你知道物理學鼻祖伽利略一生的貢獻有哪些嗎？最美男中音為你傾情解讀

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本文摘自北大物理學教授秦克誠先生的著作《方寸格致》（原名《郵票上的物理學史》）第七章——《郵票中的伽利略》

伽利略是物理學的鼻祖，為物理學的發展奠定了堅實的基礎和做出了卓越的貢獻。那麼，伽利略的物理學貢獻有哪些呢？讓我們跟隨者郵票上的物理學史一起來認識一下。

今天我們將播放

《方寸格致》之伽利略的貢獻篇一

伽利略一生中最重要的貢獻無非就是相對性原理：

伽利略相對性原理： 伽利略在批駁反對地動說的一些論據（例如人們感覺不到地球運動、如果地球轉動高處落下的石頭應當偏西等）時，應用運動合成的觀念論述了運動的相對性：在一個封閉的作勻速運動的船艙里，由於一切物體都參加了船的勻速運動，因此各物體的相對運動關係都保持不變，例如，從桅杆上掉下的物體就落在桅杆腳下，而不會落在桅杆後面的甲板上，人們感覺不到船是在運動。這就是我們今日所稱的伽利略相對性原理或力學相對性原理：在一條勻速行駛的船的封閉船艙內做的任何力學實驗，都不能確定這條船是停泊在港口還是在海上行駛。不過，在我國漢代的古籍《尚書緯?考靈曜》中已經有這樣一段話：

地恆動不止，而人不知，如坐閉窗舟中，舟行而人不覺也。

這比伽利略又早多了。

慣性的概念：伽利略研究斜面運動時，讓從某一高度滾下的球沿一個斜面往上滾回原高度。斜面越平緩，滾回原高度需時越長。過渡到極限情況坡度為零的水平面，伽利略得出結論說，小球應當保持勻速運動並且持續運動無窮長時間。有些書憑這一點說伽利略已得出慣性的概念。但是，伽利略隨即說明，水平面是地球的同心球面，因此小球在水平面上的這種運動仍是環繞地球的圓周運動，屬於亞里士多德所述的「自然運動」，因此才能持久進行，而真正的勻速直線運動是不可能持久的。可見伽利略仍然沒有完全擺脫「自然運動」和「強制運動」的觀念，因而也未能真正提出一條慣性定律來，但是為後人提出慣性概念開闢了道路。

引力質量和慣性質量的等價性：伽利略之所以詳細研究自由落體運動，是為了批駁亞里士多德的錯誤理論：重物體下落比輕物體快，落體速度與其重量成正比。傳說伽利略曾在比薩斜塔上做實驗，把同樣大小的鐵球和木球同時放下，觀眾看到二者同時落地，但歷史考證對這一傳說存疑。

不過伽利略早年（1591年）寫的《論運動》小冊子中的確記載有這類實驗。

下圖是多米尼克1991年發行的小型張，上面畫了伽利略在比薩斜塔上作實驗的場景。從今天的觀點看，輕、重物體同時落地表明自由落體的加速度與其重量無關，實質上是證實物體的引力質量等於其慣性質量。為此，我國於1991年發行了紀念伽利略發現「慣性質量和引力質量等價」400周年的郵資明信片。

這張明信片是李政道先生設計的。李先生的美術素養很高，畫畫得很好。2006年他80壽辰時，他主持的中國高等科學技術中心曾以他的畫稿為副票圖案，由中國郵政印製了一版個性化郵票。在經典物理學中，慣性質量與引力質量相等是偶然的，而在現代物理學中，慣性質量與引力質量相等則是一條根本原理，是廣義相對論的基石。圖7-16的郵票（義大利1995）紀念第14屆國際相對論大會在佛羅倫薩召開，上面有廣義相對論公式和伽利略與愛因斯坦的像。

《方寸格致》的介紹：

方寸，可跨越時空，可俯仰宇宙。

格致，需潛心治學，需驀然頓悟。

然而，迥異的名詞，卻在這本《方寸格致》（原名《郵票上的物理學史》）中完美契合。

本書作者秦克誠先生自幼開始集郵，入讀北京大學後，他將這一業餘興趣與專業志趣結合起來。經歷新中國的建立，經歷十年浩劫，也曾飄洋過海去斯坦福大學進修，去德國訪問，無論何時何地，他始終堅持這一興趣，集郵迄今已逾甲子輪迴，佔據了他年歲的近九成。

秦克誠先生崇尚古希臘璀璨的文明，更崇尚亞里士多德響徹雲霄的「吾尤愛真理」的宣言；他熱愛文藝復興的波瀾壯闊，不忘達芬奇神來之筆下的黃金分割；他讚美被蘋果引發靈感的牛頓，也讚美牛頓同時代的群星薈萃；他向愛因斯坦的幽默與豁達致敬，尤其是72歲生日留影時伸出的舌頭……這些都記錄在一格一格的方寸之上，格物的態度、致知的精神，在方寸間追溯了古往今來，跨越了須彌芥子。

本書是秦先生畢生的蒐求，是藝術對科學的迴響，也是贈予世界的禮物。

他的書曾經獲得這樣的評價：

諾貝爾獎得主楊振寧教授2006年7月5日主持吳大猷獎頒獎典禮時的講話——

作者用深入淺出的文筆，把郵票上的物理事件、重要發現、主要人物和事件發生的經過，寫成這本圖文並茂的書，很有意思，這種科普書會影響很多人。

清華大學 陳難先院士——

秦克誠的必然獨到之處就在於是用他的心向讀者作奉獻的，他寫的書當然和別人不會一樣，因為他的工作條件沒有別人那麼好，但是他對物理和郵票堅持特有的興趣和品味。它的命題，它的內容，它的陳述，它的意義都是與眾不同的。創新來自積累和想像力，哪來條條框框可以套用？他今天寫的和昨天寫的也不會一樣。

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