研究中指出單擺的周期和擺長度的平方根成正比。這一規(guī)律為后來計(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。這在他晚年寫出的力學(xué)著作《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》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,對長度相似的圓柱形梁,抗彎力矩和半徑立方成比例。他還分析過受集中載荷的簡支梁,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。

伽利略還對梁彎曲理論用于實(shí)踐所應(yīng)注意的問題進(jìn)行了分析,指出工程結(jié)構(gòu)的尺寸不能過大,因?yàn)樗鼈儠谧陨碇亓孔饔孟掳l(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)系用來說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?!?/p>

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成《兩門新科學(xué)的談話》一書(1638年出版)。

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