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    伽利略（1564.2.15~1642.1.8）被阿尔伯特.爱因斯坦称为现代科学之父，史蒂芬.霍金认为，他对现代科学诞生的贡献比其他人都多。

    伽利略最为人熟知的比萨斜塔实验可能是虚构的。据考证，1586年荷兰物理学家斯台文用2个重量不同的铅球在代尔夫特教堂塔顶上第一个完成了落体试验。1612年一个亚里士多德派的物理学家于比萨斜塔同时抛下了一个木球和铁球，试验结果是当铁球落地时，木球离地面尚有一码的距离。伽利略辨称为什么不对亚里士多德的巨大失误视而不见（按亚里士多德预言下落速度差10倍）而对如此小的误差耿耿于怀。这也可以证明伽利略没有做过比萨斜塔实验。

    但是伽利略在佛罗伦萨任大学数学系讲师时期肯定做过类似的事情，因为落体实验非常简单易做，也许没那么精确。他用这个实验向他的同事证明，亚里士多德的观点至少有一个是荒谬的。结果他弄得不受同事欢迎，他们认为他太爱寻衅。究竟应该用亚里士多德的伟大理论指导实践，还是在实践中检验亚里士多德的伟大理论？有关真理标准问题大讨论在他那个时代就开始了。

    1602年，伽利略继续提炼他关于落体运动的观点，利用当时可供使用的仪器来直接测量落体运动是不可能的，因此，他采取的手段是测量物体沿斜面滚下的较慢运动。他在一块大约十二码长的木板上开槽，上面覆盖着极其光滑的羊皮纸。然后把这块木板的一端升到各种高度，接着让一只抛光的黄铜球沿槽滚下。于是发现，经过四分之一距离所花的时间是经过全程时的一半。经过大量重复这个实验得出结论：对于任何给定的倾斜度，铜球滚动的路程和时间的平方成正比，从而推理出匀加速概念。伽利略还发现：如果摩擦力小到可以忽略时，球滚下一个斜面之后，可以滚上另一个斜面直到和出发点一样高的地方，而与斜面的倾斜度无关。如果第二面是水平的，这个球将以恒速在这面上不断地向前跑去。这意味着，外力不是维持物体运动状态的原因，而只是改变物体运动状态的原因，这是对亚里士多德运动观念的重大变革。牛顿后来将之总结为牛顿第一和第二定律。

    在当时这个实验碰到的最大困难是没有准确的计时工具，他先是用脉搏，然后用音乐节拍，最后用水钟：让一只较大容器中的水通过底部的一个小孔流进一只较小容器。然后仔细称量聚积在这较小容器内的水的重量，那么就能把铜球滚落的时间称出来。伽利略还是比萨大学医科学生的时候，一次在教堂做礼拜时观察一盏吊灯得摆动，用自己的脉搏测量出摆动周期与摆动幅度无关。后来人们根据这个原理制作出来了钟表。

    伽利略是第一个提出惯性参照系的概念的人，他在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中写到：当你在密闭的运动着的船舱里观察力学过程时，“只要运动是匀速的，决不忽左忽右摆动，你将发现，所有上述现象丝毫没有变化，你也无法从其中任何一个现象来确定，船是在运动还是停着不动。即使船运动得相当快，在跳跃时，你将和以前一样，在船底板上跳过相同的距离，你跳向船尾也不会比跳向船头来得远，虽然你跳到空中时，脚下的船底板向着你跳的相反方向移动。你把不论什么东西扔给你的同伴时，不论他是在船头还是在船尾，只要你自己站在对面，你也并不需要用更多的力。水滴将象先前一样，垂直滴进下面的罐子，一滴也不会滴向船尾，虽然水滴在空中时，船已行使了许多拃。鱼在水中游向水碗前部所用的力，不比游向水碗后部来得大；它们一样悠闲地游向放在水碗边缘任何地方的食饵。最后，蝴蝶和苍蝇将继续随便地到处飞行，它们也决不会向船尾集中，并不因为它们可能长时间留在空中，脱离了船的运动，为赶上船的运动显出累的样子。如果点香冒烟，则将看到烟象一朵云一样向上升起，不向任何一边移动。所有这些一致的现象，其原因在于船的运动是船上一切事物所共有的，也是空气所共有的。”后来这一原理被爱因斯坦称为伽利略相对性原理，是狭义相对论的先导。

    1608年，荷兰眼镜匠利帕西的一个学徒偶然发现透过两个镜片能将远处景物拉近，据此利帕西造出了第一架望远镜。第二年伽利略得知了这个消息，立即自己动手做了一架，几经改进后他的望远镜能够放大20倍。利用这架望远镜，伽利略发现了木星的4颗卫星，它们围绕木星而不是地球转动。这一证据表明天体并不一定要围绕地球转动，动摇了那种地球倍受上帝创造的宇宙关爱的信仰。伽利略的望远镜还有许多新发现，他把这些写到一本书里——《星际使者》，引起轰动。望远镜和写书使得伽利略名利双收，成为他那个时代的大V。

    伽利略早期并不是哥白尼学说的信奉者，根据一封1597年他为感谢开普勒对他开导的通信，他在那之前“许多年”接受并相信日心说。但伽利略一直对这一学说保持沉默，直到他认为自己有了足够的证据和地位以后，才公开支持日心说。

    1613 年，他发表了《论太阳黑子的书信》（Letters on the Solar Spots），表达了他对哥白尼主义笃信不疑。他被指责为信奉邪说，但他极力为自己辩护，不仅试图把与日心说相悻的《圣经》经文解释清楚，而且甚至还试图引用经文来支持日心说。

《圣经》在《历代志》上记录着“世界就坚定，不得动摇”。在《诗篇》以同样的方式写着“将地立在根基上，使地永不动摇”。更多地，在《传道书》 中记录着“日头出来，日头落下，急归所出之地。”等等。

    伽利略认为应该采取奥古斯汀的经文立场，即不能将所有篇章予以字面解释，特别是在诗篇和歌颂上，不是指令或历史问题上。他相信经文作者仅仅从一种现象的角度来记录，或是这只是一种写作风格。因此，伽利略认为科学与经文没有冲突。伽利略说：“《圣经》只是教我们应该怎样去天堂，而没有告诉我们天堂是怎样运转的。”这样的划分与后来爱因斯坦在《科学与宗教》中的观点是一致的：而这个世界“应该是”怎样的属于道德规范，这个世界“是”怎样的属于科学问题。然而，这种解释冒犯了教廷关于天堂解释的权威地位。因此，他在1615 年受到警告，要他置身于神学争论之外。

    红衣主教贝拉明1615年发表声明，称哥白尼学说不成立，除非“有物理证据证明太阳不是围绕地球，而是地球围绕着太阳运行”。而伽利略认为他的潮汐理论足可证明地球运动。

    伽利略认为，由于地球围绕轴心自转并围绕太阳公转，导致地球表面运动的加速减速引发海水潮汐式前后涌动。1616年，他将第一份有关潮汐的文献整理出来，交给了红衣主教奥斯尼。如果他的理论成立，那么每天只能出现一次涨潮，而事实是威尼斯每天会涨潮两次，时间间隔为12小时。伽利略试图从海洋形状，深度及其它方面加以解释，但是他的这种观点总体来说是不靠谱的。爱因斯坦认为伽利略只是急于给出地球运动的物理证明，构造出了这种“引人入胜的观点”并自己全盘接受了。伽利略否定了当时开普勒的观点，即月球导致潮汐运动，而后者的观点继承了托勒密以来的占星传统。他也拒接接受开普勒关于行星沿椭圆轨道运行的观点，认为圆形轨道才是“完美”的。