伽利略这个故事给我们的启示(亚里士多德与伽利略给我们的启示)

在传授知识的同时，向青年学生介绍物理学家，教授物理学史，这不仅使他们了解物理学家的工作和物理科学的发展过程，更重要的是，这可以震撼青年人的心灵，启迪他们，使物理教学不仅是知识的移植，也是智力向更深层次的移植。

——备课笔记

回顾长河，物理学发展的历史，我们感到人类认识自然规律的道路是曲折、艰难和漫长的。漫威对在黑暗中摸索的物理大师们的坚韧、智慧和卓越惊叹不已。从古代亚里士多德和阿基到物理学新时代的伽利略和牛顿，再到现代物理学的创始人玻尔.以几代物理学家为代表的人类智慧的自由创造，使我们对物理现实的描绘越来越接近客观真理，并使物理建筑逐渐完善。回顾物理学的发展历史，重温物理学家经历的各种挫折和成功，就像实施一次智力移植；通过挖掘革命和科学理论的创造性思维或从事科学创造的伟大科学家的思维，我们可以使我们对对物理世界的理解更加科学、合理、富有创造性和机智。例如，我们可以从历史的镜子中学习，并根据古人曾经犯过的错错误来预测今天初学者头脑中出现的图像。采取预防措施，避免走弯路。让我们以亚里士多德和伽利略为例来寻求启示。

我们见过这两位教科书上的伟大学者。在落体运动定律的问题上，在力和运动的关系问题上，这两位学者在两千年后的观点确实相差甚远。十六世纪以前，亚里士多德在物理学上享有至高无上的声望，这使人们的思维、观察和知识与亚氏写的那些东西紧密相连。它使人们相信地球是宇宙的中心。轻物体的自然运动是向上的；重物的自然运动是向下的，较重的物体下落得更快；天体的自然运动围绕宇宙的中心旋转。这些自然运动不需要外力。那些不自然运动的物体受到外力的推动。力是保持物体非自然运动的原因。沿路行驶的马车当然要由马来；来拉，推物体的力量不再推它，原来移动的物体自然停止……亚里士多德的观点与最简单的经验事实和人们对对事物的理解是如此一致，所以它被世世代代奉为神，被视为人类知识的高峰，保存了几千年，自然的真谛隐藏在黑夜里。错误会让人困惑。人类在混乱中摸索.伽利略的伟大工作从根本上改变了人们对运动的概念，并将物理学带入了一个新时代。几十年来，伽利略使用科学研究方法来研究落体运动以及力和运动之间的关系。这个结论与亚里士多德.的大相径庭。现在我们知道，任何物体总是保持静止或匀速直线运动，直到外力迫使物体改变这种状态。匀速直线运动或静止是物体的自然运动状态，而力是导致物体改变其自然运动状态的原因。自由落体的下落速度与下落时间成正比。正如爱因斯坦所说，伽利略是一位划时代的物理学家。伽利略的发现和他的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端。

在物理教科书中，亚里士多德给学生留下了不好的印象。他总是放出锗，总是得出一些轻率的结论。学生们认为亚氏太穷了，伽利略比他大一百倍。事实上，亚里士多德是古代一位伟大的学者，一位百科全书式的学者。他有一个合理的方式来实现他的事业，他几乎有各种各样的思想成就。他在哲学和逻辑方面的成就至今仍在应用，但他的确是错物理学中的错误和谬误。物理学已经被推迟了20个世纪。亚里士多德的悲哀不在于他的思想，也不在于时代，而在于他不恰当的研究方法。亚里士多德物理学研究方法的特点是什么？也许可以用“观察和直觉”来概括。亚里士多德观察到许多自然现象：火焰上升，石头落下，马车让马跑，尖锐的声音传得很远.所以他依靠直觉推理得出了一系列直觉结论。诚然，观察和直觉对对的物理学研究非常重要。细致的观察和良好的直觉往往会带来伟大的发现。观察使人脑积累事物的图像，形成一种潜在的知识。直觉想象、认同和灵感就是这种潜在信息的传递。阿基m德巧解克朗的神秘发现了浮力定律，从落向月球的苹果到宇宙的牛顿重力，甚至亚里士多德本人也通过观察日食现象正确地判断出地球是球形的。然而，物理学是一门以实验为基础的科学，所以从直接观察中得出的直观结论并不总是可靠的，有时会把人引入歧途，把“观察加直觉”作为物理学研究的基本方法，这就是亚里士多德物理学的失败。

伽利略是第一个从实验测试理论中创造出科学研究方法的科学家。他提倡“实验加推理”。他拒绝倾听任何未经检验的科学思想，即使它来自教会或权威。伽利略一生都在探索落体运动的规律。他首先通过落体悖论的思想实验否定了亚里士多德关于重物快速下落的结论。通过观察棉花和羽毛在空中的下落，伽利略曾经提出物体下落的速度与密度成正比的规律，但通过科学推理，伽利略意识到了难以察觉的空气阻力。因此，我发现了我的原始定律的错误差，并猜想所有物体都在以同样的方式增加速度，没有空气阻力。为了建立真正的落体定律，伽利略仔细研究了摆的运动和球在斜面上的运动，并严格定义了匀速变速运动；设计精确的时间测量方法；尽量消除各种阻力的影响；使用数学工具；最后，找到了物体下落速度与下落时间成正比的正确规律。伽利略的贡献不仅建立了新的定律，而且将物理学研究推向了正确的轨道。从那时起，物理学开始突飞猛进。

亚里士多德和伽利略的故事告诉我们，知识就是力量，能力和方法比知识更强大。我们每个人都有一个健全的大脑。我们每个人都应该能够像伽利略那样思考。学会如何认识世界并有能力进行科学研究是很重要的。如果我们能学习亚里士多德和伽利略，以及其他伟大学者的成功和失败，我们也将拥有一个杰出的大脑闪耀着智慧容纳古典和现代物理知识，并面对已知和未知的物理世界在对