伽利略 Galileo Galilei (1564 ~ 1642)

 
    伽利略出生於意大利的比薩城,他博學多聞,他既是天文學家、數學家,又是物理學家、哲學家。

 

 


牛頓 Issac Newtons (1642~1727)

 
    牛頓是英國的物理學家及數學家,他出生於一個貧窮的農民家庭。最初,牛頓被送到劍橋學習成為一個布道者,但在學習了數學他強烈被歐幾裡得影響,同時,他也被培根哲學並且笛卡兒的哲學影響。及後因為瘟疫,牛頓被迫離開劍橋,並在這個期間他做一些重要的發現。

 

 


    在1675牛頓患上了一個精神病,並且在1679 恢複。從 回覆Hooke的一封信,他提出如果在地球表面拋出一個粒子,這個粒子將在到地球的中心的螺旋。Hooke則回信 宣稱,路徑將不是一根螺線, 但是一個橢圓。之後,牛頓繼續得出軌道的數學。而哈雷亦確信了牛頓的結果並於1687年出版牛頓的計算,Naturalis Principia Mathematica ( 自然的哲學的數學的原則 )。

    在第一部中,牛頓提出並定義了三條牛頓運動定律( 慣性,行動和反應的法律,並且到力量比例的加速 ) 。在第二部中,牛頓提出新的科學的哲學來代替笛卡兒哲學。最后第三部中,則提出引力的假設及以此為月亮運動作一個理論的解釋並且正確預言了哈雷的彗星的回來。


    在光學 ( 1704 ),牛頓在Hooke死後才發表。牛頓觀察到了白光能被棱柱分開為不同的顏色光。另外他亦提出了化學的一個系統,他認為“元素”由原子的不同的安排組成了,並且原子更小的粒子組成。


    僅管他的方法論嚴格地是邏輯的,牛頓仍然深深地相信了一個上帝的必要性,他感到了那“最高的上帝必然存在,並且由一樣的必要性他總是並且到處存在。”


雖然牛頓的成就可說是前無古人,但他卻這樣認為他只像一個在海灘上玩耍的孩子,只是發現了幾片美麗的貝殼,但在真理的海洋前,仍是一無所知。


    伽利略自小就表現出非凡的思考能力、製作和觀察的能力,17歲時進入在比薩大學學醫,期間得以接觸阿基米德和歐幾里德等的數學著作,奠定數學方面相當的深厚的造詣。

 
    18歲時,一次到比薩教堂去做禮拜,他注意到那些搖擺不定的油燈,儘管擺幅不同,只要懸繩一樣長,其擺動周期便會相同。因為伽利略常用自己的觀察和實驗,驗證教授們的理論和教條,伽利略並沒有完成他的大學學位,就回家幫父親經營店鋪,餘暇完全投注於自學及獨立研究,勤於學習數學及做實驗。


    在友人吉多鮑多伯爵推薦下,伽利略擔任比薩大學的數學講座教授,主講數學及天文。這時期的研究幾乎完全集中於有關運動方面的問題,對亞里斯多德的落體運動提出了質疑,試圖以阿基米德的”浮力原理”來解釋落體運動,認為在真空中物體下落的速度和它的密度成正比,在空氣或水中落下時,則物體的下落速度與物體和所通過的介質的密度差成正比。實際上這段時期的伽利略並未擺脫亞里斯多德思想的影響。


    1592至1610年是伽利略科學研究的黃金時期。伽利略受聘於地中海威尼斯共和國的帕多瓦大學,此地自由的學術氣氛,鼓勵自由研究和自由思想,對伽力略來說較少的教會控制,讓他能充分發揮所長,建立他的科學宇宙觀。在這裡伽利略研究了大量的問題。


    落體運動──發現物體在空氣中落下,它的速度不僅和它的重量及密度有關,還與它的大小及形狀有關,使他意識到空氣阻力的存在。


    斜面運動──他注意到,物體沿斜面向下運動時,速度不斷增大,沿斜面向上運動時,速度不斷減小。這兩種運動變化的差別,完全是由於斜面傾斜的方向不同而引起的;如果一小球從一斜面滾到一個既不向下、也不向上傾斜的平面上,它將會怎樣運動呢?通過實驗,伽利略由此繼續推想,水平面如果光滑得沒有阻力呢?那結果必然是永遠運動下去的,不會停止。


    天文觀察--1594年,伽利略患關節炎在家休養期間,閱讀有關哥白尼日心說的書籍,引起對天文學的興趣,並以哥白尼的信徒自居。1609年,伽利略做出了放大倍數達32倍的望遠鏡,並開始觀察浩瀚的星空,發現月球表面凹凸不平,並不像亞里士多德所說所有天體都是平滑的,另外伽利略亦發現銀河是由千千萬萬顆星星組成,而木星亦有四個衛星。以上種種,都對當時教會觀念有很大的打擊。


    另外,歷史上亦流傳了以下這個廣為人知的比薩斜塔實驗的故事。相傳1590年的某一天,在義大利比薩大學的校園裡出現了一張通知,通知裡告訴人們 : 年輕的伽利略教授 ( 當時年僅二十六歲 ),在他的幾位學生的協助下,將於第二天中午在比薩斜塔上做一個內容新奇而有趣的實驗,邀請全體師生前往觀看。第二天中午,在好奇心的驅使下,一些學生和教授按時來到了斜塔腳下,想弄清這個「內容新奇而有趣」的實驗的奧秘著名的比薩斜塔,建於公元一一七三年,塔高55米。當年築塔時,由於塔基出了問題而使塔身發生傾斜,最後成了一座斜塔。


    伽利略向人們解釋了他要做的事。因為在當時歐洲的各個大學裡,長期以來人們都接受著亞里斯多德傳統理論的教育,認為重的物體比輕的物體下落的快。那麼,客觀事實是怎樣回答的呢?實驗開始了。伽利略讓一個學生首先登上斜塔的第二層,將兩個分別重一磅和十磅的鉛球放進一個特製的盒子裡。只見伽利略在塔下一揮手,持盒子的學生一碰按鈕,盒子頓時打開,兩個輕重不同的鉛球同時離開盒子,轉眼之間,只聽「啪」的一聲,兩只輕重不同的鉛球同時落地,這便在場的人都大吃一驚。按著,伽利略分別讓學生在塔的第三層、第五層。


    1611年,羅馬教廷向伽利略發出警告,不准宣傳他的學說,;1615年,在教廷的壓制下,他只能秘密地寫書。1623年,直到他的朋友,以保護科學藝術聞名的烏爾班八世即位教皇,伽利略無形中從禁令中解放。1632年,伽利略發表了《關於托勒玫和哥白尼的兩大世界體系的對話》一書,以對話形式表明了他的觀點。但此舉再次激怒教廷,更判他無限期監禁在家中。1635年,伽利略發表了另一部著作《關於兩種新科學的對話》,進一步對力學的問題作出精闢的論述。


    1642年1月8日,伽利略是被認為教會的罪人,含冤而逝,終年78歲。直到1979年,羅馬教廷才承認伽利略所受到的審判是不公正的。

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