力學家介紹（一）

    在1687年之前，力學的發展，是以積累資料為主要特征。而且ZUI主要的資料是天文觀測資料，另外還有靜力學知識的積累與完善。在這個時期力學、數學、天文學、物理學乃至哲學的研究者，都是同一批人。所以我們在寫力學史時不可能將力學同天文學、數學分開來寫。

    在1687年之后到 1900年之前，由于在牛頓《自然哲學的數學原理》中動力學的原理已經建立，這一階段力學研究的主要內容是：尋求力學一般原理的不同形式以及不同條件下的一般原理；將一般原理推廣應用于各種不同的復雜情形，如約束運動、流體運動、固體的變形剛體運動、振動與波動運動的方程等；求解所得到的運動方程，給出各種條件下的特解，或研究帶普遍意義的求解方法；回答工業生產中提出的實際工程問題。但是，經典力學的發展也越來越暴露出它對某些問題的失敗與內在矛盾，從而導致相對論的誕生。在這一階段，力學家、物理學家、天文學家、數學家雖然稍有分工，但基本上還是同一批人。

1900年量子論與相對論相繼產生，標志著物理學與力學的分家。從此力學分工解決宏觀world的問題，而物理學分工專門從事微觀world的研究，力學家與物理學家、天文學家、數學家便分道揚鑣了。這一階段力學學科的研究特點是，由于力學的基本理論部分在許多方面已經趨于成熟，理論難題僅有像湍流、強度等少數課題，所以理論力學與應用力學相比，應用力學的研究隊伍占較大的比重。這同第二階段形成鮮明的對比。在那時，在整個力學學科的研究隊伍中，理論力學的比重相對于現今來說也大多了。

伽利略的生平及其貢獻 伽利略的生平及其貢獻

   伽利略（Glileo Galilei，1564-1642）出生于意大利的比薩，他的父親是一位音樂家，在音樂理論和音樂實踐上都很有成就。伽利略是7個孩子中的老大。他10歲之前一直住在比薩，之后遷往佛羅倫薩，上了幾年學后，被送往卡馬多薩修道院。他作為一名見習修士加入了修道會。不過，他父親卻希望他去學醫，重將他接回佛羅倫薩。 
    1581年，當伽利略17歲時，來到比薩大學學醫。在學校里，他以數學和物理見長，而且因為善于辯論而聞名全校。1585年，伽利略離校回家，專門研究古希臘人的科學著作。根據阿基米德的浮力原理，他發明了測定合金成分的流體靜力學天平。這項工作引起了意大利學術界的注意，有人稱他為“當代的阿基米德”。
    伽利略在佛羅倫薩教了幾年書后，于1587年首次訪問了羅馬，在那里接觸了一些數學家與天文學家。
1589年，伽利略寫了一篇論固體重心的論文，獲得了人們的稱道，因而他獲得比薩大學數學教授職位，這時他剛滿25歲。1592年他又受聘為帕多瓦大學數學教授，這時的薪水是比薩大學的三倍。
    伽利略的一生，大致可以分為三個時期：在比薩大學任教三年（1589－1591），在帕多瓦大學任教18 年（1592－1610），之后他回到佛羅倫薩任托斯康大公爵的首席哲學家和數學家（1610-1642）
    伽利略是哥白尼學說的忠誠的擁護者，但是在大學教學的二十多年中他一直沒有講授哥白尼學說。1613年他推薦卡斯特利接替他任比薩大學數學教授職位。卡斯特利一上任，校方就警告他不得講授哥白尼學說。卡斯特利說：伽利略囑咐過我，伽利略教書20年也沒有講過哥白尼學說。然而伽利略的一系列科學上的新發現都是與日心說不謀而合的。
    1610年他寫的《星際使者》一書、1613年他寫的《關于太陽黑子的書信》一書都支持了哥白尼學說。在1616年初，伽利略從地球運動的觀點寫了一本詳細論述潮汐理論的書，把它獻給紅衣主教奧西尼。1616年2月24日，在宗教法庭紅衣教主的每周例會上裁決，要紅衣教主貝拉明通知伽利略，不可再堅持被批評的觀點。
    伽利略觀測到的科學事實推動了哥白尼學說的傳播，因而引起了宗教勢力的恐懼。1616年3月5日，天主教宣布哥白尼的《天體運行論》為禁書。
    但是，伽利略堅持哥白尼學說的立場并沒有為黑暗勢力的恫嚇而動搖，反而公開站在哥白尼學說的立場，系統地維護和宣傳哥白尼學說。1624-1630年，伽利略花了很大的精力寫出了巨著《關于托勒密和哥白尼兩大world體系的對話》，并于1632年出版。這本書的出版更加激怒了教會，1633年2月宗教法庭把伽利略傳到羅馬，并于1633年3月12日審判。宗教法庭強迫年近古稀的伽利略認錯，責令他居住在被指定的佛羅倫薩郊區，不得離開，并且不許他寫的《關于托勒密和哥白尼兩大world體系的對話》流傳。
    宗教法庭對伽利略的審判與迫害，是整個人類歷史上黑暗勢力迫害科學發展的典型。隨著科學的發展，越來越證明這種迫害的荒唐。直到數百年后，1983年，羅馬教廷才宣布“給伽利略定罪的法官犯了錯誤”。

伽利略的貢獻

    一、 伽利略在科學上的貢獻

    伽利略在科學史上是一位難得的天才。之所以難得，一方面他既精于理論又關心實際問題，另一方面，他是在天文、力學、數學三方面都有突出貢獻的學者，三是在方法論上，他既擅長于思辨論證又開系統科學實驗與觀察的先河，后人稱他為“科學實驗之父”。
    他在科學上的貢獻簡述如下。

    在天文學方面：
    1609年，他從一位朋友的來信中得知，荷蘭有一位名叫利玻希的人有一項奇異的發現，即望遠鏡。他聽到這消息后，立即根據光學原理自己制做了一具。他制做的這種望遠鏡，是由一片度數很小的凸透鏡作為物鏡和一片度數很大的凹透鏡作為目鏡的組合。至今還被稱為伽利略望遠鏡。這種望遠鏡經過不斷改進后，1610年他制成了放大倍數為32倍的望遠鏡。他便開始用他自制的望遠鏡觀察天空。他是world上**個用望遠鏡觀察天空的人。
    1611年，他用望遠鏡發現了木星有4個衛星，發現銀河是由無數星球組成的。后來他發現金星與水星都像月亮一樣有圓缺，發現太陽有黑子，證實了太陽有自轉。
    他的這些發現都公布在他的著作《星際使者》和《關于太陽黑子的書信》中。他對哥白尼學說的發展集中反映在他的天文學巨著《托勒密與哥白尼兩大world體系的對話》中。書中聚集了他數十年在天文研究上的成果與學術主張。該書給托勒密和亞里土多德系統以致命的打擊。

    在力學方面：
    伽利略是world上**個認真研究動力學的學者。從青年時代他便對物體運動發生了濃厚的興趣，他收集前人關于這個問題的研究成果，結果使他大失所望。他說：“在自然界沒有比物體的運動更為古老的問題了，但是，關于這個問題沒有任何有意義的記載。”他在力學上的研究成果，也同在天文學上的研究成果一樣，是對亞里土多德許多陳舊教條的否定。
    大約在1590－1609年期間，伽利略ZUI早準確地提出并弄清了速度、加速度的概念。他將加速度用于研究自由落體，得到了自由落體是勻加速運動的結論。他得到了計算落體速度的公式 ，其中 為速度，g為重力加速度、是常數，t為時間。由此他得到：一個從靜止開始下墜的物體所經過的距離隨時間的平方而變化。即距離 
   伽利略提出了慣性原理，即：一個物體一旦運動起來，便一直用同一速度沿同樣的方向不斷運動。
   伽利略給出了斜面上物體下落的運動規律，他說這種情形也是勻加速運動。他還說：“一個物體的末速度是隨垂直高度而變，而與斜面的傾角無關。”這一結論可以看為能量守恒定律ZUI早期的表述。
   伽利略進行了擺的實驗，發現了擺周期的等時性原理。
   在振動方面，他說明一個律音的音調依賴于一個給定時間內振動的次數。伽利略是**個將音律與振動的頻率聯系起來的學者。   
   伽利略在力學方面的成果集中反映在他的著作《關于兩種新科學的談話》中，他這里所說的兩種新科學指的是材料力學和動力學。
伽利略對數學問題的研究，反映在他對無限的認識上，他在對力學問題的論證方法上恢復了阿基米德的傳統。