比萨斜塔实验是真的吗,比萨斜塔实验真的还是假的

首页 > 旅游 > 作者:YD1662024-05-28 16:55:20

伽利略在比萨斜塔做过落体实验吗?

比萨斜塔实验是真的吗,比萨斜塔实验真的还是假的(1)

伽利略在其代表作《两门新科学》中,并没有提到他在比萨斜塔做的实验。有关这个实验的说法大概来自伽利略晚年的学生维维安尼(viviani,1622―1703年)在《伽利略传》中的回忆,其中有这样一段记述:

使所有哲学家极不愉快的是,通过实验和完善的表演与论证,亚里士多德的许多结论被他(指伽利略)证明是错的,这些结论在他之前都被看成是神圣不可侵犯的。其中有一条,就是材料相同,重量不同的物体在同样的媒质中下落,其速率并不像亚里士多德所说的那样,与其重量成正比,而是以相等的速率运动。伽利略在其他教授和全体学生面前从比萨斜塔之顶反复地做了实验来证明这一点。

从传记中可以看出伽利略的学生认为:伽利略在比萨斜塔上做过落体实验,证实了材料相同、重量不同的物体在同样的媒质中下落,物体均同时落地。因维维安尼的记载,伽利略比萨斜塔实验流传于世。

但是,维维安尼并没有亲眼看见伽利略做斜塔试验,因为伽利略死时(1642年),他才20岁。他来到伽利略身边时(1639年),伽利略已经双目失明,只能口授了。所以,维维安尼的记述可能不确实。

比萨斜塔实验是真的吗,比萨斜塔实验真的还是假的(2)

1909年德国沃尔维尔(Wohlwill)在《伽利略及其为哥白尼学说而斗争》一书中,提出“伽利略从未在比萨时的著作中写过这件事,在后来的著作也未偶尔提到过”,从而引起社会上对伽利略比萨斜塔实验之事产生怀疑。1935年美国库珀(cooper)的《亚里士多德、伽利略和比萨塔实验》一书追随沃尔维尔的看法,提出伽利略在比萨教书时从未在比萨塔上做过所谓的斜塔落体实验,并把该事说成是“虚构”和“谎言”。

1952年11月法国科学史学家考义莱(A Koyré)在美国哲学学会上发表《计的实验讲演》,从伽利略落体实验用的粗陋计时和计量工具,得出“迈尔森纳甚至怀疑大科学家们所说的伽利略的一些实验是否实际做过”的结论。后来他又发表论文和论文集,产生很大影响,引起关于伽利略是否做过这个实验的激烈争论,以致发展到大英百科全书的伽利略条目否定了这个实验的存在,世界传记百科全书也予以回避。

比萨斜塔实验是真的吗,比萨斜塔实验真的还是假的(3)

一些历史学者也对此进行考证,认为伽利略曾做过此实验,具体理由如下:第一,维维安尼的记载是他亲自听伽利略说的,他是伽利略晚年最信赖的学生和助手,反对伽利略做过这个实验的人至今拿不出有关维维安尼的记载是错误的可靠证据;第二,伽利略在《论运动》(1590年)和两本《对话》中明确提过塔上落体实验达30余次。关于实验用的东西、方法和数据都谈得非常具体,可见他是做过塔上落体实验。第三,比萨斜塔就在比萨大学附近,塔高54.8米,2~6层直径相同,按统计年偏斜度为1毫米计算,1590年偏斜度应为4.1米。从第7层做自由落体实验,完全可以落到地面上。伽利略要做自由落体实验何必舍近求远不用此斜塔呢?他在1583年登钟塔测过摆的等时性,在1609年又在威尼斯的圣・马尔克塔上观测天象,为什么不能登比萨斜塔做简单的自由落体实验呢?第四,雷尼利(v.Renin)在1641年两次做比萨斜塔落体实验,其中的一次与《关于两种新科学的对话》第62―63页上说的实验方法和结果一样。雷尼利在1641年3月20日给伽利略的信中说他曾在伽利略那里听到并看到过同质料但重量不同物体实验的情况。可见,有当时的人证。第五,伽利略在1590年之后,在比萨大学受到攻击而被迫辞职,当时除了用这个实验批判亚里士多德观点之外,未发生引起如此之大公愤的其他原因。当时,他的唯一支持者玛佐尼不但也在窗口上做过落体实验,而且在1597年写了《亚里士多德与波托拉的比较》书,支持伽利略这个观点。

两个重量不同的铁球能同时落地吗?

比萨斜塔实验是真的吗,比萨斜塔实验真的还是假的(4)

有一位物理学家为了反驳伽利略,于1612年在比萨斜塔上做了一个实验,结果表明,相同材料但重量不同的物体并不是在同一时刻到达地面的。为了驳斥这一位物理学家的观点,伽利略在《两门新科学》中说道:重量1比10的两个物体下落时只差很少的距离,可是亚里士多德却说差10倍,为什么忽视亚里士多德如此重大失误,却盯住小小的误差呢?

可以看出,伽利略并没有认为两个相同质量的物体下落,可以同时落地,而是认为在空气中,重物体先落于轻物体,但不是像亚里士多德提到的那样:下落速度同重量成正比。伽利略经过不断的实验,得出的结论正如物理教材中提到的:“如果完全排除空气的阻力,那么所有物体将下落得同样快。”

除此之外,对历史教材提到的时间“17世纪初”这个模糊时间,笔者也颇有疑虑,许多材料显示大致在1590年前后,更有人推测如果伽利略真的做了斜塔实验,时间大概是在1589-1592年他在比萨大学任教之际。那么,此实验应该在“16世纪末”而不是在“17世纪初”。

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