一个数学家的故事,280~350字。
(1)动手动脑,勤勤恳恳。
伽利略1564年2月15日出生于比萨的一个音乐家和数学家家庭。他从小爱好机械、数学、音乐、诗歌和绘画,喜欢制作水车、风车和船模。17岁时,虽然按照父亲的命令进入比萨大学学医,但他还是不顾教授们的反对,在图书馆研究古籍,独自进行实验。1582年冬天,托斯卡纳公爵的年轻数学老师O. Ritchie允许伽利略旁听,让他进入了一个新的世界。里奇擅长应用力学和应用数学,讲课生动,这使他研究了水力学、建筑学、工程技术和实验。这期间,伽利略如饥似渴地阅读了许多古代数学和哲学方面的书籍,阿基米德将数学与实验相结合的方法深深感染了他。他深情地说:“阿基米德是我的老师。”
(2)善于观察,勤于实验。
伽利略对他周围世界的各种体育运动特别感兴趣,但他发现“体育的问题是如此古老,有意义的研究是如此可怜。”他的学生薇薇恩在《伽利略传》中描述了1583 19岁的枷利洛在比萨大教堂的场景:
“带着特有的好奇和敏感,我观察着悬挂在教堂顶部的大吊灯的运动——当它沿着大弧线、中弧线和小弧线摆动时,它摆动的时间是否相同...当大吊灯有规律地摆动时,...他用自己擅长并熟练运用的脉搏跳动和音乐节拍...来计算,而他明确得出的结论是时间完全相同。他仍然不满足于此,就回家了...并且用两根同样长度的绳子绑了一个铅球自由摆动...他把两个钟摆拉到离垂直线不同的角度,比如30和10,然后同时放开。在搭档的帮助下,他看到,无论他沿着长弧还是短弧摆动,两个摆在同一时间间隔内摆动的次数是完全相等的。他做了另外两个类似的钟摆,但长度不同。他发现,当短摆摆动300次,长摆摆动40次(都是大角度),在其他角度(如小角度)时,在相同的时间间隔内,它们各自的摆动时间与大角度的摆动时间完全相同,并且重复多次...他得出结论,似乎空气阻力对重物的快速摆动和轻物体的慢速摆动都几乎不起作用,一定长度的单摆摆动周期是一样的。他还发现,摆球的绝对重量和相对比重都不会导致周期的显著变化...只要不是特意选最轻的材料做摆球,就会因为空气阻力太大而迅速停止。”
伽利略偶然的发现不仅做了很多测量,还考虑了振幅、周期、绳长、阻力、重量、材料等因素。他还通过调整和缩放绳子的长度,制成了第一个实用的仪器——脉搏计。
1585年,他因家庭贫困辍学,回到佛罗伦萨,在那里当了一名家庭教师,努力自学。他从研究阿基米德的《论浮体》、杠杆定律和金冠的故事中获得灵感。通过简单的论证证明,一定质量物体的浮力与物体的形状无关,只与比重有关。他用纯金、纯银的重量、体积清单刻在秤上,与待测合金制品一起称量时,能很快读出金银的成色。这种“浮力平衡”对于黄金白银交易来说非常方便。1586年,他写了自己的第一篇论文《小平衡》来描述这个小制作。1589年,他把数学计算和实验结合起来,写了关于计算固体重心的几种方法的论文。这些成就使他在1589年被聘为比萨大学的教授,并在1592年移居威尼斯,成为帕多瓦大学的教授,开始了他一生的黄金时代。
在帕多瓦大学,他制造了第一个温度计来帮助医生测量病人的体温。这是一种开放式液体温度计,使用有色水或酒精作为测温物质。这其实就是温度计和气压计的原型。利用气体的热胀冷缩,通过装有液体的玻璃管,将温度作为客观物理量进行测量。
伽利略认为:“神奇的艺术在于琐碎幼稚的事情,对伟大发明的承诺应该从最卑鄙的开始”。我深深明白,只需要一次实验或证实,就足以推翻所有可能的理由。伽利略不愧为实验科学的创始人。
(3)破除迷信,开拓创新
伽利略仔细阅读了亚里士多德的《物理学》等著作,认为其中很多是错误的。他反对屈从于亚里士多德的权威,嘲笑那些“坚持亚里士多德的话”的书呆子。他认为只会背别人的话的人不能称为哲学家,只能称为“记忆主义者”或“背诵博士”。他认为:“世界是一本打开的活书”,“真正的哲学就写在永远在我们眼前打开的最伟大的书里。这本书是用各种几何图形和数学词汇写的。”
他从小就很好奇,所以能和老师朋友争论。他主张“不靠老师的威信,靠论证”来满足自己的理性要求。他反对一些不合理的传统。比如他在比萨大学教书时,坚决反对教授必须穿长袍的旧规定,在学生中传播反对穿长袍的讽刺诗。他确信哥白尼学说的正确性,他嘲笑那些认为天体不变的人,一针见血。“那些对长生不老之类的东西抱着极大的赞美,只不过是因为渴望长生不老,害怕死亡。”
伽利略依靠工匠的实践经验和数学理论的结合,自己敏锐的观察力和大量的实验结果。他通过雄辩和事实,粉碎了两千多年来教会支持的亚里士多德和托勒密思想体系对科学的禁锢,在运动理论方面奠定了科学力学的基石(如速度和加速度的引入、相对论原理、惯性定律、落体定律、摆的等时性、运动叠加原理等。),并且创造了一个实验。
(4)热爱科学,传播真理。
伽利略在他位于帕多瓦的家中建立了一个仪器作坊,批量生产各种科学仪器和工具,自己用来进行实验。1609年7月,他听说荷兰有人发明了望远镜,供人们欣赏。8月,他根据传闻和折射现象,找到了铅管和平凸平凹透镜,制成了第一台三倍望远镜,20天内改进到9倍,在威尼斯圣马可广场最高的塔楼顶层展出了几天,轰动一时。165438+10月这一个月,他做了一个20倍大的望远镜,用它来观测天象。他看到月亮皎洁如镜,却又骨瘦如柴,有山有山。他还系统地观察了木星的四颗卫星。1610年,他把望远镜的放大倍数提高到33倍。同年3月,他出版了《星际使者》一书,该书总结了他的观察结果,并用这些观察结果有力地反驳了地心说。伽利略发明望远镜纯属偶然,但他不断改进设计,批量制造,并逐渐提高放大倍数,这是一般学者、工匠或教师所不能及的。
伽利略通过望远镜测量了太阳黑子的周期变化和金星的盈亏变化,在银河系中看到了无数的恒星,有力地推动了日心说。
(5)历史遗留问题由于时代的局限
伽利略在1615被敌对势力指控。虽然他几次试图挽回局面,但在1616年,教皇禁止他以口头或书面形式教授或宣传日心说。伽利略表面上生活在禁令之下,实际上却写了《托勒密与哥白尼的对话》一书,为哥白尼辩护。这本书出版于1632年,伽利略在那年秋天受到了严厉的惩罚。1633年6月22日,伽利略被迫在悔过书上签字,随后被终身软禁。软禁期间写了一本书《两种新科学的对话与数学证明的对话》,1638在荷兰莱顿出版。