這是一個連小學(xué)生都知道的科學(xué)故事：古希臘哲學(xué)家亞里斯多德（公元前384～322）認(rèn)為物體的下落速度和重量成正比，物體越重，下落的速度越快。千百年來這被當(dāng)成是不可懷疑的真理。但是年輕的伽利略（1564～1642）不信這個邪。他在比薩斜塔上當(dāng)眾實(shí)驗(yàn)，扔下了一重一輕兩個球。在眾人的驚呼聲中，兩個球同時落地。千年的教條被推翻了，一條新的科學(xué)定律——自由落體運(yùn)動定律——被發(fā)現(xiàn)了。
這是一個連小學(xué)生都知道的科學(xué)故事：古希臘哲學(xué)家亞里斯多德（公元前384～322）認(rèn)為物體的下落速度和重量成正比，物體越重，下落的速度越快。千百年來這被當(dāng)成是不可懷疑的真理。但是年輕的伽利略（1564～1642）不信這個邪。他在比薩斜塔上當(dāng)眾實(shí)驗(yàn)，扔下了一重一輕兩個球。在眾人的驚呼聲中，兩個球同時落地。千年的教條被推翻了，一條新的科學(xué)定律——自由落體運(yùn)動定律——被發(fā)現(xiàn)了。這個故事最早出現(xiàn)在伽利略晚年的秘書維維亞尼寫的伽利略傳記中。這本傳記寫于1654年（1717年才出版），此時伽利略已去世12年。按維維亞尼的說法，伽利略是在比薩大學(xué)任教期間（約1590年），當(dāng)著其他教授和全體學(xué)生的面在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)。但是伽利略本人的著作都沒有提到在比薩斜塔當(dāng)眾演示，比薩大學(xué)的記錄、伽利略同時代的其他人也都沒有提到這個據(jù)說很轟動的實(shí)驗(yàn)，倒是提到了其他人在比薩斜塔做自由落體實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)時的傳記寫作有喜歡夸大其詞編造故事吸引讀者的風(fēng)氣，許多人認(rèn)為這個比薩斜塔實(shí)驗(yàn)不過是維維亞尼編造的一個傳奇而已。還有人認(rèn)為，伽利略根本沒有必要去做這個實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗?#8220;思想實(shí)驗(yàn)”已經(jīng)推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。伽利略在晚年（1638年）出版的《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》一書中，詳細(xì)介紹了這個思想實(shí)驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)時教的亞里斯多德物理學(xué)，每個物體在每種介質(zhì)中都有一個自然下落速度，在同一種介質(zhì)中，物體的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快。伽利略據(jù)此設(shè)想，有一重一輕兩個球，重球的下落速度將比輕球快。再設(shè)想把這兩個球綁在一起，速度慢的輕球會拖慢速度快的重球，因此它們一起下落的速度應(yīng)介于它們各自下落的速度之間。但是兩球合在一起的重量大于重球，它們一起下落的速度又應(yīng)該比它們各自下落的速度都大。這樣就出現(xiàn)了自相矛盾，因此亞里斯多德的落體運(yùn)動法則是不能成立的。伽利略對他的這番論證非常自信，認(rèn)為無需進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)，就已證明了物體的下落速度和重量大小無關(guān)。在真空中，這個結(jié)論無疑是正確的，因此很多物理學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家認(rèn)為伽利略的論證簡潔有力、十分精彩，是思想實(shí)驗(yàn)的典范。且不說推翻了亞里斯多德落體運(yùn)動法則并不能就得出物體下落速度和重量無關(guān)的結(jié)論（速度和重量還可以存在其他關(guān)系，例如非線性關(guān)系），嚴(yán)格地說，伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并沒能推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。人們往往誤以為這個思想實(shí)驗(yàn)是關(guān)于真空中的自由落體。其實(shí)不是，它針對的是任一介質(zhì)中的自由落體（亞里斯多德物理學(xué)不相信真空的存在）。而在有介質(zhì)時，下落速度并非都與重量無關(guān)，在某些條件下物體越重，下落速度越快（例如在粘性介質(zhì)中，具有相同的投影面積的物體，它們的下落速度和質(zhì)量的開方成正比）。既然伽利略的思想實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了與事實(shí)不符的結(jié)果，那么它的推理過程就有不嚴(yán)謹(jǐn)之處。伽利略在推理時承認(rèn)亞里斯多德的這一前提：每個物體下落時都有一個自然速度。那么把兩個球綁在一起，還能不能做為一個物體看待？如果它是一個物體，它就獲得了一個新的自然下落速度，應(yīng)根據(jù)它的新重量來算這個新速度（即比重球的速度要大），而不能再根據(jù)兩個球分別下落的速度去計(jì)算新速度，這樣就不存在矛盾。如果它不是一個物體，輕球會拖慢重球，但是這時輕球的重量不能加到重球之上，不存在一個有二者的重量之和的新物體，不能根據(jù)重量之和算出另一個更大的速度，這樣也不存在矛盾。亞里斯多德可以反駁說，伽利略之所以會認(rèn)為有矛盾，是因?yàn)樗环矫姘呀壴谝黄鸬膬蓚€球當(dāng)成兩個物體，一方面又當(dāng)成一個物體，自己自相矛盾造成的。所以伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并不能像他認(rèn)為的那樣清楚地證明亞里斯多德的理論有內(nèi)在矛盾，最多表明其中可能有問題，孰是孰非，仍然要靠實(shí)驗(yàn)來解決。伽利略雖然聲稱無需實(shí)驗(yàn)，但在書中還是提到了兩個否定亞里斯多德理論的實(shí)驗(yàn)：從200肘尺（1肘尺大約等于半米）處扔下一個100～200磅的炮彈和一個只有半磅的步槍子彈，前者只比后者領(lǐng)先一掌距（23厘米）落地；從100
   這個故事最早出現(xiàn)在伽利略晚年的秘書維維亞尼寫的伽利略傳記中。這本傳記寫于1654年（1717年才出版），此時伽利略已去世12年。按維維亞尼的說法，伽利略是在比薩大學(xué)任教期間（約1590年），當(dāng)著其他教授和全體學(xué)生的面在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)。但是伽利略本人的著作都沒有提到在比薩斜塔當(dāng)眾演示，比薩大學(xué)的記錄、伽利略同時代的其他人也都沒有提到這個據(jù)說很轟動的實(shí)驗(yàn)，倒是提到了其他人在比薩斜塔做自由落體實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)時的傳記寫作有喜歡夸大其詞編造故事吸引讀者的風(fēng)氣，許多人認(rèn)為這個比薩斜塔實(shí)驗(yàn)不過是維維亞尼編造的一個傳奇而已。

   還有人認(rèn)為，伽利略根本沒有必要去做這個實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗?#8220;思想實(shí)驗(yàn)”已經(jīng)推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。伽利略在晚年（1638年）出版的《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》一書中，詳細(xì)介紹了這個思想實(shí)驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)時教的亞里斯多德物理學(xué)，每個物體在每種介質(zhì)中都有一個自然下落速度，在同一種介質(zhì)中，物體的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快。伽利略據(jù)此設(shè)想，有一重一輕兩個球，重球的下落速度將比輕球快。再設(shè)想把這兩個球綁在一起，速度慢的輕球會拖慢速度快的重球，因此它們一起下落的速度應(yīng)介于它們各自下落的速度之間。但是兩球合在一起的重量大于重球，它們一起下落的速度又應(yīng)該比它們各自下落的速度都大。這樣就出現(xiàn)了自相矛盾，因此亞里斯多德的落體運(yùn)動法則是不能成立的。

   伽利略對他的這番論證非常自信，認(rèn)為無需進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)，就已證明了物體的下落速度和重量大小無關(guān)。在真空中，這個結(jié)論無疑是正確的，因此很多物理學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家認(rèn)為伽利略的論證簡潔有力、十分精彩，是思想實(shí)驗(yàn)的典范。且不說推翻了亞里斯多德落體運(yùn)動法則并不能就得出物體下落速度和重量無關(guān)的結(jié)論（速度和重量還可以存在其他關(guān)系，例如非線性關(guān)系），嚴(yán)格地說，伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并沒能推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。人們往往誤以為這個思想實(shí)驗(yàn)是關(guān)于真空中的自由落體。其實(shí)不是，它針對的是任一介質(zhì)中的自由落體（亞里斯多德物理學(xué)不相信真空的存在）。而在有介質(zhì)時，下落速度并非都與重量無關(guān)，在某些條件下物體越重，下落速度越快（例如在粘性介質(zhì)中，具有相同的投影面積的物體，它們的下落速度和質(zhì)量的開方成正比）。

   既然伽利略的思想實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了與事實(shí)不符的結(jié)果，那么它的推理過程就有不嚴(yán)謹(jǐn)之處。伽利略在推理時承認(rèn)亞里斯多德的這一前提：每個物體下落時都有一個自然速度。那么把兩個球綁在一起，還能不能做為一個物體看待？如果它是一個物體，它就獲得了一個新的自然下落速度，應(yīng)根據(jù)它的新重量來算這個新速度（即比重球的速度要大），而不能再根據(jù)兩個球分別下落的速度去計(jì)算新速度，這樣就不存在矛盾。如果它不是一個物體，輕球會拖慢重球，但是這時輕球的重量不能加到重球之上，不存在一個有二者的重量之和的新物體，不能根據(jù)重量之和算出另一個更大的速度，這樣也不存在矛盾。亞里斯多德可以反駁說，伽利略之所以會認(rèn)為有矛盾，是因?yàn)樗环矫姘呀壴谝黄鸬膬蓚€球當(dāng)成兩個物體，一方面又當(dāng)成一個物體，自己自相矛盾造成的。

   所以伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并不能像他認(rèn)為的那樣清楚地證明亞里斯多德的理論有內(nèi)在矛盾，最多表明其中可能有問題，孰是孰非，仍然要靠實(shí)驗(yàn)來解決。伽利略雖然聲稱無需實(shí)驗(yàn)，但在書中還是提到了兩個否定亞里斯多德理論的實(shí)驗(yàn)：從200肘尺（1肘尺大約等于半米）處扔下一個100～200磅的炮彈和一個只有半磅的步槍子彈，前者只比后者領(lǐng)先一掌距（23厘米）落地；從100肘尺處扔下一個100磅的鐵球和一個1磅的球，前者只比后者領(lǐng)先2指寬落地。但是伽利略既沒有在書中明確說是他本人（即書中人物薩爾維亞蒂）做的實(shí)驗(yàn)，也沒有說這是在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)（第一個實(shí)驗(yàn)明顯不可能是在比薩斜塔做的，因?yàn)樗咧挥?0幾米）。那么伽利略究竟做沒做過自由落體實(shí)驗(yàn)？如果做過的話，是不是在比薩斜塔做的？是不是當(dāng)眾做的？這是一個連小學(xué)生都知道的科學(xué)故事：古希臘哲學(xué)家亞里斯多德（公元前384～322）認(rèn)為物體的下落速度和重量成正比，物體越重，下落的速度越快。千百年來這被當(dāng)成是不可懷疑的真理。但是年輕的伽利略（1564～1642）不信這個邪。他在比薩斜塔上當(dāng)眾實(shí)驗(yàn)，扔下了一重一輕兩個球。在眾人的驚呼聲中，兩個球同時落地。千年的教條被推翻了，一條新的科學(xué)定律——自由落體運(yùn)動定律——被發(fā)現(xiàn)了。這個故事最早出現(xiàn)在伽利略晚年的秘書維維亞尼寫的伽利略傳記中。這本傳記寫于1654年（1717年才出版），此時伽利略已去世12年。按維維亞尼的說法，伽利略是在比薩大學(xué)任教期間（約1590年），當(dāng)著其他教授和全體學(xué)生的面在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)。但是伽利略本人的著作都沒有提到在比薩斜塔當(dāng)眾演示，比薩大學(xué)的記錄、伽利略同時代的其他人也都沒有提到這個據(jù)說很轟動的實(shí)驗(yàn)，倒是提到了其他人在比薩斜塔做自由落體實(shí)驗(yàn)。由于當(dāng)時的傳記寫作有喜歡夸大其詞編造故事吸引讀者的風(fēng)氣，許多人認(rèn)為這個比薩斜塔實(shí)驗(yàn)不過是維維亞尼編造的一個傳奇而已。還有人認(rèn)為，伽利略根本沒有必要去做這個實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗?#8220;思想實(shí)驗(yàn)”已經(jīng)推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。伽利略在晚年（1638年）出版的《關(guān)于兩門新科學(xué)的對話》一書中，詳細(xì)介紹了這個思想實(shí)驗(yàn)。根據(jù)當(dāng)時教的亞里斯多德物理學(xué)，每個物體在每種介質(zhì)中都有一個自然下落速度，在同一種介質(zhì)中，物體的下落速度和它的重量成正比，物體越重，下落的速度越快。伽利略據(jù)此設(shè)想，有一重一輕兩個球，重球的下落速度將比輕球快。再設(shè)想把這兩個球綁在一起，速度慢的輕球會拖慢速度快的重球，因此它們一起下落的速度應(yīng)介于它們各自下落的速度之間。但是兩球合在一起的重量大于重球，它們一起下落的速度又應(yīng)該比它們各自下落的速度都大。這樣就出現(xiàn)了自相矛盾，因此亞里斯多德的落體運(yùn)動法則是不能成立的。伽利略對他的這番論證非常自信，認(rèn)為無需進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)，就已證明了物體的下落速度和重量大小無關(guān)。在真空中，這個結(jié)論無疑是正確的，因此很多物理學(xué)家、科學(xué)哲學(xué)家認(rèn)為伽利略的論證簡潔有力、十分精彩，是思想實(shí)驗(yàn)的典范。且不說推翻了亞里斯多德落體運(yùn)動法則并不能就得出物體下落速度和重量無關(guān)的結(jié)論（速度和重量還可以存在其他關(guān)系，例如非線性關(guān)系），嚴(yán)格地說，伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并沒能推翻亞里斯多德落體運(yùn)動法則。人們往往誤以為這個思想實(shí)驗(yàn)是關(guān)于真空中的自由落體。其實(shí)不是，它針對的是任一介質(zhì)中的自由落體（亞里斯多德物理學(xué)不相信真空的存在）。而在有介質(zhì)時，下落速度并非都與重量無關(guān)，在某些條件下物體越重，下落速度越快（例如在粘性介質(zhì)中，具有相同的投影面積的物體，它們的下落速度和質(zhì)量的開方成正比）。既然伽利略的思想實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了與事實(shí)不符的結(jié)果，那么它的推理過程就有不嚴(yán)謹(jǐn)之處。伽利略在推理時承認(rèn)亞里斯多德的這一前提：每個物體下落時都有一個自然速度。那么把兩個球綁在一起，還能不能做為一個物體看待？如果它是一個物體，它就獲得了一個新的自然下落速度，應(yīng)根據(jù)它的新重量來算這個新速度（即比重球的速度要大），而不能再根據(jù)兩個球分別下落的速度去計(jì)算新速度，這樣就不存在矛盾。如果它不是一個物體，輕球會拖慢重球，但是這時輕球的重量不能加到重球之上，不存在一個有二者的重量之和的新物體，不能根據(jù)重量之和算出另一個更大的速度，這樣也不存在矛盾。亞里斯多德可以反駁說，伽利略之所以會認(rèn)為有矛盾，是因?yàn)樗环矫姘呀壴谝黄鸬膬蓚€球當(dāng)成兩個物體，一方面又當(dāng)成一個物體，自己自相矛盾造成的。所以伽利略的思想實(shí)驗(yàn)并不能像他認(rèn)為的那樣清楚地證明亞里斯多德的理論有內(nèi)在矛盾，最多表明其中可能有問題，孰是孰非，仍然要靠實(shí)驗(yàn)來解決。伽利略雖然聲稱無需實(shí)驗(yàn)，但在書中還是提到了兩個否定亞里斯多德理論的實(shí)驗(yàn)：從200肘尺（1肘尺大約等于半米）處扔下一個100～200磅的炮彈和一個只有半磅的步槍子彈，前者只比后者領(lǐng)先一掌距（23厘米）落地；從100

   伽利略在另一處倒是明確地到他曾經(jīng)在高塔上做落體實(shí)驗(yàn)。伽利略在比薩大學(xué)當(dāng)數(shù)學(xué)教師期間，寫了一部沒有出版的手稿《論運(yùn)動》（寫于約1590年），其中5處提到在“高塔”或“塔”上做的落體實(shí)驗(yàn)。這5處，只有一處是為了反駁亞里斯多德理論，是以反詰語氣提出的（“如果兩塊石頭從一座高塔同時扔出，一塊的大小是另一塊的兩倍，那么誰會相信，在大石頭已落地時，小石頭只下落了一半路程？”），顯然只是假設(shè)，而不是對真實(shí)實(shí)驗(yàn)的描述。剩下的4處是在描述實(shí)驗(yàn)，其中一處更是明確地說他本人經(jīng)常在高塔上做試驗(yàn)，但是不是為了否定亞里斯多德理論，而是為了驗(yàn)證他提出的一個新的落體定律：落體的速度和物體的密度成正比。原來此時伽利略并不完全否定亞里斯多德理論。他認(rèn)為，在真空中，如果是相同材料做的物體，那么它們的下落速度和重量無關(guān)；但是如果是不同材料做的物體，那么下落速度和它們的比重成正比。假如扔下一個金球和一個銀球，由于金的比重大約是銀的兩倍，伽利略認(rèn)為金球應(yīng)領(lǐng)先銀球一半的距離先落地。

   伽利略說他經(jīng)常做的實(shí)驗(yàn)是同時拋木球和鉛球的實(shí)驗(yàn)。他報告一個奇怪的現(xiàn)象：一開始木球的下降速度比鉛球還快，之后鉛球逐漸趕上木球，領(lǐng)先木球落地。根據(jù)現(xiàn)在的物理學(xué)知識，如果考慮到空氣阻力，鉛球領(lǐng)先落地是預(yù)料中的，但是木球一開始領(lǐng)先鉛球，則似乎是荒唐的。因此有人懷疑伽利略是不是真的做了實(shí)驗(yàn)。

   上個世紀(jì)80年代初，兩名美國科學(xué)家米克里奇和塞特爾重復(fù)了伽利略的實(shí)驗(yàn)。他們讓51名學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，一手握鐵球，一手握木球（二者重量比約為10倍），兩手朝下，同時松手讓球下落，并對整個過程進(jìn)行攝影。對攝影結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)（占88％）實(shí)驗(yàn)中，一開始木球的確明顯領(lǐng)先鐵球。原因不是由于物理定律不成立，而是由于人們在扔球時，會下意識地先松開負(fù)重較輕的那一手（可能是因?yàn)槿藗円酶蟮膭盼兆≈厍颍虼怂砷_要稍慢一些）。伽利略報道的這個奇怪結(jié)果，恰恰證明了伽利略的確在高塔上做過落體實(shí)驗(yàn)。既然他用不同材料的物體做過落體實(shí)驗(yàn)，那么也應(yīng)該用相同材料的物體做過。維維亞尼很可能是根據(jù)《論運(yùn)動》中的這些敘述，夸大成當(dāng)著眾人的面在比薩斜塔做演示。在維維亞尼的故事中，伽利略是為了證明用相同材料做成、重量不同的物體的下落速度相同，這與伽利略當(dāng)時的觀點(diǎn)相符。肘尺處扔下一個100磅的鐵球和一個1磅的球，前者只比后者領(lǐng)先2指寬落地。但是伽利略既沒有在書中明確說是他本人（即書中人物薩爾維亞蒂）做的實(shí)驗(yàn)，也沒有說這是在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)（第一個實(shí)驗(yàn)明顯不可能是在比薩斜塔做的，因?yàn)樗咧挥?0幾米）。那么伽利略究竟做沒做過自由落體實(shí)驗(yàn)？如果做過的話，是不是在比薩斜塔做的？是不是當(dāng)眾做的？伽利略在另一處倒是明確地到他曾經(jīng)在高塔上做落體實(shí)驗(yàn)。伽利略在比薩大學(xué)當(dāng)數(shù)學(xué)教師期間，寫了一部沒有出版的手稿《論運(yùn)動》（寫于約1590年），其中5處提到在“高塔”或“塔”上做的落體實(shí)驗(yàn)。這5處，只有一處是為了反駁亞里斯多德理論，是以反詰語氣提出的（“如果兩塊石頭從一座高塔同時扔出，一塊的大小是另一塊的兩倍，那么誰會相信，在大石頭已落地時，小石頭只下落了一半路程？”），顯然只是假設(shè)，而不是對真實(shí)實(shí)驗(yàn)的描述。剩下的4處是在描述實(shí)驗(yàn)，其中一處更是明確地說他本人經(jīng)常在高塔上做試驗(yàn)，但是不是為了否定亞里斯多德理論，而是為了驗(yàn)證他提出的一個新的落體定律：落體的速度和物體的密度成正比。原來此時伽利略并不完全否定亞里斯多德理論。他認(rèn)為，在真空中，如果是相同材料做的物體，那么它們的下落速度和重量無關(guān)；但是如果是不同材料做的物體，那么下落速度和它們的比重成正比。假如扔下一個金球和一個銀球，由于金的比重大約是銀的兩倍，伽利略認(rèn)為金球應(yīng)領(lǐng)先銀球一半的距離先落地。伽利略說他經(jīng)常做的實(shí)驗(yàn)是同時拋木球和鉛球的實(shí)驗(yàn)。他報告一個奇怪的現(xiàn)象：一開始木球的下降速度比鉛球還快，之后鉛球逐漸趕上木球，領(lǐng)先木球落地。根據(jù)現(xiàn)在的物理學(xué)知識，如果考慮到空氣阻力，鉛球領(lǐng)先落地是預(yù)料中的，但是木球一開始領(lǐng)先鉛球，則似乎是荒唐的。因此有人懷疑伽利略是不是真的做了實(shí)驗(yàn)。上個世紀(jì)80年代初，兩名美國科學(xué)家米克里奇和塞特爾重復(fù)了伽利略的實(shí)驗(yàn)。他們讓51名學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，一手握鐵球，一手握木球（二者重量比約為10倍），兩手朝下，同時松手讓球下落，并對整個過程進(jìn)行攝影。對攝影結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)（占88％）實(shí)驗(yàn)中，一開始木球的確明顯領(lǐng)先鐵球。原因不是由于物理定律不成立，而是由于人們在扔球時，會下意識地先松開負(fù)重較輕的那一手（可能是因?yàn)槿藗円酶蟮膭盼兆≈厍?，因此松開要稍慢一些）。伽利略報道的這個奇怪結(jié)果，恰恰證明了伽利略的確在高塔上做過落體實(shí)驗(yàn)。既然他用不同材料的物體做過落體實(shí)驗(yàn)，那么也應(yīng)該用相同材料的物體做過。維維亞尼很可能是根據(jù)《論運(yùn)動》中的這些敘述，夸大成當(dāng)著眾人的面在比薩斜塔做演示。在維維亞尼的故事中，伽利略是為了證明用相同材料做成、重量不同的物體的下落速度相同，這與伽利略當(dāng)時的觀點(diǎn)相符。伽利略通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如他預(yù)料的，比重大的物體的下落速度略快于比重小的，但是并非如他的假說所預(yù)言的下落速度與比重成正比。伽利略想出了別的假說試圖解釋為什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的預(yù)測不符，以及為什么比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快。他最終放棄了原先的假說，得出了正確的結(jié)論：在真空中（或在介質(zhì)阻力可忽略時），任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。伽利略對自由落體的研究的各個方面，分開了看都并非他的首創(chuàng)。古羅馬哲學(xué)家盧克萊修（公元前99～公元前55）在承認(rèn)在介質(zhì)中落體速度與重量成正比的同時，也正確地指出在真空中所有落體的速度都將一樣快。早期基督教神學(xué)家斐羅龐努士（490～570）在給亞里斯多德的著作做注解時，指出試驗(yàn)?zāi)茏C明亞里斯多德的落體法則是錯誤的，如果從同一高度扔下重量差別很大的兩個物體，它們落地的時間差異將會極其小。這是首次有關(guān)落體實(shí)驗(yàn)的記載，斐羅龐努士很可能只是在敘述前人的實(shí)驗(yàn)。在伽利略時代，也有多人在他之前做了否定亞里斯多德理論的落體實(shí)驗(yàn)。1544年，意大利歷史學(xué)家法奇在一篇有關(guān)煉金術(shù)的文章中順筆提及試驗(yàn)否定了亞里斯多德的落體法則。1576年，先于伽利略擔(dān)任帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)教授的莫勒提報告說

   伽利略通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如他預(yù)料的，比重大的物體的下落速度略快于比重小的，但是并非如他的假說所預(yù)言的下落速度與比重成正比。伽利略想出了別的假說試圖解釋為什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的預(yù)測不符，以及為什么比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快。他最終放棄了原先的假說，得出了正確的結(jié)論：在真空中（或在介質(zhì)阻力可忽略時），任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。
，如果從塔頂扔下相同材料但不同重量的物體，或者相同體積但不同材料（鉛球和木球）的物體，它們將同時落地。莫勒提聲稱他做了多次試驗(yàn)都得到了這個結(jié)果。1586年，比利時數(shù)學(xué)家斯蒂文詳細(xì)報告說他以前做過實(shí)驗(yàn)，從30英尺高處讓重量相差10倍的兩個鉛球落到木板上，將只聽到一聲落地的聲音。甚至思想實(shí)驗(yàn)也并非伽利略的獨(dú)創(chuàng)。意大利數(shù)學(xué)家貝尼德蒂在1585年出版的書中，已提出了一個否定亞里斯多德理論的思想實(shí)驗(yàn)：假設(shè)兩個重量相同物體由一根線連著一起下落，按亞里斯多德的說法它們的速度將由它們的總重量決定；再假設(shè)在下落過程中這根線斷了，這兩個物體將保持原來的速度下落，但是重量只有合起來時的一半了，因此下落的速度和重量無關(guān)。伽利略的思想實(shí)驗(yàn)可以說是這個思想實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)版。但是只有伽利略歷時多年，通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)徹底解決了落體運(yùn)動的問題。他不再滿足于做扔球這種簡單的定性實(shí)驗(yàn)，而是設(shè)計(jì)出了定量測量落體速度的實(shí)驗(yàn)：讓球從光滑的斜板上滾下，測定在某個時間點(diǎn)球與起點(diǎn)的距離，從而不僅證明在阻力可忽略時下落速度與物體重量無關(guān)，而且證明自由落體運(yùn)動是一種速度不斷增大的勻加速運(yùn)動，下落的距離正比于時間的平方。這才是我們現(xiàn)在說的自由落體運(yùn)動定律。伽利略對物體運(yùn)動的系統(tǒng)研究，為現(xiàn)代物理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。伽利略在研究自由落體的過程中，不僅做理論上的思辨提出假說，而且做實(shí)驗(yàn)對假說進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對假說進(jìn)行修正，根據(jù)新的假說再對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。這是歷史上首次系統(tǒng)地應(yīng)用科學(xué)方法。雖然受古希臘自然哲學(xué)家和當(dāng)時的風(fēng)氣的影響，伽利略也熱衷于在其公開著作中做邏輯思辨，有時甚至聲稱通過思辨而不做實(shí)驗(yàn)也能解決問題。但是他實(shí)際上更注重實(shí)驗(yàn)。在1640年的一封信中，伽利略如此說：“追求真理的可靠途徑是把實(shí)驗(yàn)放在任何推理的前面，我們相信后者將會含有（至少是隱含）謬誤，而一個合理的實(shí)驗(yàn)不可能與真理相對立。”在伽利略之前，從來沒有人如此強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性。所以伽利略被愛因斯坦稱為現(xiàn)代物理學(xué)乃至現(xiàn)代科學(xué)之父，當(dāng)之無愧。評論請去：http:xysblogs.orgfangzhouziarchives5176
   伽利略對自由落體的研究的各個方面，分開了看都并非他的首創(chuàng)。古羅馬哲學(xué)家盧克萊修（公元前99～公元前55）在承認(rèn)在介質(zhì)中落體速度與重量成正比的同時，也正確地指出在真空中所有落體的速度都將一樣快。早期基督教神學(xué)家斐羅龐努士（490～570）在給亞里斯多德的著作做注解時，指出試驗(yàn)?zāi)茏C明亞里斯多德的落體法則是錯誤的，如果從同一高度扔下重量差別很大的兩個物體，它們落地的時間差異將會極其小。這是首次有關(guān)落體實(shí)驗(yàn)的記載，斐羅龐努士很可能只是在敘述前人的實(shí)驗(yàn)。在伽利略時代，也有多人在他之前做了否定亞里斯多德理論的落體實(shí)驗(yàn)。1544年，意大利歷史學(xué)家法奇在一篇有關(guān)煉金術(shù)的文章中順筆提及試驗(yàn)否定了亞里斯多德的落體法則。1576年，先于伽利略擔(dān)任帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)教授的莫勒提報告說，如果從塔頂扔下相同材料但不同重量的物體，或者相同體積但不同材料（鉛球和木球）的物體，它們將同時落地。莫勒提聲稱他做了多次試驗(yàn)都得到了這個結(jié)果。1586年，比利時數(shù)學(xué)家斯蒂文詳細(xì)報告說他以前做過實(shí)驗(yàn)，從30英尺高處讓重量相差10倍的兩個鉛球落到木板上，將只聽到一聲落地的聲音。

   甚至思想實(shí)驗(yàn)也并非伽利略的獨(dú)創(chuàng)。意大利數(shù)學(xué)家貝尼德蒂在1585年出版的書中，已提出了一個否定亞里斯多德理論的思想實(shí)驗(yàn)：假設(shè)兩個重量相同物體由一根線連著一起下落，按亞里斯多德的說法它們的速度將由它們的總重量決定；再假設(shè)在下落過程中這根線斷了，這兩個物體將保持原來的速度下落，但是重量只有合起來時的一半了，因此下落的速度和重量無關(guān)。伽利略的思想實(shí)驗(yàn)可以說是這個思想實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)版。

   但是只有伽利略歷時多年，通過系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)徹底解決了落體運(yùn)動的問題。他不再滿足于做扔球這種簡單的定性實(shí)驗(yàn)，而是設(shè)計(jì)出了定量測量落體速度的實(shí)驗(yàn)：讓球從光滑的斜板上滾下，測定在某個時間點(diǎn)球與起點(diǎn)的距離，從而不僅證明在阻力可忽略時下落速度與物體重量無關(guān)，而且證明自由落體運(yùn)動是一種速度不斷增大的勻加速運(yùn)動，下落的距離正比于時間的平方。這才是我們現(xiàn)在說的自由落體運(yùn)動定律。伽利略對物體運(yùn)動的系統(tǒng)研究，為現(xiàn)代物理學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
肘尺處扔下一個100磅的鐵球和一個1磅的球，前者只比后者領(lǐng)先2指寬落地。但是伽利略既沒有在書中明確說是他本人（即書中人物薩爾維亞蒂）做的實(shí)驗(yàn)，也沒有說這是在比薩斜塔做的實(shí)驗(yàn)（第一個實(shí)驗(yàn)明顯不可能是在比薩斜塔做的，因?yàn)樗咧挥?0幾米）。那么伽利略究竟做沒做過自由落體實(shí)驗(yàn)？如果做過的話，是不是在比薩斜塔做的？是不是當(dāng)眾做的？伽利略在另一處倒是明確地到他曾經(jīng)在高塔上做落體實(shí)驗(yàn)。伽利略在比薩大學(xué)當(dāng)數(shù)學(xué)教師期間，寫了一部沒有出版的手稿《論運(yùn)動》（寫于約1590年），其中5處提到在“高塔”或“塔”上做的落體實(shí)驗(yàn)。這5處，只有一處是為了反駁亞里斯多德理論，是以反詰語氣提出的（“如果兩塊石頭從一座高塔同時扔出，一塊的大小是另一塊的兩倍，那么誰會相信，在大石頭已落地時，小石頭只下落了一半路程？”），顯然只是假設(shè)，而不是對真實(shí)實(shí)驗(yàn)的描述。剩下的4處是在描述實(shí)驗(yàn)，其中一處更是明確地說他本人經(jīng)常在高塔上做試驗(yàn)，但是不是為了否定亞里斯多德理論，而是為了驗(yàn)證他提出的一個新的落體定律：落體的速度和物體的密度成正比。原來此時伽利略并不完全否定亞里斯多德理論。他認(rèn)為，在真空中，如果是相同材料做的物體，那么它們的下落速度和重量無關(guān)；但是如果是不同材料做的物體，那么下落速度和它們的比重成正比。假如扔下一個金球和一個銀球，由于金的比重大約是銀的兩倍，伽利略認(rèn)為金球應(yīng)領(lǐng)先銀球一半的距離先落地。伽利略說他經(jīng)常做的實(shí)驗(yàn)是同時拋木球和鉛球的實(shí)驗(yàn)。他報告一個奇怪的現(xiàn)象：一開始木球的下降速度比鉛球還快，之后鉛球逐漸趕上木球，領(lǐng)先木球落地。根據(jù)現(xiàn)在的物理學(xué)知識，如果考慮到空氣阻力，鉛球領(lǐng)先落地是預(yù)料中的，但是木球一開始領(lǐng)先鉛球，則似乎是荒唐的。因此有人懷疑伽利略是不是真的做了實(shí)驗(yàn)。上個世紀(jì)80年代初，兩名美國科學(xué)家米克里奇和塞特爾重復(fù)了伽利略的實(shí)驗(yàn)。他們讓51名學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，一手握鐵球，一手握木球（二者重量比約為10倍），兩手朝下，同時松手讓球下落，并對整個過程進(jìn)行攝影。對攝影結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)（占88％）實(shí)驗(yàn)中，一開始木球的確明顯領(lǐng)先鐵球。原因不是由于物理定律不成立，而是由于人們在扔球時，會下意識地先松開負(fù)重較輕的那一手（可能是因?yàn)槿藗円酶蟮膭盼兆≈厍?，因此松開要稍慢一些）。伽利略報道的這個奇怪結(jié)果，恰恰證明了伽利略的確在高塔上做過落體實(shí)驗(yàn)。既然他用不同材料的物體做過落體實(shí)驗(yàn)，那么也應(yīng)該用相同材料的物體做過。維維亞尼很可能是根據(jù)《論運(yùn)動》中的這些敘述，夸大成當(dāng)著眾人的面在比薩斜塔做演示。在維維亞尼的故事中，伽利略是為了證明用相同材料做成、重量不同的物體的下落速度相同，這與伽利略當(dāng)時的觀點(diǎn)相符。伽利略通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如他預(yù)料的，比重大的物體的下落速度略快于比重小的，但是并非如他的假說所預(yù)言的下落速度與比重成正比。伽利略想出了別的假說試圖解釋為什么實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的預(yù)測不符，以及為什么比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快。他最終放棄了原先的假說，得出了正確的結(jié)論：在真空中（或在介質(zhì)阻力可忽略時），任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。伽利略對自由落體的研究的各個方面，分開了看都并非他的首創(chuàng)。古羅馬哲學(xué)家盧克萊修（公元前99～公元前55）在承認(rèn)在介質(zhì)中落體速度與重量成正比的同時，也正確地指出在真空中所有落體的速度都將一樣快。早期基督教神學(xué)家斐羅龐努士（490～570）在給亞里斯多德的著作做注解時，指出試驗(yàn)?zāi)茏C明亞里斯多德的落體法則是錯誤的，如果從同一高度扔下重量差別很大的兩個物體，它們落地的時間差異將會極其小。這是首次有關(guān)落體實(shí)驗(yàn)的記載，斐羅龐努士很可能只是在敘述前人的實(shí)驗(yàn)。在伽利略時代，也有多人在他之前做了否定亞里斯多德理論的落體實(shí)驗(yàn)。1544年，意大利歷史學(xué)家法奇在一篇有關(guān)煉金術(shù)的文章中順筆提及試驗(yàn)否定了亞里斯多德的落體法則。1576年，先于伽利略擔(dān)任帕多瓦大學(xué)數(shù)學(xué)教授的莫勒提報告說
   伽利略在研究自由落體的過程中，不僅做理論上的思辨提出假說，而且做實(shí)驗(yàn)對假說進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對假說進(jìn)行修正，根據(jù)新的假說再對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)。這是歷史上首次系統(tǒng)地應(yīng)用科學(xué)方法。雖然受古希臘自然哲學(xué)家和當(dāng)時的風(fēng)氣的影響，伽利略也熱衷于在其公開著作中做邏輯思辨，有時甚至聲稱通過思辨而不做實(shí)驗(yàn)也能解決問題。但是他實(shí)際上更注重實(shí)驗(yàn)。在1640年的一封信中，伽利略如此說：“追求真理的可靠途徑是把實(shí)驗(yàn)放在任何推理的前面，我們相信后者將會含有（至少是隱含）謬誤，而一個合理的實(shí)驗(yàn)不可能與真理相對立。”在伽利略之前，從來沒有人如此強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的重要性。所以伽利略被愛因斯坦稱為現(xiàn)代物理學(xué)乃至現(xiàn)代科學(xué)之父，當(dāng)之無愧。