伽利略和牛顿对物理学贡献.doc

伽利略与牛顿对物理学的贡献[摘要]本文分别介绍了伽利略和牛顿的生平、对物理学的贡献,贡献不仅是物理理论方面的成果,.[关键词]伽利略;牛顿;物理学;贡献一绪论(一)伽利略生平伽利略(1564~1642)生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。他在科学上的创造才能,在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时,就发明了能测量脉博速率的摆式计时装置。后来,他的兴趣转向了数学和物理学,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。在帕多瓦,伽利略开始研究天文学,成为哥白尼的日心说的热烈支持者。他制造了望远镜,观测到木星的四颗卫星,证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心。用望远镜进行观测,他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的。他还制成了空气温度计,这是世界上最早的温度计。这些辉煌的成就,使他获得了巨大的声望。1610年,伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请,回到他的故乡,担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家。伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助。但是不久,他就受到教会的迫害。由于他勇敢的宣传哥白尼的学说,1616年,被传唤到罗马的宗教裁判所。宗教裁判所谴责了哥白尼的学说,并责令伽利略保持沉默。1632年,伽利略发表《两种世界观的对话》一书,被教会认为违反了1616年的禁令。伽利略被召到罗马囚禁了几个月,受到缺席审判,遭到苦刑和恐吓,并被迫当众跪着表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动学说的错误和异端”,最后被判处终身监禁,他的书也被列为***。1632年以后,伽利略专心致志于力学的研究,并于1638年完成了《两种新科学的对话》。由于教会的禁令,这部书无法在意大利出版,只能在荷兰秘密刊行。这部书是伽利略最伟大和最重要的著作。伽利略首先研究了惯性运动和落体运动的规律,为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路。他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点,倡导实验和理论计算相结合,用实验检验理论的推导。这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义。(二)牛顿生平牛顿出生于英国北部林肯郡的一个农民家庭。1661年考上剑桥大学特里尼蒂学校,1665年毕业,这时正赶上鼠疫,牛顿回家避疫两年,期间几乎考虑了他一生中所研究的各个方面,特别是他一生中的几个重要贡献:万有引力定律、经典力学、微积分和光学。牛顿的研究领域非常广泛,他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外,他还花费大量精力进行化学实验。他常常留在实验室里,不分昼夜的工作。他在化学上花费的时间并不少,却几乎没有取得什么显著的成就。为什么同样一个伟大的牛顿,在不同的领域取得的成就竟那么不一样呢?其中一个原因就是各个学科处在不同的发展阶段。在力学和天文学方面,有伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的努力,牛顿可能用已经准备好的材料,建立起一座宏伟壮丽的力学大厦。正像他自己所说的那样“如果说我看得远,那是因为我站在巨人的肩上”。而在化学方面,因为正确的道路还没有开辟出来,牛顿没法走到可以砍伐材料的地方。二伽利略的贡献(一)科学地描述了运动伽利略是第一个把实验引进力学的科学家,他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后,他经过长久的实验观察和数学推算,得到了摆的等时性定律。伽利略根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为《天平》的论文。不久又写了论文《论重力》,第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式,因此声名大振。与此同时,他对亚里士多德的许多观点提出质疑。----在1589~1591年间,伽利略对落体运动作了细致的考察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”,即在忽略空气阻力条件下,重量不同的球在下落时同时落地,下落的速度与重量无关。伽利略对运动基本概念,包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出,在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念,力学中的动力学部分才能建立,而在伽利略之前,只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律(见牛顿运动定律)和外力作用下物体的运动规律,这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上,伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略同时代的法国科学家笛卡儿补充和完善了伽利略的观点,明确指出:除非物体受到外力的作用,物体将永远保持其静止或运动状态。永远不会使自己沿曲线运动,面只保持在直线上运动。他还认为,这应该作为一个原理加以确立,并且是人类整个