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文章詳情介紹：

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看壹看伽利略的_腦洞_到底有多大？

"最美麗的十大經典物理實驗"第8名

物理實驗的核心是實驗者抓住了物理學傢眼中最美麗的科學之魂，“由簡單的儀器和設備，發現了最根本、最單純的科學概唸。”

伽利略（Galileo，1564~1642）。意大利數學傢、物理學傢、天文學傢，科學革命的先驅 。伽利略發明了擺針和溫度計，在科學上為人類作出過巨大貢獻，是近代實驗科學的奠基人之壹。

伽利略

伽利略倡導數學與實驗相結合的研究方法，這種研究方法是他在科學上取得偉大成就的源泉，也是他對近代科學的最重要貢獻 。

伽利略認為實驗是知識的唯壹源泉，主張用實驗---數學方法研究自然規律，反對經驗哲學的神秘思辨。深信自然之書是用數學語言寫的，衹有能歸結為數量特徵的形狀、大小和速度才是物體的客觀性質。他是利用望遠鏡觀察天體取得大量成果的第壹人。

伽利略望遠鏡

伽利略對17世紀的自然科學和世界觀的發展起了重大作用，從伽利略、牛頓開始的實驗科學是近代自然科學的開始，伽利略利用理想實驗和科學推理巧妙地否定了亞里斯多德的自由落體運動理論。

正確的自由落體運動規律應是怎樣的呢？由於當時測量條件的限制，伽利略無法用直接測量運動速度的方法來尋找自由落體的運動規律。因此他設想用斜麵來“沖淡”重力，“放慢”運動，而且把速度的測量轉化為對路程和時間的測量，並把自由落體運動看成為傾角為 90° 的斜麵運動的特例。

在這壹思想的指導下，他做了壹個 6 米多長，3 米多寬的光滑直木板槽，再把這個木板槽傾斜固定，讓銅球從木槽頂端沿斜麵滾下，然後測量銅球每次滾下的時間和距離的關係，並研究牠們之間的數學關係。

伽利略的斜麵實驗

亞里斯多德曾預言滾動球的速度是均勻不變的，也就是銅球滾動兩倍的時間就走出兩倍的路程。伽利略卻證明銅球滾動的路程和時間的平方成比例，即兩倍的時間里，銅球滾動 4 倍的距離。

他把實驗過程和結果詳細記載在 1638 年發表的著名的科學著作《關於兩門新科學的對話》中。

伽利略在實驗的基礎上，經過數學的計算和推理，得出假設，然後再用實驗加以檢驗，由此得出正確的自由落體運動規律。這種研究方法後來成了近代自然科學研究的基本程序和方法。

伽利略的斜麵加速度實驗還是把真實實驗和理想實驗相結合的典範。伽利略在斜麵實驗中發現，衹要把摩擦減小到可以忽略的程度，小球從壹斜麵滾下之後，可以滾上另壹斜麵，而與斜麵的傾角無關。也就是說，無論第二個斜麵伸展多遠，小球總能達到和出發點相同的高度。如果第二斜麵水平放置，而且無限延長，則小球會壹直運動下去。這實際上是我們現在所說的慣性運動。因此，力不再是亞里斯多德所說的維持運動的原因，而是改變運動狀態（加速或減速)的原因。

伽利略的理想實驗

把真實實驗和理想實驗相結合，把經驗和理性（包括數學論證）相結合的方法，是伽利略對近代科學的重大貢獻。實驗不是也不可能是自然觀象的完全再現，而是在人類理性指導下的對自然現象的壹種簡化和純化，因而實驗必須有理性的參與和指導。伽利略既重視實驗，又重視理性思維，強調科學是用理性思維把自然過程加以純化、簡化，從而找出其數學關係。因此，是伽利略開創了近代自然科學中經驗和理性相結合的傳統。這壹結合不僅對物理學，而且對整個近代自然科學都產生了深遠的影響。正如愛因斯坦所說：“人的思維創造出壹直在改變的宇宙圖景，伽利略對科學的貢獻就在於毀滅直覺的觀點而用新的觀點來代替牠。這就是伽利略的發現的重要意義”。

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