伽利略是偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，科學(xué)革命的先驅(qū)。歷史上他首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融會貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質(zhì)運動和宇宙的認(rèn)識。

　　人物簡介

　　伽利略·伽利雷(Galileo Galilei，1564-1642)，意大利著名數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和哲學(xué)家，近代實驗科學(xué)的先驅(qū)者。1590年，伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學(xué)說，糾正了這個持續(xù)了1900年之久的錯誤結(jié)論。

　　1609年，伽利略創(chuàng)制了天文望遠(yuǎn)鏡(后被稱為伽利略望遠(yuǎn)鏡)，并用來觀測天體，他發(fā)現(xiàn)了月球表面的凹凸不平，并親手繪制了第一幅月面圖。1610年1月7日，伽利略發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為哥白尼學(xué)說找到了確鑿的證據(jù)，標(biāo)志著哥白尼學(xué)說開始走向勝利。借助于望遠(yuǎn)鏡，伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉(zhuǎn)、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動，以及銀河是由無數(shù)恒星組成等等。這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學(xué)的新時代。

　　伽利略著有《星際使者》《關(guān)于太陽黑子的書信》《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關(guān)于兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》。為了紀(jì)念伽利略的功績，人們把木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四命名為伽利略衛(wèi)星。人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。伽利略為牛頓的牛頓運動定律第一、第二定律提供了啟示。他非常重視數(shù)學(xué)在應(yīng)用科學(xué)方法上的重要性，特別是實物與幾何圖形符合程度到多大的問題。

　　人物生平

　　1564年2月15日，伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比薩城一個破落的貴族之家。據(jù)說他的祖先是佛羅倫薩很有名望的醫(yī)生，但是到了他的父親伽利略·凡山杜這一代，家境日漸敗落。凡山杜是個很有才華的作曲家，生前出版過幾本牧歌和器樂作品，他的數(shù)學(xué)也很好，精通希臘文和拉丁文，但是美妙的音樂不能填飽一家人的肚皮，他的數(shù)學(xué)才能也不能給他謀到一個好職位。大約在小伽利略出生不久，凡山杜在離比薩城不遠(yuǎn)的佛羅倫薩開了一間賣毛織品的小鋪子，這完全是不得已的辦法。但是為了維持一家人的生活，凡山杜只好違背自己的意愿去經(jīng)商。

　　小伽利略是凡山杜的長子，父親對兒子寄予很大希望。他發(fā)現(xiàn)，小伽利略非常聰明，從小對什么事物都充滿強烈的好奇心，不僅如此，這個孩子心靈手巧，他似乎永遠(yuǎn)閑不住，不是畫圖畫，就是彈琴，而且時常給弟弟妹妹做許多靈巧的機動玩具，玩得十分開心。

　　小伽利略最初進了佛倫勃羅薩修道院的學(xué)校。在這所學(xué)校，他專心學(xué)習(xí)哲學(xué)和宗教，有段時間，小伽利略很想將來當(dāng)一個獻身教會的傳教士。但是凡山杜聽到這個情況后，立即把兒子帶回家，他勸說伽利略去學(xué)醫(yī)，這是他為兒子的未來早已設(shè)計好的一條路。

　　17歲那年，伽利略進了著名的比薩大學(xué)，按照父親的意愿，他當(dāng)了醫(yī)科學(xué)生。比薩大學(xué)是所古老的大學(xué)，學(xué)校圖書館藏書豐富，這很合伽利略的心意，但是伽利略對醫(yī)學(xué)并沒有多大興趣，他很少上課，一上課就對教授們教課的內(nèi)容提出這樣那樣的疑問，使教授們難于回答，在教授們的眼里，伽利略是個很不招人喜歡的壞學(xué)生。不過，伽利略只是興趣不在醫(yī)學(xué)，他孜孜不倦地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理學(xué)等自然科學(xué)，并且以懷疑的眼光看待那些自古以來被人們奉為經(jīng)典的學(xué)說。

　　要知道，伽利略生活的時代，正是歐洲歷史上著名的文藝復(fù)興時代，而意大利又是文藝復(fù)興的發(fā)源地。當(dāng)時，意大利的許多大城市，如佛羅倫薩、熱那亞和威尼斯，發(fā)展成東西方貿(mào)易的中心，建起了商號、手工作坊和最早的銀行，出現(xiàn)了資本主義生產(chǎn)關(guān)系的萌芽。加上貿(mào)易往來的發(fā)達(dá)，印刷術(shù)的發(fā)明，新思想的傳播比以往任何時候都更加迅速。于是，人們對千百年來束縛思想的宗教神學(xué)和傳統(tǒng)教條開始產(chǎn)生了動搖。

　　一個偶然的機會，伽利略聽了宮廷數(shù)學(xué)家瑪竇·利奇的講課。這位青年數(shù)學(xué)家淵博的學(xué)識，嚴(yán)密的邏輯性，特別是他在證明數(shù)學(xué)難題時的求證方法，使伽利略深深著迷。他眼睛亮了，仿佛發(fā)現(xiàn)了一個神奇無比的世界，這就是他夢寐以求的數(shù)學(xué)王國!他興奮極了，立即找到宮廷數(shù)學(xué)家瑪竇·利奇，向他提出了許多百思不得其解的問題。

　　瑪竇·利奇原是跟隨托斯坎尼大公爵從佛羅倫薩來到比薩的，他給宮廷里的侍童講數(shù)學(xué)，沒有想到會有一個熱心的聽眾，而且他提出的問題非常有趣，充分顯示出超群的智慧和深厚的學(xué)識功底。當(dāng)瑪竇·利奇聽說伽利略是比薩大學(xué)醫(yī)科學(xué)生時，不禁脫口而出：“啊，伽利略，你有天才，你會成為一個杰出的數(shù)學(xué)家的。”伽利略的臉紅了，他談到自己對醫(yī)學(xué)的厭倦，談到父親對他的期望，也傾訴了自己因為不能按照自己的意愿學(xué)習(xí)的苦惱。“別泄氣。”瑪竇·利奇和藹地說：“你努力自學(xué)吧，有什么困難，任何時候我都是你忠誠的朋友。”

　　聽了瑪竇·利奇的鼓勵，伽利略越發(fā)刻苦鉆研數(shù)學(xué)和物理學(xué)，他把從宮廷數(shù)學(xué)家那里借來的每一本書，都用心地閱讀，像海綿吸水一樣地吸收下來。但是，他并不是那種迷信書本的人，那些人們認(rèn)為是真理的權(quán)威結(jié)論，在伽利略的腦子里常常帶來意想不到的疑問，他常常為此而感到苦惱，陷入深深的思索之中。

　　有一次，伽利略信步來到他熟悉的比薩大教堂，他坐在一張長凳上，目光凝視著那雕刻精美的祭壇和拱形的廊柱，驀地，教堂大廳中央的巨燈晃動起來，是修理房屋的工人在那里安裝吊燈。這本來是件很平常的事，吊燈像鐘擺一樣晃動，在空中劃出看不見的圓弧。可是，伽利略卻像觸了電一樣，目不轉(zhuǎn)睛地跟蹤著擺動的吊燈，同時，他用右手按著左腕的脈，計算著吊燈擺動一次脈搏跳動的次數(shù)，以此計算吊燈擺動的時間。這樣計算的結(jié)果，伽利略發(fā)現(xiàn)了一個秘密，這就是吊燈擺一次的時間，不管圓弧大小，總是一樣的。一開始，吊燈擺得很厲害，漸漸地，它慢了下來，可是，每擺動一次，脈搏跳動的次數(shù)是一樣的。伽利略的腦子里翻騰開了，他想，書本上明明寫著這樣的結(jié)論，擺經(jīng)過一個短弧要比經(jīng)過長弧快些，這是古希臘哲學(xué)家亞里士多德的說法，誰也沒有懷疑過。難道是自己的眼睛出了毛病，還是怎么回事。

　　他像發(fā)了狂似的跑回大學(xué)宿舍，關(guān)起門來重復(fù)做這個試驗。他找了不同長度的繩子、鐵鏈，還有不知從哪里搞到的鐵球、木球。在房頂上，在窗外的樹枝上，著迷地一次又一次重復(fù)，用沙漏記下擺動的時間。最后，伽利略不得不大膽地得出這樣的結(jié)論：亞里士多德的結(jié)論是錯誤的，決定擺動周期的，是繩子的長度，和它末端的物體重量沒有關(guān)系。而且，相同長度的擺繩，振動的周期是一樣的。這，就是伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的運動規(guī)律。

　　伽利略不用說多么高興了。可是在當(dāng)時，有誰會相信一個醫(yī)科大學(xué)生的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，何況他的結(jié)論是否定了大名鼎鼎的亞里士多德的權(quán)威說法。就在這時，凡山杜的鋪子里越來越不景氣，聽說伽利略并沒有按照自己的意愿學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，而是成天迷戀著不相干的實驗，于是，嚴(yán)厲的父親決定停止伽利略繼續(xù)上大學(xué)，讓他回家去當(dāng)一個店員。伽利略灰心極了，他離開了比薩大學(xué)回到佛羅倫薩。但是他選擇的道路卻是不可動搖的。

　　堅信科學(xué)

　　佛羅倫薩一條不太熱鬧的街道，有一個門面不大、生意清淡的鋪子，這就是凡山杜開的毛織品商店。每天，當(dāng)匆匆過往的行人經(jīng)過這里時，總是可以看見紅頭發(fā)的伽利略呆呆地坐在柜臺前出神，或者旁若無人的在那里擺弄著一些莫名其妙的東西，像秤盤呀，鐵塊呀，盤子呀;而更多的時候，他是埋頭在書本里，他看得那樣專心，就連他的父親大聲叫喚都聽不見。

　　自從回到家里，伽利略不得不違背自己的意愿在父親的鋪子里當(dāng)一名店員，但是他的心里一時一刻也沒有忘記數(shù)學(xué)和物理學(xué)。沒有起碼的學(xué)習(xí)條件，也沒有老師可以求教，他就想方設(shè)法找到一些自然科學(xué)的書籍，以頑強的毅力刻苦自學(xué)。他最喜歡的書是歐幾里得的《幾何原理》和阿基米德的著作。

　　《幾何原理》是世界上流傳下來最早的幾何學(xué)著作，而希臘科學(xué)家阿基米德的著作，包含了豐富的數(shù)學(xué)與力學(xué)知識，特別是其中的一些物理實驗，對伽利略有很大的吸引力。談起實驗，伽利略的興趣最濃。還在比薩大學(xué)時，他就動手制作了一種

　　“脈搏計”，這是他根據(jù)擺的運動規(guī)律設(shè)計的，可以用來測量病人的脈搏跳動的情況，很受醫(yī)生的歡迎。現(xiàn)在，在父親的鋪子里，談不上實驗的條件，但他仍然用一些日常的器具來做實驗，盡管這樣做免不了又要挨父親的罵，他還是照干不誤。

　　他從阿基米德檢驗國王皇冠的實驗中受到啟發(fā)，一面重復(fù)這個實驗，一面想到這種方法的用途。當(dāng)時歐洲各國的航海事業(yè)正在興起，航海業(yè)帶動了造船業(yè)和機械制造，采礦、冶金的發(fā)展，反過來又向科學(xué)技術(shù)提出許多新的問題。伽利略于是把他的注意力轉(zhuǎn)向合金的物理和力學(xué)性質(zhì)的研究，不久，他通過測定物體在水中的重量發(fā)現(xiàn)，物體投入水中減輕的重量，剛好等于它排開的水的重量。在這個重大發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，伽利略發(fā)明了一種比重秤，可以很方便地測定各種合金的比重。他還寫了一篇論文，詳細(xì)地介紹了比重秤的構(gòu)造原理和使用方法。這件事，很快就在佛羅倫薩和其他城市傳開了。

　　1589年夏天，在佛羅倫薩的店鋪里度過了4年自學(xué)生活的伽利略，由于得到宮廷數(shù)學(xué)家瑪竇·利奇的鼓勵，特別是貴族蓋特保圖侯爵的推薦，他終于獲得了比薩大學(xué)數(shù)學(xué)和科學(xué)教授的職位。這時，他只有25歲。

　　現(xiàn)在，伽利略可以不必為生活發(fā)愁了，雖然工資不高，但是他可以在完成日常教學(xué)之外，專心從事他向往的科學(xué)研究。就在這不久，伽利略進行了本文一開頭介紹的自由落體實驗，他在比薩斜塔上扔下的鐵球，不僅證明了不同重量的物體由同一高度下落時速度是相同的，更重要的是，這個大膽的結(jié)論推翻了亞里士多德的權(quán)威結(jié)論。在那些思想保守、頭腦僵化的人眼里，這個舉動無異于挖了他們的祖墳，亞里士多德的信徒們與伽利略開始勢不兩立了。在比薩大學(xué)呆了一個學(xué)期，伽利略又失去了職位。原因是他得罪了一個大公爵的親戚喬范尼。這個喬范尼是個不學(xué)無術(shù)的人，他聲稱發(fā)明了一臺挖泥船，假惺惺地跑來征求伽利略的意見。當(dāng)伽利略仔細(xì)觀察了挖泥船的模型后，直言不諱地告訴他，設(shè)計不合科學(xué)原理，根本不能使用。喬范尼碰了一鼻子灰，不但不接受伽利略的意見，反而固執(zhí)地堅持下水實驗，結(jié)果船沉了。事實證明伽利略的判斷是完全正確的，但惱怒的喬范尼反而遷怒于伽利略，散布流言蜚語，攻擊他是“陰險的人”。那些早就心懷不滿的亞里士多德的信徒，乘機對他大肆攻擊，一時間鬧得滿城風(fēng)雨。在這種氣氛中，伽利略無法在比薩大學(xué)呆下去了。

　　伽利略再一次求助于蓋特保圖侯爵。這位珍惜人才的貴族再一次伸出友誼的手，他運用自己的影響，把伽利略推薦給帕多瓦大學(xué)，帕多瓦是意大利北部一個學(xué)術(shù)空氣濃厚的小城，距離美麗的海濱城市威尼斯不遠(yuǎn)，屬于威尼斯共和國管轄。1592年，28歲的伽利略被任命為帕多瓦大學(xué)的數(shù)學(xué)、科學(xué)和天文學(xué)教授。從此，伽利略迎來了一生中的黃金時代。

　　之后， 伽利略在佛羅倫薩的宮廷里繼續(xù)進行科學(xué)研究，但是他的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)以及他的天文學(xué)著作明顯的體現(xiàn)出了哥白尼日心說的觀點。因此，伽利略開始受到教會的注意。1616年開始，伽利略開始受到羅馬宗教裁判所長達(dá)二十多年的殘酷迫害。

　　伽利略的晚年生活非常悲慘，照料他的女兒賽麗斯特竟然先于他離開人世。失去愛女的過分悲傷，使伽利略雙目失明。即使在這樣的條件下，他依然沒有放棄自己的科學(xué)研究工作。1642年1月8日，凌晨4時，偉大的伽利略——為科學(xué)、為真理奮斗一生的戰(zhàn)士，科學(xué)巨人離開了人世，享年78歲。在他離開人世的前夕，他還重復(fù)著這樣一句話：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣。”