第17章 設(shè)計斜面實驗
- 從學(xué)霸成為世紀(jì)學(xué)者
- 一白化貝
- 2083字
- 2023-10-18 12:00:00
陳帆的這番話,倒不是隨口說出來的。
這是文藝復(fù)興期間,最重要的一項成果,一種清晰、簡明且一致的科學(xué)方法。
一個同時采用觀察與推理方法的系統(tǒng),用于對理論進(jìn)行更加嚴(yán)格的檢驗。
這也是科學(xué)史上的第一種科學(xué)方法。
陳帆這會說出這些,就是覺得已然討論到這些了,那不如將這一由伽利略發(fā)展而來的科學(xué)方法上,提前還給伽利略。
只不過,這一基本的科學(xué)方法,其實并沒有真正的最后一步。
科學(xué)的本質(zhì)也是這樣,我們所斷言的真理,只是當(dāng)前理論與已觀察的現(xiàn)象的一致。
可能在某個遙遠(yuǎn)星系的地方,存在著與其相悖的現(xiàn)象。
但對于現(xiàn)在的伽利略來說,陳帆的這番話,卻無異于在思維上打開了一扇窗。
他看到了科學(xué)世界里,那不一樣的景色。
“我明白了!謝謝你,維維亞尼!”
伽利略看向陳帆的眼神,帶著一絲感激的神色。
自從遇到陳帆之后,伽利略感覺他對科學(xué)的一些模糊的地方,都在逐漸變得清晰。
陳帆微微一笑,邁步走進(jìn)屋里,開始招呼著伽利略,找出先前簡易擺錘模型實驗的工具,重新進(jìn)行實驗并觀察。
一連幾天,陳帆和伽利略都在不斷反復(fù)的進(jìn)行著實驗。
通過實驗觀察,兩人也得到了一些落體運(yùn)動的規(guī)則。
對于重物和輕物下落的一樣快,幾乎是完全可以肯定的。
但重點是,如何驗證這一點。
他們必須搞清楚,落體運(yùn)動的運(yùn)動規(guī)律,才能更好地設(shè)計實驗。
為此,兩人也進(jìn)行了一定的數(shù)學(xué)論證。
像是落體的加速運(yùn)動,所能作出的最簡單的設(shè)想,就是其瞬時速度與路程成正比,也可能與下落的時間成正比。
他們很快就發(fā)現(xiàn),第一種假設(shè),對于勻加速運(yùn)動是不成立的。
也就代表著,只存在第二種假設(shè),瞬時速度與下落的時間成正比。
兩人就在設(shè)計實驗驗證這一點。
自然,這些實驗的觀察和思考,有陳帆刻意引導(dǎo)的作用。
實際上,陳帆是也在慢慢的,將伽利略往斜面實驗上面去引。
斜面實驗不像擺錘模型實驗,伽利略已經(jīng)開始這方面的實驗,他可以直接提出多組實驗的想法。
對于斜面實驗,他試過,沒辦法直接說出來,只能去引導(dǎo)。
而斜面實驗,是當(dāng)前條件下,最理想的實驗?zāi)P汀?
可以通過轉(zhuǎn)換測量形式的方式,間接測量物體的瞬時速度。
除了實驗之外,只有伽利略需要講課時,兩人才會停下,一起去比薩大學(xué)。
他們與菲利貝托打賭的事,早已在對方刻意的渲染下傳播開了。
現(xiàn)在的比薩大學(xué),幾乎都在討論著這件事。
陳帆與伽利略碰到的教授們,幾乎無一例外的,都要嘲諷兩人幾句。
更有教授說:“如果兩個不同重量的物體同時落地,那么人就會用腦袋在地上走路,而不是用腳!”
對于伽利略的做法,他們十分不滿。
對于伽利略的結(jié)果,他們仿佛早已預(yù)見,只等著到時間看笑話。
學(xué)校的學(xué)生們,絕大多數(shù)也與這些教授一樣。
除了沒有當(dāng)面直接議論外,那背后的聲音,更是磅礴。
面對這些,陳帆和伽利略自然沒有去爭辯。
那樣做,毫無意義。
有那時間,倒不如多想一想,如何設(shè)計新的實驗。
只有少數(shù)幾名伽利略的學(xué)生,關(guān)心的詢問過伽利略,希望他能取消這次的打賭,避免受到傷害。
只不過,沒有一人敢提出幫助伽利略。
對此,伽利略自是謝過了這些學(xué)生的好意。
但道歉認(rèn)輸,他絕不可能去做。
那會直接毀了他現(xiàn)在確信的科學(xué)。
同時,伽利略很是風(fēng)趣的表示,會給這些學(xué)生,上一堂生動的科學(xué)實驗課。
……
伽利略的住處,又一天的觀察實驗結(jié)束。
“維維亞尼,我有一個想法,但不知道對不對……”
伽利略看著已經(jīng)停下來的石塊,怔怔出神。
陳帆記錄完這次的實驗數(shù)據(jù),扭頭看向伽利略:“什么想法,說來聽聽?”
伽利略伸手拉住簡易擺錘模型的繩子,拉到一定幅度,然后松開。
擺錘下落,自由的來回擺動。
然后,他又撿起兩個不同石塊,拿到同一高度。
松手放開,石塊落下。
“我們通過測量擺錘的下落速度,一直存在著其它的因素干擾,需要做出改變??扇绻侵苯臃砰_兩個石塊,它們下落的速度,又太快了,我們不好測量下落的時間……”
伽利略思索著,繼續(xù)說道:“我就在想,是不是可以設(shè)計一個斜面,來進(jìn)行實驗,因為斜面與繩子的擺動比較相似?!?
陳帆聞言,差點就忍不住大喊,這可以,這當(dāng)然可以。
好家伙,一連幾天,總算是把伽利略給引到了斜面實驗上。
按耐住心中的激動,陳帆故意沉思了一會,才面不改色的說道:“伽利略教授,擺錘擺動的幅度,和斜面很相似,您的想法大概率可行!”
得到陳帆的肯定后,伽利略自己也越想,越覺得可行。
兩人都是想到即做的性格。
尤其是伽利略,動手能力更是卓越。
說起來,在模擬開始后,經(jīng)過伽利略的熏陶,陳帆的動手能力,簡直呈直線上升。
他不禁開始期待,等到模擬結(jié)束后,他將要面臨的競賽了。
斜面實驗的裝置,其實并不復(fù)雜。
復(fù)雜的是,在當(dāng)前的時代,能夠想到這一實驗?zāi)P汀?
這就是伽利略的敏銳洞察能力和卓絕的創(chuàng)新能力了。
花了一整天時間。
陳帆和伽利略完整的打磨出了,一塊符合實驗需求的木板。
木板上刻有一條一指多寬,直而光滑的槽。
刻槽內(nèi)用羊皮紙貼襯,盡可能使其變得光滑。
這也是兩人在直接觀察石塊的落體運(yùn)動后,所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。
在物體下落的過程中,總有朝上減速的因素,使得不同的物體,下落的快慢不同。
如果可以忽略這種因素,那物體下落的必然一樣快!
陳帆其實很想告訴伽利略,這玩意叫空氣阻力。
雖然有力這個詞,可是力這個概念,在這個時代還沒有出現(xiàn),他壓根講不出來。
除了木板之外,還有一些,兩人打磨的光滑且圓潤的黃銅球……