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[物理学家小传]：伽利略
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回过头来我们说说物理学史前的大牛伽利略，这位老兄几乎无所不通，而且通的是何等精妙！
不过因为年代太远，大家对伽利略的个人生活不甚了解，所以能谈的就只有他在物理学上的贡献了。
首先是天文学方面，行星运动三大定律正是伽利略的杰作，牛顿的万有引力公式很多是出自于这三大定律的外推加猜想，所以牛顿说他是“站在巨人的肩膀上”。我觉得伽利略的杰出之处并不在于三大定律本身，而在于过程。要知道伽利略是根据他老师第谷数十年来的观察数据总结出来的，从一堆数据找到规律是件非常庞大的工作，要知道当年只能手算，连像中国算盘这样简陋的计算器都没有，当然即使有伽利略也不会使。伽利略就硬是在老师第谷去世之后几年内，把这些数据总结出了规律，这个规律不容易，因为行星运动是椭圆的，而太阳在椭圆的其中一个焦点上，所以存在近日点和远日点，也就存在春夏秋冬四个截然不同的季节。椭圆的轨道可不好计算，所以牛顿偷懒，简化成了简单的圆周运动。很佩服伽利略的数据分析能力，也很佩服他老师第谷的观测能力，要知道即使在今天我们拥有计算机这样庞大有力的工具，分析数据仍然是一件头疼的事情，何况还要整出啥普适的标度率。
其次在光学方面，当然也和天文有关，伽利略用两个焦距匹配的凸透镜作出了世界上第一台天文望远镜。（注：普通的望远镜是用一个凸透镜和一个凹透镜的开尔文望远镜，一般只能看几公里的距离，虽然原则上人肉眼能看到无穷远处。）伽利略是第一个看到月亮上环形山的人。教会对这点很反感，说他在“偷窥上帝的秘密”，后来伽利略还是被教会迫害惨了。哥白尼的日心说和宣传日心说的布鲁诺是之前的人物，布鲁诺的结局是教会一把火把他化为灰烬。伽利略是用数据和公式证明了太阳就是地球轨道的中心，严格地说是一个焦点。所以教会当然要勃然大怒了，也许牛顿因为他的发现有愧于教会吧，才费尽心力去证明什么上帝的存在。科学家和宗教、政治一旦有冲突，受伤的总是科学家，所以我一直坚决地认为科学家就是政治家的一颗小小棋子而已。你要作科研的话，就得听从政治家的话，哪怕他们是科学盲！这就像今天的中国，管教育的人不懂教育，作经济的人不懂经济，学科学的人不懂政治，这是一种悲哀，也是一种无奈。
伽利略另外一个有趣的故事是说他带领一村妇孺击退了敌人千军万马。是说有一次全城的壮丁出去打战了，而偏偏这时敌人的海军来偷袭，大家都很恐慌。伽利略说不要怕，只要回家拿自己家里最大的镜子过来到海边就可以。然后伽利略指挥大家用镜子组成一个离散的凹面，把灿烂的阳光全部反射到敌人的船帆上，结果船帆很快就着火了，敌人在还远未靠岸时就不得不选择撤退。伽利略就这么用镜子击退了敌人，这或许和张倾城脱衣服降万兵有异曲同工之妙！
伽利略的贡献还有很多，比如自由落体定律，伽利略很轻松地就找到了亚里士多德的悖谬症结所在：如果说下降速度和质量成正比的话，那么一大一小的绑在一起应该速度比大的小且比小的大，但是两个一起肯定是质量比大的大，所以下降速度应该比大的大才对。于是他同样很轻松地爬上比萨斜塔，扔了两个一大一小的铁球就否定了亚里士多德这位用哲学来思考物理的家伙。比萨斜塔因为它的斜还有伽利略而闻名全世界，伽利略的精妙实验让人赞叹！当然，自由落体定律不是用这个实验做出来的，而是著名的思想实验，他根据小球在斜面上下滑，在不同粗糙程度的水平面滑行距离不一样推广到没有摩擦的平面（这其实几乎就是牛顿第一定律了），然后在推广到不同高度的斜面，最后推广到竖直的斜面也就成了自由落体。这个实验说实话当时没法做，因为那年代连钟表都没有！不知道时间，又怎么能定量地描述物体在相同时间滑行的距离？这时伽利略靠他对他喜欢音乐的父亲的继承，他用哼有节拍的歌曲来定时间，哼一定数目的节拍就是一定的时间间隔！于是，他就边哼着小曲边做实验，悠闲地搞出了自由落体定律的定量描述公式。现在又有何人能超越这种境界？
伽利略另外一个贡献就是伽利略变化，他指出在所有惯性系看到的物理现象是一样的，也就是说你无法通过实验区分不同的惯性系，因为他们是一样的物理现象，这个变化很伟大，虽然公式非常简单。物理上能和它齐名也就是洛伦兹变换了。小爱推广了这个定律，指出所有惯性系都是一样的，给出了广义相对论的等效原理。物理学就是这么奇妙，即使过了几百年，优秀的思想依然影响着一代又一代的人。
很喜欢伽利略这种聪明、严谨、朴素、善于思考又活泼可爱的科学家，可惜在科研要靠论文数目说话的今天，这样的科学家已是荡然无存！
不过因为年代太远，大家对伽利略的个人生活不甚了解，所以能谈的就只有他在物理学上的贡献了。
首先是天文学方面，行星运动三大定律正是伽利略的杰作，牛顿的万有引力公式很多是出自于这三大定律的外推加猜想，所以牛顿说他是“站在巨人的肩膀上”。我觉得伽利略的杰出之处并不在于三大定律本身，而在于过程。要知道伽利略是根据他老师第谷数十年来的观察数据总结出来的，从一堆数据找到规律是件非常庞大的工作，要知道当年只能手算，连像中国算盘这样简陋的计算器都没有，当然即使有伽利略也不会使。伽利略就硬是在老师第谷去世之后几年内，把这些数据总结出了规律，这个规律不容易，因为行星运动是椭圆的，而太阳在椭圆的其中一个焦点上，所以存在近日点和远日点，也就存在春夏秋冬四个截然不同的季节。椭圆的轨道可不好计算，所以牛顿偷懒，简化成了简单的圆周运动。很佩服伽利略的数据分析能力，也很佩服他老师第谷的观测能力，要知道即使在今天我们拥有计算机这样庞大有力的工具，分析数据仍然是一件头疼的事情，何况还要整出啥普适的标度率。
其次在光学方面，当然也和天文有关，伽利略用两个焦距匹配的凸透镜作出了世界上第一台天文望远镜。（注：普通的望远镜是用一个凸透镜和一个凹透镜的开尔文望远镜，一般只能看几公里的距离，虽然原则上人肉眼能看到无穷远处。）伽利略是第一个看到月亮上环形山的人。教会对这点很反感，说他在“偷窥上帝的秘密”，后来伽利略还是被教会迫害惨了。哥白尼的日心说和宣传日心说的布鲁诺是之前的人物，布鲁诺的结局是教会一把火把他化为灰烬。伽利略是用数据和公式证明了太阳就是地球轨道的中心，严格地说是一个焦点。所以教会当然要勃然大怒了，也许牛顿因为他的发现有愧于教会吧，才费尽心力去证明什么上帝的存在。科学家和宗教、政治一旦有冲突，受伤的总是科学家，所以我一直坚决地认为科学家就是政治家的一颗小小棋子而已。你要作科研的话，就得听从政治家的话，哪怕他们是科学盲！这就像今天的中国，管教育的人不懂教育，作经济的人不懂经济，学科学的人不懂政治，这是一种悲哀，也是一种无奈。
伽利略另外一个有趣的故事是说他带领一村妇孺击退了敌人千军万马。是说有一次全城的壮丁出去打战了，而偏偏这时敌人的海军来偷袭，大家都很恐慌。伽利略说不要怕，只要回家拿自己家里最大的镜子过来到海边就可以。然后伽利略指挥大家用镜子组成一个离散的凹面，把灿烂的阳光全部反射到敌人的船帆上，结果船帆很快就着火了，敌人在还远未靠岸时就不得不选择撤退。伽利略就这么用镜子击退了敌人，这或许和张倾城脱衣服降万兵有异曲同工之妙！
伽利略的贡献还有很多，比如自由落体定律，伽利略很轻松地就找到了亚里士多德的悖谬症结所在：如果说下降速度和质量成正比的话，那么一大一小的绑在一起应该速度比大的小且比小的大，但是两个一起肯定是质量比大的大，所以下降速度应该比大的大才对。于是他同样很轻松地爬上比萨斜塔，扔了两个一大一小的铁球就否定了亚里士多德这位用哲学来思考物理的家伙。比萨斜塔因为它的斜还有伽利略而闻名全世界，伽利略的精妙实验让人赞叹！当然，自由落体定律不是用这个实验做出来的，而是著名的思想实验，他根据小球在斜面上下滑，在不同粗糙程度的水平面滑行距离不一样推广到没有摩擦的平面（这其实几乎就是牛顿第一定律了），然后在推广到不同高度的斜面，最后推广到竖直的斜面也就成了自由落体。这个实验说实话当时没法做，因为那年代连钟表都没有！不知道时间，又怎么能定量地描述物体在相同时间滑行的距离？这时伽利略靠他对他喜欢音乐的父亲的继承，他用哼有节拍的歌曲来定时间，哼一定数目的节拍就是一定的时间间隔！于是，他就边哼着小曲边做实验，悠闲地搞出了自由落体定律的定量描述公式。现在又有何人能超越这种境界？
伽利略另外一个贡献就是伽利略变化，他指出在所有惯性系看到的物理现象是一样的，也就是说你无法通过实验区分不同的惯性系，因为他们是一样的物理现象，这个变化很伟大，虽然公式非常简单。物理上能和它齐名也就是洛伦兹变换了。小爱推广了这个定律，指出所有惯性系都是一样的，给出了广义相对论的等效原理。物理学就是这么奇妙，即使过了几百年，优秀的思想依然影响着一代又一代的人。
很喜欢伽利略这种聪明、严谨、朴素、善于思考又活泼可爱的科学家，可惜在科研要靠论文数目说话的今天，这样的科学家已是荡然无存！
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