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[数学史话] 眼见了,还不相信

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发表于 2014-10-10 13:03:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 hongkong0505 于 2014-10-14 13:50 编辑

0.jpg
伽利略(Galilei,Galileo),
1564年生于意大利比萨,1642年卒。
力学,数学。

      “恩里科,明天你愿意帮助我做一个重要实验吗?”教授问。
     “伽利略教授,我随时可以帮助你,要做什么实验?”
     “你记得我们在课堂上讨论的亚里士多德落体定律吗?”
     “当然记得。”学生回答。
     “恩里科,现在准备在比萨斜塔上向我的同事和学生证明,亚里士多德错了。”
年轻的学生尽力抑制自己的惊愕,他说:“这可是件不容易的事。其他教授都坚信亚里士多德是正确的,您怎么能改变他们的思想?”
“明天早晨在比萨斜塔见。”伽利略说:“事实上,它的倾斜正好满足我们的需要。你能把罗伯特也找来吗?我站在斜塔底下等你们。我希望有一大群人来看。真理最终必定胜利。”
      次日,教授和他的两名学生在塔下相遇了。伽利略精神焕发,专心思考着他将要干的事。很快,他向恩里科和罗伯特说明了这项计划。
     “你们看,这里是两个铁球。一个轻,另一个比它重十倍。按照亚里士多德的说法,物体降落的速度与其重量成正比——较重的物体降落得较快。所以,人们期望:大球以比小球快十倍的速度下降。”两个学生点头,伽利略继续兴奋地说:“我将爬上塔顶,你们站在这里看。当你们看到我在阳台上向你们招手时,你们就预备好手里的钟,还必须向群众说明:每一个球是多长时间接触地面。恩里科你记录小球,罗伯特你记录大球,还有什么问题吗?”
     “你知道!我们是尊敬你的,但是如果……”恩里科打断了他的话,他想问教授,如果试验失败了,该怎么办——但是,当他看见伽利略兴奋的面孔时,他没有勇气提这个问题。
     学生和教授们聚集在塔的周围。学生们彼此开着玩笑,为他们暂停学习而高兴;教授们彼此也低声开着玩笑,但又比较安静。有些人则为伽利略当时的处境急促不安。
    “伽利略竟是这样一个傻瓜,我真不敢相信。为什么他要在全城人面前炫耀自己的无知?”一个人嘲笑地说。
    另一个人问:“你认为他会上去吗?他已经二十五岁了,怎么会干这样无聊的事。”
    又一个说:“亚里士多德必定在墓里辗转反侧,向亚里士多德指出质疑,傲慢到了何等程度!”最后,在中午的钟声敲响时,伽利略都准备好了。恩里科和罗伯特伸长脖子望着塔顶上的教授。
     群众安静下来时,伽利略向他的年轻助手们发出信号,接着两个铁球一齐降落,而且准确无误地同时落地,较重的一个并没有以比较轻的一个快十倍的速度下降。在这件事上,亚里士多德真的犯了个错误。
     伽利略在他快步下塔梯时,心情是激动的。但是,在他到达塔外时,他的快乐消逝了。只有很少几个学生留在那儿向他祝贺,而他的同事们则回去工作了。一路上,谈起这件事的人,都说是魔术、是胡闹。他们都眼睁睁地看到了这个试验,却拒绝承认这是事实。为此伽利略陷入了烦恼。
     伽利略受如此误解绝不是第一次。几年前,伽利略的父亲温琴齐欧就责骂过他的儿子,警告他,说他会变得一钱不值。这孩子对赚钱不感兴趣,就喜欢思考些怪问题。伽利略很聪明,尤其是在音乐和艺术方面。他的父亲希望他靠这些本领去赚钱。然而,温琴齐欧知道,凭唱歌和绘画致富太难了。他自己就是一位有成就的音乐家,可是他不得不靠卖衣服赚钱来维持这个家。
     最后,他的父母决定把伽利略培养成医生,他被送到比萨大学学医,所学的功课令他厌烦,教授们的思想也很陈腐,而且不允许学生在病人或尸体上做实验。
     一天,年轻的伽利略在通过大厅时,他注意到教室的门半开着。在里面,学生们都坐在他们的座位上,专心地、有兴趣地学习。他们显然被所讨论的学科——几何——吸引住了,伽利略在外面徘徊、倾听。对于这个年轻的医科学生来说,这是一门新学科,是那么引人入胜。但不久,他开始从医科课堂上逃出来,而去听数学课。
      伽利略不知该做什么好。他只知道应按照他父亲的安排去做。其实,他的心并不在那上面。
      一天,他到大学的教堂里去祈祷,希望得到答案,好让心平静下来。但是,教堂里发生的事,使他激动得彻夜未眠。
      伽利略进教堂是在临近傍晚的时候。在他祈祷和反思时,一名工人进来点灯。大铜灯是用链子吊在天花板上的。为了点着它,工人站在骑楼上,用一根长竿把链子钩过来,拉住链子后,让吊着的灯从原处趋向他手中的火焰。当每一盏灯被点燃后,松开钩子,它就像钟摆一样来回摆动,直到最终停止。
      这种现象,伽利略以前见到过。但是,这次他注意到一些新东西。他仔细观察到:不管摆幅宽或窄,灯的每一次摆动都用同样多的时间。为了弄准确,他用自己心脏的跳动核对摆动的时间。
     回到房间,伽利略就开始用好多种吊着的物体实验。他从附近的铁匠那里借来铁链子和碎铁片。他发现:无论弧的大小,还是吊着的物体的重量,都不影响摆动的时间,只有链的长度起作用,从而发现了摆的定律。最先伽利略想用他的发现否定亚里士多德的落体定律:如果亚里士多德是正确的,在摆动的链子上吊上了两个重量不同的物体,重物会比轻物早到底部——但是,两个物体则同时到达了底部。因此他产生了爬上比萨斜塔做试验的念头。以此发现为基础,他创造了一项发明,这就是脉搏计——后来被普遍应用于医生核实病人的心率。最后,伽利略关于摆动物体的发现导致了摆钟的发明。
      在深夜里做的这些试验,对伽利略的学习成绩毫无帮助。过了很长时间,他的父亲来看他,和他讨论今后怎么办?
     “我的儿子,你怎么了?”他作不豫之色,“难道你不知道:当数学家是没有生活出路的吗?我们的家庭需要你的帮助。如果你不能当医生,得到一份合适的工作,给家里增加收入的话,你就回家来,给店里干活。”伽利略深为自己没有做父亲想让他干的事而内疚。然而他很难忍受学习自己不感兴趣的东西的痛苦。
     “爸爸,我很抱歉。我将努力让你因我而自豪。记得吗?我曾为小孩们造过玩具。也许我能发明点小东西卖。我会尽可能快地给你们送钱去,但是,请你不要逼我放弃学数学。”
     他的父亲温琴齐欧被激怒了,甩袖而去,心想:让伽利略干他的傻事,不管他了。但是,伽利略从未忘记他对家庭应负的责任。
1590年,如果温琴齐欧见到其他教授对伽利略在比萨斜塔所做的试验发出嘘声,表示反对,也许他会后悔不该允许伽利略放弃医学。同伴们的蔑视,使伽利略心绪烦乱,但是他从未对选择数学有丝毫悔意。不久,伽利略离开了比萨,而去了帕多瓦大学,在那里他教了18年书。
      帕多瓦大学,思想很开放。伽利略被允许继续其有争议的试验和写作。一天,他听到令人震惊的消息:荷兰的一名眼镜制造工人汉斯·里珀希偶然地发现,两个镜片以适当的方式组合,能把所看到的东西放大三倍。里珀希的学徒曾制造几个望远镜,作为玩具。于是,伽利略也着手此项工作,做出了他自己的望远镜,从而使天空向人类开放,供人类研究。
      每天晚上,伽利略遥望天空:他看到了月亮上的环形山,大为惊讶!他追踪金星的轨迹,并且,注意到土星的环。最重要的是,他于1610年发现木星有卫星环绕着它。这些观察结果,肯定了著名天文学家说过的话——小天体围绕着大天体转。这些曾引发哥白尼宣布:地球不是宇宙的中心(像每个人所相信的那样),只不过是围绕着太阳旋转的许多行星之一。
      伽利略再一次陷入了烦恼。官府和教会认定:哥白尼是持异端邪说者,他们把阅读、学习和讲授哥白尼著作当作非法的!
      成百上千的人用伽利略的望远镜来观看,绝大多数人发现望远镜好玩、有趣;很少人认识到它在科学上的重要性;军队的指挥官们很欣赏望远镜的发明,因为它能在敌人看见他们之前,看到在海上行进的敌人。但是,看到不等于相信,就像在比萨斜塔前站着的教授们一样,许多人拒绝接受这个真理。
      他们不想改变他们保守的思想,不想承认伽利略关于宇宙的看法是正确的。
      在伽利略生命的最后八年,教会掌权人把伽利略看得很紧。他没有发表学术理念的自由。掌权人威胁道:如果不正式撤回他的科学发现,就要审讯他,而且最终被软禁或被判刑。
      1638年伽利略完全失明了。
      “伽利略教授在家吗?”
      “在,你是谁?”
      “是罗伯特。”“罗伯特·诺托诺。”“没想到,您还记得我,我是您在比萨的学生。”
      “在比萨?你真的就是在斜塔帮助我做试验的罗伯特吗?”
      “是的,教授,就是我。”
      “噢,我的好学生!什么风把你吹来了?我再也不像疯子那样做什么试验了。”
      “疯了的不是我们!”罗伯特激动地说,“正是您启发了我,我对您表示感谢。我坚信:您是正确的!我永远和您站在一起。我有信心,和您一同干到底!”
     “谢谢你,孩子。我希望有别人带上你去探求真理。我已经瞎了,我做不了什么事;加之,我被禁止工作。”
     “教授,你的眼睛虽然失明了,但是只有您一个人真正地看到了真理。”罗伯特说:“总有那么一天,全世界会认识到:您是正确的!总有一天,他们会因为这样对待你而感到内疚的。”“是吗?!也许会的。”老教授怀疑地摇了摇头。要是他能看到那一天该多好啊!
(转载于培杰国际数学文化)
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发表于 2014-10-10 22:00:44 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2015-3-10 17:31:25 | 显示全部楼层
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