近代科学之父（意大利1564～1643）
怀疑真理的孩子
16世纪时，世界上并不存在意大利这个国家。现在的意大利在当时只是一些独立的城市共和国。南部有那不勒斯王国和西西里王国；中部是教皇诸国；北部是米兰公国；东北部是威尼斯共和国；西北部是热那亚和托斯卡纳公国，而比萨就属于托斯卡纳公国。
比萨城坐落在意大利的北部，濒临阿诺河河口，离西边的利古里亚海只有12公里。比萨城最著名的古迹是比萨斜塔。它不仅以其独特的风貌而著称，而且还因伽利略在比萨斜塔上所做的实验而流芳百世。
1564年2月15日，寒冷的冬天仍未离去，但偶尔人们已经能够感受到一点点春的气息。这一天，在意大利北部城市比萨，文森西奥·伽利莱先生一家一片紧张的气氛，甚至连空气都似乎凝固了。
文森西奥先生焦急地搓着手，在不大的客厅里来来回回地走着，额头上竟然渗出了细细的汗滴。他时不时往紧闭的卧室门看一眼，那里面，他的妻子，亲爱的裘丽娅·安曼娜娣蒂，正在为迎接一个小生命，做着最后的艰难的努力。
终于，“哇”的一声清脆的啼哭，宣告了一个新生命的诞生。
父亲文森西奥·伽利莱和母亲裘丽娅·罗曼娜娣因此异常高兴。
父亲忙里忙外，跑进跑出，忙得不亦乐乎。在送走接生婆后，他还激动得在屋子里弹起了一支欢快的曲子。
文森西奥·伽利莱不仅是个很有创造力的音乐师，而且还是个有很高天才的雄辩家。他很喜欢数学和音乐，性格火爆，充满怀疑精神。这对全家影响很大。
在父母的疼爱和呵护下，伽利略一天天长大了。
伽利略自幼天资聪颖、多思好问。他的父亲十分看重这个长子，他最大的愿望是将儿子培养成医生。
伽利略8岁时开始上学，他的功课很好，同时他又表现出了绘画与音乐方面的才能。他的眼睛总是闪着好奇的光，脑子里面总是充满各种各样的奇思怪想。
12岁时伽利略全家迁到佛罗伦萨，他被送到一所古老的卡马多斯修道院学习。1581年17岁的伽利略按照父亲的意愿，走进了比萨大学医学系的课堂。
在课堂上，伽利略越来越不能忍受那沿袭了数百年的教学方法。他奇怪，为什么教授只会在讲义和黑板上为人治病，而不去临床显显身手。他多次大胆地提出疑问，但得到的回答总是：从来如此，我们不必刨根问底……
伽利略并不掩饰他对老师们回答的鄙视。伽利略早年在比萨大学以反驳教授而出名。许多年以后他在笔记中谈到，他一开始研究亚里士多德自然哲学时就产生了怀疑。他不相信物体的下降速度真的与其大小成正比。伽利略早就知道大小不一的冰雹是同时落地的，因为由常识推测，冰雹大约是从同一高度一起下落的。按照亚里士多德的观念，大石块将先到达地面，小石块最后到达地面，这与人们所见的事实并不相符。今天，要求科学符合实际观察已是人所皆知，而在亚里士多德自然哲学中并不看重这一点，它只满足于解释事物的发生怎样符合定性的因果原则。
在课堂上，他经常站起来提出一些带有讽刺性的问题。例如，根据亚里士多德的理论，重的物体总是比轻的物体下落得快。
“那么冰雹为什么会以同一速度落地？”老师的话音刚落，伽利略便立刻问道。
“那是因为比较轻的冰雹很明显是从低空下落的缘故。”
“那么何以证明？”
“这难道还用证明？书上一直就是这么写的！你还怀疑亚里士多德的这一理论不成？”
“我认为，亚里士多德的大部分理论都是正确的，但肯定有不确切的地方……”
“够啦！年轻人，你简直是自不量力，竟敢对亚里士多德的理论提出质疑，真是胆大妄为，不成体统！如果你不能保证以后不再提出类似的问题，那么你就最好离开教室。”
“可是先生，我并不是胡乱猜疑先人的理论。我总有一天会用实验证明我的想法的。”
“你！你……你简直是胆大妄为！我要求你立即离开教室。我们这里不欢迎你这样的学生！”老师被气得颤抖着喊道。
伽利略吃惊地看着老师，他完全没有料到老师会对他所说的话如此生气。他非常敬仰亚里士多德，而且还读过亚里士多德的很多著作，并深为亚里士多德博大精深的知识所倾倒。然而，他对亚里士多德的理论研究得越深，就越觉得亚里士多德的个别观点还不够准确。谁不懂得人无完人的道理？此外，在亚里士多德的理论形成后，世界已经发生了很大的变化，很多事情根本就不能再用亚里士多德等先人的理论来解释。然而这里的老师们为什么不面对现实呢？
在同学们的一片唏嘘声中，伽利略已经顾不得去想这些问题了。他不得不拿起书本，闷闷不乐地走出了课堂。他知道那里已经容不下他。
可他能到哪里去呢？放弃医学回家吧，他觉得对不起父亲的一片苦心；留在学校吧，这里的学习气氛还真让人无法忍受，特别是那些医学课，不过，那些哲学课程他还是非常喜欢的。此外，既然课堂已经没有什么吸引人的地方，图书馆便成了他整天留连忘返的地方。在那里，他如饥似渴地研读各种书籍。书读得越多，他越觉得自己的未来不应该在医学，而是在科学领域。
“摆”的启示
1582年伽利略已经长成了一个聪颖、自负，满头红发的小伙子。他在学术方面很有天赋，但对社会交往却绝对外行。他甚至对他的同学也表现得很傲慢，因此，他在大学里基本没有朋友。无聊致极，伽利略又逃课来到教堂，这是他最近刚发现的一个好地方。人们在这里默默地祈祷，听唱诗班唱一些舒缓的、圣洁的乐曲，或者听牧师布道。不管怎样，这儿总是一派安静、祥和的气氛，远离了尘世的喧嚣，十分利于伽利略思考问题。
这时候正是冬天，寒风呼呼地吹着，伽利略坐在自己常坐的角落，听着基督教音乐，思维又渐渐转移。他毫无意识地盯着教堂顶上的吊灯，忽然一阵大风，教堂的门被吹开了，吊灯也被吹得左右摇摆着。伽利略默默地随着吊灯摇摆的节拍数数，突然发现，不论是刚开始吊灯摆动得高的时候，还是后来渐渐摆动得低的时候，似乎每次摆动的时间都是一样的。
这可太奇怪了，伽利略的精神马上为之一振，随时准备思考的头脑立刻高速运转起来。他不太敢相信自己的眼睛，因为他清楚地记得，亚里士多德曾经说过：“摆经过一个短弧的时间，要比经过长弧的时间少。”
如果能够证实自己的发现，岂不就证明亚里士多德错了吗？
伽利略兴奋地站起来，不顾众人诧异的目光，把几扇窗户全都打开，让凛冽的寒风肆虐地吹进教堂。于是，随着每一阵风的吹入，吊灯一次次地摆动起来，幅度从大到小，直至停止，如此反复。
当时还没有钟表，伽利略无法知道，吊灯每一次摆动到底需要多少时间。怎么办？情急之中，他想起了一个医学常识，就是对健康的人来说，每分钟脉搏跳动的次数是一定的。
于是，伽利略紧盯着吊灯，右手按着左手的手腕，数着自己的脉搏跳动的次数，如此来测定吊灯摆动的时间。天哪，太让人不可思议了！吊灯无论摆幅大小，每一次摆动的时间真的是一样的！
伽利略为自己的发现激动不已。他飞快地冲出教堂，向比萨大学宿舍跑去。他要尽快做一些新的实验，来证实自己的推断。
回到宿舍，他找来两根同样长度的绳子和两块重量相同的铁块。他将两根绳子拴在屋梁上，下面分别坠上铁块。
看到这些，他的室友禁不住地问：“老兄，你又要做什么稀奇古怪的事？”
“不是什么稀奇古怪的事。这可是非常重要的事。过来帮我一下，好吗？”
“帮忙倒是可以的，只要你做的事不会给我带来麻烦就行。”
“绝对不会！你就按我说的做吧。”
“那么，好吧。要我做什么？”
“我会抓住这两个铁块，然后同时放手。我数左边的这根绳子摆动的次数，你帮我数右边的那个。”
伽利略一手握着一个铁块，将一个拉到与肩相平，另一个则与胸相平，然后突然同时放开铁块。两人分别数着铁块摆动的次数：
一、二、三……
结果不出伽利略所料，虽然两个铁块的摆动幅度不同，但是往返摆动一次所需的时间却完全相同，它们在同样的时间内所摆动的次数也是一样的。
“这太奇怪了！我记得亚里士多德的理论是‘摆幅小需时少’。我们肯定是搞错了。”
“如果你不相信，那么我们可以再做一次。”
一次、两次，他们一连做了五次，而且还分别用了不同重量的重物，可得出的结果都一样。
“现在你理解我为什么在课堂上与老师争辩了吧？亚里士多德是人，而不是神。怎么能说他所说的就是完全正确的呢？只有我们亲自检验的真理才是永恒的真理。”
“嘘！千万别再这样讲下去。老师听到会骂我们的。我可不想和你一起倒霉。”
“我才不怕呢！等着瞧吧，我会用所学过的数学原理将这种现象解释清楚的。”
经过反复实验与计算，伽利略果真得出了这样的结论，并用数学公式给予了精确的描述：摆动的周期与摆的长度的平方根成正比，而与摆锤的重量无关。也就是说，长度相同的摆，周期也相同。这就是著名的“摆的等时性原理”。
这是伽利略一生中的第一个发现，也是他在科学之路上所迈出的坚实的一步。“摆的等时性原理”的发现，大大激发了伽利略的创造热情，于是他便设计了第一台机械摆钟。
但遗憾的是，由于忙于各种实验，他没有能将自己设计的这种摆钟制造出来。
1656年一个名叫海更斯的荷兰物理学家根据伽利略的设想制造出了世界上的第一座摆钟。当时的人们没有忘记发现了摆的等时性原理的伽利略，因此将这种带摆的钟命名为“伽利略钟”。
由于当初发现摆的等时性是用人的脉搏跳动次数测量的，善于思考的伽利略突然想到，能否做个小仪器，给医生们用来测量病人的脉搏跳动次数呢？
根据这个思路，伽利略又钻研开了，并最终制成方便易用的脉搏计。比萨大学的老学究们在事实面前，不得不承认脉搏计的功能，但依然顽固地坚持亚里士多德是不会犯错误的。
不过，伽利略实验定量的方法，最终为近代实验科学的兴起奠定了基础。
虽然许多医生因为脉搏计而感谢伽利略，但人们仍然坚持认为，亚里士多德是永远正确的。
在强大的舆论和众人的愚昧面前，伽利略感到了自己的渺小和无能为力。他只能一头埋进自己的实验中，继续钻研起其他的课题。
这时，伽利略得到消息，著名的宫廷数学家里奇将到比萨大学演讲。他早就听说过这个人，一直苦于没有办法结识。现在机会终于来了，伽利略强烈地预感到，也许里奇能够真正认识到自己的价值。
“里奇先生，”当里奇演讲完，正准备离开大厅的时候，伽利略叫住了他，“您好，我是伽利略，能跟您谈谈吗？”
里奇回过身来，看着眼前这个如此年轻的人，有些不相信似的，反问道：“你就是伽利略？”
“是的，先生。”伽利略回答，“我有些问题想向您请教，可以吗？”
里奇的脸上浮现出亲切的微笑，他伸出手来拍了拍伽利略的肩膀，鼓励地说：“当然，我很高兴认识你。”
伽利略详细地讲述了自己关于摆的实验，以及根据自己得出的摆的定律，成功制出了脉搏计的过程。里奇认真地听完，肯定地说：“孩子，我要祝贺你，你的发现是很了不起的。你的家族，甚至整个意大利，都将会因为有你而感到自豪！”
伽利略心中升起一鼓暖流，激动不已。这可是自他发现摆的定律以来，第一个当面夸奖他的人呀，而且还是一位知名的宫廷数学数教授！
正当伽利略为结识了一位良师而高兴的时候，校方派人把伽利略叫去了。
“伽利略，我代表校方正式通知你，今年，你的梅迪奇家族的奖学金被取消了。”比萨大学校长严肃地说。
“为什么？”伽利略抗议，“梅迪奇家族的奖学金不是一直提供到我毕业吗？”
“但是你不遵守学校的制度，不服从学校的管理。学校研究过了，要把奖学金提供给像你这样的学生，比萨大学绝不允许！”
伽利略沉默了，他知道这对他来说意味着什么。没有了奖学金，他将无法完成在比萨大学的学业！因为父亲的生意最近越来越不好，维持一家人的生活已经是捉襟见肘，况且还要准备两个妹妹的嫁妆，因为按当时的风俗，没有嫁妆的女孩子是嫁不出去的。父亲哪里还有钱支付昂贵的学费呢？
1583年，伽利略听了一些关于欧几里德几何学的讲演。这些讲演是由在托斯康大公宫廷任职的一位实用数学家举办的。这激励他致力于研究欧几里德《几何原本》。宫廷数学家里奇从伽利略向他请教的问题中很快发现了伽利略的天赋，因而他请求文森西奥让伽利略研究数学，但是这位父亲坚持要伽利略先完成医学课程。然而伽利略并未听从，开始钻研起数学和哲学，并于1585年未取得学位就离开了大学。
父亲对此极为失望，但是有什么办法呢？伽利略对父亲说：“对不起，爸爸。我辜负了您的希望，可是，我喜欢数学和物理。我真的很讨厌医学。”
从此，伽利略一边帮助父亲料理布店，一边坚持学习。数学家里奇给了他极大的帮助，不仅借给他许多书，还传授给他许多高深的数学知识。这些知识对伽利略以后的研究极为有用。
