关于两门新科学的对话 学生版

《关于两门新科学的对话》是一部什么样的书 关洪 中山大学物理系 教授 伽利略于1632 年出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,1636年写成了另一部著作《关于两门新科学的对话》。由于罗马教廷那时候已经给他判了罪,这部书在意大利出版有困难,伽利略于是请朋友把手稿带出去,并于1638年、即他逝世前六年在荷兰莱顿首次出版。这也是他*后和* 重要的一部著作。 《关于两门新科学的对话》仍采用三人对话的形式写成,三位对话者与《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》相同,即萨耳维亚蒂(作为伽利略本人的代言人)、辛普里修(一位亚里士多德学说的诠释者)和萨格利多(一位开明的受教育的普通人),全书共分四个部分,即“四天”。在书中,伽利略改进了他以前对运动以及力学原理的研究,集中讨论了两门科学,即材料强度的研究和运动的研究。 “材料力学”的先声 伽利略这部著作的“**天”里,包括了许多个内容。他一开始谈的是材料的强度,这个论题在“ 第二天”里有详细的论述,实际上是“材料力学” 这门学科的先声。然后是关于真空的讨论,他在这里记载了用水泵抽水只能够抽到一个极限高度的经验事实,表示了对于亚里士多德“自然拒斥真空”信条的怀疑。接着,在关于物体是无限可分还是有限可分的讨论之后,他又叙述了他自己设计并且实行过的一种测定光的传播速度是无限还是有限的实验。 在“**天”里,伽利略着重讨论了亚里士多德关于重的物体下落得比轻的物体快得多的说法。他说自己曾经做过实验,观察到从高处下落的一个100 磅的炮弹和一颗半磅的子弹是差不多同时落地的,不过他没有讲是不是像传说那样在比萨斜塔上扔下来的。伽利略还用一个重的物体可以看作是由两个较轻的物体组合而成的例子,成功地在逻辑上反驳了亚里士多德。然而,他也没有简单地完全否定亚里士多德的说法,而是试图解释为那是在稠密介质中落下的规律。 在“**天”的*后,伽利略还从观察教堂里的吊灯摆动的等时性开始,进一步讨论共振现象,并且由他自己设计的一个在不同的激发条件 下,从容器里的水面 (或者铜板上) 纹波疏密比例与先后发出的声音对比的实验, 判定描写音高的物理量应当是频率。这真是一项了不 起的成就。其实,我国在伽利略之前几百年,早就制造出如今在许多旅游景点都不难见到其踪影的“鱼洗”,它实际上是与伽利略的实验器具性质类似的一种声学仪器。我曾经亲自观察到一具仿古鱼洗,当其振动模式频率变化的比例为2∶3 时,先后发出的“嗡”声音高差一个五度音程。那么,假如我们的祖先具有伽利略的头脑,本来也是可以发现这一规律的。 爱因斯坦在为伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》英译本写的序言里特别指出:“常听人说,伽利略之所以成为近代科学之父,是由于他以经验的、实验的方法来代替思辨的、演绎的方法。但我认为,这种理解是经不起严格审查的。任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系…… 把经验的态度同演绎的态度截然对立起来,那是错误的,而且也不代表伽利略的思想。” 所以,真正重要的不在于伽利略做了什么实验, 而在于他为什么想到要做这些实验。因为,伽利 略既然是近代科学的开创者,他手上就不可能有 什么近代的科学仪器。唯一的例外是伽利略听到荷兰 人发明了望远镜之后,自己动手制作的天文望远 镜。不过在他的望远镜提供了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的不少论据之时,同《关于两门新科学的对话》却没有多少关系。上面提到的落体实 验、声学实验、对摆动的观察,以及在“第三天”里谈到的斜面实验,等等,需要的器材是那么简单,任何一个同时代的、甚至是早得多的文明 古国都可以办得到,问题是有没有人想得到而已。