科學封神榜系列之——現代科學的引領神:伽利略

2020-12-22 蘇格拉有頂

上兩篇我們講到,歐幾裡得和阿基米德這兩位。他們在遙遠的兩千多年前的古希臘,就已經為「科學」這門學科的誕生做下了基礎,但是好景不長,古希臘文明沒落之後,科學停滯不前近兩千年,而整個歐洲陷入了傳說中的黑暗中世紀時代。

教皇權力登頂,各國皇帝的權力甚至不及教皇大。在這樣的背景下,科學停滯不前。

但是人們總會追求真理,以推崇亞里斯多德的「理想派」和推崇阿基米德的「實驗派」一直在影響著黑暗中的人們。

亞里斯多德學派因其哲學上的成就,一直是當時的主流觀點。 但是此學派的很多都只停留在「假說"上面,並未有進行實證。而就在17世紀末,一位現代科學的莫基者出現了,他將假說與實證相結合,一舉突破桎梏,伴隨著啟蒙運動的興起,帶來了科學的光明。他的名字叫做:伽利略

哥白尼

在將伽利略之前,我們不得不說一下另一個著名的人物:哥白尼

哥白尼也是個逆天的人物。他本職是個醫生,卻兼職天文學家。沒事的時候呢,他就喜歡看看星空。這一看不得了, 他發現了一個可怕的現象,那就是可能並不是太陽在繞著地球轉,而是地球在繞著太陽轉

這個念頭可不得了,在當時可能會因此掉腦袋。 但是哥白尼沒有放棄,他一邊做醫生, 一邊「摸魚」研究天文學。事實上,歷史上很多偉大的科學家,都是在本職工作期間「摸魚」摸出了世間真理,譬如愛因斯坦。

哥白尼厲害就厲害在,他僅僅憑著自己常年的內眼觀察以及數學計算就計算出了地球繞太陽的公轉周期和地月距離,這些數值和現在的誤差值只在萬分之幾,可謂是天才級別的人物。

可惜的是,他一直堅信地球繞太陽的軌道是正圓形(事實上為橢圓形),從而學說出現了矛盾,未能一舉將日心說推向頂點,就差臨門一腳。這一切,留給了伽利略來解決。

實幹家

伽利略最著名的莫過於比薩斜塔實驗。就是初中課文裡一天到晚問的: 在不考慮空氣摩擦的情況下,不同重量的小球是否同時落地?雖然沒有證據證明這個實驗真實發生過,但是毋容置疑,伽利略對重力和慣性系的理解,是突破性的。

而我們知道,正是「重力」引發了現代的第一次科學大革命,這一切,離不開伽利略的苦心鋪墊,他為百年之後人類科學盛世提前做好了準備。

中伽利略的各項成果很多,例如發現了鐘擺的等時性,從而使得吊鐘得以現世;比如形成了計算重心的方法;發現了擺線等等。但是其中最重要的是他的望遠鏡

1597年,伽利略接觸到了日心說,並對之深信不疑,他研製出瞭望遠鏡,並且一再提升其倍數,用它來觀察星空。憑藉著望遠鏡,他找到了大量支持日心說的證據,更為重要的是,他解決了哥白尼未解決的那個問題。即:地球繞太陽公轉的軌道是橢圓形,而非完美的正圓形。

那個年代太過於追求完美,以至於人們都將目光鎖定在正圓之上。而伽利略通過常年的觀察分析,終於一舉突破慣性思維,強力支持了日心說。不過可惜的是,這些學說也導致他晚年被教會監禁,直到300年後的20世紀,才被真正意義上的平反。

力與慣性系

光光天文學上的成就,還不足以讓伽利略成了現代科學之父,他的主要成就,還有兩方面。一個就是:力。雖然當時他並沒有形成完備的力學概念,但是他提出了慣性原理,正是這一原理,使得若干年後,一場物理學史上,乃至全人類史上的最大風暴來臨。

伽利略認為,物體在不受外力的作用下,能連續做勻速直線運動。算句話說,力是改變物體運動狀態的條件!這句話有沒有很熟悉?初中科學課本中經常出現吧?

數學與實驗相結合

伽利略的另一個成就就是開創了現代科學的研究方法。伽利略之前,人們都是依靠經驗來總結,伽利略之後,人們通過輔助工具放大感知,獲取人類平時接觸不到的信息,然後利用數學等方法進行處理,進行驗證,從而建立起了一套科學理論,這正是近代科學所遵循的方法。

風暴將臨

1642年,伽利略在家軟禁十餘年,終於離開了人世,而正是在這一年,一顆風暴的種子在英國被種下。一年後,這顆種子誕生,並將徹底掀起科學的大革命。且看下篇講解。

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