意大利热那亚天气怎么样_意大利热那亚天气
1.伽利略的介绍
2.圣地亚哥和蒙得维的亚的气候特点?
3.1819年的彩色的雨水是什么样子的?
4.了解伽俐略和牛顿的成长经历以及他们所获得的科学成就,并联系自己的成长经历写一篇文章
伽利略的介绍
伽利略·伽利雷(Galileo Galilei,1564-1642)他是近代实验科学的先驱者,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”伽利略·伽利雷(8张)“近代科学之父”。 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”。1564年2月15日生于比萨,历史上他首先提出并证明了同物质同形状的两个重量不同的物体下降速度一样快,他反对教会的陈规旧俗,由此,他晚年受到教会迫害,并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了亚里士多德诸多观点。因此,他被称为“近代科学之父”。他的工作,为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。 1642年1月8日卒于比萨。伽利略家族姓伽利雷(Galilei),他的全名是Galileo Galilei,但现已通行称呼他的名Galileo,而不称呼他的姓。因为翻译问题,所以姓众说纷纭,以伽利雷为准。 1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个球同时落地”的著名试验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。 但是伽利略在比萨斜塔做试验的说法后来被严谨的考证否定了。尽管如此,来自世界各地的人们都要前往参观,他们把这座古塔看做伽利略的纪念碑。 1609年,伽利略创制了天文望远镜(后被称为伽利略望远镜),并用来观测天体。他发现了月球表面的凹凸不平,并亲手绘制了第一幅月面图。1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星,为哥白尼学说找到了确凿的证据,标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜,伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动,以及是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。 伽利略著有《星际使者》《关于太阳黑子的书信》《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》《关于两门新科学的谈话和数学证明》和《试验者》。 伽里略与地球自转(19张) 为了纪念伽利略的功绩,人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。 人们争相传颂:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙”。 伽利略为牛顿的牛顿运动定律第一、第二定律提供了启示。他非常重视数学在应用科学方法上的重要性,特别是实物与几何图形符合程度到多大的问题!
编辑本段人物生平
违背自己的意愿去经商
1564年2月15日,伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比萨城一个破落的贵族之家。据说他的祖先是佛罗伦萨很有名望的医生,但是到了他的父亲伽利略·凡山杜这一代,家境日渐败落。凡山杜是个很有才华的作曲家,生前出版过几本牧歌和器乐作品,他的数学也很好,精通希腊文和拉丁文和英语,但是美妙的音乐不能填饱一家人的肚皮,他的数学才能也不能给他谋到一个好职位。大约在小伽利略出生不久,凡山杜在离比萨城不远的佛罗伦萨开了一间卖毛织品的小铺子,这完全是不得已的办法。但是为了维持一家人的生活,凡山杜只好违背自己的意愿去经商。
小伽利略是凡山杜的长子
父亲对儿子寄予很大希望。他发现,小伽利略非常聪明,从小对什么事物都充满强烈的好奇心,不仅如此,这个孩子心灵手巧,他似乎永远闲不住,不是画画,就是弹琴,而且时常给弟弟妹妹做许多灵巧的机动玩具,玩得十分开心。
在校专心学习
小伽利略最初进了佛伦勃罗萨修道院的学校。在这所学校,他专心学习哲学和宗教,有段时间,小伽利略很想将来当一个献身教会的传教士。但是凡山杜听到这个情况后,立即把儿子带回家,他劝说伽利略去学医,这是他为儿子的未来早已设计好的一条路。 17岁那年,伽利略进了著名的比萨大学,按照父亲的意愿,他当了医科学生。比萨大学是所古老的大学,学校图书馆藏书丰富,这很合伽利略的心意,但是伽利略对医学并没有多大兴趣,他很少上课,一上课就对教授们教课的内容提出这样那样的疑问,使教授们难于回答,在教授们的眼里,伽利略是个很不招人喜欢的坏学生。不过,伽利略只是兴趣不在医学,他孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学,并且以怀疑的眼光看待那些自古以来被人们奉为经典的学说。
伽利略生活的时代
要知道,伽利略生活的时代,正是欧洲历史上著名的文艺复兴时代,而意大利又是文艺复兴的发源地。当时,意大利的许多大城市,如佛罗伦萨、热那亚和,发展成东西方贸易的中心,建起了商号、手工作坊和最早的银行,出现了资本主义生产关系的萌芽。加上贸易往来的发达,印刷术的发明,新思想的传播比以往任何时候都更加迅速。于是,人们对千百年来束缚思想的宗教神学和传统教条开始产生了动摇。
一个偶然的机会
伽利略听了宫廷数学家玛窦·利奇的讲课。这位青年数学家渊博的学识,严密的逻辑性,特别是他在证明数学难题时的求证方法,使伽利略深深着迷。他眼睛亮了,仿佛发现了一个神奇无比的世界,这就是他梦寐以求的数学王国!他兴奋极了,立即找到宫廷数学家玛窦·利奇,向他提出了许多百思不得其解的问题。 玛窦·利奇原是跟随托斯坎尼大公爵从佛罗伦萨来到比萨的,他给宫廷里的侍童讲数学,没有想到会有一个热心的听众,而且他提出的问题非常有趣,充分显示出超群的智慧和深厚的学识功底。 当玛窦·利奇听说伽利略是比萨大学医科学生时,不禁脱口而出:“啊,伽利略,你有天才,你会成为一个杰出的数学家的。” 伽利略的脸红了,他谈到自己对医学的厌倦,谈到父亲对他的期望,也倾诉了自己因为不能按照自己的意愿学习的苦恼。 “别泄气。”玛窦·利奇和蔼地说:“你努力自学吧,有什么困难,任何时候我都是你忠诚的朋友。”
听了玛窦·利奇的鼓励
伽利略越发刻苦钻研数学和物理学,他把从宫廷数学家那里借来的每一本书,都用心地阅读,像海绵吸水一样地吸收下来。但是,他并不是那种迷信书本的人,那些人们认为是真理的权威结论,在伽利略的脑子里常常带来意想不到的疑问,他常常为此而感到苦恼,陷入深深的思索之中。
重复做试验
有一次,伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂,他坐在一张长凳上,目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱,蓦地,教堂大厅中央的巨灯晃动起来,是修理房屋的工人在那里安装吊灯。 这本来是件很平常的事,吊灯像钟摆一样晃动,在空中划出看不见的圆弧。可是,伽利略却像触了电一样,目不转睛地跟踪着摆动的吊灯,同时,他用右手按着左腕的脉,计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数,以此计算吊灯摆动的时间。 这样计算的结果,伽利略发现了一个秘密,这就是吊灯摆一次的时间,不管圆弧大小,总是一样的。一开始,吊灯摆得很厉害,渐渐地,它慢了下来,可是,每摆动一次,脉搏跳动的次数是一样的。 伽利略的脑子里翻腾开了,他想,书本上明明写着这样的结论,摆经过一个短弧要比经过长弧快些,这是古希腊哲学家亚里士多德的说法,谁也没有怀疑过。难道是自己的眼睛出了毛病,还是怎么回事。
发现的摆的运动规律
他像发了狂似的跑回大学宿舍,关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链,还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上,在窗外的树枝上,着迷地一次又一次重复,用沙漏记下摆动的时间。最后,伽利略不得不大胆地得出这样的结论:亚里士多德的结论是错误的,决定摆动周期的,是绳子的长度,和它末端的物体重量没有关系。而且,相同长度的摆绳,振动的周期是一样的。这,就是伽利略发现的摆的运动规律。 伽利略不用说多么高兴了。可是在当时,有谁会相信一个医科大学生的科学发现,何况他的结论是否定了大名鼎鼎的亚里士多德的权威说法。 就在这时,凡山杜的铺子里越来越不景气,听说伽利略并没有按照自己的意愿学习医学,而是成天迷恋着不相干的实验,于是,严厉的父亲决定停止伽利略继续上大学,让他回家去当一个店员。 伽利略灰心极了,他离开了比萨大学回到佛罗伦萨。但是他选择的道路却是不可动摇的。
编辑本段坚信科学
以顽强的毅力刻苦自学
佛罗伦萨一条不太热闹的街道,有一个门面不大、生意清淡的铺子,这就是凡山杜开的毛织品商店。每天,当匆匆过往的行人经过这里时,总是可以看见红头发的伽利略呆呆地坐在柜台前出神,或者旁若无人的在那里摆弄着一些莫名其妙的东西,像秤盘呀,铁块呀,盘子呀;而更多的时候,他是埋头在书本里,他看得那样专心,就连他的父亲大声叫唤都听不见。 自从回到家里,伽利略不得不违背自己的意愿在父亲的铺子里当一名店员,但是他的心里一时一刻也没有忘记数学和物理学。没有起码的学习条件,也没有老师可以求教,他就想方设法找到一些自然科学的书籍,以顽强的毅力刻苦自学。他最喜欢的书是欧几里得的《几何原本》和阿基米德的著作。 《几何原本》是世界上流传下来最早的几何学著作,而希腊科学家欧几里得的著作,包含了丰富的数学与力学知识,特别是其中的一些物理实验,对伽利略有很大的吸引力。 谈起实验,伽利略的兴趣最浓。还在比萨大学时,他就动手制作了一种用单摆原理制成的
“脉搏计”
可以用来测量病人的脉搏跳动的情况,很受医生的欢迎。现在,在父亲的铺子里,谈不上实验的条件,但他仍然用一些日常的器具来做实验,尽管这样做免不了又要挨父亲的骂,他还是照干不误。 他从阿基米德检验国王的实验中受到启发,一面重复这个实验,一面想到这种方法的用途。当时欧洲各国的航海事业正在兴起,航海业带动了造船业和机械制造,矿、冶金的发展,反过来又向科学技术提出许多新的问题。伽利略于是把他的注意力转向合金的物理和力学性质的研究,不久,他通过测定物体在水中的重量发现,物体投入水中减轻的重量,刚好等于它排开的水的重量。在这个重现的基础上,伽利略发明了一种比重秤,可以很方便地测定各种合金的比重。他还写了一篇论文,详细地介绍了比重秤的构造原理和使用方法。这件事,很快就在佛罗伦萨和其他城市传开了。各种脉搏计图(11张) 1589年夏天,在佛罗伦萨的店铺里度过了4年自学生活的伽利略,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,他终于获得了比萨大学数学和科学教授的职位。这时,他只有25岁。 现在,伽利略可以不必为生活发愁了,虽然工资不高,但是他可以在完成日常教学之外,专心从事他向往的科学研究。就在这不久,伽利略进行了本文一开头介绍的自由落体实验,他在比萨斜塔上扔下的铁球(后来经过严谨的证明,伽利略并没有来比萨斜塔上进行实验),不仅证明了不同重量的物体由同一高度下落时速度是相同的,更重要的是,这个大胆的结论推翻了亚里士多德的权威结论。在那些思想保守、头脑僵化的人眼里,这个举动无异于挖了他们的祖坟,亚里士多德的信徒们与伽利略开始势不两立了。在比萨大学呆了一个学期,伽利略又失去了职位。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人,他声称发明了一台挖泥船,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。 伽利略再一次求助于盖特保图侯爵。这位珍惜人才的贵族再一次伸出友谊的手,他运用自己的影响,把伽利略推荐给帕多瓦大学,帕多瓦是意大利北部一个学术空气浓厚的小城,距离美丽的海滨城市不远,属于共和国管辖。1592年,28岁的伽利略被任命为帕多瓦大学的数学、科学和天文学教授。
黄金时代
从此,伽利略迎来了一生中的黄金时代。 之后, 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。 伽利略的晚年生活非常悲惨,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。 1642年1月8日,凌晨4时,为科学、为真理奋斗一生的战士,科学巨人——伽利略离开了人世,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。”
编辑本段人物成就
发明望远镜 伽利略在帕多瓦大学工作的18年间,最初把主要精力放在他一直感兴趣的力学研究方面,他发现了物理上重要的现象——物体运动的惯性;做过有名的斜面实践,总结了物体下落的距离与所经过的时间之间的数量关系;他还研究了炮弹的运动,奠定了抛物线理论的基础;关于加速度这个概念,也是他第一个明确提出的:甚至为了测量病人发烧时体温的升高,这位著名的物理学家还在1593年发明了第一支空气温度计……但是,一个偶然的,使伽利略改变了研究方向。他从力学和物理学的研究转向广漠无垠的茫茫太空了。 伽利略望远镜
那是1609年6月,伽利略听到一个消息,说是荷兰有个眼镜商人利帕希在一偶尔的发现中,用一种镜片看见了远处肉眼看不见的东西。“这难道不正是我需要的千里眼吗?”伽利略非常高兴。不久,伽利略的一个学生从巴黎来信,进一步证实这个消息的准确性,信中说尽管不知道利帕希是怎样做的,但是这个眼镜商人肯定是制造了一个镜管,用它可以使物体放大许多倍。 “镜管!”伽利略把来信翻来覆去看了好几遍,急忙跑进他的实验室。他找来纸和鹅管笔,开始画出一张又一张透镜成像的示意图。伽利略由镜管这个提示受到启发,看来镜管能够放大物体的秘密在于选择怎样的透镜,特别是凸透镜和凹透镜如何搭配。他找来有关透镜的资料,不停地进行计算,忘记了暮色爬上窗户,也忘记了曙光是怎样射进房间。 整整一个通宵,伽利略终于明白,把凸透镜和凹透镜放在一个适当的距离,就像那个荷兰人看见的那样,遥远的肉眼看不见的物体经过放大也能看清了。 伽利略非常高兴。他顾不上休息,立即动手磨制镜片,这是一项很费时间又需要细心的活儿。他一连干了好几天,磨制出一对对凸透镜和凹透镜,然后又制作了一个精巧的可以滑动的双层金属管。现在,该试验一下他的发明了。各种望远镜图(11张) 伽利略小心翼翼地把一片大一点的凸透镜安在管子的一端,另一端安上一片小一点的凹透镜,然后把管子对着窗外。当他从凹透镜的一端望去时,奇迹出现了,那远处的教堂仿佛近在眼前,可以清晰地看见钟楼上的十字架,甚至连一只在十字架上落脚的鸽子也看得非常逼真。 伽利略制成望远镜的消息马上传开了。“我制成望远镜的消息传到”,在一封写给妹夫的信里,伽利略写道:“一星期之后,就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看,他们感到非常惊奇。绅士和议员们,虽然年纪很大了,但都按次序登上的最高钟楼,眺望远在港外的船只,看得都很清楚;如果没有我的望远镜,就是眺望两个小时,也看不见。这仪器的效用可使50英里的以外的物体,看起来就像在5英里以内那样。” 伽利略发明的望远镜,经过不断改进,放大率提高到30倍以上,能把实物放大1000倍。现在,他犹如有了千里眼,可以窥探宇宙的秘密了。 这是天文学研究中具有划时代意义的一次革命,几千年来天文学家单靠肉眼观察日月星辰的时代结束了,代之而起的是光学望远镜,有了这种有力的武器,近代天文学的大门被打开了。 现在,每当星光灿烂或是皓月当空的夜晚,伽利略便把他的望远镜瞄准深邃遥远的苍穹,不顾疲劳和寒冷,夜复一夜地观察着。 过去,人们一直以为月亮是个光滑的天体,像太阳一样自身发光。但是伽利略透过望远镜发现,月亮和我们生存的地球一样,有高峻的山脉,也有低凹的洼地 (当时伽利略称它是“海”)。他还从月亮上亮的和暗的部分的移动,发现了月亮自身并不能发光,月亮的光是透过太阳得来的。 伽利略又把望远镜对准横贯天穹的,以前人们一直认为是地球上的水蒸汽凝成的白雾,亚里士多德就是这样认为的。伽利略决定用望远镜检验这一说法是否正确。他用望远镜对准夜空中雾蒙蒙的光带,不禁大吃一惊,原来那根本不是云雾,而是千千万万颗星星聚集一起。伽利略还观察了天空中的斑斑云彩——即通常所说的星团,发现星团也是很多星体聚集一起,像猎户座 星团、金牛座的昂星团、蜂巢星团都是如此。 伽利略的望远镜揭开了一个又一个宇宙的秘密,他发现了木星周围环绕着它运动的卫星,还计算了它们的运行周期。现在我们知道,木星共有 16颗卫星,伽利略所发现的是其中最大的四颗。除此之外,伽利略还用望远镜观察到太阳的黑子,他通过黑子的移动现象推断,太阳也是在转动的。 一个又一个振奋人心的发现,促使伽利略动笔写一本最新的天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果。1610年3月,伽利略的著作《星际使者》在出版,立即在欧洲引起轰动。 但是,他没有想到,望远镜揭开的宇宙的秘密大大触怒了很多人,一场可怕的厄运即将降临在这位杰出的科学家的头上。
编辑本段人物遭遇
1615年冬季的一天,天气寒冷异常,天空笼罩着阴沉的乌云,伽利略孤身一人来到罗马。5年前的1610年,伽利略告别了帕多瓦大学,回到佛罗伦萨,担任了托斯坎尼公国的宫廷数学家和哲学家,兼任比萨大学的数学教授。也就在这年,他曾经访问过罗马,受到热情的接待和规格很高的礼遇。他在天文学上一系列新发现和望远镜的发明,受到罗马教皇保罗五世的重视,罗马的贵族和科学家也以结识他而感到荣耀。可是,仅仅事隔5年,罗马的脸孔完全变了,没有鲜花和笑脸,到处是冷漠的没有表情的面孔,连熟悉的人也像躲避瘟疫似地离他远远的。 发生了什么事情?原来这一次,伽利略的名字上了罗马宗教裁判所的黑名单,他是被臭名昭著的宗教裁判所传讯到罗马来接受对他的审讯的。 伽利略犯了什么罪呢?这话要从头说起。 15、16世纪的欧洲,正是封建社会向资本主义社会转变的关键时期。长期以来,为了巩固封建统治的秩序,神权统治的欧洲,用神学代替了科学,用野蛮代替了自由。神学家们荒诞地宣称,宇宙是一个充满“各种等级的天使和一个套着一个的水晶球”,而静止不动的地球就居于这些水晶球的中心。他们推崇古希腊天文学家托勒密的“地球是宇宙中心”的学说,因为在神学家看来,太阳是围绕地球运转的,因为上帝创造太阳的目的,就是要照亮地球,施恩于人类。这是永恒不变、颠扑不破的真理。 为了维护这个荒谬的理论,天主教会的宗教裁判所不惜用恐怖的暴力对付一切敢于提出异议的人们。1327年,意大利天文学家科·达斯科里活活被烧死,他的罪名只不过说了地球是球状,在另一个半球上也有人类居住,却因违背圣经的教义惨遭迫害。1600年2月17日,意大利哲学家布鲁诺,在罗马百花广场被活活烧死,也是因为他到处宣传了哥白尼的学说,动摇了地球中心说。 伽利略是布鲁诺的同时代人,早在帕多瓦大学执教时,他就读过哥白尼的著作《试论天球运行的说》(又名<<天球运行论>>)。这位杰出的波兰天文学家在这本书中大胆地提出太阳是太阳系的中心,地球和其他行星都围绕着太阳运转的理论,即太阳中心说,一开始就引起伽利略的极大兴趣。但是伽利略是个科学态度十分严肃的学者,他想,过去都说是太阳围着地球运转,哥白尼却提出相反的看法,到底哪一个正确呢?伽利略没有轻率地下结论,他决定用自己的望远镜来证实谁是谁非。 当伽利略的著作《星际使者》出版时,他已是一个哥白尼学说坚定的支持者了。伽利略通过自己的观测和研究,逐渐认识到哥白尼的学说是正确的,而托勒密的地球中心说是错误的,亚里士多德的许多观点也是站不住脚的。伽利略不仅发表了批驳亚里士多德的论文,还通过书信毫不掩饰地支持哥白尼的学说,甚至把信件的副本直接寄给罗马教会。在伽利略看来,科学家的良心就是追随真理。 但是,罗马教廷是决不会放过伽利略的,他们先是对伽利略发出措辞严厉的警告,继而把他召到罗马进行审讯。1616年2月,宗教裁判所宣布,不许伽利略再宣传哥白尼的学说,无论是讲课或写作,都不得再把哥白尼学说说成是真理。 伽利略不会忘记,16年前布鲁诺就是被这些披着黑色道袍、道貌岸然的上帝的卫道士活活烧死的。他如果敢于反抗,下场绝不会比布鲁诺更好。 在教会的威胁下,伽利略被迫作了放弃哥白尼学说的声明。他怀着极其痛苦的心情回到佛罗伦萨,在沉默中度过了好些年。 但是伽利略的内心深处并没有放弃哥白尼学说,相反,继续不断的观测和深入研究,使他更加坚信哥白尼学说是完全正确的科学理论。在佛罗伦萨郊外的锡尼别墅里,伽利略过着与世隔绝的生活,他的身体大不如前,病魔在残酷地折磨他,但是他依然念念不忘宣传哥白尼的学说。经过长久的酝酿构思,用了差不多5年时间,一部伟大的著作《关于两种世界体系的对话》终于诞生了。 《关于两种世界体系的对话》表面上是以三个人对话的形式,客观地讨论托勒密的地心说与哥白尼的日心说,对谁是谁非进行没有偏见的探讨。但是当这本书好不容易在1632年2月出版时,细心的读者不难看出,这本书以充分的论据和大量无可争辩的事实,有力地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论,科学地论证哥白尼的日心说,宣告了宗教神学的彻底破产。 很快,嗅觉比猎狗还灵的教会嗅出了这本书包含的可怕思想,从字里行间流露出来的大胆结论使神学家们感到极大恐慌。那些早就对伽利略心怀不满的学术骗子立即和教会勾结,罗织罪名,阴谋策划,为迫害伽利略大造舆论。 科学和神学不可调和的斗争爆发了。1632年8月,罗马宗教裁判所下令禁止这本书出售,并且由罗马教皇指名组织一个专门委员会对这本书进行审查。伽利略预感到大祸临头,果然,到了10月,他接到了宗教裁判所要他去罗马接受审讯的一纸公文。 这时候的伽利略已是69岁的老人,病魔缠身,行动不便,许多关心他的人到处为他说情,但是罗马教皇恼怒地说:“除非证明他不能行动,否则在必要时就给他带上手铐押来罗马!” 就这样,1633年初,伽利略抱病来到罗马。他一到罗马便失去自由,关进了宗教裁判所的牢狱,并且不准任何人和他接触。 人类历史上一次骇人听闻的迫害就这样开始了。在罗马宗教裁判所充满血腥和恐怖的法庭上,真理遭到谬误的否决,科学受到神权的审判。那些满脸杀机的教会法官们,用火刑威胁伽利略放弃自己的信仰,否则他们就要对他处以极刑。 年迈多病的伽利略绝望了,他知道,真理是不可能用暴力扑灭的。尽管他可以声明放弃哥白尼学说,但是宇宙天体之间的秩序是谁也无法更改的。 在审讯和刑法的折磨下,伽利略被迫在法庭上当众表示忏悔,同意放弃哥白尼学说,并且在判决书上签了字。 “为了处分你这样严重而有害的错误与罪过,以及为了你今后更加审慎和给他人做个榜样和警告,”穿着黑袍的主审法官当众宣读了对伽利略的判决书,“我们宣布用公开的命令禁止伽利略的《关于两种世界体系的对话》一书;判处暂时正式把你关入监狱内,根据我们的意见,以及使你得救的忏悔,在三年内每周读七个忏悔的圣歌……” 伽利略的晚年是非常悲惨的。这位开拓了人类的眼界,揭开了宇宙秘密的科学家,1637年双目完全失明,陷入无边的黑暗之中。他唯一的亲人——小女儿玛俐亚先他离开人间,这给他的打击是很大的。但是,即使这样,伽利略仍旧没有失去探索真理的勇气。1638年,他的一部《关于两门新科学的讨论》在朋友帮助下得以在荷兰出版,这本书是伽利略长期对物理学研究的系统总结,也是现代物理的第一部伟大著作。后来,宗教裁判所对他的监视有所放宽,他的几个学生,其中包括著名物理学家、大气压力的发现者托里拆利来到老人身边,照料他,同时也是向他请教。他们又可以愉快地在一起讨论科学发明了。 1642年1月8日,78岁的伽利略停止了呼吸。但是他毕生捍卫的真理却与世长存。具有讽刺意味的是,300多年后的今天,19年11月,在世界主教会议上,罗马教皇提出重新审理“伽利略案件”。为此,世界著名科学家组成了一个审查委员会,负责重新审理这一冤案。其实,哪里还用得着审理什么呢?宇宙飞船在太空飞行,人类的足印深深地留在月球的表面,人造卫星的上天,宇宙测探器飞出太阳系发回的电波……所有这些现代科学技术的进步,早已宣告了宗教神学的彻底破产,人类将永远记住伽利略这个光辉夺目的名字。
圣地亚哥和蒙得维的亚的气候特点?
政治地理
一 海权、陆权、空权
地球的表面,被分割成大小不同的国家,有的人口众多,象中国有10多亿人,占全球人口的1/4;有的人口稀少,如冰岛只有25万人。在组成上讲,加拿大和瑞士,是多种语言的国家,美国和苏联是多种民族的国家,比利时是多种文化的国家。政治地理是来分析国家的产生、发展和其特征,并探讨地理环境对国家制度与政治决策的影响,同时也研究国际关系,探讨大国和小国、富国和贫国之间的矛盾和协调。 这对世界人类的未来, 具有重要意义。在20世纪之初,德国的地理学家拉尔的国家有机体说,英国麦金德的大陆腹地说以及美国鲍曼的民族自决论,都曾对全球战略和国际政治,从地理学的角度发表不少的论述。这些论述后来被德国的纳粹地理学家豪斯浩弗(Karl Houshofer)所利用歪曲,以“生存空间”的理论来辩护它对外的侵略,受到后代地理学家的谴责。本世纪之初,保守的政治地理学家,都着重在说明海洋的重要性。海权被认为变成世界强国的重要基础,因此象英国、美国、德国都有扩大海军的。1890 年,美国海军将领马汉(Affred T.Mahan, 1840~1914)竭力鼓吹美国海军扩充的必要性,他认为海军的机动性,可使英国和美国,比陆权国家更有优势,他的说法大有助于美国在加勒比海和太平洋海军基地的扩充。他指出只有广阔的陆上土地,并非为强大的国力;而与海军配合,才可有军事实力,而这实力就是海权。所谓海权是海军、基地、安全航线的综合,拥有海权,即可以海制陆。而所需控制的则有:海峡、半岛、岛屿、运河。并举出重要海峡如英吉利海峡、直布罗陀海峡、红海海峡、马六甲海峡、台湾海峡、对马海峡、白令海峡、达达尼尔海峡等。半岛如:阿拉斯加、堪察加、朝鲜、中南半岛、土耳其、希腊、意大利、伊比利安等。岛屿有:冰岛、 英伦二岛、马尔他、塞浦路斯、斯里兰卡、克里特、菲律宾、、琉球、日本等。运河主要指巴拿马、苏伊士、基尔运河等。可是马汉氏的海权论,未曾顾及到陆地交通的进展,可以阻止海军的进攻。他死以前,也未见到海军力量在第一次世界大战中显示优势。他更未料到,当 1915年英国的海军旗舰,侵入黑海时,竟会被不强大的土耳其陆军所打败。英国地理学家麦金德氏( Halford J.Mackinder),在19世纪末叶,预言“哥伦布时代”已经结束,世界上主要强国已控制了海洋。一反当时流行的马汉氏的海权论调,认为威胁英国海军霸权之新兴劲敌,为横跨欧亚大陆之陆权而非海权,并谓历史上欧洲时代即将过去,犹如河流时代和地中海时代业已消逝一样。 1904年,麦氏在英国学会上宣读 “历史之地理枢纽”论文,他说世界为一整体,欧亚非三洲为一世界岛;美洲和澳洲为之岛屿;而欧亚两洲之接界地区,西起苏联伏尔加河,东至中国的黄河,北至西伯利亚,南至印度,为世界之心脏地带。他并且说:“谁能控制东欧,谁就能控制心脏地带,谁能控制心脏地带,即可控制世界岛;谁能统治世界岛,即可统治世界。”麦氏之陆权论说,为当时政治地理学上主要思潮而风行一时。都认为欧亚非三洲联合之大陆,为一切大陆中人口最多,最丰,面积最大的陆块,故为人类生活重心。该区远隔海洋,有铜墙铁壁之固,无外患之忧,而其大部分河流皆注入北冰洋,此系一内陆湖,而无与大洋相沟通者,实在是世界上最完固之根据地。麦氏之说,有其不可泯灭之价值,可是它可修正之处亦不少,最主要有,第一,麦氏发表论文时,不曾意识到今日航空技术的发展一日千里,长程飞机和洲际导弹,足以缩短世界距离,心脏地带任何一点,皆在敌人轰炸航程之内,谈不到绝对安全。第二,麦氏之说,受全球为麦克托(Mercator)投
影地图影响,对全球形状有所忽视。此类地图为圆筒形展开之平面投影图,在北纬区地域面积特别广大,所以认为北冰洋广阔无垠,为不可侵入之海洋。实际上它的面积不过1400万平方公里,只有地中海的2.5倍。而破冰船的使用和潜艇水下航行,已可通行无阻。同时飞越北极,为联络东西两半球最短航线,所以北冰洋不但不能保护西伯利亚安全,反为空军和洲际导弹进攻苏联北部捷径,换言之,北极区为大弧线所经,为今日世界交通之枢纽,昔日认为固若金汤的北极,正是今日受威胁最大和压力最重地带。正当第二次世界大战苏联击败德国而拥有欧亚大陆“心脏地带”之际,美国有位政治地理学家,耶鲁大学教授史派克曼(Prof.N.J.Spykman),写了《美国之战略》一书,认为麦金德对大陆心脏地带之潜力,估计未免过高,他指出,连接挪威、瑞典、西欧大陆、意大利、南斯拉夫、巴尔干、土耳其、
中东、印度、中国大陆、朝鲜半岛之线,为包围大陆心脏地带之“内新月形地带”,亦称为“边缘地带”。连接冰岛、英伦二岛、伊比利安半岛、北非洲沿岸、亚丁、斯里兰卡、中南半岛、菲律宾、、琉球、日本、千岛群岛之线,为“外新月形地带”,他认为边缘地带是夹在大陆和海洋的中间地区,恰好成为陆权国家与海权国家间的一个缓冲地带,他并且修正了麦金德的三句名言而成为:“谁能控制边缘地区,即能统治欧亚大陆;谁能统治欧亚大陆,即能控制世界之命运”。自从意大利空军将领杜赫(General Douhet)倡议“空权论”后,都认为“空权可决定战争之命运”,各国竞相发展航空,以争制空权。二次大战期间,确收空军制胜之效。同时北极航线的发现,使人对地球为球形,更增深印象,而使东西两半球距离,尤其美苏两强国距离顿时缩小。在此期间德国发明导弹,美国发明,现时的洲际导弹,再进而发展人造卫星,登陆月球的太空船,轨道导弹,于是人类进入了太空时代。目前的政治地理,包括地面、海洋、太空,真是“上穷碧落下黄泉”的三度空间了。
二 国家要素的评估
衡量国家的政治地理,我们先要评估国家的面积、形状、疆界、位置和国都。
面积 地面上国家的面积大小不一,大的象苏联,达2240万平方公里,占全球陆地面积1/6,比南美洲还要大;小的象卢森堡,只不过2586平方公里;象洲一样大的国家,则包括澳大利亚、加拿大、美国、中国以及巴西。面积大约为1000万平方公里。其次则为印度、阿根廷、扎伊尔。象英国24.4万平方公里,荷兰4万平方公里,黎巴嫩则为1万平方公里。国家面积的大小,不一定反映它在国际事务上的重要性,象巴西的面积要比英国大30倍,可是在国际上,巴西并不比英国重要。一个国家领土广大,有好处也有坏处,好处是在战争时,有后退余地。同时国土一大,自然就有更多的农业和矿产,国土广阔,对国民心理也有好处,象美国、苏联、中国、加拿大、澳大利亚、巴西的国民,容易有自信心。 国土广大的坏处是边远地区不易和中央心脏地区联系,举例来说,加拿大使没有1880年太平洋铁路的完成, 加拿大的内陆草原不可能和人口密集的东部连接起来,同时很有可能,加拿大的内陆草原会并入美国境内。同样,苏联的远东区,远离中心地带,而比较接近中国的心脏地区,所以西伯利亚铁路的建成,对连接苏联东西两部,实在太重要了。交通路线虽然可以解决广大领土的分隔问题,可是也增加了交通的费用。领土窄小的国家,就面临缺少,无法来发展各项经济事业的问题。世界上有 20%以上的国家,每年的国家收入只有 1 亿美金。而美国、苏联、日本等国在1000亿以上,象中国、墨西哥、印度,也在100亿以上。又象中美洲的许多国家,除了墨西哥,它们每年的总收入,竟不及1983年美国通用公司的1/3。
形状 国家占有一定的领土和空间,而空间的形状和大小,各不相同。国家的空间形状,大致可分为团块形态,其周围大致与中心地区成等距离,象西班牙、法国、波兰、巴西都具有这种完整的几何形状;狭长形态,国土向某一方向伸延,象智利、挪威、意大利和日本都是例子。此类狭长形态的国家中,如智利那样;南北狭长的,称为经线国家;如印尼那样,向东西方向伸展的,称为纬线国家。有的国家,领土就比较分散,象菲律宾、印尼、日本和马来西亚等国,只有靠水路或空运,才可在国土的一头达到另一端。菲律宾是由大洋中一群岛屿所组成,日本则为四个大岛所组成。象意大利和马来西亚就是半岛形式了。
形状分散的国家,往往有领土难以统一的困难,象巴基斯坦,在 1947年,分为东西二部,远隔一千里,中间为北部印度所阻,就是明显的例子。西巴基斯坦,面积较大,也较富庶,在政治上和经济上都占优势。东巴基斯坦,人口较多,比较贫穷落后。东西巴基斯坦都信奉伊斯兰教,可是教义的号召力不够强大,结果造成内战,东巴基斯坦在11年变成了孟加拉。
疆界 国家与国家之间一定有界线,而国界的划定,是国际间纠纷的主要原因,国界的划定,先要有条约,然后在地图上划定界限,在地面上立标志,看起来十分简单,实际上由于情报不够,地图不准确,地面崎岖等原因,问题甚多。最明显的例子,是 1881年阿根廷和智利签订条约的时候,以安第斯山的山顶,也就是以太平洋和大西洋的分水岭为两国的国界,本来是没有问题的,殊不知在安第斯山东边的河流,竟逐渐切割山峰而流注太平洋。因为疆界的移动,几乎引起两国的战争,最后总算在1920年武断的决定了疆界,才平安无事,可是仍旧是屡起争执的缘由。在人文现象上,有的国界由于人种的不同,或者发现新的矿产,更是争
吵的原因了。非洲东部的埃塞俄比亚和索马里为了欧加登的争执,就是很好的例子。在索马里看来:埃塞俄比亚、肯尼亚南部和吉布提地方的人种都是它的属民, 更不巧的是在欧加登发现了铀矿, 更增加了疆界的复杂性。到1980 年,为了欧加登,两国不断冲突,而这冲突由于苏联和古巴站在埃塞俄比亚的一方,而美国支持索马里,使形势变得更严重了。
目前地球陆地表面,已被人类分割成不同政治区域,就是在南极洲,也已被阿根廷、新西兰、澳大利亚、挪威、智利和英、法等国,划分成各种属地了。陆地上的国际疆界已经分定了,不容再有扩张,有的国家就想往海上去开拓疆界。在 1950年以前,大部分国家都承认在沿海3英里以外,就属于国际“”了。可是1950年以后,许多国家为了扩充渔场及获取沿海的矿产尤其是石油和天然气,不断扩大领海范围, 11年以后有10%以上的南美国家竟将领海范围扩充到230英里以外了。为了改变这种情况,联合国连年举行海洋法会议,在 1982年订定了有关海洋的国际公法,规定领海只能伸展到12海里,又规定了经济圈,即可扩充到200海里,获得合法的经济开,同时也规定在重要战略港地,各国海军可自由航行。可是这种规定,美国、土耳其、以色列、委内瑞拉并不赞成,理由是有些国家虽然在沿海海底拥有矿产,如钴和镍,可是它们缺乏开技术,而这种矿藏应该由国际共管大家获利,这种领海的争执,影响到全球1/3的海面,代表了目前各国领海的观念,也是政治地理上的重要实际问题。
位置 国家在地表空间占有一定的位置。 所谓位置可分绝对位置和相对位置,前者是指在地面上已有确实的经纬度,一经确定而不会改变,后者是指一个国家和别的国家相比较而有关联所产生的位置,这种位置的重要性是会因时而变的,譬如某国曾是贸易路线的中心,相对位置十分重要,可是一旦国际贸易中心他移时,相对位置就不重要了。绝对位置对国家来说,是对纬度而言。很明显的,高纬和低纬的区域气候均不利于高级政治形式的产生,可是这也不是绝对的,如位于低纬度的印度,它的古代文化,远播异域,而本国的政治长期陷于奴属地位,这种矛盾现象是不容易解释的。印度热带疾病丛生,同时常出现大饥荒,这或许与自然环境有关系,可是政治的演进,多半要靠社会组织,印度社会的贵贱四等制,却是和气候没有什么关系吧!相对位置的优劣,要看与海洋的关系和离海的远近,有的国家海洋性强,有的国家表现大陆性,可是我们对此也不能武断,印度南部虽然三面环海,但是印度决不是海权国家,其居民也久不从事于海洋事业。近海而并不从事于海洋事业的,自然不止印度,别的国家还多着呢。同时海洋影响一个国家的重要性,也是随时间而变化的,象英国的相对位置在最早时期与欧洲大陆隔绝,不被外族所侵,而能维持其独立,时至今日它的相对位置恰能使其向海洋发展,前途如锦。又象法国,一面靠陆,三面靠海,这种位置,有时是
它的优点,也有时变成它的弱点了,因此相对位置是随时代而转移的。又如距海遥远的内陆国,以前并未觉得有何不便,可是19世纪以后,和邻近海洋的国家相比,就显得落伍和吃亏了。这些内陆国,四周被其他国家所包围,自己没有海口。若是邻国一旦发生问题,贸易路线,马上受到威胁,国内经济也告失常。在两次世界大战中的瑞士,就是这种情况。所以这种内陆国,无不想尽办法,要和海洋沟通。沟通之道,只有三种:第一种是经过国际河流而与海洋相通,所谓国际河流是18世纪的产物。认为河流不能专由一个国家来控制垄断,象欧洲的多瑙河,就是国际河流,可连接瑞士、奥地利、捷克和匈牙利等国家。第一次世界大战结束后,因为奥匈帝国瓦解,中欧地区很多国家变成没有海口,因此在订定凡尔赛条约的时候,也把欧洲其他主要河流,如莱茵河、易北河、奥得河、维斯杜拉河都变成国际河流,为各国所享用。第二种是经过陆地孔道,就是借道他国,划成1条走廊,波兰走廊就是好例,把德国本土和东普鲁士分开,在第一次世界大战后,可使波兰和新设港口格丁尼亚与波罗的海相通。现代的例子是非洲的扎伊尔从狭窄的颈地通到大西洋和以色列通到亚喀巴湾,大多数的沿海国家是不愿意把它们的领土划出孔道的。第三种是现代的方法,使内陆国经过别的国家到达海口,而使这海口成为自由市。在原则上,自从1921年的自由交流会议上已经通过,可使内陆国有通海之利,可是沿海国家并不一定遵守这原则。这种内陆国,在非洲最多,竟占半数以上。象马里就要靠通道经过加纳到阿比让的港口。经过其他国家,不免受到阻扰,就是不阻扰,也要付高昂的费用负担笨重货物的运输,这也不是合算的,更何况马里实际上又是世界上最贫穷的国家。上面所讲内陆国通海的困难,并不限于欧洲和非洲,只因为欧洲和非洲国家的数目比其他大陆要多得多,因此问题也变得更严重。拉丁美洲地区,也有两个没有出口的内陆国,那就是巴拉圭和玻利维亚,巴拉圭有个很优良的河道巴拉圭河,但是阿根廷和乌拉圭两国控制了该河的出海口。至于玻利维亚,因为秘鲁和智利两国对太平洋的阿里卡共同使用问题拒绝讨论,使玻利维亚始终没有出海口。有的办法和主张,能在欧洲适用,可是在南美就不适用了。这也就是各地的人文环境不同吧!
国都 国都的位置,关系一国的安危存亡,它是一国的神经中枢,人民的生活的指导中心。在政治地理上,是重要的题目。地理学家柯尼希(VanghamCornish)提出建都有三个条件:(一)叉路口。国都所在,必为一国交通中心,古代时陆空交通尚未发达,水道尤被重视为重要交通条件。
(二)谷仓。 国都为消费城市,粮食不可一日或缺,故其附近必为粮食富裕之区,此为经
济条件。
(三)要塞。国都的安全至上,必选地理形势易于防守者,如海洋、森林、河流都可被利用以加强防守,是为国防条件。以上条件属于地理因素。可是国都所在不仅限于地理条件,也有受历史影响的。举例来说,如美国的国都华盛顿, 设于1776年独立之时, 当时美国疆域只有13州, 而在13州中,华盛顿位置适中,以后国境向西开拓,但国都没有再迁。又如意大利的国都罗马,是另外一个例子,自罗马帝国以来,意大利半岛在统一时代总是控制着西西里、撒丁、科西嘉三岛,构成完整的政治空间,而以第勒尼安海为内湖,罗马适为其中心,可是近世意大利的区域重心已移往波河流域,但国都仍在罗马,而没有迁移。有的国家,因为领土或者国策改变,而国都迁移,如土耳其,其国都本为滨海的君士坦丁堡,海运便利,第一次大战后,内陆比较重要,乃迁都安卡拉。另一个例子是日本。在锁国时代,国力着重在西南半壁,国都定于濑户内海的京都,可称地位适中。及至太平洋时代,国力面向亚洲大陆,而沿海航运,又以东南面较为重要,远胜于北面的日本海岸,时异势迁,乃将国都自京都迁至东京。综观各国的国都所在,在地理位置上大致可分为两类:一为位于滨海之城,可称为海都;一为处于内陆,可称为陆都。
海都又可分为下列几种形式:
(一)海都向海上发展者——多利用半岛、岛屿、峡角和海峡,向海洋开拓领土,移民海外。如希腊的雅典,位于爱琴海和米尔通海之间,海湾深入,形势险要。又如意大利半岛上的罗马,面对第勒尼安海,居半岛之中。曾为独立国家中心的热那亚,面临利古里亚海;,居于亚得利亚海顶端以及比萨,均属形势险要之地。又如英国的伦敦、爱丁堡、加的夫,前者位于北海与英吉利海峡之间,后两者各有深湾不列多尔和福斯湾,都有地缘之利。又如丹麦的哥本哈根控制松德海峡,扼波罗的海通北海的咽喉,地位价值极高。
(二) 海都向陆发展者——自16世纪以来, 欧洲人移民南北美洲、 非洲、大洋洲时,由殖民地发展而成的独立国家,其国都或行政中心,也多在滨海之地,但当以后白人移民渐向内陆扩展,以便从海外祖国吸取供应,此类据点,为由海都向陆发展者,地位优越,往往成为独立新国家的国都。上述美国的华盛顿就是例子。此外如古巴的哈瓦那,南美洲诸国如委内瑞拉的加拉加斯,秘鲁的利马,阿根廷的布宜诺斯艾利斯,乌拉圭的蒙得维的亚,巴西的里约热内卢,智利的圣地亚哥,新西兰的惠灵顿以及许多欧洲在非洲的殖民地国家,都属这一类型。
(三)经济性决定的海都若干国家,虽为滨海之国甚至岛国,然而不能算是海权之国,但也不是白种人的殖民地,而是以农立国的独立国,其国都也在滨海之地。此乃沿海之地,气候上和经济上为全国最富庶最优越之区,因而成为国都,例如斯里兰卡的科伦坡,印度尼西亚的雅加达,瑞典的斯德哥尔摩,芬兰的赫尔辛基,泰国的曼谷,缅甸的仰光,越南的河内,菲律宾的马尼拉,荷兰的海牙,葡萄牙的里斯本等都是。
所谓陆都,可有以下不同的类型:
(一)位于大陆中心的陆都——大陆国家一般海岸线短,领土略呈方形、长方形或近圆形,国都设于全国中心,交通方便,国防安全,如波兰的华沙,中世纪俄国的莫斯科,西班牙的马德里,土耳其的安卡拉,德国的柏林,都是例子。
(二)由于经济因素而成的陆都——有的陆都甚至靠近边界,这种情况不符合国防安全的需要,但位于气候适宜及重要经济地带而成为国都,如位于北部雨量较多,经济较为发达的伊朗国都德黑兰,就是例子,其余如伊拉克之巴格达,叙利亚之大马士革,外约旦之安曼,以色列之耶路撒冷,沙特阿拉伯之利雅得,均位于该国经济重心。
(三)由于交通因素——国都也有设于全国主要交通中心,所谓交通,主要为河流和道路。现代国都为铁路交通中心者,往往先决定为国都,然后由此为起点建铁路,向四方辐射。巴黎位于塞纳盆地,是水路系统中心,以后也是铁路中心。埃及的开罗,为尼罗河航运终点,尼罗河自此呈扇状,分流入海。奥都维也纳,匈都布达佩斯,南斯拉夫的贝尔格莱德均握多瑙河航运交通的枢纽。伊拉克的巴格达,当幼发拉底河和底格里斯河两河会合点,不仅为伊拉克经济中心,且为该国交通中心。此外陆路交通要站也有成为国都的,如阿富汗的喀布尔。阿富汗乃干燥之高原国,以畜牧为主,农作全靠灌溉,因喀布尔距东边海拜尔关口颇近,且占有印度与中亚间远古商业道路上之优越地位,故被选为国都。
(四)由于地势因素——赤道低纬地区,终年高温,不适人居。高原之地,则温度适宜,适于人口聚集,中美诸国除巴拿马外,国都均在内陆高原上,如墨西哥城两面临海,海拔高达2000多米,气候凉爽,成为国都。其他如哥伦比亚的国都波哥大,海拔2610米,厄瓜多尔国都基多,海拔2850米,玻利维亚的国都拉巴斯,高达3600米,都是佳例。在非洲东北角的埃塞俄比亚,亦为内陆高原,亚的斯亚贝巴,海拔高达2500米,气候凉爽,农牧发达,选为国都。
(五)由于其他人文因素——加拿大的国都,选在渥太华,而不选其他地位适中的都市如多伦多、温尼伯或维多利亚,是因为该城为加拿大东南部人口集中之区,约占全国人口2/3。而且是法人区(350万)和英人区(650万)交界地带上,而该市人口中,法人占1/3,英人占2/3,恰好代表全国民族的比重。又如澳大利亚的国都定为堪培拉者,则全受该国政治影响。澳大利亚在1927年前的国都为悉尼,为该国之最大商港,人口百万,相当于全澳洲人口的 1/7,国会认为国都不应设在人口密集的大都市,也不应设在某邦土地之内,使他邦有不平之感,乃在新南威士州,划出2434平方公里之地,称为联邦国都,是为堪培拉,此为受政治因素而成为国都的佳例。
1819年的彩色的雨水是什么样子的?
1819年8月13日,在马萨诸塞州的埃姆赫乐斯特有一个发出腐烂气味的物体从天上落下来,上边盖了一层布一样的绒毛。鲁弗斯?格雷夫斯教授把绒毛层除掉后发现下面是“米色的果肉状物质”。在接触空气之后,物质表面的颜色变成了“青灰色,很像静脉血的颜色”。据说这物体在降落时带着耀眼的亮光。
1819年11月2日,在比利时的布兰肯伯格地区下了一场红雨,一般来说,红雨的形成是因为雨水中含有大量由龙卷风带起的红沙的缘故。但是,对144盎司布兰肯伯格红雨水进行蒸发试验表明,当雨水减少至4盎司时尚未发现任何红沙。在进一步的分析中发现了一种氯化钴物质,但在分析报告中并未能解释清楚出现这种现象的原因。
1846年3月16日,我国上海市上空落下一种橄榄色的粉末。把粉末放在显微镜下观察,首先可以看到里边含有二种毛发状的物质,用倍数更高的显微镜观察,可以发现里边的水棉属物质系的一种海藻。把它们放在火上烧,可以闻到刺鼻的像烧头发或烧皮子一样的气味。根据报道,这些降落物覆盖了3800平方千米的面积。
1869年8月1日,在加州洛尼托斯?J?哈德逊先生的农场上空,有肉和血从天降落,足有数分钟,覆盖了0.8公顷的地面。当天,天气晴朗无风,那些鲜肉呈小颗粒和细丝状,同时还有一些毛发降下来。1869年8月9日旧金山晚报的一篇论及这一现象的文章中还提到在两个月以前,在圣克塔拉县也降下过血和肉。
1870年2月14日早晨,在意大利热那亚有一个淡**的物体从空中落下来。热那亚技术研究所的M?G?伯卡朵教授和卡斯特兰尼教授对这个物体进行了分析,发现其中包含66%的沙粒(多为硅石,也有些黏土),15%氧化铁,9%碳酸钙,7%的有机物,其他为水分。在有机物中包含孢子微粒、淀粉、硅藻的碎屑(一种含硅的水藻)和一些不能确定的物质。
1955年7月22日下午5时30分,在美国俄亥俄州辛西纳提市波尔大街爱德华?姆茨先生家的花园里,正在工作的姆莎先生突然感觉到有一些温暖的红色水滴落在他的胳膊和手上。过了不大一会儿,他的四周都下起了红色的雨。天空的云层中涌出一个乌黑云团,红雨就是从这团云彩中落下来的,正好落在花园里的桃树上。“我拾头仰望,”姆茨说,“发现正上方300米处有一团从未见过的怪云,并不很大,但颜色非常奇特,呈暗绿、红色和粉色。红色的云正好同落在我身上和桃树上的雨滴的颜色一模一样。我敢说,不管这雨滴中含有什么成分,它们肯定是从这块云彩中落下来的。”
“我对着云块凝视了几分钟,想辨别出它到底是什么物质构成的。此时,我刚才被雨滴淋着的裸臂和双手部分开始有灼烧感。它们的确被烧伤了。我感觉就像是把松节油滴在了割破的伤口上。我赶快跑回屋子,用热水和肥皂仔细清洗。”
这些“雨”水很像鲜血,摸上去湿乎乎的还有点儿黏。
第二天一早,爱德华?姆茨先生发现花园中的桃树和树下的草皮都已死掉,树枝上挂满的桃子都已干瘪。
下雨时在那一带上空并没有飞机经过,亦不像某一个化工厂能够产生一块在某一小片地区上空静止不动达数分钟之久的云彩。美国空军曾派人就此访爱德档?姆茨先生,并取走了桃树、果实和草坪的样品。他们并没有公布研究的结果,“红雨”的实质依然是个谜。
除此之外,奇奇怪怪的雨还有很多,不胜枚举。但是谁也搞不懂,这种奇怪的雨是怎么形成的,甚至包括我们的科学家。
了解伽俐略和牛顿的成长经历以及他们所获得的科学成就,并联系自己的成长经历写一篇文章
1564年2月15日,伽利略·伽利雷出生在意大利西海岸比萨城一个破落的贵族之家。据说他的祖先是佛罗伦萨很有名望的医生,但是到了他的父亲伽利略·凡山杜这一代,家境日渐败落。凡山杜是个很有才华的作曲家,生前出版过几本牧歌和器乐作品,他的数学也很好,精通希腊文和拉丁文,但是美妙的音乐不能填饱一家人的肚皮,他的数学才能也不能给他谋到一个好职位。大约在小伽利略出生不久,凡山杜在离比萨城不远的佛罗伦萨开了一间卖毛织品的小铺子,这完全是不得已的办法。但是为了维持一家人的生活,凡山杜只好违背自己的意愿去经商。
小伽利略是凡山杜的长子,父亲对儿子寄予很大希望。他发现,小伽利略非常聪明,从小对什么事物都充满强烈的好奇心,不仅如此,这个孩子心灵手巧,他似乎永远闲不住,不是画图画,就是弹琴,而且时常给弟弟妹妹做许多灵巧的机动玩具,玩得十分开心。
小伽利略最初进了佛伦勃罗萨修道院的学校。在这所学校,他专心学习哲学和宗教,有段时间,小伽利略很想将来当一个献身教会的传教士。但是凡山杜听到这个情况后,立即把儿子带回家,他劝说伽利略去学医,这是他为儿子的未来早已设计好的一条路。
17岁那年,伽利略进了著名的比萨大学,按照父亲的意愿,他当了医科学生。比萨大学是所古老的大学,学校图书馆藏书丰富,这很合伽利略的心意,但是伽利略对医学并没有多大兴趣,他很少上课,一上课就对教授们教课的内容提出这样那样的疑问,使教授们难于回答,在教授们的眼里,伽利略是个很不招人喜欢的坏学生。不过,伽利略只是兴趣不在医学,他孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学,并且以怀疑的眼光看待那些自古以来被人们奉为经典的学说。
要知道,伽利略生活的时代,正是欧洲历史上著名的文艺复兴时代,而意大利又是文艺复兴的发源地。当时,意大利的许多大城市,如佛罗伦萨、热那亚和,发展成东西方贸易的中心,建起了商号、手工作坊和最早的银行,出现了资本主义生产关系的萌芽。加上贸易往来的发达,印刷术的发明,新思想的传播比以往任何时候都更加迅速。于是,人们对千百年来束缚思想的宗教神学和传统教条开始产生了动摇。
一个偶然的机会,伽利略听了宫廷数学家玛窦·利奇的讲课。这位青年数学家渊博的学识,严密的逻辑性,特别是他在证明数学难题时的求证方法,使伽利略深深着迷。他眼睛亮了,仿佛发现了一个神奇无比的世界,这就是他梦寐以求的数学王国!他兴奋极了,立即找到宫廷数学家玛窦·利奇,向他提出了许多百思不得其解的问题。
玛窦·利奇原是跟随托斯坎尼大公爵从佛罗伦萨来到比萨的,他给宫廷里的侍童讲数学,没有想到会有一个热心的听众,而且他提出的问题非常有趣,充分显示出超群的智慧和深厚的学识功底。
当玛窦·利奇听说伽利略是比萨大学医科学生时,不禁脱口而出:“啊,伽利略,你有天才,你会成为一个杰出的数学家的。”
伽利略的脸红了,他谈到自己对医学的厌倦,谈到父亲对他的期望,也倾诉了自己因为不能按照自己的意愿学习的苦恼。
“别泄气。”玛窦·利奇和蔼地说:“你努力自学吧,有什么困难,任何时候我都是你忠诚的朋友。”
听了玛窦·利奇的鼓励,伽利略越发刻苦钻研数学和物理学,他把从宫廷数学家那里借来的每一本书,都用心地阅读,像海绵吸水一样地吸收下来。但是,他并不是那种迷信书本的人,那些人们认为是真理的权威结论,在伽利略的脑子里常常带来意想不到的疑问,他常常为此而感到苦恼,陷入深深的思索之中。
有一次,伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂,他坐在一张长凳上,目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱,蓦地,教堂大厅中央的巨灯晃动起来,是修理房屋的工人在那里安装吊灯。
这本来是件很平常的事,吊灯像钟摆一样晃动,在空中划出看不见的圆弧。可是,伽利略却像触了电一样,目不转睛地跟踪着摆动的吊灯,同时,他用右手按着左腕的脉,计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数,以此计算吊灯摆动的时间。
这样计算的结果,伽利略发现了一个秘密,这就是吊灯摆一次的时间,不管圆弧大小,总是一样的。一开始,吊灯摆得很厉害,渐渐地,它慢了下来,可是,每摆动一次,脉搏跳动的次数是一样的。
伽利略的脑子里翻腾开了,他想,书本上明明写着这样的结论,摆经过一个短弧要比经过长弧快些,这是古希腊哲学家亚里士多德的说法,谁也没有怀疑过。难道是自己的眼睛出了毛病,还是怎么回事。
他像发了狂似的跑回大学宿舍,关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链,还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上,在窗外的树枝上,着迷地一次又一次重复,用沙漏记下摆动的时间。最后,伽利略不得不大胆地得出这样的结论:亚里士多德的结论是错误的,决定摆动周期的,是绳子的长度,和它末端的物体重量没有关系。而且,相同长度的摆绳,振动的周期是一样的。这,就是伽利略发现的摆的运动规律。
伽利略不用说多么高兴了。可是在当时,有谁会相信一个医科大学生的科学发现,何况他的结论是否定了大名鼎鼎的亚里士多德的权威说法。
就在这时,凡山杜的铺子里越来越不景气,听说伽利略并没有按照自己的意愿学习医学,而是成天迷恋着不相干的实验,于是,严厉的父亲决定停止伽利略继续上大学,让他回家去当一个店员。
伽利略灰心极了,他离开了比萨大学回到佛罗伦萨。但是他选择的道路却是不可动摇的。
坚信科学
佛罗伦萨一条不太热闹的街道,有一个门面不大、生意清淡的铺子,这就是凡山杜开的毛织品商店。每天,当匆匆过往的行人经过这里时,总是可以看见红头发的伽利略呆呆地坐在柜台前出神,或者旁若无人的在那里摆弄着一些莫名其妙的东西,像秤盘呀,铁块呀,盘子呀;而更多的时候,他是埋头在书本里,他看得那样专心,就连他的父亲大声叫唤都听不见。
自从回到家里,伽利略不得不违背自己的意愿在父亲的铺子里当一名店员,但是他的心里一时一刻也没有忘记数学和物理学。没有起码的学习条件,也没有老师可以求教,他就想方设法找到一些自然科学的书籍,以顽强的毅力刻苦自学。他最喜欢的书是欧几里得的《几何原本》和阿基米德的著作。
《几何原本》是世界上流传下来最早的几何学著作,而希腊科学家阿基米德的著作,包含了丰富的数学与力学知识,特别是其中的一些物理实验,对伽利略有很大的吸引力。
谈起实验,伽利略的兴趣最浓。还在比萨大学时,他就动手制作了一种
“脉搏计”,这是他根据摆的运动规律设计的,可以用来测量病人的脉搏跳动的情况,很受医生的欢迎。现在,在父亲的铺子里,谈不上实验的条件,但他仍然用一些日常的器具来做实验,尽管这样做免不了又要挨父亲的骂,他还是照干不误。
他从阿基米德检验国王的实验中受到启发,一面重复这个实验,一面想到这种方法的用途。当时欧洲各国的航海事业正在兴起,航海业带动了造船业和机械制造,矿、冶金的发展,反过来又向科学技术提出许多新的问题。伽利略于是把他的注意力转向合金的物理和力学性质的研究,不久,他通过测定物体在水中的重量发现,物体投入水中减轻的重量,刚好等于它排开的水的重量。在这个重现的基础上,伽利略发明了一种比重秤,可以很方便地测定各种合金的比重。他还写了一篇论文,详细地介绍了比重秤的构造原理和使用方法。这件事,很快就在佛罗伦萨和其他城市传开了。
1589年夏天,在佛罗伦萨的店铺里度过了4年自学生活的伽利略,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,他终于获得了比萨大学数学和科学教授的职位。这时,他只有25岁。
现在,伽利略可以不必为生活发愁了,虽然工资不高,但是他可以在完成日常教学之外,专心从事他向往的科学研究。就在这不久,伽利略进行了本文一开头介绍的自由落体实验,他在比萨斜塔上扔下的铁球(后来经过严谨的证明,伽利略并没有来比萨斜塔上进行实验),不仅证明了不同重量的物体由同一高度下落时速度是相同的,更重要的是,这个大胆的结论推翻了亚里士多德的权威结论。在那些思想保守、头脑僵化的人眼里,这个举动无异于挖了他们的祖坟,亚里士多德的信徒们与伽利略开始势不两立了。在比萨大学呆了一个学期,伽利略又失去了职位。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人,他声称发明了一台挖泥船,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。
伽利略再一次求助于盖特保图侯爵。这位珍惜人才的贵族再一次伸出友谊的手,他运用自己的影响,把伽利略推荐给帕多瓦大学,帕多瓦是意大利北部一个学术空气浓厚的小城,距离美丽的海滨城市不远,属于共和国管辖。1592年,28岁的伽利略被任命为帕多瓦大学的数学、科学和天文学教授。
从此,伽利略迎来了一生中的黄金时代。
之后, 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。
伽利略的晚年生活非常悲惨,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。
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。”
少年牛顿
1643年1月4日,在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里,牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿,出生时只有三磅重,接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且竟活到了84岁的高龄。
牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他两岁时,母亲改嫁给一个牧师,把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时,母亲的后夫去世,母亲带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自它的家庭处境。
大约从五岁开始,牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩童年的牛顿一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断的跑动,于是轮子不停的转动;又一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他的脸上,催他起床。他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。
牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此,而酷爱读书。随着年岁的增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时,曾经寄宿在一位药剂师家里,使他受到了化学试验的熏陶。
牛顿在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象由好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记,又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。
当时英国社会渗透基督教新思想,牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中,还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。
后来迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。据说有一次,他去郊外游玩,之后靠在一棵苹果树下休息,忽然,一个苹果从树上掉下来。他觉得很奇怪,为什么苹果会从上往下掉而不是从下往上升?他带着这个疑问回到了家里研究,后来他通过论证发现原来地球是有引力的能把物体吸住。随后,就出现了《牛顿物理引力学》。
求学岁月
1661年,19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院,靠为学院做杂务的收入支付学费,1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。
17世纪中叶,剑桥大学的教育制度还渗透着浓厚的中世纪经院哲学的气味,当牛顿进入剑桥时,那里还在传授一些经院式课程,如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年后三一学院出现了新气象,卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座,规定讲授自然科学知识,如地理、物理、天文和数学课程。
讲座的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学的科学家。这位学者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。
在这段学习过程中,牛顿掌握了算术、三角,读了开普勒的《光学》,笛卡尔的《几何学》和《哲学原理》,伽利略的《两大世界体系的对话》,胡克的《显微图集》,还有学会的历史和早期的哲学学报等。
牛顿在巴罗门下的这段时间,是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁,精于数学和光学,他对牛顿的才华极为赞赏,认为牛顿的数学才华超过自己。后来,牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”
当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里得的《几何原本》、笛卡尔的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作。其中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿~解析几何与微积分。1664年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。
1665~1666年严重的鼠疫席卷了伦敦,剑桥离伦敦不远,为恐波及,学校因此而停课,牛顿于1665年6月离校返乡。
由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养,对探索自然现象产生浓厚的兴趣,家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,他在自然科学领域内思潮奔腾,才华迸发,思考前人从未思考过的问题,踏进了前人没有涉及的领域,创建了前所未有的惊人业绩。
1665年初,牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月,创立正流数法(微分);次年1月,用三棱镜研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们的轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说,说的也是此时发生的轶事。
总之,在家乡居住的两年中,牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造,并关心自然哲学问题。他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想都是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。
1667年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣(初级院委),翌年3月16日获得硕士学位,同时成为正院侣(高级院委)。1669年10月27日,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,26岁的牛顿晋升为数学教授,并担任卢卡斯讲座的教授。巴罗为牛顿的科学生涯打通了道路,如果没有牛顿的舅父和巴罗的帮助,牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大道上。巴罗让贤,这在科学史上一直被传为佳话。
伟大的成就~建立微积分
在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛顿本人回忆,他是在1664年和1665年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》时,试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的。
笛卡尔的解析几何把描述运动的函数关系和几何曲线相对应。牛顿在老师巴罗的指导下,在钻研笛卡尔的解析几何的基础上,找到了新的出路。可以把任意时刻的速度看是在微小的时间范围里的速度的平均值,这就是一个微小的路程和时间间隔的比值,当这个微小的时间间隔缩小到无穷小的时候,就是这一点的准确值。这就是微分的概念。
求微分相当于求时间和路程关系得在某点的切线斜率。一个变速的运动物体在一定时间范围里走过的路程,可以看作是在微小时间间隔里所走路程的和,这就是积分的概念。求积分相当于求时间和速度关系的曲线下面的面积。牛顿从这些基本概念出发,建立了微积分。
微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为"流数术"。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经得到人们的研究了。但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的结论加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分,并确立了这两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。
牛顿没有及时发表微积分的研究成果,他研究微积分可能比莱布尼茨早一些,但是莱布尼茨所取的表达形式更加合理,而且关于微积分的著作出版时间也比牛顿早。
在牛顿和莱布尼茨之间,为争论谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,这种争吵在各自的学生、支持者和数学家中持续了相当长的一段时间,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。
应该说,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,它必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样,是牛顿和莱布尼茨在前人的基础上各自独立的建立起来的。
1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如:他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。
牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表。此外,他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。
牛顿晚年
但是由于受时代的限制,牛顿基本上是一个形而上学的机械唯物主义者。他认为运动只是机械力学的运动,牛顿之墓是空间位置的变化;宇宙和太阳一样是没有发展变化的;靠了万有引力的作用,恒星永远在一个固定不变的位置上……
随着科学声誉的提高,牛顿的政治地位也得到了提升。1689年,他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员,牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时,他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。
晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活,1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有,被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国学会会长,在他任职的二十四年时间里,他以铁拳统治着学会。没有他的同意,任何人都不能被选举。
晚年的牛顿开始致力于对神学的研究,他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝,埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时,提出了“神的第一推动力”。他说“上帝统治万物,我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。
1727年3月20日,伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:
让人们欢呼这样一位多么伟大的
人类荣耀曾经在世界上存在。
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