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第8章 伽利略發(fā)現(xiàn)鐘擺原理

伽利略是意大利物理學家,天文學家。他自幼聰明,尤其對抽象的數(shù)字感興趣,愛動手制作小玩具。

16世紀中葉,在意大利比薩城有一個沒落的貴族子弟。他是數(shù)學愛好者和音樂師。在那個時代,研究數(shù)學和搞音樂的人,是根本找不到謀生的職業(yè)的,但是,這個充滿理想的人,在四處尋找工作的同時,依然陶醉在數(shù)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(jīng)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(yǎng)活全家。但樂觀的父親很喜愛孩子,伽利略的到來,使他覺得生活更有意義。

雖然養(yǎng)家糊口更辛苦了,但父親的情緒很高漲。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。”

老伽利略在兒子剛剛學說話時,就開始對他進行教育,不僅教給他數(shù)字,還教他學唱歌。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(shù)字卻很敏感。他常常一個人數(shù)父親教的阿拉伯數(shù)字,而且咿咿呀呀地數(shù)個不停。

老伽利略對兒子的教育很有耐心,不僅教他數(shù)字,還教他拉丁文和其他文字。等到兒子長大一些了,他又開始教他畫畫,做玩具……細心的父親喜歡觀察兒子的一舉一動。他發(fā)現(xiàn),伽利略的手很巧,愿意自己動手做小玩具。

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,伽利略已經(jīng)能夠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(lián)系了一家教會中學。中學文化課的內(nèi)容,主要是哲學、數(shù)學等。伽利略最喜歡數(shù)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。他看到晃動的鐘擺,正在慢悠悠地運動著,與它相伴的是有節(jié)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(fā)現(xiàn)鐘擺向兩側(cè)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(jié)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。仔細觀察后,他發(fā)現(xiàn)吊燈和鐘擺一樣,不僅向兩側(cè)的擺動的距離相等,而且擺動時間也相等。

為了對擺動現(xiàn)象進行研究,必須測定擺動的時間。為此,伽利略苦苦思索了很久,后來,他發(fā)現(xiàn)自己的脈搏的跳動是有規(guī)律的,靈機一動,就想起了用數(shù)脈搏的方法來計時。

最后,伽利略大膽地得出結(jié)論:決定擺動周期的,是繩子的長度,和它末端的物體重量沒有關(guān)系。而且,相同長度的擺繩,振動的周期是一樣的。

善于鉆研的伽利略,從鐘擺擺動的現(xiàn)象挖掘到了事物的本質(zhì),找到了擺動的原理。接著,他又根據(jù)這一原理,做進一步的探索,相繼發(fā)明了脈搏計數(shù)、時鐘計時、計算日食和推算星辰運動規(guī)律等方法。

夢想小啟迪

智慧在鉆研中啟迪,在實踐中迸發(fā)。是鉆研給了智慧發(fā)展的機會,是實踐為智慧提供了延伸的平臺。沒有實踐,智慧就難以發(fā)展;沒有智慧,實踐就寸步難行。

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