高中物理 拓展閱讀關(guān)于伽利略與亞里士多德 課外閱讀材料素材

1、關(guān)于伽利略與亞里士多德一、 伽利略簡(jiǎn)介伽利略全名伽利略·伽利萊，他是文藝復(fù)興后期近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的創(chuàng)始人。1564年伽利略生于意大利的比薩城，1611年，伽利略應(yīng)邀來(lái)到羅馬，在羅馬期間，伽利略為了確立新的自然研究法實(shí)驗(yàn)法的地位，又同教會(huì)的唯心論世界觀進(jìn)行了激烈的斗爭(zhēng)，這就更加激怒了教會(huì)。1632年，他的名著關(guān)于兩大世界體系的對(duì)話出版，但立即被教會(huì)列為禁書。1633年6月22日，伽利略受到宗教法庭審判，并被判終身軟禁，成了“宗教裁判判所”的囚徒。1638年，伽利略在荷蘭出版了關(guān)于兩門新學(xué)科與數(shù)學(xué)證明的對(duì)話一書，對(duì)自己多年來(lái)在力學(xué)方面的研究進(jìn)行了總結(jié)。他的父親是一位才華出眾的音樂家和教育家。

2、他在科學(xué)上的創(chuàng)造才能，在青年時(shí)代就顯示出來(lái)了。當(dāng)他還是比薩大學(xué)醫(yī)科學(xué)生時(shí)，就發(fā)明了能測(cè)量脈搏速率的擺式計(jì)時(shí)裝置。后來(lái)他的興趣轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)和物理學(xué)。1581年，17歲的伽利略對(duì)古希臘的物理學(xué)及亞里士多德、埃夫克利德和阿基米德的著作著迷。伽利略在數(shù)學(xué)、天文學(xué)，特別是力學(xué)方面有了很深的造詣，學(xué)術(shù)上成果累累。他通過(guò)大量的觀察和實(shí)驗(yàn)總結(jié)出了慣性定律、自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相對(duì)性原理；發(fā)現(xiàn)了單擺振動(dòng)的等時(shí)性原理；用自制的33倍望遠(yuǎn)鏡觀察天象，發(fā)現(xiàn)了一系列令人震驚的天文現(xiàn)象。伽利略將觀察到的天文現(xiàn)象寫成星際使者一書，于1610年發(fā)表。書中介紹了月球上的環(huán)狀山脈，無(wú)數(shù)星體構(gòu)成的銀河系，金星的盈虧，木星的四顆衛(wèi)星，太

3、陽(yáng)黑斑等等，從而對(duì)哥白尼的“天體運(yùn)行”論提供了有力的支持，同時(shí)也動(dòng)搖了亞里士多德托勒密的地心說(shuō)。二、 亞里士多德簡(jiǎn)介作為一位偉大的、百科全書式的科學(xué)家，亞里士多德對(duì)世界的貢獻(xiàn)之大，令人震驚。他至少撰寫了170種著作，其中流傳下來(lái)的有47種。他的科學(xué)著作，在那個(gè)年代簡(jiǎn)直就是一本百科全書。但他的成就遠(yuǎn)不止于此。他還是一位真正哲學(xué)家，對(duì)哲學(xué)每個(gè)學(xué)科幾乎都做出了貢獻(xiàn)。亞里士多德集中古代知識(shí)于一身，在他死后幾百年中，沒有一個(gè)人像他那樣對(duì)知識(shí)有過(guò)系統(tǒng)考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全書。恩格斯稱他是“最博學(xué)的人”。亞里士多德最大的貢獻(xiàn)在于創(chuàng)立了形式邏輯這一重要分支學(xué)科。邏輯思維是亞里士多德在眾多領(lǐng)域建

4、樹卓越的支柱。亞里士多德的思想對(duì)西方文化根本傾向以至內(nèi)容產(chǎn)生了深刻的影響。在上古及中古時(shí)期，他的著作被譯成拉丁文、敘利亞文、阿拉伯文、意大利文、希伯來(lái)文、德語(yǔ)和英語(yǔ)。隨著亞里士多德作品的不斷被發(fā)現(xiàn)，中世紀(jì)出現(xiàn)了一個(gè)研究亞里士多德主義的新時(shí)代，學(xué)者們以此作為求得各方面真知識(shí)的基礎(chǔ)。亞里士多德學(xué)識(shí)淵博，著述頗豐他對(duì)于當(dāng)時(shí)尚未分類的科學(xué)部門如政治、邏輯、倫理、歷史、物理(自然學(xué)科)、心理學(xué)、美學(xué)、教育學(xué)等均有研究并有獨(dú)到見解，被馬克思譽(yù)為“古代最偉大的思想家”。亞里士多德是古希臘又一位偉大的教育思想家，建立了包括自然學(xué)科在內(nèi)的百科全書式的課程體系，提出了注重實(shí)踐的良好措施，為后人留下了一筆包羅宏富的

5、教育遺產(chǎn)。亞里士多德顯示了希臘科學(xué)的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在他以前，科學(xué)家和哲學(xué)家都力求提出一個(gè)完整的世界體系，來(lái)解釋自然現(xiàn)象他是最后一個(gè)提出完整世界體系的人。在他以后，許多科學(xué)家放棄提出完整體系的企圖，轉(zhuǎn)入研究具體問(wèn)題。三、 亞里士多德為什么在物理問(wèn)題中總是出錯(cuò) 物理教科書上，亞里士多德給同學(xué)們的形象不好。他老是出錯(cuò)，請(qǐng)同學(xué)們講一講，他有哪些錯(cuò)誤的結(jié)論？“物體下落的快慢是由它的重量決定的，物體越重，下落得越快”、“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，用力推車，車才前進(jìn)，停止用力，車子就要停下來(lái)”。 是否覺得亞里士多德實(shí)在太不高明，而伽利略則比他偉大千倍。其實(shí)這種看法過(guò)于偏激，事實(shí)上，亞里士多德

6、是古代的一位偉大思想家，一位百科全書式的大學(xué)問(wèn)家，他有著成就事業(yè)的理性方法，又有著幾乎無(wú)所不及的思想成果，是古代科學(xué)思想的偉大代表，不僅在哲學(xué)、邏輯學(xué)方面的成就至今還被應(yīng)用著，而且對(duì)物理學(xué)的前期發(fā)展是有貢獻(xiàn)的。 亞里士多德認(rèn)為，物體永遠(yuǎn)在運(yùn)動(dòng)變化，“運(yùn)動(dòng)是永恒的，不能在一個(gè)時(shí)候曾經(jīng)存在，在另一個(gè)時(shí)候不存在”這種運(yùn)動(dòng)永恒的觀點(diǎn)具有唯物主義思想，包含辯證法的因素，至今仍是積極而有價(jià)值的。 亞里士多德提出的“自然運(yùn)動(dòng)”與“非自然運(yùn)動(dòng)”的理論。其中含有靜止慣性的思想，在遙遠(yuǎn)的公元前，已是難能可貴的了。 亞里士多德認(rèn)為地上的物質(zhì)由土、水、氣、火這四種“基本元素”組成；企圖從

7、物質(zhì)本身來(lái)說(shuō)明自然，把科學(xué)從宗教與神話中解放出來(lái)，這一精神是有進(jìn)步意義，這是人類幼年時(shí)代的思想精粹。 亞里士多德主張大地是球形的，并列出了一些事實(shí)來(lái)證明。他說(shuō)，當(dāng)月蝕的時(shí)候，其顯明的部份恰帶有球形的形狀月蝕的成因乃是由于地球遮蔽月球之故，因而這就是說(shuō)，地球表面的球形確定了月球的輪廓：認(rèn)識(shí)到大地是球形，是一個(gè)重大的認(rèn)識(shí)飛躍，為后來(lái)引力理論的建立作了思想準(zhǔn)備。 這樣一位偉大的學(xué)者為什么在物理問(wèn)題上經(jīng)常出錯(cuò)？亞里士多德的錯(cuò)誤不在于頭腦也不全在于時(shí)代，而在于研究方法。亞里士多德對(duì)物理的研究是采用“觀察加直覺”的方法，他的那些錯(cuò)誤結(jié)論是靠觀察，并依賴直接推理，得出一系列直覺結(jié)論。固然

8、，觀察與直覺對(duì)物理研究是至關(guān)重要的。詳細(xì)的觀察和良好的直覺往往導(dǎo)致偉大的發(fā)現(xiàn)。然而物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，所以根據(jù)直接觀察所得出的直覺結(jié)論不是都可靠，有時(shí)會(huì)將人們引入歧途。如果說(shuō)伽利略比亞里士多德偉大，就在于伽利略是第一位創(chuàng)造通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)的科學(xué)研究方法的科學(xué)家伽利略所說(shuō)的下面這段話能夠讓我們正確的對(duì)待偉人：“老實(shí)說(shuō)，我贊成看亞里士多德的著作，并精心研究，我只是責(zé)備那些把自己完全淪為亞里士多德的奴隸的人?！?#160;二、伽利略與自由落體 亞里士多德的學(xué)說(shuō)在十六世紀(jì)仍然如日中天，人人都奉為經(jīng)典，沒有人提出任何的懷疑。亞里士多德關(guān)于“自由落體”的學(xué)說(shuō)是：物體自高處自由落下

9、的速度和重量成正比。也就是說(shuō)，一個(gè)十磅重的物體，下墜的速度會(huì)比一磅重的物體快十倍。這個(gè)學(xué)說(shuō)在大小的外表上看來(lái)，似乎非常的合理，而且人人也都相信學(xué)說(shuō)的真確性，教授們嚴(yán)肅的把這個(gè)學(xué)說(shuō)教給他們的學(xué)生，學(xué)生們也都敬謹(jǐn)?shù)慕邮苓@個(gè)學(xué)說(shuō)，只有伽利略表示懷疑。 伽利略曾經(jīng)親眼目睹大小不同的冰雹，同時(shí)一起掉落到地。根據(jù)常識(shí)判斷，它們似乎是從同一高度一起下墜的，但是按照亞里士多德的學(xué)說(shuō)，較大的冰雹應(yīng)該先落到地面上，小冰雹在接著掉來(lái)，伽利略觀察到的并非如此。 他做了許多實(shí)驗(yàn)，發(fā)覺亞里士多德的學(xué)說(shuō)是錯(cuò)誤的，他決心指出這項(xiàng)錯(cuò)誤。傳說(shuō)有一天，他邀請(qǐng)有關(guān)的教授到比塞塔前，拿出一個(gè)一百磅的重體，和一個(gè)一磅

10、的重體。 伽利略問(wèn)所有的教授們： “假如這兩個(gè)重體同時(shí)自塔頂自由落下，結(jié)果如何？” 教授們議論紛紛，誰(shuí)也沒有做過(guò)這樣的實(shí)驗(yàn)，沒有人敢預(yù)料結(jié)果如何。 以往，他們按亞里斯多德的學(xué)說(shuō)照本宣科，從來(lái)沒有懷疑過(guò)。現(xiàn)在，居然有一位二十五歲的青年，提出了要求證據(jù)的疑問(wèn)。結(jié)果呢？要是兩個(gè)重體以非常懸殊的速度墜落地面，教授們可以松一口氣，證明亞里士多德的學(xué)說(shuō)是正確的，伽利略將被冠上“說(shuō)謊者”、“攪局者”的罪名。要是兩個(gè)重體同時(shí)墜落地面？又將如何解釋呢？是揚(yáng)棄奉行多年的亞里士多德學(xué)說(shuō)，接受伽利略實(shí)驗(yàn)所證明的事實(shí)，還是對(duì)伽利略的實(shí)驗(yàn)視若無(wú)睹？ 比薩塔的傾斜度可以使墜

11、體不受阻礙，伽利略塔頂大喊： “看清楚了沒有？下來(lái)了！” 兩個(gè)重體砰然而下，小的重體始終和大的重體并行，而且同時(shí)落地。這兩個(gè)重體的砰然一聲，并不表示亞里士多德的學(xué)說(shuō)已經(jīng)崩潰。因?yàn)檫@一群教授在不想相信一件真實(shí)事物的時(shí)候，根本不去看一看、摸一摸，無(wú)論如何也不愿意承認(rèn)亞里士多德的學(xué)說(shuō)是錯(cuò)誤的。更荒謬的是他們反而懷疑伽利略為了證實(shí)速度相同，而在重體內(nèi)隱藏了“魔術(shù)”。 三、伽利略的科學(xué)研究方法 伽利略在關(guān)于兩門新學(xué)科與數(shù)學(xué)證明的對(duì)話一書中寫道：薩爾維阿諦（伽氏）：如果把兩個(gè)自然速率不同的物體綁在一起，那么落得快的物體會(huì)被落得慢的物體拖著而減速，落得慢的物體會(huì)被落得

12、快的物體拖著而加速，你同意嗎？辛普利丘（亞氏）：沒有疑問(wèn)，你說(shuō)得對(duì)。伽氏：但是，如果這是對(duì)的，那么我們?nèi)∫粔K大石頭，例如它的下落速率為8，再取一塊小石頭，下落速率為4，將它們栓在一起，整個(gè)系統(tǒng)的下落速率應(yīng)該小于8；但是，兩塊石頭栓在一起，要比速率為8的石頭重。因此可以得出，重物體比輕物體的運(yùn)動(dòng)速率要小的結(jié)論，這個(gè)結(jié)論剛好和你的推測(cè)相反。亞氏：我完全被搞糊涂了，說(shuō)實(shí)在的，這完全超出了我的理解力。比薩斜塔的落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)：比薩有座著名的塔，建于1173年。塔高546m（179英尺），由于塔基問(wèn)題，塔身發(fā)生傾斜，那正是理想落體實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。伽利略為了證明他的論斷，他邀請(qǐng)了許多人到斜塔旁觀看，有他的支持者，

13、也有他的反對(duì)者。伽利略一手拿著1只0454kg（1磅）重的鉛球，另一手拿著一只454kg（10磅）重的鉛球，一步一步地登上斜塔，那些支持亞里士多德的學(xué)者發(fā)出“噓噓”的嘲笑聲，準(zhǔn)備看他“失敗”的實(shí)驗(yàn)。伽利略到了塔頂，向下面人作了手勢(shì)，叫喊著：“現(xiàn)在請(qǐng)各位注意！”他隨即一松手，兩只鉛球筆直落下。“啪”地一聲，兩個(gè)重量不等的鉛球同時(shí)落地。 伽利略不但用實(shí)驗(yàn)方法證明亞里士多德的看法是錯(cuò)誤的，還用實(shí)驗(yàn)證明了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，并根據(jù)對(duì)接斜面實(shí)驗(yàn)，提出慣性的概念，總結(jié)出了慣性定律，自由落體運(yùn)動(dòng)定律，相對(duì)性原理，發(fā)現(xiàn)了單擺等時(shí)性原理，用自制的33倍望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一系列天文現(xiàn)象。 伽利略為了確立新的自然科學(xué)研究法實(shí)驗(yàn)法的地位，又同教會(huì)的唯心論世界觀進(jìn)行了激烈的斗爭(zhēng)，受到羅馬宗教法庭的迫害，罰他每星期背誦七篇懺悔圣詩(shī)，無(wú)限期地監(jiān)禁在他自己家中。但強(qiáng)權(quán)沒有迫使伽利略屈服，他在家中寫下了兩種科學(xué)的對(duì)話，它用實(shí)驗(yàn)方法在物理學(xué)上打開了人們的眼界。不幸的是這本書出版時(shí)，伽利略已雙目失明，永遠(yuǎn)也看不到它了。伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究，不僅確立了許多用于描述運(yùn)動(dòng)的基本概念，而且創(chuàng)造了一套對(duì)近代科學(xué)的發(fā)展極為有益的科學(xué)方法，或者說(shuō)給出了科學(xué)研究過(guò)程的基本要素。伽利略科學(xué)方法的核心是把和邏輯推