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                    【館窺天下】第56期 伽利略博物館:探尋實驗科學的起源

                    來源:中國數字科技館

                      11月晴朗陽光傾灑在佛羅倫薩古老的街道上,這里的冬季具有地中海典型的天氣特點,溫暖而舒適。游客們沿阿諾河一路向西,沿路欣賞波光粼粼掩映下的老城美景,而矗立在河畔上的一座低調建筑,則能讓他們深切感受到文藝復興時期意大利的科學內涵,這就是伽利略博物館(圖1)。

                    伽利略博物館;外觀

                    圖1.伽利略博物館建筑外觀

                      該館原名佛羅倫薩科學史研究所暨博物館,1930年由佛羅倫薩大學創辦,收藏了文藝復興時期至20世紀各種類型的實驗科學儀器,2010年6月全面翻新后以“伽利略博物館”之名重新開放。館內主要收藏和展示了美第奇及洛林家族的私人收藏品,包括光學、數學、電磁學、天文學、航海學等方面的觀測和實驗儀器等。

                      透過這些藏品,觀眾可以探尋伽利略實驗科學的思想起源和發展過程。愛因斯坦曾評價他說:“伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法,是人類思想史上最偉大的成就之一,標志著物理學的真正開端?!?/p>

                     

                      在該館一層的“伽利略的新世界”展廳(圖2),觀眾可以看到伽利略發明和制作的望遠鏡。1609年夏天,他用望遠鏡發現了月球表面存在像地球表面一樣的山地和山谷以及大量隱形的星星;發現了木星的第四顆衛星并將其命名為美第奇星;發現了金星呈現出跟月亮一樣的運動周期;還發現了太陽表面的黑子和土星兩邊奇怪的突起。這些天文發現預示著一場革命,打破了人類持續了兩千年的宇宙認知,進一步佐證了“日心說”。

                    伽利略的新世界;展廳

                    圖2.“伽利略的新世界”展廳

                      這里還展示了他于1609年出版的《星際使者》以及1632年出版的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》(圖3)。在《星際使者》中,他記錄了望遠鏡的發現歷程以及手繪的月球表面圖,而在《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》中則描繪了三人在四天中的對話,以這種交流方式推廣了哥白尼的“日心說”。

                    伽利略;望遠鏡

                    圖3.上方為伽利略發明和制作的望遠鏡;中間為伽利略于1609年出版的《星際使者》;右下為伽利略于1632年出版的著作《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系對話》。

                      本展廳還展示了伽利略著名的“斜面實驗”裝置,此實驗證明斜面頂部擺的等時性跟撞擊小鈴的時間正好吻合,解釋了擺的等時性規律。這也是他設計斜面實驗的主要動機。小球沿斜面滾落的速度并非是亞里士多德所預言的均勻不變,而是均勻變化的?,F在全球科學中心常見的展示斜面運動展品就是根據此實驗裝置演變而來。

                      在伽利略之后,實驗科學受到了更廣泛的推崇和重視。1657年由斐迪南多二世和美第奇家族共同創辦的西曼托學院就是一個專門致力于廣泛科學研究和實驗的組織。學者進行了很多實驗,以驗證自然哲學領域普遍接受的亞里士多德權威思想的準確性。學院在1667年發表了一些自然實驗的論文并對伽利略的工作做出了推論,其中有關于運動的描述;在溫度、壓力測量,土星觀測等方面取得了顯著的成果。西曼托學院在對傳統觀念的批判和伽利略實驗科學的發展方面起到了重要的作用。

                      2012年該館開放的互動展區——“伽利略與時間測量”將伽利略的重要貢獻通過科學中心的互動模式進一步呈現,提升了觀眾參與度。在物體的運動、時間與空間、古老的機械鐘三個主題展室,觀眾可親自操作經典的“斜面實驗”裝置,獲得直接經驗;可跟隨伽利略的步伐,利用“望遠鏡”驗證哥白尼的宇宙體系,用嚴謹的數學方法總結運動現象;可驅動傳動機構讓機械擺鐘運轉,進而發現鐘擺的等時性規律。伽利略的偉大發現啟發了更多的人創造出精妙的時鐘、航海鐘等計時設備,開創了精密計時的新紀元,推動了航海業的發展。

                      在科學類博物館中,科學方法和科學精神是較難體現和表達的。伽利略博物館給了我們很好借鑒和啟迪。伽利略創造并踐行了實驗科學的傳統,以及將實驗與數學相結合的科學方法,其思想也深刻影響了后來的科學家,成為了科學研究的基本方式。

                     

                      在伽利略博物館探尋實驗科學的起源,能深刻領會到這些科學儀器正是科學家通過科學方法得出結論的見證;而科學精神正蘊含在科學實驗過程中,凝聚了科學家的汗水和百折不撓的毅力。這里的展示對于認識和理解科學的內涵起到了重要的幫助作用。

                    (孫瑩瑩 作者系北京眾邦展覽有限公司策劃部主任)

                    (欄目主持人:齊欣,編輯:劉?。?/p>

                     

                    (本文圖片均由作者所攝)

                    伽利略;博物館;實驗科學;起源

                    (本文轉載自:《科普時報》2020年11月13日(第8版)“館窺天下”欄目)

                    本文來自:中國數字科技館
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                    [責任編輯:邱馨嬋]
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