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1、高中教材中的物理学家简介校本课程一、校本课程纲要 课目名称：高中教材中的物理学家简介主讲教师： 教研组：物 理教学材料： 课程类型：学科课程 授课对象：高一学生 具体内容1.课程目标或意图陈述通过对物理学家的介绍，使学生了解简单的物理学发展历史过程，从而更好地理解教材内容，同时了解物理学家们是如何工作的，了解科学探究的基本思路和方法。2.课程内容或活动安排第一讲：从伽利略到牛顿（两课时）第二讲：卡文迪许和库仑（两课时）第三讲：从奥斯特到法拉第（两课时）第四讲：卢瑟福和他的弟子（两课时）3.课程实施建议本课程的实施采取上大课的形式，不受现行班级的限制，选修本课程的学生集中起来以讲座的形式完成课堂
2、教学。要求有完好的投影设备，选修人数可在100人至120人之间。课时安排见上。4.课程评价建议本课程的学生评价主要是通过考勤的方式，成绩来源是在讲座全部完毕后每位选修的学生完成一篇与课程相关的小论文。高中教材中的物理学家简介 余竞 章节主要内容涉及学科从伽利略到牛顿（一）伽利略的生平物理伽利略的成就伽利略对后世的影响从伽利略到牛顿（二）牛顿的生平牛顿的成就与失误牛顿对后世的影响卡文迪许和库仑（一）卡文迪许与他的家族卡文迪许扭秤实验及意义卡文迪许的其它成就卡文迪许和库仑（二）库仑的生平简介库仑扭秤与卡文迪许扭秤库仑的其它成就从奥斯特到法拉第（一）奥斯特的生平奥斯特对磁场问题的研究奥斯特的成果对后
3、世的影响从奥斯特到法拉第（二）法拉第的生平法拉第对电磁感应问题的研究法拉第对后世的影响卢瑟福和他的弟子（一）卢瑟福的生平卢瑟福的成就卢瑟福的教学卢瑟福和他的弟子（二）卢瑟福和他的弟子与诺贝尔奖玻尔与哥本哈根学派二、高中教材中的物理学家简介校本教材（部分）第一讲从伽利略到牛顿（一）伽利略语录生命有如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。一切推理都必须从观察与实验得来。真理就是具备这样的力量，你越是想要攻击它，你的攻击就愈加充实了和证明了它。追求科学，需要有特殊的勇敢，思考是人类最大的快乐生命犹如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花你无法教别人任何东西，你只能帮助别人发现一些东西科学不是一个人的事业真理不在蒙满灰
4、尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中世界是一本以数学语言写成的书 第一节伽利略的生平伽利略伽利雷 (15641642) 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。 17岁进入比萨大学攻读医学，后来转攻数学，毕业后任大学教授。他是为维护真理而进行不屈不挠的战士。恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。伽利略于1564年2月15日出生于意大利西部海岸的比萨城，他原籍佛罗伦萨，出身没落的名门贵族家庭。伽利略的父亲是一位不得志的音乐家，精通希腊文和拉丁文，对数学也颇有造诣。
5、因此，伽利略从小受到了良好的家庭教育。 伽利略在十二岁时，进入佛罗伦萨附近的瓦洛姆布洛萨修道院，接受古典教育。十七岁时，他进入比萨大学学医，同时潜心钻研物理学和数学。由于家庭经济困难，伽利略没有拿到毕业证书，便离开了比萨大学。在艰苦的环境下，他仍坚持科学研究，攻读了欧几里德和阿基米德的许多著作，做了许多实验，并发表了许多有影响的论文，从而受到了当时学术界的高度重视，被誉为“当代的阿基米德”。 伽利略在25岁时由于得到宫廷数学家玛窦利奇的鼓励，特别是贵族盖特保图侯爵的推荐，终于获得了比萨大学数学和科学教授的职位。两年后，失去这份工作。原因是他得罪了一个大公爵的亲戚乔范尼。这个乔范尼是个不学无术的
6、人，他声称发明了一台挖泥船，假惺惺地跑来征求伽利略的意见。当伽利略仔细观察了挖泥船的模型后，直言不讳地告诉他，设计不合科学原理，根本不能使用。乔范尼碰了一鼻子灰，不但不接受伽利略的意见，反而固执地坚持下水实验，结果船沉了。事实证明伽利略的判断是完全正确的，但恼怒的乔范尼反而迁怒于伽利略，散布流言蜚语，攻击他是“阴险的人”。那些早就心怀不满的亚里士多德的信徒，乘机对他大肆攻击，一时间闹得满城风雨。在这种气氛中，伽利略无法在比萨大学呆下去了。伽利略离开比萨大学后，于1592年去威尼斯的帕多瓦大学任教，一直到1610年。这一段时期是伽利略从事科学研究的黄金时期。在这里，他在力学、天文学等各方面都取得
7、了累累硕果。 1610年，伽利略把他的著作以通俗读物的形式发表出来，取名为星空信使，这本书在威尼斯出版，轰动了当时的欧洲，也为伽利略赢得了崇高的荣誉。伽利略被聘为“宫廷哲学家”和“宫廷首席数学家”，从此他又回到了故乡佛罗伦萨。 伽利略在佛罗伦萨的宫廷里继续进行科学研究，但是他的天文学发现以及他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日心说的观点。因此，伽利略开始受到教会的注意。1616年开始，伽利略开始受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。 伽利略的晚年生活极其悲惨，照料他的女儿赛丽斯特竟然先于他离开人世。失去爱女的过分悲伤，使伽利略双目失明。即使在这样的条件下，他依然没有放弃自己的科学研究工作。
8、 1642年1月8日，凌晨4时，伟大的伽利略为科学、为真理奋斗一生的战士，科学巨人离开了人世，享年78岁。在他离开人世的前夕，他还重复着这样一句话：“追求科学需要特殊的勇气。” 第二节伽利略的成就一、主要贡献力学伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后，他经过长久的实验观察和数学推算，得到了摆的等时性定律。接着在1585年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间，他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为天平的论文。不久又写了论文论重力，第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达
9、式，因此声名大振。与此同时，他对亚里士多德的许多观点提出质疑。在15891591年间，伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”，即在忽略空气阻力条件下，重量不同的球在下落时同时落地，下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载，落体实验是在比萨斜塔上公开进行的：1589年某一天，伽利略将一个重10磅，一个重1磅的铁球同时抛下，几乎同时落地，在场的竞争者个个目瞪口呆，在大笑中耸耸肩走了。但在伽利略的著作中并未明确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。伽利略为什么要研究自由落体西方有句
10、谚语：“对运动无知，也就对大自然无知。”运动是万物的根本特性。在这个问题上，自古以来，出现过种种不同的看法，形成了形形色色的自然观。在 16世纪以前，亚里士多德的运动理论居统治地位。他把万物看成是由四种元素土、水、空气及火组成，四种元素各有其自然位置，任何物体都有返回其自然位置而运动的性质。他把运动分成自然运动和强迫运动：重物下落是自然运动，天上星辰围绕地心作圆周运动，也是自然运动；而要让物体作强迫运动，必需有推动者，即有施力者。力一旦去除，运动即停止。既然重物下落是物体的自然属性，物体越重，趋向自然位置的倾向性也就越大，所以下落速度也越大。于是，从亚里士多德的教义出发，就必然得到物体下落速度
11、与物体重量成正比的结论。亚里士多德的理论基本上是错误的，但这一理论毕竟是从原始的直接经验引伸而来，有一定的合理成分，在历史上也起过进步作用，再加上被宗教利用，所以直到16世纪，仍被人们敬为圣贤之言，不可触犯。正因为如此，批驳亚里士多德关于落体运动的错误理论，不仅是一个具体的运动学问题，也是涉及自然哲学的基础问题，是从亚里士多德的精神枷锁下解脱的一场思想革命的重要组成部分。伽利略在这场斗争中作出了非常重要的贡献。他认识到通过自由落体的研究打开的缺口，会导致一门广博的新科学出现。请读读他在两门新科学中核心的一章，即“第三天的谈话”，开头讲的一段话：“我的目的，是要阐述一门崭新的科学，它研究的却是非
12、常古老的课题。也许，在自然界中最古老的课题莫过于运动了。哲学家们写的关于这方面的书既不少，也不小，但是我从实验发现了某些值得注意的性质，到现在为止还未有人观察或演示过。也做过一些表面的观察，例如观察到下落重物的自然运动是连续加速的，但还从未有人宣布过，这一加速达到什么程度；据我所知，还没有一个人指出，一个从静止下落的物体在相等的时间间隔里，保持按从1开始的奇数的比数。“我考虑更重要的是，一门广博精深的科学已经启蒙，我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法和手段将会探索到各个遥远的角落。”维维安尼的记载维维安尼(Viviani，16221703）在伽利略传中有一段不准确的回忆。
13、这篇传记是在伽利略死后十几年即1657年出版的。其中有这样一段记述 ： “使所有哲学家极不愉快的是，通过实验和完善的表演与论证，亚里士多德的许多结论被他（指伽利略）证明是错的，这些结论在他之前都被看成是神圣不可冒犯的。其中有一条，就是材料相同，重量不同的物体在同样的媒质中下落，其速率并不像亚里士多德所说的那样，与其重量成正比，而是以相等的速率运动。伽利略在其他教授和全体学生面前从比萨斜塔之顶反复地做了实验来证明这一点。”这里要说明几点：1维维安尼并没有亲眼看见伽利略做斜塔实验，因为伽利略死时（1642年），他才20岁。他来到伽利略身边时（1639年），伽利略已经双目失明，只能口授了。所以，维维
14、安尼的记述可能不确实。2伽利略如果真的做了斜塔实验，时间大概是在15891592年他在比萨大学任教之际，可是，有人找遍当年比萨大学的有关记录，均未发现载有此事。3如果真有此事，也只能算是一个表演，不可能通过这个表演对两千年的传统学术进行判决。伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。伽利略曾非正式地提出过惯性定律和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立
15、上，伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略在自己的著作中多次提出类似于惯性原理的说法，例如在关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话（1632年）中 ：“只要斜面延伸下去，球将无限地继续运动，而且在不断加速，因为运动着的重物的本性就是这样。”再请读他的作品中的另一段对话 ：“萨：如果没有引起球体减速的原因你认为球体会继续运动到多远呢？辛：只要平面不上升也不下降，平面多长，球体就运动多远。萨：如果这样一个平面是无限的，那末，在这个平面上的运动同样是无限的了，也就是说，永恒的了。”在另一本著作两门新科学（1638年）中，伽利略再次表述了惯性定律，他用小球的运动来说明他的见解。假设沿斜面AB落下的物体，以B点得
16、到的速度沿另一斜面BC向上运动，则物体不受BC倾斜的影响仍将达到和A点同样的高度，只是需要的时间不同而已。伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理. 伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年写出的力学著作关于两门新科学的谈话和数学证明中有详细的描述。在这本不朽著作中，除动力学外，还有不少关于材料力学的内容。例如，他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析，正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。他指出，对长度相似的圆柱形梁，抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的简支梁，正确指出最大弯矩在载荷下，且与它到两支点的距离之积成比例。伽利略还对梁弯曲理论用于实践所
17、应注意的问题进行了分析，指出工程结构的尺寸不能过大，因为它们在自身重量作用下发生破坏。他根据实验得出，动物形体尺寸减小时，躯体的强度并不按比例减小。他说：“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗，但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小的马也驮不起。”天文学1609年，伽利略制成了天文望远镜,他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。哲学他一生坚持与唯心论和教会
18、的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性，这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义。但由于历史的局限性，他强调只有可归纳为数量特征的物质属性才是客观存在的。伽利略因为支持日心说入狱后，放弃了日心说，他说考虑到种种阻碍，两点之间最短的不一定是直线，正是因为他有这样的思想，暂时的放弃换得永远的支持，没有像布鲁诺那样去壮烈，但却可以为科学继续贡献自己的力量。二、科学论著1610年，伽利略出版了星际使者，通俗地向读者介绍他观察到的天空现象，宣传了他的观点。这部著作在
19、欧洲引起了极大的轰动，伽利略因此被称为“天空的哥伦布”。1613年，他在罗马发表了论太阳黑子。该书以书信形式明确指出了哥白尼学说是正确的，托勒密学说是错误的。由此伽利略触怒了教会，开始受到宗教裁制所的审讯。 在教廷的压制下，伽利略仍继续科学研究，在长期观察和研究天体运动的实践中，他更加坚信哥白尼学说的正确性。1632年1月，伽利略在佛罗伦萨出版了关于托勒密和哥白尼的两大世界体系的对话。他在书中用三位学者对话的形式，作了四天的谈话。讨论了三个问题：1、证明地球在运动；2、充实哥白尼学说；3、地球的潮汐。对话总结了伽利略长期科研实践中的各种科学发现，宣告了托勒密地心说理论的破产，从根本上动摇了教会
20、的最高权威，从而推动了唯物论思想的发展。这部著作一经出版便受到广大读者的欢迎。但却遭到了罗马教会的反对。伽利略因此而受到了长期的监禁。1636年，伽利略在监禁中偷偷地完成了他一生中另一部伟大的著作关于两种新科学的对话。该书于1638年在荷兰出版。这部伟大著作同样是以三人对话形式写的。“第一天”是关于固体材料强度的问题，反驳了亚里士多德关于落体的速度依赖于其重量的观点；“第二天”是关于内聚作用的原因，讨论了杠杆原理的证明及梁的强度问题；“第三天”讨论了匀速运动和自然加速运动；第四天是关于抛射体运动的讨论。这一巨著从根本上否定的亚里士多德的运动学说。三、科学方法伽利略对物理规律的论证非常严格。他创
21、立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。伽利略的方法大致如下：对现象的一般观察提出假设运用数学和逻辑进行脱离实验检验形成理论卢瑟福麦克斯韦 例如，为了说明惯性，他曾设计一个无摩擦的理想实验：在一定点O悬挂一单摆，将摆球拉到离竖直位置一定距离的左侧A点，释放小球，小球将摆到竖直位置的右侧B点，此时A点与B点处于同一高度。若在O的正下方C用钉子改变单摆的运动路线，小球将摆到与A、B两点同样高度的D。伽利略指出，对于斜面会得出同样的结论。他将两个斜面对接起来，让小球沿一个斜面从静止滚下，小球将滚上另一斜面。如果无摩擦，小球将上升到原来的高度。他推论说，如果减
22、小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面达到原来的高度就要通过更长的距离。继续使第二个斜面的倾角越来越小，小球将合滚得越来越远。如果第二个斜面改成水平面，小球就永远达不到原来的高度，而要沿水平面以恒定速度持续运动下去。伽利略设计的实验虽是想象中的，但却是建立在可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特征，化繁为简，易于认识其规律。伽利略的这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。伽利略进行科学研究的特点：第一是重视理想实验，抓住事物的本质；第二是把自己熟悉的领域和实验研究透彻。第三节伽利略对后世的影响爱因斯坦和英费尔德在物理学的进化一书
23、中曾评论说：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端”。 除了前面所提到的贡献之外，伽利略的其他贡献还包括：1.论证了惯性运动，指出维持运动并不需要外力。这就否定了亚里士多德“运动必须推动”的教条。不过伽利略对惯性运动理解还没有完全摆脱亚里士多德的影响，他也认为“维护宇宙完善秩序”的惯性运动“不可能是直线运动，而只能是圆周运动”。这个错误理解被他的同代人笛卡尔和后人牛顿纠正了。 2. 论证了所有物体都以同一加速度下落。这个结论直接否定了亚里士多德的重物比轻物下落得快的说法。两百多年后，从这个结论萌发了爱因斯坦的广义相对论。3. 用实
24、验研究了匀速运动。他通过使小球沿斜面滚下的实验测量验证了他推出的公式：从静止开始的匀加速运动的路程和时间的平方成正比，他还把这一结果推广到自由落体运动，即倾角为90的斜面上的运动。伽利略的斜面实验在伽利略的落体运动定律的形成过程中，斜面实验起过重要作用。他在两门新科学中对这个实验描述得十分具体，写道 ： “取长约12库比（1库比45.7厘米）、宽约半库比，厚约三指的木板，在边缘上刻一条一指多宽的槽，槽非常平直，经过打磨，在直槽上贴羊皮纸，尽可能使之平滑，然后让一个非常圆的、硬的光滑黄铜球沿槽滚下，我们将木板的一头抬高一、二库比，使之略呈倾斜，再让铜球滚下，用下述方法记录滚下所需时间。我们不止一
25、次重复这一实验，使两次观测的时间相差不致超过脉搏的十分之一。在完成这一步骤并确证其可靠性之后，就让铜球滚下全程的1/4，并测出下降时间，我们发现它刚好是滚下全程所需时间的一半。接着我们对其他距离进行实验，用滚下全程所用时间同滚下一半距离、三分之二距离、四分之三距离或任何部分距离所用时间进行比较。这样的实验重复了整整一百次，我们往往发现，经过的空间距离恒与所用时间的平方成正比例。这对于平面（也即铜球下滚的槽）的各种斜度都成立。我们也观测到，对于不同的斜度，下降的时间互相间的关系正如作者预计并证明过的比例一样。“为了测量时间，我们把一只盛水的大容器置于高处，在容器底部焊上一根口径很细的管子，用小杯
26、子收集每次下降时由细管流出的水，不管是全程还是全程的一部分，都可收集到。然后用极精密的天平称水的重量；这些水重之差和比值就给出时间之差和比值。精确度如此之高，以至于重复许多遍，结果都没有明显的差别。”这个实验设计是安排得何等巧妙啊！许多年来，人们都确信伽利略就是按他所述的方案做的。在历史博物馆中甚至还陈列着据说是伽利略当年用过的斜槽和铜球。但是，当人们重复伽利略上述实验时，却发现很难得到如此高的精确度。更不能使斜槽的倾斜度任意提高。有人证明，贴了羊皮纸的木槽，实验误差反而更大了。20世纪中叶，科学史专家库依雷（Koyr）提出一种见解，认为伽利略的斜面实验和他在书上描述的其它许多实验一样，都是虚
27、构的，伽利略的运动定律源于逻辑推理和理想实验。这个意见对19世纪传统的看法无疑是一贴清醒剂。因为长期以来形成了一种认识，把实验的作用过于夸大了，好像什么基本定律，包括伽利略的运动定律都是从数据的积累中总结出来的。这种机械论的观点到了20世纪理所当然要受到怀疑论者批评。然而，伽利略究竟有没有亲自做过斜面实验呢？他为什么会想到用斜面来代替落体？他是怎样做的斜面实验？这个实验在他的研究中起了什么作用？伽利略没有对自己的工作作过更详细的阐述。但是，他留下了大量手稿和许多著作。人们把他的资料编成了20卷文集，这是研究伽利略的宝贵史料。同学们以后有机会不妨自己去考证一番。4. 提出运动合成的概念，明确指出
28、平抛运动是相互独立的水平方向的匀速运动和竖直方向的匀加速运动的合成，并用数学方法证明合成运动的轨迹是抛物线。他还根据这个概念计算出了斜抛运动在仰角45时射程最大，而且比45大或小同样角度时射程相等。5. 提出了相对性原理的思想。他生动地叙述了大船内的一些力学现象，并且指出船以任何速度匀速前进时这些现象都一样地进行，从而无法根据它们来判断船是否在动。这个思想后来被爱因斯坦发展为相对性原理而成了狭义相对论的基本假设之一。6. 发现了单摆的等时性并证明了单摆振动的周期和摆长的平方根成正比。他还解释了共振和共鸣现象。此外，伽利略还研究过固体材料的强度、空气的重量、潮汐现象、太阳黑子、月亮表面的隆起与凹
29、陷等等问题。 除了具体的研究成果外，伽利略还在研究方法上为近代物理学的发展开辟了道路，是他首先把实验引进物理学并赋予重要的地位，革除了以往只靠思辨下结论的恶习。他同时也很注意严格的推理和数学的运用，例如他用消除摩擦的极限情况来说明惯性运动，推论大石头和小石块绑在一起下落应具有的速度来使亚里士多德陷于自相矛盾的困境，从而否定重物比轻物下落快的结论。这样的推理就能消除直觉的错误，从而更深入地理解现象的本质。伽利略的科学发现，不仅在物理学史上而且在整个科学中上都占有极其重要的地位。他不仅纠正了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观点，更创立了研究自然科学的新方法。 伽利略在总结自己的科学研究方法时说过
30、，“这是第一次为新的方法打开了大门，这种将带来大量奇妙成果的新方法，在未来的年代里，会博得许多人的重视。”后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，他导出了单摆的周期公式和向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人的工作后，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人的精神财富是宝贵的。伽利略一生和传统的错误观念进行了不屈不挠的斗争，他对待权威的态度也很值得我们学习。他说过：“老实说，我赞成亚里士多德的著作，并精心地加以研究。我只是责备那些使自己完全沦为他的奴隶的人，变得不管他讲什么都盲目地赞成，并把他的话一律当作毫不能违抗的圣旨一样，而不深究其他任何依据”。附录一：伽利略生
31、平大事年表1564年 2月15日出生于意大利佛罗伦萨附近的比萨。父森西奥，母朱利亚，妹妹维吉尼亚、利维亚，弟弟米凯兰基罗。1572年 9月丹麦天文学家第谷发现一颗新星。1574年 迁居佛罗伦萨，进瓦朗布罗萨的古老的卡马多斯修道院学习。1581年 进比萨大学医科学习1583年 听了关于欧几里得几何学的演讲，研究几何原本。从教堂吊灯架摆动得到启发，领悟出钟摆的等时性原理，后来由此想到落体的同时性。1584年 因对学医无兴趣，退出比萨大学，跟数学家里奇学数学，为了生活问题，还为富家子弟讲授数学。1585年 回佛罗伦萨，做物体沉浮实验。1586年 写成第一篇论文论比重秤。1587年 第一次到罗马，结识
32、科学家克拉威斯、蒙特等人。年底，发明测固体重心的方法。1588年 应邀到佛罗伦萨学院，就但丁地狱篇讲地狱的位置、大小、布局。1589年 受聘任比萨大学数学教授。在手稿论运动中批评了亚里士多德的物理学。1591年 父亲去世。因批评王子受到攻击；离开比萨大学，到威尼斯、罗马旅居。1592年 天文学家、数学家蒙特推荐他到帕多瓦大学执教。发明绘图仪，代替手工绘图。1593年 给第谷写信。写力学和筑城学课程大纲，偶然接触哥白尼学说。1596年 年底，开普勒的宇宙的奥秘出版，他写信祝贺。1597年 写信给开普勒表示相信哥白尼学说。发明军用测位罗盘的机械计算机。1599年 雇用工匠制造仪器。1600年 和威
33、尼斯女人玛丽娜*甘芭同居。1601年 长女维吉尼亚出生。1602年 次女利维亚出生。全面修改他的力学论文。首次发现斜面运动的两个原理。开始研究摆。1603年 林赛科学院在罗马成立。开始研究加速度。1604年 发现一科新星，力排众议，发表关于新星的讲演。研究落体定律。1605年 写了一本小册子反驳克雷蒙尼尼的小册子。开始将观察和实验作为科学研究的基础。在佛罗伦萨担任王子科西莫的数学家庭教师。1606年 长子文森西奥出生。论计算器的书出版。1607-1608年 整理运动定律，得出正确的落体定律。1609年 收到巴黎来信，知道有人制成望远镜。7月，访问威尼斯，研究制造望远镜原理，制成可以放大六十倍的
34、望远镜。8月，送一台望远镜给威尼斯共和国政府。12月1日，用自制望远镜观察月亮和行星。受命为帕多瓦大学终身教授。1610年 1月7日夜，用自制望远镜发现四科绕木星运动的卫星。3月，写成星际使者一书，献给科西莫大公。4月，到罗马，加入林赛科学院。6月，回佛罗伦萨，公开宣讲哥白尼学说。发现土星奇特外形，观察水星，发现金星的位相，研究木星轨道周期，观察银河。12月，耶酥会天文学家证实他的发现。1611年 发现太阳黑子。正当他取得成就时，反对他的人已把他的黑材料送到宗教裁判所。当选林赛科学院院士。1612年 出版流体静力学论文。开始研制温度计。精确测出木卫运动周期。1613年 关于太阳黑子的信在罗马发
35、表。1615年 为地动说的传播奔波。女大公克里斯蒂娜表示拥护。回佛罗伦萨，定居阿切特里。3月20日，卡西尼告密，宗教裁判所准备控告他。写致卡斯特里的信，被认为有碍圣经。他后来把此信扩充为致克里斯蒂娜的信，公开阐述自己的观点。12月。第三次去罗马。1616年 年初，写了一本论潮汐理论的书给奥西尼枢机主教。2月，大主教告诫他放弃地动说。3月，宗教裁判所宣布禁止宣讲哥白尼学说，天体运行论被禁售。贝拉明主教告诉他：法庭不再起诉他，他可以用数学假设的形式研究和解释天文现象，但不宜公开辩护自己的观点。坎波尼拉出版为伽利略辩护，使他受到鼓舞。1617年 遵照教皇命令，不讲哥白尼学说，把注意力转到精密测定完善
36、木星运动表，让海员可以利用它来相当准确地测定船只在海上所处的经度。1618年 三十年战争爆发。天空出现三颗彗星，伽利略因病未及观察。1623年 论彗星的著作试金天平出版。1624年 4月，第四次访问罗马，庆贺教皇乌尔班八世登极请教皇准许他出版论述潮汐理论的书。1628年 写关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话（简称对话）。1629年 继续写对话。长子与雷蒂利结婚。1630年 对话写成。4月，为申请出版对话第五次到罗马。1631年 对话获准出版。1632年 3月，对话问世。7月，教皇震怒，对话被禁止发行。9月30日，教会命伽利略去罗马受审，年底，带病乘车去罗马。1633年 3月12日开始审讯。6
37、月22日判处终身监禁。由于几位有地位的朋友的求情，法庭才准许他离开罗马，到佛罗伦萨南面锡耶纳大主教皮柯罗米尼家居住，由大主教实行监护。5个月后，教皇才准他回到阿切特里自己家中居住，条件是不得私自去罗马，不许私自接待客人，不准进行任何科学讲演。1634年 4月2日，长女维吉尼亚去世，享年33岁。力学由法国科学家默森译成法文。1635年 对话由奥地利科学家伯耐格译成拉丁文。1636年 从事物理研究，开始写关于两门新科学的谈话和数学论证（简称谈话）。致克里斯蒂娜的信由狄奥达拉译成拉丁文。1637年 谈话完成，双目失明。1638年 他的学生卡斯特立为医治他的双目，在罗马四处奔波求情，最后才获准让他到佛
38、罗伦萨就医，条件是要向佛罗伦萨宗教裁判所作保，还要保证不在路上和教堂与人交谈，但医疗失败。年底一个十六岁青年维维尼亚（1622-1703）来到他身边帮他读、写，做他的秘书。谈话在荷兰出版。英国诗人弥尔顿来访。1640年 物理学家托里拆利来到他身边，陪他工作，直到他去世。1641年 口述学术思想，由维维尼亚记录。托里拆利在此时期发明气压计。1642年 1月8日，在阿切特里逝世，享年78岁。这年牛顿出生。1642年 1月，枢机主教弗朗西斯科*巴贝里尼（曾拒绝在处分伽利略的判决书上签字）的管家霍雷尔斯特给朋友写道：“今天传来伽利略去世的噩耗，这噩耗不仅会传到佛罗伦萨，而且会传遍全世界。这位天才人物给
39、我们这个世纪增添了光彩，这是几乎所有其他平凡的哲学家所无法比拟的。现在嫉妒平息了，这位智者的伟大开始为人所知晓，他的精神将引导着子孙后代去追求科学。”1737年 佛罗伦萨市民在圣克罗齐教堂举行盛大集会，将伽利略和他的学生维维尼亚的遗体迁葬，并竖立纪念碑。1757年 伽利略去世后115年，教会作出决定，解除对伽利略著作的禁令。1992年 教皇保罗二世为伽利略冤案平反，不再视他为“罪犯”，不再把他的名著关于两大世界体系的对话视为异端邪说。附录二：伽利略诉讼案1633年6月22日，星期三早晨，伽利略被押送到圣马利亚修院大厅内。道明会的这座修院位于罗马市中心，通常举行此类审判仪式。他穿着忏悔者的白衫，
40、跪在全体法官面前，聆听判决。教会的宣判以仁慈的天主名义，诸位神圣罗马教会的红衣主教，教廷神圣所在地的宗教法庭全体法官，以及各位反对异教堕落的所有基督教团体的特别代表们：伽利莱奥伽利略，已故的温琴佐伽利略之子，佛罗伦萨人，现年70岁。由于你1615年曾在本圣职部被指控，把假学说当做真学说，擅自讲授太阳处于宇宙中心的说法，谓太阳静止不动，而地球并不处于宇宙的中心，却以每日一周的方式运行。为了把学说教给弟子，你与德国数学家们通信，请人出版了一本论述太阳黑子的书，还发表了其他一些包含同类学说，即哥白尼学说的作品。鉴于这种学说往往抵触了圣经，你便以自己的解释对圣经作批注。接着，有人呈上一封信的抄本，据说
41、是你写给前弟子的信。这封信以哥白尼的观点为基础，有多处主张违背圣经的权威及其真正涵义。基于上述理由，神圣法庭为了纠正混乱，并补救加诸于神圣信仰的严重损害，兹奉教皇陛下和最高宗教法庭诸位红衣大主教阁下之命，责成若干神学家，对太阳稳定和地球运动这两个命题达成裁决如下：太阳处于宇宙中心，静止不动。这个命题在哲学上是荒谬的，是错误的，与圣经的明文规定相抵触。因此，此命题在形式上是异端。为地球既不处于宇宙中心，也不是静止不动的，而是在做自转和周日运动。这个命题在哲学上也是荒谬和错误的。若从神学的真实性来考虑，此命题至少就信仰上而言是错误的。但是鉴于当时已愿对你宽大处理，所以，教廷圣职部红衣主教会议，当着
42、教皇陛下的面，于1615年2月25日决定，由红衣主教大人贝拉明安排，要你完全放弃这种错误的意见。否则，上述圣职部的特派员就将明令禁止你，永远不得向任何人讲授，也不得坚持这种主张，如有违反以监禁论处。达成决定翌日，负执行之责的贝拉明红衣主教大人，在他住处对你提出宽容而和善的告诫。随后，当着贝拉明红衣主教的面，公证人和见证人也出席了，圣职部特派员像你宣布了禁令，命令你必须彻底放弃错误的见解，未来不得以任何方式不论是口头还是书面坚持、辩护或讲授这些命题。你答应遵守禁令之后，即被送走。为了彻底清除一种危险若此的学说，不让他继续渗透，以免严重损害天主教真理，故圣职部发布了禁书目录，查禁论述该学说的书籍。
43、盖这种学说已被判为错误的，完全与圣经相抵触。然而，不久前出版了一本书，以你的名义在佛罗伦萨印刷，书名为关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话。圣职部得知，藉由这本书的出版，地球运行而太阳静止的错误观点日渐流传。经仔细审查，发现该书故意违反了给你的禁令，而你在书中，甚至为已在你面前谴责过的观点提出辩解。你在该书中拐弯抹角地设法让人相信，你犹有怀疑，但这种观点显然是有说服力的，这也是一种非常严重的错误，一种被明定为直接抵触圣经的观点，是根本不可能具有说服力的。因此，我们又一次传你出庭。宜誓之后，审讯了你，你供认撰写并请人印制此书。你也承认，大约十年或十二年前，在上述禁令向你宣布之后，你开始写此书稿，
44、并要求准许予以出版，却未向授权的人交代，你曾经奉命不得以任何方式，坚持、辩护或讲授这样一种学说。你还承认，此书在好些方面编写得让读者以为，错误部份的论据更有说服力，难以反驳。你提出借口，说你本意并不想陷入谬误，因而此书是用对话形式写成的每个人自然对自己的精明感到得意，都想显得比常人聪颖，即使对于错误的命运，也要想出巧妙而说得过去的论据。在你准备答辩的适当时限内，你提出了一份由贝拉明红衣主教大人亲手写的证书。依你所说，你索取这份证书的用意，是为了对自己受到的诽谤进行辩解，以防你的敌人们运用你已发誓弃绝观点，以及圣职部命令你做补偿等事口实，竟尔攻击你。这份证书说你不曾发誓弃绝，也不曾补赎，只是把教
45、皇陛下的决定，以及圣职部发表的禁书目录通知你。事实上，此证书只是宣布，地球运行、太阳静止的学说与圣经相抵触，因而不应辩护或坚持，而没有以任何方式提及两个禁止的条款。所以，你要我们相信，在14年或16年期间，你忘了有这回事，以致在要求准印此书时没有提起禁令。你还说，你这些话不是为了开脱自己的错误，而是要说明自己的过错完全来自虚荣，并非狡猾。但是这份你用来辩护而出示的证书，只不过加重了你的罪责，因为证书中既已说了上述观点与圣经相抵触，你却胆敢提出异议，为它辩护，认为他有说服力。同样，你巧施诡计，不说明曾向你宣布禁令而诈得的准印许可证，并不能带给你好处。我们认为，你没有说出有关你意图的全部真相，所以
46、我们判决，你必须服从严格的审讯。审讯期间，你得依天主教方式提出答辩，但关于你已承认的意图则不受影响；我们也曾引用来驳斥你，如前所述。因此，详细审查了这个诉讼案的功或罪，研究了你的供词、追认、出示的证书，以及所有理当审查并考虑的事物之后，我们做了最后宣判如下：在吾主耶稣基督，以及他极其荣耀的圣母玛利亚的圣名保佑下，我们，以法庭的名义，征求了我们的顾问律师、尊敬的神学大师，以及两种法学博士的建议和意见，现在以书面文件宣布：“呈现我们面前的这个，或这些诉讼案中，一方是卓越的卡洛辛切里（Carlo Sinceri），两种法学博士，本圣职部的财务检察官；另一方是你，伽利莱奥伽利略，出庭的被告，被判有罪，
47、接受审讯，如上供认并听取判决。我们遂达成如下声明，宣布，判决，通告：伽利略，鉴于以上供词和审判中推断的理由，本圣职部认为，你有异端的重大嫌疑，因为你曾坚持违背圣经的错误学说，认为太阳处于宇宙的中心，不自东至西运行，而地球正在运行，不处于宇宙的中心。这样一种意见，现在已经被宣布为与圣经相抵触之后，竟然还有人坚持、辩护该意见，并当作有说服力；因此，神圣教规和其他针对类似犯人的根本法，才决定贬责和惩处你。不过我们愿意宽恕你，只要从现在起，你以我们规定的方式，在我们面前，真心诚意而非装模作样地发誓，弃绝，诅咒并憎恨上述异端邪说，以及其他一切违背使徒传下的天主教教义的异端邪说。然而，你的重大错误、有害的缪论，以及违纪行为，却不能完全免受惩处。为了让你能牢记不忘，使别人引以为戒而不同样胡言乱语，我们下令发表公告，宣布：伽利略的关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话一书，是为禁书。此外，我们判处你，在我们圣职部监督之下，一种形式上的监禁。为了让你的悔过确实有益，我们要你在三年之内，每周把七篇忏悔书背诵一遍。同时，我们保留了对上述处分和惩罚之全部或部分地减轻、改变、撤销的