《100则故事启示录:科学大发现》:
启示录科学与实验观察 科学,意为“知识”“学问”,是反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系,在近代侧重关于自然的学问。科学、哲学、神学是世界上的三大学问。凡研究这三大学问而有成就者,被人尊称为学者。
自然科学是从哲学上分离出来的。在2000多年前的古希腊,只有神学和哲学两种学问。那时,做这两种学问的人多如牛毛,学者众多。其中,有个高人,叫亚里士多德,是个大师级的学者、哲人。他的学问涉及一门门的自然科学。
亚里士多德一生有许多发现,这些发现依据的是人类当时对自然现象观测的结果。人们发现太阳从东边升起,西边落下,明明白白太阳在围着地球转,眼见为实,于是,亚里士多德便在他的天文学说中主张“地心说”,认为太阳是绕着地球转的。
亚里士多德还以“自然厌恶真空”为由,否认真空的存在,并认为宇宙中充满一种叫作“以太”的物质。
在物理学方面,亚里士多德反对德谟克利特的原子论,认为物质是均匀分布的。他还提出“重物下落的速度比轻物快”的理论。
在《动物史》一书里,亚里士多德主张雄性动物比雌性拥有更多牙齿。
亚里士多德在研究植物学、化学、气象学以及其他科学学科时,都只凭自己对事物的感觉提出了各种各样的理论。
这些理论,为后来的科学家证实其中绝大多数是错误的,是谬论。
真正将科学从哲学中独立出来,成为一门大学问的是在亚里士多德1900多年之后的意大利科学家伽利略,爱因斯坦称他是“现代科学之父”。
伽利略因将实验观察和数学引入科学,才使科学成为令人信服的学问,从而使科学引起了世界和人类生活翻天覆地的变化。
伽利略发明了天文望远镜,通过它观察天体,证实了哥白尼的“日心说”。他在《关于两种世界体系的对话》一书中,客观地讨论托勒密、亚里士多德的“地心说”与哥白尼的“日心说”。这本书用观察获得的充分的论据和大量无可争辩的事实,有力地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论,纠正了亚里士多德在1900多年前犯下的错误。
伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。他在荷兰人斯台文1586年使用两个重量不同的铅球试验的基础上,进行了自由落体试验,再一次证明了亚里士多德的理论是错误的。亚里士多德“重物下落的速度比轻物快”的理论经不起实验验证,是想当然的、荒谬的。
伽利略用这种科学研究方法进行了单摆试验。有一次,伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂,坐在一张长凳上,目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱,蓦地,教堂大厅中央的巨灯晃动起来,是修理房屋的工人在那里安装吊灯。
这本来是件很平常的事,吊灯像钟摆一样晃动,在空中划出看不见的圆弧。可是,伽利略却像触了电一样,目不转睛地跟踪着摆动的吊灯,同时,他用右手按着左腕的脉,计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数,以此计算吊灯摆动的时间。
这样计算的结果,伽利略发现了一个秘密,这就是吊灯摆一次的时间,不管圆弧大小,总是一样的。
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