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1、伽利略的惯性定律惯性定律，又称牛顿第一定律，无疑是由牛顿（16431727）发现的。但是，教科书上提到，对惯性定律的发现，除了牛顿是最大的功臣之外，伽利略（15641642）、笛卡尔（15961650）等人功不可没。而其中，尤以伽利略为甚，因为惯性这个概念就是伽利略提出来的。1616年，伽利略前往罗马为自己作辩护。此前，伽利略用自己的天文望远镜为哥白尼的日心说提供了诸多证据，同时伽利略在致大公夫人克里斯蒂娜的信中阐述了科学应该独立于宗教、科学优于宗教的观点。所以，他为了逃避惩罚，不得不为自己解脱指责甚至罪名。伽利略的言行，在诸多史学家认为，是科学向宗教挑战的实例。但是别忘了，伽利略是一位虔诚的
2、天主教徒，伽利略与罗马教廷的矛盾仅仅是一种“科学与宗教体系”与“另一种教学与宗教体系”之间的矛盾，罗马教廷中也有许多著名的天文学家，只是他们都是维护日心说的。然而，伽利略的言行已经与罗马教廷主流思想相违背，这是事实。虽然伽利略这次为自己作了辩护，教皇保罗五世下达了史称“1616禁令”。“1616禁令”对伽利略的影响是：禁止伽利略以口头的或文字的形式保持、传授或捍卫日心说。1623年，伽利略的好朋友红衣主教巴尔贝里尼被选为教皇乌尔班八世（15681644）。伽利略认为这是自己时来运转的好机会，经过多方努力，伽利略获准出版他著名的关于两大世界体系的对话，即以三个虚构人物对话的形成，以看似中立的立场
3、，讨论地心说与日心说。此书中除了有伽利略用自制的望远镜天文观测的证据支持日心说之外，还以比较迂回的策略来说明地心说如何不靠。要让人信服地球是运动的，而且在自转，就要合理地解释诸如“自由下落的物体为什么还是掉到竖直下方，而不是后方”之类的问题。此时的伽利略，似乎是为了解决这个显而易见的难题去建构一个概念或理论，即提出了物体具有惯性的概念。在此之前，是没有惯性概念的，如果地球是自转的，这会造成一些不可理解的自然现象。比如，当我们沿水平方向向正北方瞄准射击时，如此地球是自西向东运动的，则子弹就不会射中靶子，而会偏向靶子的西方，但实际情况并非如此。伽利略就此问题的处理的方法就是思想实验，这些思想实验在
4、初中科学教科书中都有呈现。伽利略的理想实验是这种描述的：在没有外力作用的情况下，一个在一条直线上匀速运动的物体将以该速度在该直线上持续运动下去；如果这个物体不出什么意外的话，它会永远持续运动到无限时间和无限距离。也许你会认为，这样的结论与牛顿第一定律的内容仅仅是少了“静止状态”的描述而已，基本没有其他区别。其实，我们现在看到的所谓惯性系，是建立在牛顿力学体系基础上的，而伽利略这样的描述根本就是错误的。伽利略将“沿直线上持续运动下去”的直线，是地球表面的“直线”，换言之是一个圆周。这样看来，伽利略认为的惯性是物体具有保持做匀速圆周运动的属性。伽利略利用自己的惯性概念创建潮汐理论，也是科学建构的一
5、种体现，而不是发现。伽利略创造了一个潮汐模型。由于月球绕地球运动，地球绕太阳运动，则月球在背太阳一面时，地球海洋水运动速度与月球面向太阳一面时运动的运动不同，若以地球公转速度为v1，自转速度为v2，则月球在面向太阳一侧时（正午），地球上的海洋水的速度为v1+v2，而月球在北向太阳一侧时（午夜），地球上的海洋水的速度为v1-v2。这就像有一盆水，如果我们每天有节奏地将这盆水往前、往后拉，水面就会形成不同波浪在回来移动，这形成了潮汐。根据牛顿物理学，很明显伽利略的潮汐理论是错误的。但是，伽利略为弱化地心说的影响，为日心说摇旗呐喊的行为可见一斑。伽利略的惯性理论，为牛顿形成牛顿第一定律，立下了汗马功劳。