2018年5月7日 星期一

被譽為「現代科學之父」的伽利略 虞和芳 7.5.18.發佈

被譽為「現代科學之父」的伽利略         虞和芳          7.5.18.發佈

伽利略Galileo Galilei1564215日-164218日)
這位偉大的科學家,伽利略是義大利的天文學家,物理學家,數學家又是哲學家,他是科學革命的先鋒。在他探索的領域,他影響無數的天文學家、物理學家、數學家,從在他過世一年後出生的牛頓(Sir Isaac Newton164314日-1727331日)和源源不絕的後代科學家,都對伽利略的發現發明,致以無窮的敬意。
伽利略被譽為「現代觀測天文學之父」、「現代物理學之父」、「科學之父」及「現代科學之父」是當之無愧。
他的主要貢獻是

伽利略的製作望眼鏡

1609年,伽利略聽聞荷蘭人成功發明了望遠鏡。同年八月,他亦成功製造了一具能把物體放大十倍的望遠鏡,獻給威尼斯的總督。伽利略將這些發現寫在 《星際使者》"The Starry Message" 一書中,該書在1610年出版。透過他自己製作的望遠鏡,伽利略發現天體好多的現象。
觀測恆星、行星及月球
1609年時,伽利略與英國人托馬斯·哈里奧特等人最先利用折射望遠鏡來觀測恆星、行星及月球。1609年伽利略製作了一個3倍的望遠鏡,改良後,望遠鏡達到了30倍之大。通過伽利略的望遠鏡,觀測者可以清晰地看到地上的豎直呈像——這便是通常所知的地面望遠鏡或小望遠鏡。伽利略也用它來進行天體觀測,在當時他是少數可以製作如此精良的觀測設備的人。他向威尼斯律師們展示他早些時候製作的89倍望遠鏡。出售望遠鏡為伽利略帶來了不少的額外收入。
伽利略將望遠鏡應用在觀察天象方面,透過望遠鏡,他發現月球上的山脈、峽谷和隕石坑。

木星和木星的衛星

伽利略最先發現木星衛星161017日,伽利略通過望遠鏡觀察到了當時被描述為「三個固定天體,因為渺小而幾乎看不見」,它們都靠近木星,成一條橫跨的直線。第二天晚上觀測的結果,是那些木星旁邊的天體改變位置,那麼它們作為固定天體就無法解釋了。110日,伽利略發現它們其中的一個消失,他認為天體藏到了木星的背後。幾天後,伽利略得出結論:它們在環繞木星運行。伽利略發現了木星四個衛星中的較大的三個,並於113日發現最後的一個。伽利略將這四個一組命名為美第奇Medici行星,致敬他未來的贊助人Cosimo II de' Medici,(1590512日-1621228日)的三個兄弟。然而,天文學家日後將它們改名為伽利略行星以紀念它們的發現者。

伽利略記錄木星衛星的原始稿件
木星衛星的發現導致天文學的一場革命,並持續至今:一個小行星圍繞著大行星運轉不符合亞里士多德的宇宙觀,後者認為所有天體都圍繞著地球運轉。許多天文學家和哲學家最初都否認伽利略的發現。他的發現日後被克里斯多福·克拉維斯證實,當伽利略1611年訪問羅馬時,獲得空前未有的歡迎。
最初,當伽利略觀測土星時,將土星光環誤判為行星,以為這是一個由三部分組成的星系。之後,當他再度觀測時,土星光環則直面地球,以至於伽利略認為之前的那兩部分突然消失了。1616年當伽利略再度觀測土星時,光環重新出現。

1610年伽利略觀測到的金星相位

伽利略發現銀河,木星土星金星的運行。

伽利略於1612年觀測海王星
在他書中將其記錄為一個不起眼的、幽暗的天體。當時他並沒有意識到這是一顆行星。他繼續記錄海王星相對於其他天體的運行軌跡,直到最後丟失目標為止。
銀河系與恆星
銀河最初被認為是一團雲霧。伽利略觀察銀河系,發現它是由許許多多恆星組成的集團,從地球這裡看很像是雲彩。
伽利略用望遠鏡定位許多肉眼看不到的恆星。
雙子星
伽利略於1617年觀測到大熊星座中的開陽雙子星。在《星際信使》一書里,伽利略記錄,恆星看起來就像是一個純粹的發光體,在望遠鏡里也一樣,沒有什麼改變,和行星相比,行星在望遠鏡里顯示是一個圓盤狀物體。
望遠鏡名字的由來
1611年,當費德里·克卡王(Prince Federico Cesi)在他的宴會上宣布伽利略為琳氏科學院院士時,希臘數學家喬凡尼·德米亞尼為伽利略的設備起名「望遠鏡」。這個名字來自希臘字根tele = 「遠」和skopein = 「觀看」。
1610年,伽利略利用望遠鏡近距離觀察昆蟲肢體。
利用衛星的位置可以作為宇宙時鐘
1612年,伽利略在確定了木星的衛星軌道周期後,提議如果軌道周期可以被充分了解,那麼衛星的位置可以作為宇宙時鐘來加以利用,並通過經度測量方法來實現定位。伽利略在暮年時不停地在這一問題上下功夫。然而實踐方面的困難重重,直到1681年才被喬凡尼·多明戈·卡西尼實現。這種方法日後被用在大範圍地域勘察上,如勘測法國,以及1806年澤比倫·派克探美國中西部等。由於航海時精確望遠觀測難以實現,導航上的經度問題迫切需要解決。最後,約翰·哈里森製造了便攜航海精密計時器,解決了上述問題。
顯微鏡」的出現
1624年,伽利略開始使用復顯微鏡。琳氏院士們也為「顯微鏡」的命名做出了重要貢獻。一年後,院士喬凡尼·法布爾根據希臘字根μικρόνmicron)意為「微小」,和σκοπενskopein)意味「觀看」為設備組字,它正好是「望遠鏡」的反義詞。利用伽利略顯微鏡所繪製的昆蟲圖於1625年出版,該圖是第一次運用復顯微鏡觀測繪製而成的。


從搖擺的吊燈到完全運轉的擺鐘

早在1581年學醫時,伽利略注意到了搖擺的吊燈。伽利略在比薩大教堂圓頂的「伽利略吊燈」在實驗物理上運用數學是一個重要創新。吊燈在風的推動下划出大小不一的軌跡。與自己脈搏做出對比後,伽利略發現不論吊燈搖擺的距離如何,他們的周期時長都是相同的。回家後,他架起了兩個長度相同的擺,將其中一個擺晃動大一些,另一個小一些,結果發現他們的時長的確相同。
伽利略晚年時雙目全盲,但他仍為擺鐘設計了司行輪(被稱之為伽利略司行輪)。1650左後克里斯蒂安·惠更斯於製造出第一個可以完全運轉的擺鐘。

伽利略發明比重秤 

伽利略發明用來測試金屬純度的比重秤 (hydrostatic balance)

伽利略設計一個溫度測量器(溫度計的前身)
並於1586年出版了小冊子,上面記錄了他設計發明的液壓秤(這使他得到了學術界的關注)
伽利略支持哥白尼日心說
聖經》在《詩篇93:1, 96:10,以及《歷代志》上16:30記錄「世界就堅定,不得動搖」。在《詩篇》104:5以同樣的方式寫「將地立在根基上,使地永不動搖」。更多地,在《傳道書1:5中記錄「日頭出來,日頭落下,急歸所出之地。」等等
1613年,伽利略出版一本關於太陽黑子的著作。這預視了哥白尼理論的勝利。
伽利略證實哥白尼的日心說,和他認為地球是繞一頂軌道運行,那是地球會運動移動,這與教會的理論不合,伽利略以『涉嫌信奉異端邪說』的罪名被傳召至羅馬受審判刑,並且禁止出書。
1633年,伽利略被迫公開宣誓放棄之前的見解。
伽利略也研究了美術中的素描

164218日(儒略曆16411229日)伽利略在經歷高燒與心悸後過世,享壽78歲。

從上面所述,看出他在一生中,孜孜不倦的研究、探討、發明、發現,使他成為道道地地,名垂不朽的科學之父。

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