「兩個鐵球同時落地」實驗不是伽利略做的

2020-12-14 東方網


福建日報9月1日報導:幾乎所有的人都認為,歷史上著名的兩個球同時落地的重力實驗是伽利略在義大利的比薩斜塔上做的。現在,絕大多數國家正式發行的課本上也是這麼說的。但美國語言與信息研究中心的執行主任、美國加州史丹福大學數學系的客座教授凱斯·達維林卻提出一個驚人的理論:伽利略根本就沒有做過那樣的重力實驗!

為防誤導,伽利略不做試驗

根據課本上的說法,著名的義大利科學家伽利略作了一個著名的重力實驗:他從比薩斜塔上同時拋下了兩個同樣大小的球,其中一個球是重金屬球,另外一個則是木製球。實驗的目的是證明兩個球在地球重力作用下同時著地,從而推翻了亞力士多德的理論。

時至今日,各國的教師們仍然在向他們的學生講述著伽利略在比薩斜塔上做了著名的重力實驗的情景,但達維林卻指出,這個實驗根本就不是伽利略做的,而是他的一個學生做的。沒有任何證據可以證明伽利略曾經從斜塔上同時拋下了兩個球,伽利略是個非常謹慎的人,他不會在公眾面前做這樣的科學演示,因為結果極有可能會誤導缺乏科學常識的群眾。

達維林指出,伽利略非常清楚地知道,任何物體在沒有空氣阻力的情況下都會以同樣的速度從高處下落。同時,他也非常清楚地知道,如果體積相同但重量不同的兩個球同時從高處下落,由於在下落過程中受到空氣阻力的影響,重量大的物體總是會比重量小的物體先接觸地面。

伽利略臨去世之前,他的一個學生在比薩斜塔上做了這個著名的重力實驗。但是,實驗的結果卻最終證明,兩個物體的下降速度的確有微小的差別,重量大的物體比重量小的物體落地時間要稍微早一些。得知這一實驗結果後,亞裡斯多德學派的學者奔走相告,慶祝他們的勝利。事實上,這是空氣阻力作用的結果,伽利略心裡清楚這一點,這也是他不公開做實驗的原因,因為他無法消除空氣阻力,而他的學生所做的實驗竟然證明了希臘的亞裡斯多德是「正確」的,這無疑有些諷刺意味。

伽利略還有更驚人的結論

伽利略於1564年生於義大利城市比薩,1642年死於佛羅倫斯郊外,世人一直將其視為世界上第一位現代科學家。在他進行的重力研究領域,伽利略作了大量實驗,通過這些實驗他測量了物體從不同高度下落所需要的不同時間,他觀察到,時間越長,物體下落的距離就越大。

伽利略還在經過詳細精確的觀察後得出這樣一個結論,重量小的物體在開始下降時比重量大的物體下降速度快,這一說法引起了後來一些學者的迷惑,他們紛紛對伽利略的學說產生了質疑,像伽利略這樣一個偉大的科學家怎麼會犯如此愚蠢的錯誤呢?

但事實上伽利略是對的。在20世紀80年代早期,一些科學家再一次進行了那個著名落球重力實驗,這次,他們第一次使用了現代化的高速電影攝影機,而不再僅僅局限於肉眼的觀察。攝影機將物體的下降過程用慢鏡頭一幀一幀地播放出來,結果證明,伽利略的理論是完全正確的。在一開始,重量小的物體的確比重量大的物體下降速度快,但是後來由於空氣阻力的影響,後者的下降速度才趕上了前者。

科學家仔細研究了前面的幾幀照片後發現造成這種現象的原因是怎麼回事。原來,負責釋放球的人的雙手的肌肉疲勞程度在某種程度上也影響著物體的下降速度。當聽到放開物體的信號後,拿著重物的手由於肌肉疲勞,放開重物所需的時間就相對多一些,而拿著比較輕的物體的手則不同,因此放開物體所用的時間也就相對來說少一點。

達維林教授最後指出,作為一個對科學有著高度負責精神的科學家,伽利略認真記錄下了這一現象,雖然這與他所提出的如果沒有空氣阻力兩個物體將同時落地的理論背道而馳,但是他仍然將這一記錄保留了下來,以供後人參考。伽利略這種對科學負責的精神,值得所有的人學習與讚揚。

 選稿:宋爭 來源:福建日報 

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  • 伽利略:兩個鐵球同時落地
    公元1590年,在義大利比薩城,一個名不見經傳的年輕教師在著名的比薩斜塔上,做了一個糾正了兩千年錯誤結論的實驗:他將兩個分別重10磅和1磅的鐵球在塔頂同時拋下,結果「兩個鐵球同時落地」。這個年輕人就是後來著名的科學家伽利略。
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    伽利略開創了近代科學。過去人們研究科學總是坐而論道,只要靠腦子裡思辨就可以了不用去做。實驗家說這怎麼行,一定要做實驗來驗證。在實驗室裡做實驗跟純粹的去觀察自然界不一樣,自然界現象都很複雜。在起作用這就不好說,給實驗室裡面就比較理想,可以儘量的去掉幹擾因素,伽利略最有名的試驗就是比薩斜塔實驗。他學生說的伽利略在比薩斜塔上扔了兩球,一個十磅一個一磅,結果兩球幾乎同時落地。
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    >他發現教堂裡的燈擺動的很有規律於是他自己製作了一個長度適中的擺錘不斷地觀察測量它的擺動規律最後發現了著名的鐘擺原理現代擺鐘就是由他的理論發明而來的可惜的是當時伽利略的家庭條件並不是很好伽利略拿著兩顆重量不等的鐵球登上了比薩斜塔做了一個名傳後世的著名實驗自由落體實驗或許對於今天的我們而言自由落體的形象再正常不過了
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    伽利略一生研究領域甚廣,並且在其涉獵的每個研究領域中都頗有建樹。他通過對運動進行科學分類,總結出落體定律和慣性定律原理,成為經典力學的開創者。他篤信實驗對科學研究之意義,自己設計製造儀器,創立了實驗科學。他用自製的望遠鏡觀察天體,對天文學做出了巨大貢獻。
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    二、伽利略實驗在1590年,伽利略曾在比薩斜塔做自由落體實驗。在相同高度下,他同時扔下兩個重量不同的鉛球,發現兩個球幾乎同時落地。因此推翻了亞里斯多德認為重物會先落地的觀點。他學生維維安尼在1654年發表的《伽利略生平的歷史故事》一書中記載著這次的實驗。但是伽利略本人及其同時代的人都沒有對這場實驗的記載,因此在歷史上存在著不同的看法。
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