诗文岛

两个铁球同时着地

  伽利略是17世纪意大利伟大的科学家。他在学校念书的时候,同学们就称他为“辩论家”。他提出的问题很不寻常,常常使老师很难解答。

  那时候,研究科学的人都信奉亚里士多德,把这位两千多年前的希腊哲学家的话当作不容更改的真理。谁要是怀疑亚里士多德,人们就会责备他:“你是什么意思?难道要违背人类的真理吗?”

  亚里士多德曾经说过:“两个铁球,一个10磅重,一个1磅重,同时从高处落下来,10磅重的一定先着地,速度是1磅重的10倍。”这句话使伽利略产生了疑问。他想:如果这句话是正确的,那么把这两个铁球拴在一起,落得慢的就会拖住落得快的,落下的速度应当比10磅重的铁球慢;但是,如果把拴在一起的两个铁球看作一个整体,就有11磅重,落下的速度应当比10磅重的铁球快。这样,从一个事实中却可以得出两个相反的结论,这怎么解释呢?

  伽利略带着这个疑问反复做了许多次试验,结果都证明亚里士多德的这句话的确说错了。两个不同重量的铁球同时从高处落下来,总是同时着地,铁球往下落的速度跟铁球的轻重没有关系。伽利略那时候才25岁,已经当了数学教授。他向学生们宣布了试验的结果,同时宣布要在比萨城的斜塔上做一次公开试验。

  消息很快传开了。到了那一天,很多人来到斜塔周围,都要看看在这个问题上谁是胜利者,是古代的哲学家亚里士多德呢,还是这位年轻的数学教授伽利略?有的说:“这个青年真是胆大妄为,竟想找亚里士多德的错处!”有的说:“等会儿他就固执不了啦,事实是无情的,会让他丢尽了脸!”

  伽利略在斜塔顶上出现了。他右手拿着一个10磅重的铁球,左手拿着一个1磅重的铁球。两个铁球同时脱手,从空中落下来。一会儿,斜塔周围的人都忍不住惊讶地呼喊起来,因为大家看见两个铁球同时着地了,正跟伽利略说的一个样。这时大家才明白,原来像亚里士多德这样的大哲学家,说的话也不是全都对的。

  【四年级下册】《两个铁球同时着地》

背景介绍

亚里士多德

  亚里士多德(公元前384—前322)古希腊哲学家、科学家,是亚历山大大帝的教师。马克思、恩格斯称他为古希腊哲学中“最博学的人”。

  他将科学分为理论的科学、实践的科学、创造的科学。他在生物学、生理学、医学等方面都有突出的贡献。

比萨斜塔

  比萨斜塔在意大利西部古城比萨城内。建于1174年。

  当整座塔体完工后,塔顶中心线已偏离塔体垂直中心线。由于该塔“斜而不塌”,名声大噪。

  1590年,伽利略在塔上做自由落体试验,使比萨斜塔更有名了。

  比萨斜塔的斜度在缓慢增加,从1918年起,每年增加倾斜度为1毫米。近百年来,人们对斜塔采取了加固挽救措施,但都无济于事。前几年科学家们终于找到了办法,保护这一世界名塔。

伽利略

  伽利略(1564年2月15日—1642年1月8日),1564年,出生于意大利比萨市一个没落贵族的家庭。

  1581年考入比萨大学,遵从父命学医。在大学里,伽利略深深地爱上了数学,在宫庭数学家里奇的悉心辅导下,他把阿基米德的浮力原理和杠杆原理结合起来,获得了精密的测量方法,发明了用以测定合金成分的“液体静力天平”,引起了学术界的注意。

  1589年夏天,他受年仅25岁。

  伽利略给学生们讲宇宙,并告诉他们,宇宙中没有任何东西是一成不变的,这与亚里士多德的学说正好相反。他还告诉学生,所有东西、所有原子、所有星球都在运动。

  1609年,伽利略听说荷兰人发明了望远镜,他通过别人的一点描述,凭着自己独特的天赋,经过刻苦钻研和实验,成功地研制了世界上第一架放大倍数为33倍的天文望远镜。在这架天文望远镜的帮助下,伽利略探索了深邃神秘的天空,在一年之内他就做出了一系列重大的发现:

  月球表面并不像亚里士多德所说的那样平滑,而是呈现不规则的凹凸起伏;

  银河也不是人们所说的银白的云彩,而是由千千万万颗暗淡的星星所组成的;

  木星旁边有四颗运转着的卫星;

  地球并不是各个天体旋转的唯一中心;

  太阳上面有黑子;

  土星周围有光环……

  所有这些结果,都有力地支持了哥白尼的太阳中心说(“日心说”):即地球和所有行星都围绕太阳运行。

  1610年,伽利略出版了他的《星际使者》,向全世界宣布了他的上述发现。人们惊讶地说:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”

  1611年,伽利略在《关于太阳黑子的通信》中,肯定太阳是宇宙的中心,维护哥白尼的“日心说”。

  然而,当时势力强大的教会反对哥白尼的“日心说”。他们认为地球是宇宙的中心,太阳是围绕地球转动,而地球是不动的。因此教会在1616年给伽利略下了一道禁令,不准讲授哥白尼的学说。伽利略为此烦恼不已。

  1623年,伽利略冒险开始他最有名的著作──《关于两种世界体系之间的对话》的写作。同时他6次请求教皇乌尔班接见他。他小心翼翼地向教皇介绍哥白尼学说的书籍,教皇同意他把对“日心说”赞成和反对的论点一起写出来,但不允许他得出地球是绕着太阳旋转的结论。

  随后的6年时间里,他完成了他的杰作。在书中他巧妙地阐明了自己支持哥白尼学说的证据,而反对哥白尼“日心说”的人的辩解却愚蠢而无力。伽利略把哥白尼的学说当作“一种纯数学假说来叙述”。

  1632年,这本书得到了教会监察吏的许可后出版发行。但是,教会的权威人士很快就发现了伽利略仍在支持哥白尼的“日心说”,于是便一次又一次地把他押上宗教法庭。当时的伽利略已年近七旬,身患重病,体质虚弱。在宗教法庭上,他的精神和肉体受尽了折磨。

  1633年6月22日,他被迫双膝跪地发誓,哥白尼的理论纯粹是一派胡言乱语。他要“放弃、诅咒、痛恨”过去的种种错误,并保证以后永不宣传和谈到它,违犯了甘愿受死。

  伽利略刚宣布完他的誓言,就大声喊道:“不管怎么说,地球毕竟是在运动着的”。这说明伽利略并没有放弃自己所坚持的学说。

  伽利略被判处终身监禁,监外执行。但他没有放弃科学,经过三年的顽强拼搏,他又完成了一部巨著《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》。在书中,他大胆叙述了物体的各种运动和动力学有关的一些问题,为近代实验科学的发展,开辟了广阔的道路。这部书被偷运到荷兰出版时,伽利略已双目失明。

  伽利略的晚年境遇极为凄凉,只有他的女儿在他身边照料他。

  1634年他的女儿先他而死,他更加孤独和痛苦。

  1642年1月8日这位终身为科学真理而斗争的巨人含冤离开了人世。

  1983年,罗马教会终于为伽利略冤案公开平反,为此在罗马成立了一个由不同宗教信仰的著名科学家组成的委员会,它的宗旨是:“研究科学同宗教信仰的关系,伽利略案件的科学方面以及伽利略学说对现代科学的贡献。”(《世界上下五千年(古代卷)》)

比萨斜塔双球试验与自由落体定律

  亚里士多德凭着“自信的直觉”,提出了“重物体比轻物体下落速度要快些”的观点,这种观点统治了西方学术界将近2000年。

  1590年的一天,年轻的比萨大学数学教授伽利略,邀请比萨的一些学者和大学生来到斜塔下面,他和他的助手登上斜塔,让一个重十磅和一个重一磅的铁球,同时由塔上自由下落,轻的和重的几乎同时落地。

  伽利略把试验重复一次,结果仍然相同。

  伽利略的试验,动摇了亚里士多德在物理学中长期占统治地位的臆断,在观众中引起了极大的震动。

  伽利略发现了真理,但却触怒了比萨大学里亚里士多德学派的信徒,他们攻击伽利略胆敢怀疑亚里士多德,必定是圣教的叛徒。伽利略被赶出了比萨大学,但他由于这个试验发现了自由落体定律,当时他刚25岁,是他当教授的第二年。

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