伽利略利用光学发明了什么(物理学家人物小传)

童年美满,父亲影响重

1564年伽利略生于意大利的比萨。父亲是一个落魄的贵族,喜好音乐和数学。伽利略童年在比萨上学,在父亲的影响下爱好音乐,喜欢绘画,爱做各种机械的小玩具。

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后来全家移居佛罗伦萨。 12岁,伽利略进入修道院,在这里他研究希腊和拉丁作家的作品,打下了良好的古典文学素养。在中学伽利略极其勤奋,而且表现初区别于其他同学的独立思想。

少年迷茫,开始寻得方向

17岁伽利略进入比萨大学医学院。但伽利略对医学却没有兴趣。他更感兴趣的是自然科学。他经常偷听数学课,并和学数学的学生讨论。数学讲师得知后,帮助伽利略从医学转为数学和物理学。

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18岁时,伽利略看到比萨大教堂悬挂的油灯的来回摆动,发现了摆锤的“等时性定律”。伽利略对数学也同样有着浓厚的兴趣,一度热衷于研究古代欧几里德和阿基米德的著作。

1585年,21岁的伽利略从比萨大学肄业,因为付不出学费,连毕业文凭也没有拿到。回到佛罗伦萨后,伽利略仍潜心研究数学。

黄金在沙,光亮大显

1586年,他的论文《比重秤》,使得他在意大利数学界名气大增。1589年,25岁的伽利略被聘于比萨大学任教。

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1590年,伽利略发表长篇论文《论重力》,第一个提出了自由落体定律。当时亚里士多德的思想被奉为权威2000多年。伽利略却公开批评亚里士多德的观点。同事们认为他太狂妄。但是伽利略通过一个实验驳倒了众人。亚里士多德认为羽毛落慢快石子落得快,所以物体下落的速度和物体重量成正比。伽利略把三个重量相差很大的铁球同时从比萨斜塔顶上抛下,结果它们同时抵达地面。从此伽利略奠定了物理学的研究方法:科学理论需要经过科学实验来验证。伽利略还首先提出惯性的概念,为动力学的研究打下了一个重要支柱。

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1592年,伽利略离开比萨大学到帕多瓦大学去任教,并在那里任教18年。伽利略在任教期间,根据物体热涨冷缩的特性,制造了最初的温度计。

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1609年,伽利略制造出第一个望远镜,并将望远镜提高到放大 32倍。他从望远镜中第一次观察到月球表面,木星有4颗运转着的卫星,银河由无数星体组成。伽利略还观察了土星的光环。在1610年第一次观测到了太阳黑子,伽利略还发现了太阳有自转。 他发表了3篇论文,并出版了《星球的使者》。他对月球、恒星、银河、行星观测,轰动了整个欧洲。伽利略被邀请到佛罗伦萨被封为宫廷“哲学家”和“首席数学家”。罗马林齐学院特邀他为该学院的研究员。人们盛赞:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”

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1610年,为了有更充裕时间进行科学研究,他辞去大学教职,担任宫廷首席数学家和哲学家的闲职与比萨大学首席数学教授的荣誉职位。

木秀于林,晚年凄惨

1615年,教会人士攻击伽利略为哥白尼学说辩护,违反基督教义。伽利略企求教廷免除惩处,并且不压制他宣传哥白尼学说。教廷默认了前一要求,但拒绝了后者。教皇保罗五世在 1616年下达了著名的“ 1616年禁令”,禁止伽利略以口头的或文字的形式保持、传授或捍卫哥白尼的日心说。

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1624年,伽利略第四次去罗马,希望教皇乌尔班八世能支持他,以此来维护新兴科学的生机。他先后6 次拜访新教皇,表明日心说可以与基督教教义相协调。但乌尔班八世坚持“1616年禁令”不变,只允许他写一部同时介绍日心说和地心说的书,但对两种学说的态度不得有所偏倚,而且都要写成数学假设性的。此后用了6年时间,伽利略最终完成了了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书。这部书以萨格雷多、萨尔维亚蒂、辛普利邱三人对话的形式就托勒密地心体系和哥白尼日心体系展开辩论,并以大量科学论据有力地支持了哥白尼的体系。全书笔调诙谐,浅显易懂,在意大利文学史上列为名著。

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6个月后,罗马教廷便勒令停止出售《对话》,认为伽利略公然违背“1616年禁令”。教皇集团主张要严惩伽利略,罗马帝国和西班牙王国都认为,伽利略助长了各国国内的异端思想。在内外压力下,教皇宣布伽利略到罗马宗教裁判所受审。年近七旬的伽利略被迫抱病前往罗马,被严刑审讯三次。伽利略被迫在“悔过书”上签了字。主审官宣布:判处伽利略终身监禁;《对话》必须焚绝,并且禁止出版或重印他的其他著作。

在被监禁的岁月里,伽利略总结了自己在力学上的成就,完成了一部巨作《关于两门新科学的对话和数学证明》。1639年伽利略双目失明。1638年教皇获准伽利略住在其子家中。伽利略于1642年病逝。

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