伽利略——發現擺動原理

——發現擺動原理

伽利略（1564—1642），意大利物理學家、天文學家。自幼聰明，對抽象的數字感興趣，愛動手制作小玩具。伽利略發明了擺針和溫度計，在科學上為人類作出過巨大貢獻，是近代實驗科學的奠基人之一。歷史上他首先在科學實驗的基礎上融會貫通了數學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質運動和宇宙的認識。

16世紀中葉，在意大利比薩城有一個沒落的貴族，他是數學愛好者和音樂師。在那個時代，靠研究數學和音樂根本找不到謀生的職業，所以，這個充滿理想的人，一面四處尋找工作，一面陶醉在數學計算和音樂欣賞中。

1564年2月15日，伽利略出生了，他的到來無形中增加了這個家庭的負擔，但也給這個家庭帶來了歡樂。由于家庭經濟不富裕，多一張口，就多一份消費，為此，父親不得不花更多的時間去工作，以便養活全家。

幼年的伽利略，頭大大的，額寬寬的，鼻子高高的。幽默的父親，一見到兒子便說：

“哈哈，一看我兒子這碩大的腦袋，就知道他將來準是個不平凡的家伙。”

注重教育的老伽利略，在兒子剛剛學說話時，就開始對他進行教育，教給他數字，教他學唱歌。這個長著大腦袋的小家伙，對音樂似乎沒興趣，而對抽象的數字卻很敏感，常常一個人數著父親教的阿拉伯數字，而且咿咿呀呀地數個不停。

老伽利略對兒子的教育很有耐心，不僅教他數字，還教他拉丁文和其他文字。等到兒子長大一些了，又開始教他畫圖畫、做玩具等。

細心的父親喜歡觀察兒子的一舉一動。他發現，伽利略的手很巧，愿意自己動手做小玩具。這么小的年紀，就能夠既喜歡抽象的數字，又喜歡動手，這些讓父親意識到，兒子是個不平凡的孩子。

為了開發兒子的智力，父親犧牲了許多欣賞音樂的時間，系統教授兒子本國文字、拉丁文、計算等。

伽利略的記憶力令父親吃驚，父親教過的東西，他能過目成誦。到了一般孩子上學的年齡，伽利略就能夠自己閱讀家中的一些書籍了。

伽利略13歲那年，父親在佛羅倫薩開了一家羊毛店。來到佛羅倫薩不久，父親為伽利略聯系了一家教會中學。文化科學的內容主要是哲學、數學等。在學校開設的課程中，伽利略最喜歡數學，其次是亞里士多德的著作。

在上教堂的過程中，有一件東西引起了伽利略的興趣，這就是教堂里的大鐘擺。他看到了正在晃動的鐘擺，那鐘擺慢悠悠地運動，與其相伴的是有節奏的滴答滴答的響聲。

在別人聚精會神地做祈禱時，伽利略卻在專心地觀察鐘擺。他測量和計算著鐘擺的晃動距離，發現鐘擺向兩側擺動的距離和時間是相等的。有了這個意識之后，他就想證實它。

祈禱結束了，老師和同學們離開了教堂。伽利略走到吊燈前。

那吊燈是用長長的繩子從屋頂上垂吊下來的。伽利略推動吊燈讓它自由擺動。仔細觀察，他發現吊燈和鐘擺一樣，不僅向兩側的擺動具有等距性，而且時間也是相等的。

一個神父以為這個學生在搗蛋，就毫不客氣地要求伽利略馬上離開教堂。

伽利略不甘心，他想進一步證實。他到鐵匠鋪找鐵塊，在木匠鋪找木塊，去商店買來絲線、麻還有鐵鏈，回到自己家中，拴上各種重量不同、長度不等的物體，反復進行實驗。

當時，雖然擺鐘已經問世，但是多用于教堂，普通人家里還沒有鐘表，也沒有其他的計時工具。

為了對擺動現象進行研究，必須給出一定的時間量度。

為此，伽利略苦苦思索了很久，后來，他發現自己的脈搏的跳動是有規律的，靈機一動，就想起了用數脈搏的方法來計時。

這個善于鉆研的少年，從鐘擺擺動的現象挖掘到了事物的本質，找到了擺動的原理。他又進一步探索，根據這一原理，發明了脈搏計數、時鐘計時、計算日食和推算星辰運動規律等方法。

如果當時有專利法，少年的伽利略就可以申請多項個人專利了。