伽利略的原理現(xiàn)在用于哪些

【專家解說】：伽利略( Galileo Galilei, 1564—1642) 意大利著名數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家，是首先在科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上融合貫通了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)三門科學(xué)的科學(xué)巨人。伽利略是科學(xué)革命的先驅(qū)，畢生把哥白尼、開普勒開創(chuàng)的新世界觀加以證明和廣泛宣傳，并以自己在教會迫害下的犧牲喚起人們對日心說的公認(rèn)，在人類思想解放和文明發(fā)展的過程中作出了劃時代的貢獻(xiàn)。 300多年后的1979年11月10日，羅馬教皇才公開承認(rèn)對伽利略審判的不公正，1980年10月，世界主教會再一次聲明，為科學(xué)巨人伽利略沉冤昭雪。 伽利略1564年出生于意大利比薩城的一個沒落貴族大家庭。他從小表現(xiàn)聰穎，17歲時被父親送入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，但他對醫(yī)學(xué)不感興趣。由于受到一次數(shù)學(xué)演講的啟發(fā)，開始熱衷于數(shù)學(xué)和物理學(xué)的研究。1585年輟學(xué)回家。此后曾在比薩大學(xué)和帕多瓦大學(xué)任教，在此期間他在科學(xué)研究上取得了不少成績。由于他反對當(dāng)時統(tǒng)治知識界的亞里士多德世界觀和物理學(xué)，同時又由于他積極宣揚(yáng)違背天主教教義的哥白尼太陽中心說，所以不斷受到教授們的排擠以及教士們和羅馬教皇的激烈反對，最后終于在1633年被羅馬宗教裁判所強(qiáng)迫在寫有“我悔恨我的過失，宣傳了地球運(yùn)動的邪說的“悔罪書”上簽字，并被判刑入獄（后不久改為在家監(jiān)禁）。這使他的身體和精神都受到很大的摧殘。但他仍然致力于力學(xué)的研究工作。1637年雙目失明。1642年他由于寒熱病在孤寂中離開了人世，時年78歲。（時隔347年，羅馬教皇多余地于1980年宣布承認(rèn)對伽利略的壓制是錯誤的，并為他“恢復(fù)名譽(yù)”。） 伽利略的主要傳世之作是兩本書，一本是1632年出版的《關(guān)于兩個世界體系的對話》，簡稱《對話》，主旨是宣揚(yáng)哥白尼的太陽中心說。另一本是1638年出版的《關(guān)于力學(xué)和局部運(yùn)動兩門新科學(xué)的談話和數(shù)學(xué)證明》，簡稱《兩門新科學(xué)》，書中主要陳述了他在力學(xué)方面研究的成果。伽利略在科學(xué)上的貢獻(xiàn)主要有以下幾方面： 伽利略自制的望遠(yuǎn)鏡 （1）論證和宣揚(yáng)了哥白尼學(xué)說，令人信服地說明了地球的公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)以及行星的繞日運(yùn)動，他還用自制的望遠(yuǎn)鏡仔細(xì)地觀測了木星的4個衛(wèi)星的運(yùn)動，在人們面前展示了一個太陽系的模型，有力地支持了哥白尼學(xué)說。 （2）論證了慣性運(yùn)動，指出維持運(yùn)動并不需要外力。這就否定了亞里士多德“運(yùn)動必須推動”的教條。不過伽利略對慣性運(yùn)動理解還沒有完全擺脫亞里士多德的影響，他也認(rèn)為“維護(hù)宇宙完善秩序”的慣性運(yùn)動“不可能是直線運(yùn)動，而只能是圓周運(yùn)動”。這個錯誤理解被他的同代人笛卡爾和后人牛頓糾正了。 （3）論證了所有物體都以同一加速度下落。這個結(jié)論直接否定了亞里士多德的重物比輕物下落得快的說法。兩百多年后，從這個結(jié)論萌發(fā)了愛因斯坦的廣義相對論。 伽利略做落體實(shí)驗(yàn)的比薩斜塔 （4）用實(shí)驗(yàn)研究了勻速運(yùn)動。他通過使小球沿`斜面滾下的實(shí)驗(yàn)測量驗(yàn)證了他推出的公式：從靜止開始的勻加速運(yùn)動的路程和時間的平方成正比，他還把這一結(jié)果推廣到自由落體運(yùn)動，即傾角為90°的斜面上的運(yùn)動。 （5）提出運(yùn)動合成的概念，明確指出平拋運(yùn)動是相互獨(dú)立的水平方向的勻速運(yùn)動和豎直方向的勻加速運(yùn)動的合成，并用數(shù)學(xué)證明合成運(yùn)動的軌跡是拋物線。他還根據(jù)這個概念計(jì)算出了斜拋運(yùn)動在仰角45°時射程最大，而且比45°大或小同樣角度時射程相等。 （6）提出了相對性原理的思想。他生動地?cái)⑹隽舜蟠瑑?nèi)的一些力學(xué)現(xiàn)象，并且指出船以任何速度勻速前進(jìn)時這些現(xiàn)象都一樣地進(jìn)行，從而無法根據(jù)它們來判斷船是否在動。這個思想后來被愛因斯坦發(fā)展為相對性原理而成了狹義相對論的基本假設(shè)之一。 （7）發(fā)現(xiàn)了單擺的等時性并證明了單擺振動的周期和擺長的平方根成正比。他還解釋了共振和共鳴現(xiàn)象。 此外，伽利略還研究過固體材料的強(qiáng)度、空氣的重量、潮汐現(xiàn)象、太陽黑子、月亮表面的隆起與凹陷等等問題。 除了具體的研究成果外，伽利略還在研究方法上為近代物理學(xué)的發(fā)展開辟了道路 ，是他首先把實(shí)驗(yàn)引進(jìn)物理學(xué)并賦予重要的地位，革除了以往只靠思辨下結(jié)論的惡習(xí)。他同時也很注意嚴(yán)格的推理和數(shù)學(xué)的運(yùn)用，例如他用消除摩擦的極限情況來說明慣性運(yùn)動，推論大石頭和小石塊綁在一起下落應(yīng)具有的速度來使亞里士多德陷于自相矛盾的困境，從而否定重物比輕物下落快的結(jié)論。這樣的推理就能消除直覺的錯誤，從而更深入地理解現(xiàn)象的本質(zhì)，愛因斯坦和英費(fèi)爾德在《物理學(xué)的進(jìn)化》一書中曾評論說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)的推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端”。 伽利略一生和傳統(tǒng)的錯誤觀念進(jìn)行了不屈不撓的斗爭，他對待權(quán)威的態(tài)度也很值得我們學(xué)習(xí)。他說過：“老實(shí)說，我贊成亞里士多德的著作，并精心地加以研究。我只是責(zé)備那些使自己完全淪為他的奴隸的人，變得不管他講什么都盲目地贊成，并把他的話一律當(dāng)作毫不能違抗的圣旨一樣，而不深究其他任何依據(jù)”。