圖片來源：伽利略向威尼斯總督演示如何使用望遠(yuǎn)鏡，朱塞佩·貝爾蒂尼(1858)的壁畫作品

伽利略在歷史上享有傳奇性的地位：他是最早期的現(xiàn)代科學(xué)家中的一位科學(xué)巨頭。作為第一個(gè)將望遠(yuǎn)鏡用于天文學(xué)研究的人，伽利略觀測到：

木星的四顆衛(wèi)星，這是第一個(gè)直接被觀測到的證據(jù)，用來證明除地球之外還存在另一組圍繞行星運(yùn)動(dòng)的天體。

土星的“耳朵”，后來被研究查明是土星的光環(huán)，這也是首次發(fā)現(xiàn)除地球之外的天體周圍，可能擁有地球都沒有的結(jié)構(gòu)。

太陽上的斑點(diǎn)，現(xiàn)在已知是隨著太陽的旋轉(zhuǎn)而移動(dòng)的低溫臨時(shí)區(qū)域（太陽黑子）。

金星的相位變化，顯示著金星是如何從月牙形變成半圓形再到凸月形、滿月形并循環(huán)往復(fù)，當(dāng)它離我們越來越近時(shí)，它在整個(gè)相位中顯現(xiàn)得最小，此時(shí)它最大的形狀就是一個(gè)狹窄的新月形。

圖片來源：伽利略最初（1610年）繪制的金星相位草圖，維基百科用戶費(fèi)爾南多·德戈羅西卡，已獲得C.C.A.-S.A.-3.0的授權(quán)。

然而，正如索尼·克里斯蒂說的那樣，伽利略并不是當(dāng)時(shí)唯一一個(gè)進(jìn)行這種觀測的天文學(xué)家。實(shí)際上，他總結(jié)道：

即便伽利略從未使用過望遠(yuǎn)鏡，這也不會改變天文學(xué)歷史上發(fā)生的任何事情。伽利略的名聲在很大程度上來源于他發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡，以及在公開的辯論和文章里擊敗了他的對手。

事實(shí)其實(shí)是：如果沒有伽利略，那么或許日心說不會這么快的被世人所接受，但是像開普勒，以及惠更斯、哈雷、牛頓這些后來的天文學(xué)家的研究工作是無論如何都會發(fā)生的，從而也會導(dǎo)致這些科學(xué)家得出與伽利略相同的結(jié)論。但是就算與瑕疵甚多的開普勒實(shí)驗(yàn)相比，伽利略自己的研究工作中也存在一些重大缺陷：例如，從未意識到行星的運(yùn)行軌道是橢圓形而并非圓形。然而伽利略在科學(xué)方面最大的貢獻(xiàn)可以說并不是這些華而不實(shí)的天文學(xué)，而是一些更為平凡是東西：將球滾下斜坡。

圖片來源：Flickr用戶McPig，已獲得cc.-2.0的授權(quán)，

毫無疑問，你一定聽說過伽利略著名的“比薩斜塔”實(shí)驗(yàn)，據(jù)說伽利略從他所能去到的最高建筑的頂端扔下了兩個(gè)球。這個(gè)兩個(gè)球是由相同的材料所制成的，但它們的質(zhì)量卻截然不同：其中一個(gè)的重量應(yīng)該是另一個(gè)的十倍。有人認(rèn)為他們下落的速度是差不多的——因?yàn)楦p的小球掉落在地上的時(shí)間只比更重的那個(gè)稍稍晚一點(diǎn)兒，幾乎可以忽略不計(jì)—這要求他們一定具有相同的加速度。更進(jìn)一步說，如果我們完全消除空氣阻力的影響，那么所有從同一高度墜落的物體都會同時(shí)落地。

圖片來源：西格爾的研究表明，（左圖）在一定時(shí)間內(nèi)（x軸，秒），1磅鐵球和10磅鐵球下落的距離（y軸，米）；在右圖中，高度差被顯示為時(shí)間的函數(shù)（x軸，秒）。

這個(gè)結(jié)論是真的！如果真要用1磅和10磅的兩個(gè)鐵球在比薩斜塔的頂端進(jìn)行伽利略所謂的實(shí)驗(yàn)，你會發(fā)現(xiàn)較重的球體掉落地面的時(shí)間比輕的那個(gè)要快0.015秒。這是因?yàn)榧铀倭εc質(zhì)量成正比，但是減速力（阻力）卻作用在表面積上，這意味著小球的阻力是大球的22%，但它的加速力（重力）只有的大球的10%！根據(jù)伽利略的推斷，如果完全消除空氣所帶來的影響，那么所有的物體都會具有相同的加速度。但這會是一個(gè)在幾個(gè)世紀(jì)之內(nèi)都無法完成的實(shí)驗(yàn)，直到我們找到了兩個(gè)可以完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)的方法：建立一個(gè)人造真空的環(huán)境，或者我們能去到一個(gè)根本沒有大氣可言的世界。

此外，在這種加速度的影響下，物體都會在一定的時(shí)間下駛過一定的距離。以今天的標(biāo)準(zhǔn)來看，這似乎只是一項(xiàng)普普通通的成就，但是伽利略通過一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)裝置，就能確定物體在自由落體運(yùn)動(dòng)中的位移與時(shí)間的平方成正比。在得出這個(gè)結(jié)論這個(gè)過程中，他沒有秒表，沒有任何計(jì)時(shí)工具，不能拍照，而且完全沒有任何現(xiàn)代技術(shù)可以給他提供幫助。

那么他是怎么做的呢？

將球滾下斜坡。

圖片來源：wjbaike

他花了40年才完成這個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是伽利略在不同的角度設(shè)置了斜坡然后讓球滾下來，同時(shí)在不同的間隔處放置緊繃的吉他弦，從而聽到球滾過弦時(shí)發(fā)出的均勻的聲音。他發(fā)現(xiàn)，這些間隔之間遵循著這樣的一個(gè)規(guī)律：1,3,5,7…這意味著對按規(guī)律的時(shí)間間隔排列的總距離而言，它隨之遵循著1,4,9,16…或者12, 22, 32, 42…這樣的規(guī)律。伽利略還發(fā)現(xiàn)聲音的規(guī)律與斜坡傾斜的角度無關(guān)，因此他得出結(jié)論：如果你將物體置于90度（垂直）的狀態(tài)，你不僅可以觀察到相同的規(guī)律，你還會明白加速度完全是由重力造成的！       

圖片來源：維基百科用戶Mets501，已獲得c.c.a.-s.a.-2.5的授權(quán)。

先拋開公眾的看法不談，無論有沒有伽利略，天文學(xué)或許仍會以同樣的方式逐步發(fā)展。但是他在物理學(xué)方面的貢獻(xiàn)是具有變革意義的，他將其從一門理想化的哲學(xué)類科學(xué)轉(zhuǎn)變成了一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，前者通常只存在于人們的意識之中。1638年，伽利略出版了《關(guān)于力學(xué)和位置運(yùn)動(dòng)的兩門新科學(xué)的對話》一書，這是他一生科研工作的巔峰，從牛頓定律中推導(dǎo)出的運(yùn)動(dòng)方程實(shí)際上就是對伽利略研究成果的重新闡述。所以牛頓的的確確是站在巨人們的肩膀上發(fā)現(xiàn)萬有引力定律與力學(xué)定律的，在他之前，這個(gè)領(lǐng)域里最偉大的科學(xué)“巨人”就是伽利略，而這與他為天文學(xué)做出了多大的貢獻(xiàn)并沒有多大關(guān)系。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. forbes- Flora

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參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3.原文來自：https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/04/07/galileo-didnt-invent-astronomy-but-he-did-invent-mechanical-physics/#3fb97f4e7b05

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