第一：力學(xué)
伽利略是第一位將實(shí)驗(yàn)引入力學(xué)的科學(xué)家。 他結(jié)合實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)來(lái)確定一些重要的力學(xué)定律。 1582年左右，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)學(xué)計(jì)算，他得出了擺的等時(shí)定律。 1585年因家庭經(jīng)濟(jì)困難而輟學(xué)。
離開(kāi)比薩大學(xué)期間，他深入研究了古希臘學(xué)者歐幾里得、阿基米德等人的著作。 他根據(jù)杠桿和浮力原理寫(xiě)了第一篇題為“平衡”的論文。 不久他寫(xiě)出了論文《論重力》，首次揭示了重力的本質(zhì)和重心，并給出了準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，因而名聲大噪。 同時(shí)，他對(duì)亞里士多德的許多觀點(diǎn)提出質(zhì)疑。
1589 年至 1591 年間，伽利略對(duì)下落物體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)觀察。 它從實(shí)驗(yàn)上和理論上否定了亞里士多德統(tǒng)治了一千多年的“下落運(yùn)動(dòng)定律”，建立了正確的“自由落體定律”，即在忽略空氣阻力時(shí)，不同重量的球會(huì)以相同的速度降落。當(dāng)他們跌倒的同時(shí)。 ，下落的速度與重量無(wú)關(guān)。
據(jù)伽利略晚年的學(xué)生V·維維亞尼記載，在比薩斜塔上公開(kāi)進(jìn)行了墜落實(shí)驗(yàn)：1589年的一天，伽利略將一個(gè)重10磅的鐵球和一個(gè)重1磅的鐵球分別落下。同時(shí)磅。 與此同時(shí)落地，在場(chǎng)的所有參賽者都傻眼了，聳聳肩，笑著走開(kāi)。 然而，伽利略的著作中并沒(méi)有明確指出該實(shí)驗(yàn)是在比薩斜塔上進(jìn)行的。 因此，近年來(lái)一直存在爭(zhēng)議。
伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)的基本概念，包括重心、速度、加速度等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。 尤其是加速度概念的引入，是力學(xué)史上的一個(gè)里程碑。 有了加速度的概念，力學(xué)的動(dòng)力學(xué)部分就可以建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。 在伽利略之前，只有靜力學(xué)部分有定量描述。
伽利略曾非正式地提出了慣性定律（見(jiàn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律）和物體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)定律，為牛頓正式提出第一、第二運(yùn)動(dòng)定律奠定了基礎(chǔ)。 伽利略可以說(shuō)是牛頓創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)的先驅(qū)。
伽利略還提出了合力定律、拋射運(yùn)動(dòng)定律，并建立了伽利略相對(duì)論。 伽利略對(duì)力學(xué)的貢獻(xiàn)是多方面的。 這在他晚年寫(xiě)的機(jī)械著作《關(guān)于兩種新科學(xué)的對(duì)話(huà)與數(shù)學(xué)論證》中有詳細(xì)描述。 在這部巨著中，除了動(dòng)力學(xué)之外，還有很多關(guān)于材料力學(xué)的內(nèi)容。
例如，他詳細(xì)闡述了梁的彎曲試驗(yàn)和理論分析，正確地得出了梁的彎曲能力與幾何尺寸之間的力學(xué)相似性。 他指出，對(duì)于長(zhǎng)度相似的圓柱形梁，彎矩與半徑的三次方成正比。 他還分析了集中荷載作用下的簡(jiǎn)支梁，并正確指出荷載作用下的最大彎矩與其兩點(diǎn)距離的乘積成正比。
伽利略還分析了梁彎曲理論在實(shí)踐中應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題，指出工程結(jié)構(gòu)的尺寸不宜太大，因?yàn)樗鼈儠?huì)在自重作用下被破壞。 他根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，當(dāng)動(dòng)物的身體尺寸減小時(shí)，身體的力量并不會(huì)成比例地減小。 他說(shuō)：“一只小狗可能可以背上兩三只同樣大小的狗，但我相信一匹馬可能連一匹和自己一樣大小的馬都背不動(dòng)。”
第二：天文學(xué)
他是第一個(gè)使用望遠(yuǎn)鏡觀察天體的科學(xué)家，并取得了很多成果。 這些成就包括：月球表面不平整的發(fā)現(xiàn)、木星有四顆衛(wèi)星（現(xiàn)在稱(chēng)為伽利略衛(wèi)星）、太陽(yáng)黑子和太陽(yáng)自轉(zhuǎn)、金星和木星的盈虧現(xiàn)象、銀河系的發(fā)現(xiàn)等。由無(wú)數(shù)星星組成。 他用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哥白尼的“地震說(shuō)”伽利略發(fā)明了什么東西，徹底否定了統(tǒng)治千余年的亞里士多德、托勒密的“天體運(yùn)動(dòng)說(shuō)”。
第三：哲學(xué)
他一生堅(jiān)持反對(duì)唯心主義和教會(huì)的經(jīng)院主義，主張用具體的實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)自然規(guī)律，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是理論知識(shí)的源泉。 他不承認(rèn)絕對(duì)的真理和掌握世界真理的絕對(duì)權(quán)威，反對(duì)盲目迷信。
他認(rèn)識(shí)到物質(zhì)的客觀性、多樣性和無(wú)限性，這些觀點(diǎn)對(duì)唯物主義哲學(xué)的發(fā)展具有重要意義。 但由于歷史的限制，他強(qiáng)調(diào)只有能夠概括為數(shù)量特征的物質(zhì)屬性才是客觀存在的。
伽利略因支持日心說(shuō)入獄后，“放棄”了日心說(shuō)。 他說(shuō)，“考慮到各種障礙物，兩點(diǎn)之間的最短距離不一定是直線(xiàn)。” 雖然他沒(méi)有像布魯諾那樣為科學(xué)真理而犧牲，但他可以繼續(xù)為科學(xué)做出貢獻(xiàn)。
第四：熱科學(xué)
最早的溫度計(jì)是由意大利科學(xué)家伽利略·伽利雷（ ，1564-1642）于1593年發(fā)明的。他的第一個(gè)溫度計(jì)是一根玻璃管，一端開(kāi)口，另一端有一個(gè)胡桃大小的玻璃燈泡。 使用時(shí)，先將玻璃泡加熱，然后將玻璃管插入水中。 隨著溫度的變化，玻璃管內(nèi)的水面會(huì)上下移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)量即可判斷溫度變化和溫度高低。
溫度計(jì)具有熱脹冷縮的作用，因此這種溫度計(jì)受外界大氣壓等環(huán)境因素的影響較大，因此測(cè)量誤差較大。 后來(lái)，伽利略的學(xué)生和其他科學(xué)家在此基礎(chǔ)上反復(fù)改進(jìn)，如將玻璃管倒置、管內(nèi)放入液體、密封玻璃管等。
第五：相對(duì)性原理
在發(fā)現(xiàn)慣性定律的基礎(chǔ)上，伽利略提出了相對(duì)論原理：力學(xué)定律在所有慣性坐標(biāo)系中都是等效的。 靜止慣性系和運(yùn)動(dòng)慣性系的機(jī)械過(guò)程完全相同。 換句話(huà)說(shuō)，在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都無(wú)法確定慣性系統(tǒng)是靜止的還是勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的。
伽利略在《對(duì)話(huà)錄》中寫(xiě)道：當(dāng)你在封閉的移動(dòng)艙中觀察機(jī)械過(guò)程時(shí)，“只要運(yùn)動(dòng)均勻，不左右擺動(dòng)，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)上述所有現(xiàn)象根本沒(méi)有改變。從這些現(xiàn)象中無(wú)法判斷船是在移動(dòng)還是靜止，即使船移動(dòng)得相當(dāng)快，您也會(huì)像以前一樣從船底跳到船尾。跳到船頭，盡管當(dāng)你跳到空中時(shí)，你下面的船底部會(huì)向你跳躍的相反方向移動(dòng)。
當(dāng)你向同伴扔?xùn)|西時(shí)，無(wú)論他在船頭還是船尾，只要你站在對(duì)面，就不需要用更大的力氣。 水滴將像以前一樣垂直落入下面的罐子中，并且不會(huì)有任何水滴落向船尾，盡管當(dāng)水滴在空中時(shí)船已經(jīng)行駛了很多距離。 魚(yú)在水中游到水碗前面并不比游到水碗后面使用更多的力； 它們同樣悠閑地游向放在水碗邊緣任何地方的誘餌。
最后，蝴蝶和蒼蠅會(huì)繼續(xù)隨意地飛來(lái)飛去，它們永遠(yuǎn)不會(huì)集中到船尾，并不是因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)長(zhǎng)時(shí)間停留在空中，脫離了船的運(yùn)動(dòng)，在水中顯得疲倦。試圖追上船的移動(dòng)。 如果你點(diǎn)香，香冒煙，你會(huì)看到煙像云一樣向上升起，而不是向兩邊移動(dòng)。
所有這些統(tǒng)一現(xiàn)象的原因是船舶的運(yùn)動(dòng)對(duì)于船上的一切以及空氣來(lái)說(shuō)都是共同的。 “相對(duì)論原理是伽利略為了回應(yīng)地心說(shuō)對(duì)哥白尼體系的批評(píng)而提出的，這個(gè)原理的意義還遠(yuǎn)不止于此，它首先提出了慣性參照系的概念。這個(gè)原理被愛(ài)因斯坦稱(chēng)為伽利略相對(duì)論相對(duì)論原理是狹義相對(duì)論的先驅(qū)。
第六：發(fā)明望遠(yuǎn)鏡
伽利略在帕多瓦大學(xué)工作的18年里，最初專(zhuān)注于他一直感興趣的力學(xué)研究。他發(fā)現(xiàn)了物理學(xué)中的一個(gè)重要現(xiàn)象——物體運(yùn)動(dòng)的慣性； 他進(jìn)行了著名的斜面實(shí)踐，并得出了物體下落的距離與經(jīng)過(guò)的時(shí)間之間的定量關(guān)系； 他還研究了炮彈的運(yùn)動(dòng)，為拋物線(xiàn)理論奠定了基礎(chǔ)。
他也是第一個(gè)明確提出加速度概念的人：為了測(cè)量發(fā)燒病人體溫的上升情況，這位著名物理學(xué)家還在1593年發(fā)明了第一個(gè)空氣溫度計(jì)……然而，一次偶然的事件卻讓伽利略改變他的研究方向。 他從力學(xué)和物理學(xué)的研究轉(zhuǎn)向了浩瀚的太空。
那是1609年6月，伽利略聽(tīng)到了荷蘭眼鏡商人利帕西偶然發(fā)現(xiàn)他可以用鏡片看到遠(yuǎn)處肉眼看不見(jiàn)的東西的消息。 “這不就是我需要的千里眼嗎？” 伽利略非常高興。 不久，伽利略的一名學(xué)生從巴黎寫(xiě)信，進(jìn)一步證實(shí)了這一消息的準(zhǔn)確性。 信中說(shuō)，雖然李帕奇不知道他是如何做到的，但眼鏡商人一定是制作了一個(gè)可以放大物體的鏡管。 多次。
“顯微鏡！” 伽利略把這封信讀了一遍又一遍，然后匆匆走進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室。 他找來(lái)紙和鵝筆，開(kāi)始一張一張畫(huà)出鏡頭成像示意圖。 伽利略的靈感來(lái)自鏡管的尖端。 看來(lái)鏡筒能夠放大物體的秘密就在于鏡片的選擇，尤其是凸凹鏡片的組合。 他找到了有關(guān)鏡片的資料，并不斷地進(jìn)行著計(jì)算。 他忘記了暮色悄悄爬上窗戶(hù)，也忘記了黎明是如何進(jìn)入房間的。
經(jīng)過(guò)一整夜，伽利略終于明白，只要把凸透鏡和凹透鏡放在適當(dāng)?shù)木嚯x，就像荷蘭人看到的那樣，遠(yuǎn)處肉眼看不見(jiàn)的物體放大后就可以看清楚了。
伽利略非常高興。 他沒(méi)有休息，立即開(kāi)始打磨鏡片，這是一項(xiàng)耗時(shí)又細(xì)心的工作。 他花了幾天時(shí)間，磨出了一對(duì)凸透鏡和凹透鏡，然后制作了一個(gè)精美的可以滑動(dòng)的雙層金屬管。 現(xiàn)在，是時(shí)候測(cè)試他的發(fā)明了。
伽利略小心地在管子的一端放置了一個(gè)較大的凸透鏡，在另一端放置了一個(gè)較小的凹透鏡，然后將管子指向窗口。 當(dāng)他從凹透鏡的一端看去時(shí)，奇跡發(fā)生了。 遠(yuǎn)處的教堂仿佛就在眼前。 他可以清楚地看到鐘樓上的十字架，就連停在十字架上的一只鴿子也看得很逼真。
伽利略望遠(yuǎn)鏡的消息立即傳開(kāi)。 “我制造望遠(yuǎn)鏡的消息傳到了威尼斯，”伽利略在給姐夫的信中寫(xiě)道：“一周后，我奉命將望遠(yuǎn)鏡交給議長(zhǎng)和議員們觀看。 他們非常驚訝。 先生們、議員們。
雖然他們年紀(jì)已經(jīng)很大了，但他們都按順序爬上了威尼斯最高的鐘樓，眺望著港口外遠(yuǎn)處的船只。 他們看得很清楚。 如果沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡，我看兩個(gè)小時(shí)也看不到任何東西。 該儀器能夠使 50 英里外的物體看起來(lái)像是在 5 英里以?xún)?nèi)。 ”
伽利略發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡不斷改進(jìn)，放大倍數(shù)已提高到30倍以上，可將真實(shí)物體放大1000倍。 現(xiàn)在的他，似乎擁有了千里眼，能夠窺探宇宙的秘密。
這是天文學(xué)研究的一次劃時(shí)代的革命。 幾千年來(lái)，天文學(xué)家單純依靠肉眼觀測(cè)日月星辰的時(shí)代已經(jīng)結(jié)束。 相反，光學(xué)望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)了。 有了這個(gè)強(qiáng)大的武器，現(xiàn)代天文學(xué)的大門(mén)被打開(kāi)了。
現(xiàn)在，每到夜空中繁星閃爍、月光燦爛的時(shí)候，伽利略都會(huì)把望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)深邃而遙遠(yuǎn)的天空，不顧疲勞和寒冷，夜以繼日地觀測(cè)。
過(guò)去，人們一直認(rèn)為月亮是一個(gè)光滑的天體，像太陽(yáng)一樣發(fā)出自己的光芒。 但伽利略通過(guò)望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)，月球和我們生活的地球一樣，也有高山低洼（伽利略當(dāng)時(shí)稱(chēng)其為“海”）。 他還從月球明暗部分的運(yùn)動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，月球本身并不發(fā)光。 月亮的光來(lái)自太陽(yáng)。
伽利略隨后將望遠(yuǎn)鏡指向天空中的銀河系。 過(guò)去，人們一直認(rèn)為銀河系是地球上水蒸氣形成的白霧。 亞里士多德也這么認(rèn)為。 伽利略決定用望遠(yuǎn)鏡來(lái)檢驗(yàn)這一說(shuō)法是否正確。 他將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)夜空中的霧氣光帶，驚訝地發(fā)現(xiàn)那根本不是云彩，而是成千上萬(wàn)的星星聚集在一起。 伽利略還觀察了天空中的云層——俗稱(chēng)星團(tuán)，發(fā)現(xiàn)星團(tuán)也是很多恒星聚集在一起的，比如獵戶(hù)座星團(tuán)、金牛座的昴宿星團(tuán)、蜂巢星團(tuán)等。
伽利略的望遠(yuǎn)鏡揭示了宇宙的一個(gè)又一個(gè)秘密。 他發(fā)現(xiàn)了繞木星運(yùn)行的衛(wèi)星并計(jì)算了它們的軌道。 我們現(xiàn)在知道木星一共有16顆衛(wèi)星，伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星是其中最大的四顆。 此外，伽利略還使用望遠(yuǎn)鏡觀察太陽(yáng)上的黑子。 他從太陽(yáng)黑子的運(yùn)動(dòng)推斷出太陽(yáng)也在旋轉(zhuǎn)。
一個(gè)又一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)促使伽利略寫(xiě)了一本關(guān)于最新天文學(xué)發(fā)現(xiàn)的書(shū)。 他想向全世界公布他的觀察結(jié)果。 1610年3月，伽利略的著作《星星使者》在威尼斯出版，立即轟動(dòng)歐洲。
然而他沒(méi)想到望遠(yuǎn)鏡揭示的宇宙秘密卻大大得罪了很多人，一場(chǎng)可怕的不幸即將降臨到這位杰出的科學(xué)家身上。
擴(kuò)展信息
1564年2月15日伽利略發(fā)明了什么東西，伽利略·伽利雷出生于意大利西海岸比薩城一個(gè)破敗的貴族家庭。 據(jù)說(shuō)他的祖先是佛羅倫薩一位非常有名的醫(yī)生，但到了他父親伽利略·范桑杜那一代，家境日漸衰落。
是一位非常有才華的音樂(lè)家。 他一生發(fā)表了多部田園和器樂(lè)作品。 他還擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)，精通希臘語(yǔ)、拉丁語(yǔ)和英語(yǔ)。 然而，美妙的音樂(lè)并不能填飽一家人的肚子。 即使他的數(shù)學(xué)能力也無(wú)法讓他獲得好職位。
伽利略·伽利雷出生后不久，范桑杜在離比薩不遠(yuǎn)的佛羅倫薩開(kāi)了一家銷(xiāo)售毛織品的小商店。 這完全是最后的手段。 但為了維持一家人的生活，范三都不得不違背自己的意愿去做生意。
參考：伽利略的百度百科