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伽利略·伽利萊

伽利略·伽利萊（Galileo Galilei，1564年2月15日－1642年1月8日）[1][2][3]，義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家，科學革命中的重要人物。其成就包括改進望遠鏡和其所帶來的天文觀測，以及支持哥白尼的日心說。伽利略做實驗證明，感受到引力的物體並不是呈勻速運動，而是呈加速度運動；物體只要不受到外力的作用，就會保持其原來的靜止狀態或勻速運動狀態不變。他又發表慣性原理闡明，未感受到外力作用的物體會保持不變其原來的靜止狀態或勻速運動狀態。伽利略被譽為「現代觀測天文學之父」 [4]、「現代物理學之父」 [5]、「科學之父」 [5] 及「現代科學之父」。[6]

伽利略·伽利萊



圖片來源itw01
出生 儒略曆(1564-02-15)1564年2月15日[1]
意大利佛羅倫斯公國比薩[1]
逝世 儒略曆1641年12月29日
格里曆1642年1月8日(1642-01-08)（77歲）[1]
意大利托斯卡納大公國阿切特里[1]
居住地 意大利托斯卡納大公國
母校 比薩大學
知名於 運動學
動力學
望遠鏡觀測天文學
日心說
信仰 羅馬天主教

史蒂芬·霍金說，「自然科學的誕生要歸功於伽利略。」[7]

目錄

生平

伽利略於1564年出生於意大利的比薩市，9歲時隨家移居到佛羅倫斯。青年時代伽利略入讀比薩大學，並於1589年成為該大學數學系教授。

伽利略在研究運動學時研究過物體的等加速運動，這個課題在今天幾乎所有高中及大學的入門物理學程中都是必教的。他對觀測天文學的貢獻包括用望遠鏡確認金星的盈虧，發現木星最大的四個衛星（以他命名為伽利略衛星）以及觀測並分析太陽黑子。伽利略也曾研究過應用科學及科技，並改進了圓規的設計。

在他還在世的時候，伽利略維護哥白尼學說這件事是具爭議性的，那時候大部份哲學家及天文學家還在贊成（最少表面上是這樣的）地心說，也就是認為地球是宇宙的中心。在他於1610年公開支持日心說之後，他受到一些哲學家和天主教教士的激烈反對，後者其中兩人更於不久後的1615年向教廷異端裁判所告發伽利略。儘管對他的指控當時都被撤消，但是天主教會還是於1616年2月對外宣稱日心說是「錯誤且有違《聖經》的」，[8] 而且伽利略還被警告，說要他終止對日心說的支持──而他也承諾了會這樣做。當他後來在他最有名的著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》（於1632年出版）中捍衛其觀點時，就受到了裁判所的審訊，被判定「有強烈異端嫌疑」，結果被迫放棄日心說，並在軟禁下度過餘生。

1642年1月8日（儒略曆1641年12月29日）伽利略在經歷高燒與心悸後死去，享年77歲。[9]巧合的是，在伽利略身故後一年（1643年1月4日（儒略曆1642年12月25日）），另一位科學巨擘艾薩克·牛頓誕生於歐洲。

成果

伽利略為牛頓的牛頓運動定律第一、第二定律提供了啟示。他非常重視數學在應用科學方法上的重要性，特別是實物與幾何圖形符合程度到多大的問題。

伽利略認為選擇得當的數學證明可以用來探索任何牽涉到定量性的問題。伽利略為自己提出的第一套力學問題，是那些牽涉到尺度效果的問題。在考察尺度效果時，伽利略研究了物質的數量，即後來叫做質量的量，後來又以同樣方式探索了牽涉到時間測量和速度測量的動力學問題。伽利略所研究的中心問題就是在重力影響下的落體運動問題，推翻了亞里士多德關於不同重量的物體下落速度不同的論點。

根據亞里士多德的物理學，保持物體以勻速運動的是力的持久作用。但是伽利略的實驗結果證明物體在引力的持久影響下並不以勻速運動，而是每次經過一定時間之後，在速度上有所增加。物體在任何一點上都繼續保有其速度並且被引力加劇。如果沒有了引力，物體將仍舊以它在那一點上所獲得的速度繼續運動下去。這就是慣性原理。這個原理闡明物體只要不受到外力的作用，就會保持其原來的靜止狀態或勻速運動狀態不變。

從慣性原理，伽利略發展了拋射體的飛行軌跡理論，從而表明數學證明在科學上的價值。他考察了一個球以勻速滾過桌面，再從桌邊沿一根曲線軌道落到地板上的動作。在這條墜落軌道上的任何一點，球都具有兩種速度：一個是沿水平面的速度，根據慣性原理始終保持勻速，另一個是垂直的速度，受引力的影響而隨着時間加快。在水平方向，球在同等時間內越過同等距離，但是在垂直的方向，球越過的距離則和時間的平方成正比。這樣的關係決定球走出的軌跡形式，即一種半拋物線，因此，一個物體以四十五度角拋出時，距離將最遠。

伽利略發展一些儀器。他製造了第一個溫度計來測量溫度，而且用擺來測量時間，伽利略還改良了折射望遠鏡，並使用望遠鏡進行天文觀測。

1609年，伽利略聽說荷蘭米德爾堡的眼鏡商-漢斯·立浦喜(Hans Lippershey)造出了「望遠鏡」，可以將遠距離的東西放大，於是伽利略研究了合成鏡片的光學性質，造了幾具改進的望遠鏡自用。他用新式的望遠鏡進行天文觀測，發現太陽上有黑子，月亮表面的坑洞，並根據其邊緣影子的長度測算它們的高度。他還發現銀河是由許多的恆星組成。此外，伽利略還發現了金星的相，即金星也跟月球一樣有相位的變化，會從新月狀逐漸變為滿月；他也發現了木星的四顆衛星。這些發現都支持哥白尼的日心說，並嚴重地挑戰了當時羅馬教會所認可的托勒密古希臘天文觀與地心說。他將這些發現彙集撰寫關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，意圖平復反對的聲浪，以避免教會的制裁。1615年伽利略受到羅馬宗教法庭的傳訊，在法庭上他被迫作出承認自己錯誤的聲明。

 
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對現代科學的影響

史蒂芬·霍金認為，伽利略對現代科學誕生的貢獻，比其他人都多[10]﹔阿爾伯特·愛因斯坦稱他為現代科學之父[11]。

伽利略在天文學的發現和對尼古拉·哥白尼學說的研究已經傳給世界一筆永存的遺產，這筆遺產包括伽利略發現並歸類的木星四大衛星，合稱伽利略衛星。

伽利略號探測器以伽利略命名，它是第一個圍繞木星公轉的太空飛行器。歐盟建造中的衛星定位系統﹕伽利略定位系統以伽利略命名。

在古典力學裡慣性系統(慣性參考系)之間的座標轉換稱為伽利略變換。伽，有時稱為【伽利略】，雖不是國際單位制的單位，卻是一個加速度單位，常用於重力場的測定。

因為2009年是伽利略第一個有記載﹑使用望遠鏡作天文觀測的第四百年，聯合國訂此年為全球天文年。

2011年8月5日發射的無人太空探測船朱諾號帶有一塊2吋長2.8吋寬的鋁質紀念牌﹐上面鐫刻有伽利略的自畫像﹐以及他在1610年發現木星衛星的親筆觀測記錄[12]。同一艘太空探測船上並帶有三個樂高積木人像﹐其中一個代表伽利略﹐其他兩個代表古羅馬神話的朱庇特(木星名字的來由)及他的夫人朱諾(朱諾號名字的來由)[13]。

天主教會與伽利略

天主教會對於伽利略的迫害，長期受到後世學者的關注。

1718年，天主教會放鬆對伽利略部份著作的禁令，允許他部份著作在佛羅倫斯印行，但是《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》仍然遭到禁止。1741年，教宗本篤十四世授權，允許他所有在科學方面著作都能夠出版。1758年，天主教會將伽利略的著作由禁書目錄中移除，但是《對話》一書仍然在名單中，直到1853年，伽利略的所有著作才從禁書目錄中被完全移除。

1939年，庇護十二世在當選天主教教宗不久後，在大學發表演說，讚揚伽利略是研究方面的英雄。伽利略的名聲逐步在天主教會中恢復，但天主教會仍然巧妙的拒絕對於當年的宗教審判提出道歉。

1990年，天主教會重要的神學家約瑟夫·拉辛格（日後當選為教宗本篤十六世）在演說中讚揚伽利略在天文學方面的貢獻。1992年10月31日，教宗若望·保祿二世發表聲明，對伽利略事件的處理方式表示遺憾，承認伽利略在科學及神學上的見解，都比當時天主教會中的反對者更為正確，但仍然沒有觸及當年宗教審判的對錯問題。

 
原圖鏈接

在藝術和受歡迎媒介裡

質量相異者同時落地

伽利略的所有試驗中，最著名的該算是「質量相異者同時落地」，這個試驗推翻了亞里士多德的關於落體速度與其質量成正比的理論。但事實上，並沒有紀錄表明伽利略真的做了這個著名試驗。

有歷史記載的第一個完成這類試驗的人是斯台文，在《自然科學史》中記載，荷蘭人斯台文在1586年使用2個重量不同的鉛球完成了這個試驗，並證明了亞里士多德的理論是錯誤的。

在斯台文試驗的幾個世紀以後，阿波羅15號的宇航員大衛·斯科特1971年8月2日在無空氣月球表面上使用一把錘子和一根羽毛重複了這個試驗，證明且讓地球上的電視觀眾親眼看到了這兩個物體同時掉落在月球表面上。

著作

參考文獻

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 O'Connor, J. J.; Robertson, E. F. Galileo Galilei. The MacTutor History of Mathematics archive. 蘇格蘭聖安德魯大學. [2007-07-24]. 
  2. ↑ Drake (1978, p.1).伽利略出生日期用的是儒略曆，當時所有基督教國家都使用這個曆法。義大利及幾個天主教國家於1582年改用公曆。除非特別註明，條目中的日期皆為公曆。
  3. ↑ Template:Ws by John Gerard. Retrieved 11 August 2007
  4. ↑ Singer, Charles, A Short History of Science to the Nineteenth Century, Clarendon Press, 1941  (page 217)
  5. ↑ 5.0 5.1 Weidhorn, Manfred. The Person of the Millennium: The Unique Impact of Galileo on World History. iUniverse. 2005: 155. ISBN 0-595-36877-8. 
  6. ↑ Finocchiaro (2007).
  7. ↑ "Galileo and the Birth of Modern Science, by Stephen Hawking, American Heritage's Invention & Technology, Spring 2009, Vol. 24, No. 1, p. 36
  8. ↑ Sharratt (1994, pp.127–131), McMullin (2005a).
  9. ↑ Carney, Jo Eldridge. Renaissance and Reformation, 1500–1620: a. Greenwood Publishing Group. 2000. ISBN 0-313-30574-9. 
  10. ↑ Hawking (1988, p.179).
  11. ↑ Einstein (1954, p.271). "Propositions arrived at by purely logical means are completely empty as regards reality. Because Galileo realised this, and particularly because he drummed it into the scientific world, he is the father of modern physics—indeed, of modern science altogether."
  12. ↑ Plaque Dedicated to Galileo
  13. ↑ Three Figurines to Jupiter Orbit

外部鏈接

參見

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