海濤
1581年,17歲的伽利略來(lái)到意大利名城比薩市。他的父親認(rèn)為當(dāng)一名醫(yī)生會(huì)很有前途,于是就把伽利略送進(jìn)了比薩大學(xué)醫(yī)學(xué)院。
不過(guò),伽利略似乎對(duì)數(shù)學(xué)和物理學(xué)更感興趣。他從小就善于觀(guān)察和思考問(wèn)題,常能制作出一些巧妙的小機(jī)器來(lái),并且經(jīng)常獨(dú)立地做自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在醫(yī)學(xué)院學(xué)習(xí)期間,他經(jīng)常去比薩大教堂待著,因?yàn)榻烫煤馨察o,便于他思考問(wèn)題。
一天,伽利略又來(lái)到教堂,這里精致的繪畫(huà)和雕刻更增添了莊嚴(yán)肅穆的宗教氣氛。還有那盞長(zhǎng)明燈,掛在從高高的屋頂上垂下的一根長(zhǎng)鏈條的一端上??赡苁墙烫美锏狞c(diǎn)燈人剛給它加完油,那燈還在不停地來(lái)回?cái)[動(dòng)著。教徒們對(duì)此已經(jīng)習(xí)以為常,只有伽利略全神貫注地望著搖擺不停的油燈。
伽利略覺(jué)得油燈鏈條的擺動(dòng)似乎是有規(guī)律的,每往返一次用的時(shí)間幾乎是一樣長(zhǎng)的。后來(lái)油燈的擺動(dòng)幅度逐漸變小,然而,無(wú)論擺動(dòng)幅度大或小,往返一次所需的時(shí)間似乎都是相同的。這一幕場(chǎng)景突然觸發(fā)了伽利略心中的靈感,他跳起身來(lái),不顧周?chē)说捏@訝,沖出了教堂。
伽利略回到家中,找來(lái)兩根長(zhǎng)短相同的繩索,在每個(gè)繩索上墜一塊重量相同的鉛塊,然后把兩根繩索分別栓在不同的廳柱上。他請(qǐng)他的教父幫助他做一個(gè)實(shí)驗(yàn):把兩個(gè)鉛擺拉到距離垂直線(xiàn)各不相同的位置,然后松手讓鉛擺自由擺動(dòng)。他們分別數(shù)兩根繩索的擺動(dòng)次數(shù),結(jié)果總數(shù)是一樣的。
伽利略想,如果將兩根繩索加長(zhǎng),擺動(dòng)的次數(shù)是多還是少呢?于是,他將兩根繩索加長(zhǎng),讓其擺動(dòng)。然后和教父又分別數(shù)兩根繩索的擺動(dòng)次數(shù),結(jié)果兩根繩索仍然是一樣的,都是72次。他自言自語(yǔ)道:“我的脈搏每分鐘正好跳72次,怎么這么巧呢?”于是,伽利略想用這種方法制作一架測(cè)脈搏的儀器,幫助醫(yī)生診斷病人。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn),測(cè)脈搏的小儀器終于做成了。
盡管這種儀器的精確度不夠,但是伽利略的實(shí)驗(yàn)具有重大意義。他通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在地球引力作用下,擺的這種來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。這項(xiàng)原理后來(lái)被廣泛地應(yīng)用于脈搏計(jì)數(shù)、時(shí)鐘計(jì)時(shí)、計(jì)算日食和推算星辰運(yùn)動(dòng)等方面。荷蘭科學(xué)家惠更斯便是運(yùn)用這個(gè)原理而制成了掛擺時(shí)鐘。