伽利略的所有发明

主要贡献可以分为以下三个方面:①力学伽利略是第一个将实验引入力学的科学家，他将实验与数学相结合，确定了力学的一些重要定律。1582左右，经过长期的实验观察和数学计算，他得到了摆的等时律。随后因家庭经济困难于1585辍学。离开比萨大学时，他深入研究了古希腊学者欧几里德和阿基米德的著作。他根据杠杆和浮力原理写了第一篇题为《平衡》的论文。不久后，他写了一篇关于引力的论文，首次揭示了引力和重心的本质，并给出了精确的数学表达式，因此一举成名。同时，他质疑亚里士多德的许多观点。在1589 ~ 1591期间，伽利略对落体运动进行了细致的观察。从理论和实验上否定了统治数千年的亚里士多德在“落体运动定律”上建立了正确的“自由落体定律”，即在忽略空气阻力的情况下，不同重量的球同时落地，下落速度与重量无关。据伽利略晚年的学生v·维维亚尼(V. viviani)回忆，落体实验是在比萨斜塔上当众进行的:1589年的一天，伽利略丢下一个重100磅的铁球，几乎同时落地，在场的竞争对手都傻眼了，在笑声中耸耸肩。但伽利略的著作中并没有明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。所以这几年一直有争议。伽利略对运动的基本概念，包括重心、速度、加速度做了详细的研究，并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度的概念，更是力学史上的里程碑。有了加速度的概念，力学的动态部分就可以有科学依据，而在伽利略之前，只有静态部分是定量描述的。伽利略非正式地提出了惯性定律(见牛顿运动定律)和物体在外力作用下的运动定律，为牛顿正式提出第一和第二运动定律奠定了基础。伽利略是牛顿创立经典力学的先驱。伽利略还提出了合力定律和抛体运动定律，确立了伽利略的相对性原理。伽利略对力学的贡献是多方面的。这在他晚年写的力学著作《两种新科学的对话和数学证明》中有详细描述。在这本不朽的书中，除了动力学，还有很多关于材料力学的内容。例如，他阐述了梁的抗弯试验和理论分析，正确地总结了梁的抗弯能力与几何尺寸之间的力学相似关系。他指出，对于类似长度的圆柱形梁，弯矩与半径的立方成正比。他还分析了集中载荷作用下的简支梁，并正确地指出，最大弯矩是在载荷作用下，并与它到两点的距离的乘积成正比。伽利略还分析了将梁弯曲理论应用于实践时应注意的问题，指出工程结构的尺寸不能过大，因为它们会在自重下被破坏。根据他的实验，他得出结论，当动物的身体尺寸减小时，其身体的强度并不按比例减小。他说:“一只小狗也许能背上两只或三只同样大小的狗，但我相信一匹马可能连一匹同样大小的马都背不动。”天文学他是第一个在用望远镜观察天体方面取得巨大成就的科学家。这些成果包括:发现月球表面凹凸不平，木星有四颗卫星(现称伽利略卫星)，太阳黑子和太阳的自转，金星和木星的盈亏，银河系由无数恒星组成。他用实验证实了哥白尼的“地球运动说”，彻底否定了统治一千多年的亚里士多德和托勒密的“地球运动说”。(3)哲学他一生坚持与唯心主义和教会经院哲学作斗争，主张用具体的实验来认识自然规律，认为经验是理论知识的源泉。他否认世界上存在绝对真理和掌握真理的绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和无限性，这对唯物主义哲学的发展具有重要意义。但由于历史的局限性，他强调只有可以概括为数量特征的物质属性才是客观存在的。伽利略“放弃”了日心说，因为他支持日心说的监禁。他说“考虑到各种障碍，两点之间最短的线不一定是直线”。也正是因为这种想法，他为了永恒的支持而暂时放弃，而不是像布鲁诺那样英勇，却可以继续为科学贡献自己的力量。伽利略和他的科学发现古希腊在物理理论方面有两个学派，一个以哲学家亚里士多德为代表，另一个以自然科学家阿基米德为代表。两人都是古希腊的著名学者，但由于观点和方法的不同，他们的科学结论也不同，形成了尖锐的对立。亚里士多德的观点基本上是唯心主义的，靠主观思考和纯推理得出结论，所以充满了谬误。阿基米德学派的观点基本上是唯物主义的，他完全依靠科学实践来得出结论。然而，自11世纪以来，在基督教会的支持下，亚里士多德的著作引起了经院哲学家的注意，他们排斥阿基米德的物理学，把亚里士多德的物理学视为经典，所有违背亚里士多德物理学的学者都被视为“异端”。但是伽利略对亚里士多德的物理学持怀疑态度。相反，他特别重视阿基米德物理学的研究。他重视理论联系实际，观察各种自然现象，思考各种问题。伽利略十八岁时，有一次去比萨的教堂。他注意到挂在教堂里的长明灯被风有规律地从左向右摆动。他根据脉搏给它们计时，发现往复运动的时间总是相等的。就这样，他发现了摆的等时性。后来，荷兰物理学家惠更斯根据这一原理制成了悬挂摆钟，人们称之为“伽利略钟”。伽利略根据阿基米德的理论，对快速确定合金成分的流体静力学天平进行了研究，发明了测量物质密度的“小天平”，并写了一篇名为《小天平》的论文。后来，他致力于研究物体重心的几何，在1588发表了《固体的重心》一文，引起了学术界的关注。第二年，在一位朋友的推荐下，他被比萨大学聘为数学教授。亚里士多德认为，两个物体下落的高度相同，较重的物体比较轻的物体先落地。但经过反复研究和实验，伽利略得出了相反的结论:落体速度与重量无关。1590年，伽利略在比萨斜塔上做了一个下落实验，证明亚里士多德的说法是错误的，使统治人们思想2000多年的亚里士多德理论第一次发生了动摇。然而，一些被邀请观看的著名学者否认他们亲眼所见，他们攻击伽利略。伽利略在1591年被比萨开除。在科学史上，伽利略不是落体实验的发起人，而是斯台文。但是伽利略在比萨斜塔上的实验产生了深远的影响。1592年，伽利略来到威尼斯的帕多瓦大学任教，开始了他科学活动的黄金时代。在此期间，他研究了很多物理问题，如斜坡运动、力的合成、抛体运动等等。他还研究了液体和热量，并发明了温度计。1609年，伽利略制作了天文望远镜，并用它来探索宇宙的奥秘。他发现月球表面凹凸不平，有高山和深谷。木星有四颗卫星围绕它旋转，金星和月亮一样，有得也有失。土星有光环；太阳有黑子，可以自转。千千的银河是由成千上万颗暗淡的星星组成的。这些发现为哥白尼和布鲁诺的观点提供了有力的证据。这严重打击了教会的信条。次年，他出版了《星际使者》，向读者通俗地介绍了他观察到的天空现象，宣传了他的观点。这本书在欧洲引起了巨大的轰动，因此伽利略被称为“天空中的哥伦布”。1613年，他在罗马发表了关于太阳黑子的文章。该书以书信的形式明确指出哥白尼的理论是正确的，托勒密的理论是错误的。伽利略触怒了教会，开始接受宗教裁判所的审判。在教廷的压力下，伽利略继续他的科学研究，在长期观察和研究天体运动的实践中，更加确信哥白尼学说的正确性。1632 65438+10月，伽利略在佛罗伦萨出版了《关于托勒密和哥白尼两个世界体系的对话》。在书中，他以三位学者对话的形式谈了四天。讨论三个问题:1，证明地球在动；2.丰富哥白尼的学说；3.地球的潮汐。《对话》总结了伽利略在长期科研实践中的各种科学发现，宣告了托勒密地心说的破产，从根本上动摇了教会的最高权威，从而推动了唯物主义的发展。这本书一经出版，就受到了读者的欢迎。但遭到了罗马教会的反对。伽利略被囚禁了很长时间。1636年，伽利略秘密完成了他一生中的又一部巨著《两种新科学的对话》。该书于1638年在荷兰出版。这部巨著也是以三人对话的形式写成的。《第一天》讲的是固体材料的强度，反驳了亚里士多德关于落体速度取决于重量的观点。《隔天》讲的是衔接的原因，讨论的是杠杆原理的证明和梁的强度。第三天讨论匀速运动和自然加速度运动。第四天是关于抛射体运动的讨论。这部巨著从根本上否定了亚里士多德的运动理论。