望遠鏡鼻祖——伽利略

2021-01-16 雙子天文

伽利略·伽利萊(Galileo Galilei,1564年2月15日-1642年1月8日),義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家,科學革命中的重要人物。

1609年8月21日,伽利略展示了人類歷史上第一架按照科學原理製造出來的望遠鏡。1642年1月8日卒於比薩。伽利略被譽為「現代觀測天文學之父」 、「現代物理學之父」 、「科學之父」 及「現代科學之父」。


他的貢獻主要分為下列六個方面



伽利略是第一個把實驗引進力學的科學家,他利用實驗和數學相結合的方法確定了一些重要的力學定律。

 他根據槓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質並給出準確的數學表達式,因此聲名大振。與此同時,他對亞里斯多德的許多觀點提出質疑。

伽利略對運動基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究並給出了嚴格的數學表達式。尤其是加速度概念的提出,在力學史上是一個裡程碑。有了加速度的概念,力學中的動力學部分才能建立在科學基礎之上,而在伽利略之前,只有靜力學部分有定量的描述。

伽利略還提出過合力定律,拋射體運動規律,並確立了伽利略相對性原理. 伽利略在力學方面的貢獻是多方面的。


他是利用望遠鏡觀測天體取得大量成果的第一位科學家。這些成果包括:發現月球表面凹凸不平,木星有四個衛星(現稱伽利略衛星),太陽黑子和太陽的自轉,金星、木星的盈虧現象以及銀河由無數恆星組成等。他用實驗證實了哥白尼的「地動說」,徹底否定了統治千餘年的亞里斯多德和託勒密的「天動說」。



他一生堅持與唯心論和教會的經院哲學作鬥爭,主張用具體的實驗來認識自然規律,認為實驗是理論知識的源泉。他不承認世界上有絕對真理和掌握真理的絕對權威,反對盲目迷信。他承認物質的客觀性、多樣性和宇宙的無限性,這些觀點對發展唯物主義的哲學具有重要的意義。但由於歷史的局限性,他強調只有可歸納為數量特徵的物質屬性才是客觀存在的。

最早的溫度計是在1593年由義大利科學家伽利略(1564~1642)發明的。他的第一隻溫度計是一根一端敞口的玻璃管,另一端帶有核桃大的玻璃泡。使用時先給玻璃泡加熱,然後把玻璃管插入水中。隨著溫度的變化,玻璃管中的水面就會上下移動,根據移動的多少就可以判定溫度的變化和溫度的高低。溫度計有熱脹冷縮的作用所以這種溫度計,受外界大氣壓強等環境因素的影響較大,所以測量誤差較大。後來伽利略的學生和其他科學家,在這個基礎上反覆改進,如把玻璃管倒過來,把液體放在管內,把玻璃管封閉等。



在發現慣性定律的基礎上,伽利略提出了相對性原理:力學規律在所有慣性坐標系中是等價的。力學過程對於靜止的慣性系和運動的慣性系是完全相同的。

相對性原理是伽利略為了答覆地心說對哥白尼體系的責難而提出的。這個原理的意義遠不止此,它第一次提出慣性參照系的概念,這一原理被愛因斯坦稱為伽利略相對性原理,是狹義相對論的先導。



1608年6月的一天,伽利略找來一段空管子,一頭嵌了一片凸面鏡,另一頭嵌了一片凹面鏡,做成了世界上第一個小天文望遠鏡。實驗證明,它可以把原來的物體放大3倍。伽利略沒有滿足,他進一步改進,又做了一個。經過不斷改進,放大率提高到30倍以上,能把實物放大1000倍。現在,他猶如有了千裡眼,可以窺探宇宙的秘密了。 

這是天文學研究中具有劃時代意義的一次革命,幾千年來天文學家單靠肉眼觀察日月星辰的時代結束了,代之而起的是光學望遠鏡,有了這種有力的武器,近代天文學的大門被打開了。

伽利略的望遠鏡揭開了一個又一個宇宙的秘密,他發現了木星周圍環繞著它運動的衛星,還計算了它們的運行周期。現在我們知道,木星共有 16顆衛星,伽利略所發現的是其中最大的四顆。除此之外,伽利略還用望遠鏡觀察到太陽的黑子,他通過黑子的移動現象推斷,太陽也是在轉動的。

一個又一個振奮人心的發現,促使伽利略動筆寫一本最新的天文學發現的書,他要向全世界公布他的觀測結果。1610年3月,伽利略的著作《星際使者》在威尼斯出版,立即在歐洲引起轟動。

《小天平》 (1586)

《運動論》 (1590)

《力學》 (ca. 1600)

《地理軍事兩用圓規使用指南》(1606)

《星際信使》(1610;義大利文 Sidereus Nuncius)

《流體力學》 (1612)

《論太陽黑子》 (1613)

《致大侯爵夫人克裡斯蒂娜》(1615; 1636年出版)

《論潮汐》 (1616;義大利文 Discorso del flusso e reflusso del mare)

《論彗星》 (1619; 義大利文 Discorso Delle Comete)

《試金者》 (1623; 義大利文 Il Saggiatore)

《關於託勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》(1632; 義大利文 Dialogo dei due massimi sistemi del mondo)

《論兩種新科學及其數學演化》(1638; 義大利文 Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze)


「追求科學,需要有特殊的勇敢,思考是人類最大的快樂。」

「生命猶如鐵砧,愈被敲打,愈能發出火花。」

「你無法教別人任何東西,你只能幫助別人發現一些東西。」

「科學不是一個人的事業」

「真理不在蒙滿灰塵的權威著作中,而是在宇宙、自然界這部偉大的無字書中。」

「世界是一本以數學語言寫成的書。」

"一切推理都必須從觀察與實驗中得來。」

「與其誇大胡說,不如宣布那個聰明的、智巧的、謙遜的警句。」

參考:百度百科;《中國古代天文學家》;
編輯:雙子天文














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  • 伽利略開創望遠鏡新時代-光明日報-光明網
    編者按:從1609年到2009年,歷史從伽利略第一次將望遠鏡用於天文觀測至今已走過了400年。為紀念望遠鏡用於天文觀測這一事件,聯合國宣布將2009年定為國際天文年。目前已有135個國家和地區加入國際天文年活動。
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  • Google慶祝伽利略望遠鏡發明400周年(圖)
    【TechWeb消息】8月25日消息,為紀念伽利略首次使用望遠鏡進行天文觀測400周年,谷歌首頁換成了以望遠鏡為主圖標的LOGO。17世紀初,義大利人伽利略(Galileo Galilei,1564—1642年)受到顯微鏡製作的啟發,他想,既然小的物體可以放大,能否把遠的物體移近呢?
  • 科普丨 伽利略用望遠鏡到底看到了什麼秘密?
    第二件事發生在義大利的威尼斯,45歲的伽利略走進了一家眼鏡鋪子。朱斯託·蘇斯泰曼斯所作的伽利略肖像伽利略從眼鏡店買回了幾塊透鏡,他開始琢磨怎麼能把他們組合起來。經過一番努力,他成功了,伽利略製成了第一架放大倍數為3的望遠鏡。經過一番改進,他又製成了8倍的望遠鏡。
  • 「讀史」木星衛星的發現,改變了伽利略的人生,就在1610年1月7日
    伽利略把這架望遠鏡獻給了威尼斯議會,那些議員們看到了用肉眼根本看不到的船隻,大為欣喜,同時,也敏銳地意識到伽利略的這個發明有很重要的國防價值。為了表彰他,議會決定升任伽利略為終生教授。當伽利略仰望浩瀚無邊的夜空時,他把望遠鏡伸向了閃耀的星星,這是人類歷史上的一次意義非凡的舉動。
  • 伽利略利發現木星的望遠鏡結構,現在大概價值幾何?
    伽利略觀測木星的望遠鏡是以他名字命名光路結構的伽利略式望遠鏡(正像),現在基本上在玩具望遠鏡或者特殊場合還有應用,其他正式場合的大都是克卜勒式望遠鏡(倒像)或者是牛頓反射式或延伸的結構!如圖為伽利略式望遠鏡的光路圖,結構簡單,直接成正像,觀測非常方便,但缺點是視場非常小,而且成像時中心清晰、邊緣模糊!伽利略觀測木星示意圖,可以看到當時的底座+支架既不是經緯儀也不是赤道儀,而是一件藝術品!!!當然嚴格的分類的話,這個望遠鏡支架應該分類到經緯儀一類,調節追蹤比較麻煩,但使用方便無需對極軸!
  • 世界上第一架望遠鏡,伽利略用它看到了什麼?
    大家都知道,伽利略是世界上第一架天文望遠鏡的製造者和用它來觀測星球的人。他用望遠鏡看到了一個新奇的世界,開拓了人們對星球世界認識的領域,但這僅僅是一個開始。伽利略望遠鏡的口徑只有4.4釐米,用它來看星星,效果雖然比眼睛強得多,但還是太小了。
  • 伽利略的故事永不過時
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  • 近代天文觀測的「眼睛」——天文望遠鏡發明史,由伽利略衍生發明
    因為只要有透鏡,任何人都可能在偶然的機會用兩片透鏡構成一架望遠鏡。然而只有裡帕席最先把它從觀賞轉向實用。他把望遠鏡獻給荷蘭政府用作戰地觀察,在荷蘭反抗西班牙侵略的獨立戰爭中發揮了重要作用。伽利略在聽到這個消息以後,便想到把望遠鏡用於觀測天體。於是他親自設計和製造了第一架天文望遠鏡。他將一塊平凸透鏡和一塊平凹透鏡裝在一根直徑4.2釐米,長60釐米的鉛管兩端。