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史上第一台望远镜——伽利略

来源:颗粒在线 2487 2019-08-21

在天文学历史上,2009年是特殊的一年,为纪念伽利略发明天文望远镜400周年,2009年被联合国定为国际天文年(International Year of Astronomy)。400年来,天文学家、物理学家及众多天文学爱好者对天文望远镜的不断改进和创制,使得天文学得以飞跃发展,从而让全人类能够领略并惊叹于浩瀚宇宙的大美!本文将带您一起回顾伽利略及其发明史上第一台望远镜的故事。

伽利略·伽利雷(Galileo Galilei),意大利数学家、物理学家、天文学家、哲学家,近代科学革命的先驱。1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城,伽利略自幼受父亲的影响,对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓,也像他其父亲一样,从不迷信权威。伽利略发明了摆针和温度计,在科学上为人类作出过巨大贡献,是近代实验科学的奠基人之一。

历史上,伽利略首先在科学实验的基础上融汇贯通了数学、物理学和天文学三门知识,扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。伽利略从实验中总结出自由落体定律、惯性定律和伽利略相对性原理等,从而推翻了亚里士多德物理学的许多臆断,奠定了经典力学的基础,还反驳了托勒密的地心体系,有力地支持了哥白尼的日心说。

伽利略以系统的实验和观察推翻了纯属思辨传统的自然观,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,其工作为牛顿的理论体系的建立奠定了坚实的基础。因此,伽利略被誉为“近代力学之父”和“现代科学之父”。

1609年8月21日,意大利科学家伽利略发明了人类历史上第一架按照科学原理制造出来的望远镜。最早发现望远镜秘密的不是伽利略,而是一位叫利波塞的荷兰眼镜商人。这人在制造镜片的时候,把一块凸透镜和一块凹透镜合在一起往外看,远处的东西就变近了。伽利略对这个发现很感兴趣,他用数学进行计算,研究用什么样的镜片、怎样组合在一起效果比较好。最后,伽利略做了两根管子,一根管子的一端放凸透镜,另一根管子的一端放凹透镜,其中一根稍微细一点,正好可以套住另一根管子里面,能够自由滑动。这样观察的时候,就可以来回调节,选择合适的距离。经过反复的研制和试验,终于在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜。

伽利略用这个工具进行天文观察,首先发现月球表面既不平滑、又不纯洁,并且有火山口的裂痕,并亲手绘制了第一幅月面图。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及银河是由无数恒星组成等等,开辟了天文学的新时代。

1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,在围绕着木星运转,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。伽利略把他的天文发现编成《星体通报》向世界报道,立刻引起知识界的震惊。向伽利略购买望远镜的订货单源源而来,可是他不计任何报酬,把这个发明献给了威尼斯公爵。公爵下令聘请他为帕多亚终身教授。不久,他又被邀请到佛罗伦萨,担任宫廷数学教授。

伽利略著有《星际使者》《关于太阳黑子的书信》《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》《关于两门新科学的谈话和数学证明》和《试验者》等。这些观点引起了罗马教会的不满。1616年开始,伽利略开始受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。

伽利略是为维护真理而进行不屈不挠的科学战士。

当时,世人争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。 

弗里德里希·恩格斯称伽利略是“不管有何障碍,都能不顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”。

史蒂芬·霍金说:“自然科学的诞生要归功于伽利略,他这方面的功劳大概无人能及。”


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日心说(Heliocentric Theory):也称为地动说或太阳中心说,是关于天体运动的和地心说相对立的学说,它认为太阳是宇宙的中心,而不是地球,该学说由哥白尼提出。

日心说的观点包括3点:

1.地球是球形的。如果在船桅顶放一个光源,当船驶离海岸时,岸上的人们会看见亮光逐渐降低,直至消失;

2.地球在运动,并且24小时自转一周。因为天空比大地大的太多,如果无限大的天穹在旋转而地球不动,实在是不可想象;

3.太阳是不动的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动,只有月亮环绕地球运行。

日心说是一个学说,在证明地球是围绕太阳转的同时,也有错误:

1.太阳并非宇宙中心,而是太阳系的中心。

2.地球并非是引力的中心。

3.天空中看到的任何运动,不全是地球运动引起的。

4.地球和其他行星的运行轨道是椭圆而不是圆,不做圆周运动。

相比于地心说,日心说证明了地球是围绕太阳进行公转。虽然日心说也存在诸多错误之处,但是它的提出和验证过程引领了人类对宇宙认识的巨大变革,激励了一代代天文学家投身到宇宙探索的工作中。


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