比薩斜塔實(shí)驗(yàn)不是伽利略做的幾乎所有的人都認(rèn)為,歷史上著名的兩個(gè)球同時(shí)落地的重力實(shí)驗(yàn)是伽利略在意大利的比薩斜塔上做的。
現(xiàn)在,絕大多數(shù)國家正式發(fā)行的課本上也是這么說的。但美國語言與信息研究中心的執(zhí)行主任、美國加州斯坦福大學(xué)數(shù)學(xué)系的客座教授凱斯達(dá)維林卻提出一個(gè)驚人的理論:伽利略根本就沒有做過那樣的重力實(shí)驗(yàn)! 為防誤導(dǎo),伽利略不做試驗(yàn) 根據(jù)課本上的說法,著名的意大利科學(xué)家伽利略作了一個(gè)著名的重力實(shí)驗(yàn):他從比薩斜塔上同時(shí)拋下了兩個(gè)同樣大小的球,其中一個(gè)球是重金屬球,另外一個(gè)則是木制球。實(shí)驗(yàn)的目的是證明兩個(gè)球在地球重力作用下同時(shí)著地,從而推翻了亞力士多德的理論。 時(shí)至今日,各國的教師們?nèi)匀辉谙蛩麄兊膶W(xué)生講述著伽利略在比薩斜塔上做了著名的重力實(shí)驗(yàn)的情景,但達(dá)維林卻指出,這個(gè)實(shí)驗(yàn)根本就不是伽利略做的,而是他的一個(gè)學(xué)生做的。沒有任何證據(jù)可以證明伽利略曾經(jīng)從斜塔上同時(shí)拋下了兩個(gè)球,伽利略是個(gè)非常謹(jǐn)慎的人,他不會在公眾面前做這樣的科學(xué)演示,因?yàn)榻Y(jié)果極有可能會誤導(dǎo)缺乏科學(xué)常識的群眾。 達(dá)維林指出,伽利略非常清楚地知道,任何物體在沒有空氣阻力的情況下都會以同樣的速度從高處下落。同時(shí),他也非常清楚地知道,如果體積相同但重量不同的兩個(gè)球同時(shí)從高處下落,由于在下落過程中受到空氣阻力的影響,重量大的物體總是會比重量小的物體先接觸地面。 伽利略臨去世之前,他的一個(gè)學(xué)生在比薩斜塔上做了這個(gè)著名的重力實(shí)驗(yàn)。但是,實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻最終證明,兩個(gè)物體的下降速度的確有微小的差別,重量大的物體比重量小的物體落地時(shí)間要稍微早一些。得知這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,亞里斯多德學(xué)派的學(xué)者奔走相告,慶祝他們的勝利。事實(shí)上,這是空氣阻力作用的結(jié)果,伽利略心里清楚這一點(diǎn),這也是他不公開做實(shí)驗(yàn)的原因,因?yàn)樗麩o法消除空氣阻力,而他的學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)竟然證明了希臘的亞里斯多德是“正確”的,這無疑有些諷刺意味。 伽利略還有更驚人的結(jié)論 伽利略于1564年生于意大利城市比薩,1642年死于佛羅倫薩郊外,世人一直將其視為世界上第一位現(xiàn)代科學(xué)家。在他進(jìn)行的重力研究領(lǐng)域,伽利略作了大量實(shí)驗(yàn),通過這些實(shí)驗(yàn)他測量了物體從不同高度下落所需要的不同時(shí)間,他觀察到,時(shí)間越長,物體下落的距離就越大。 伽利略還在經(jīng)過詳細(xì)精確的觀察后得出這樣一個(gè)結(jié)論,重量小的物體在開始下降時(shí)比重量大的物體下降速度快,這一說法引起了后來一些學(xué)者的迷惑,他們紛紛對伽利略的學(xué)說產(chǎn)生了質(zhì)疑,像伽利略這樣一個(gè)偉大的科學(xué)家怎么會犯如此愚蠢的錯(cuò)誤呢? 但事實(shí)上伽利略是對的。在20世紀(jì)80年代早期,一些科學(xué)家再一次進(jìn)行了那個(gè)著名落球重力實(shí)驗(yàn),這次,他們第一次使用了現(xiàn)代化的高速電影攝影機(jī),而不再僅僅局限于肉眼的觀察。攝影機(jī)將物體的下降過程用慢鏡頭一幀一幀地播放出來,結(jié)果證明,伽利略的理論是完全正確的。在一開始,重量小的物體的確比重量大的物體下降速度快,但是后來由于空氣阻力的影響,后者的下降速度才趕上了前者。 科學(xué)家仔細(xì)研究了前面的幾幀照片后發(fā)現(xiàn)造成這種現(xiàn)象的原因是怎么回事。原來,負(fù)責(zé)釋放球的人的雙手的肌肉疲勞程度在某種程度上也影響著物體的下降速度。當(dāng)聽到放開物體的信號后,拿著重物的手由于肌肉疲勞,放開重物所需的時(shí)間就相對多一些,而拿著比較輕的物體的手則不同,因此放開物體所用的時(shí)間也就相對來說少一點(diǎn)。 達(dá)維林教授最后指出,作為一個(gè)對科學(xué)有著高度負(fù)責(zé)精神的科學(xué)家,伽利略認(rèn)真記錄下了這一現(xiàn)象,雖然這與他所提出的如果沒有空氣阻力兩個(gè)物體將同時(shí)落地的理論背道而馳,但是他仍然將這一記錄保留了下來,以供后人參考。伽利略這種對科學(xué)負(fù)責(zé)的精神,值得所有的人學(xué)習(xí)與贊揚(yáng)。