一、伽利略的青少年时代

伽利略·伽利莱（Galileo Galilei 1564—1642）是欧洲文艺复兴时期意大利伟大的物理学家、力学家和天文学家，是近代实验物理学的开拓者，他对自然科学的发展做出了卓越的贡献。

公元1564年2月15日，伽利略诞生于意大利西部海岸位于阿尔诺河口的比萨城，而原籍是佛罗伦萨。比萨是意大利古代有名的城市，那时有许多名胜古迹，其中最有名的是比萨大教堂的一座钟塔了。这座钟塔始建于1174年，因奠基不慎，致使塔身发生倾斜，一直到现在已经过了八百多年，还在那里倾斜着，而没有倒塌，因此人们习惯上称它为“斜塔”。伽利略的少年时代就是在这座斜塔的所在地度过的。以后他的家又迁回佛罗伦萨。

伽利略所处的时代是一个伟大的变革时代，席卷欧洲的文艺复兴运动正是从他的祖国意大利发起的。从14、15世纪开始，在意大利的地中海沿岸已经有了资本主义萌芽，商号、手工作坊在威尼斯等许多城镇建立起来，钱庄（最早的银行）、行会等也陆续在一些地方出现。资本主义的生产关系在逐步形成。新兴的资产阶级为了发展资本主义的需要，同封建统治阶级进行了一系列的斗争。近代自然科学也伴随着这场革命诞生了，并且它本身就是彻底革命的。自然科学的革命需要一批伟大人物，这些人应具有广博的知识和洞察客观世界的能力，同时还要有斗争精神和自我牺牲精神。伽利略就是其中突出的一位。

伽利略的父亲是一个音乐家，并且懂得数学，精通希腊文和拉丁文。拉丁文是当时最流行的文字，使用范围十分广泛，伽利略在家庭里受到了这方面的教育。当父母的总希望自己的孩子能有个较好的出路。因此，他的父亲希望他将来成为一名医生，于是伽利略在十七岁那年进入比萨大学，开始学医。

比萨大学创办于1344年，到伽利略时已有二百余年的历史了，图书馆里藏书非常丰富，古希腊和阿拉伯的各种学术著作应有尽有。伽利略本来就很喜欢学习，这样好的学习条件，对他来说确实是个十分难得的机会。那时的大学主要培养神学家及其他为封建统治阶级服务的知识分子，而学医的人则都是为了谋生。年轻的伽利略，思想活泼，不满足于那种状况。他违背家庭的意愿去孜孜不倦地学习数学、物理学等自然科学，在这方面，进步很快，因而引起了青年数学家利奇（1540—1603）的注意。利奇曾先后几次拜访伽利略的父亲，劝说他如让儿子改学物理学、数学等自然科学将会有更大成就，他父亲只好勉强答应下来。从此，伽利略才比较安心地研究起他所感兴趣的自然科学问题来。他初步学习了古希腊欧几里得（约前330—前275）和阿基米德（前287—前212）的著作，从中汲取了大量的知识。

伽利略不是一个死啃书本的人，他很注意观察各种自然现象，思考各种问题。有一次他从比萨教堂的走廊里经过，当他抬起头的时候，看见一个吊灯被风吹得不停地摆动。这本来是一种人们常见的现象，却引起了伽利略的注意。他注意到：吊灯摆动时每次往返所需要的时间好像一样，于是他便与脉搏的跳动作了比较。结果他发现：吊灯每摆动一次所需要的时间的确是一样的，用现在的话来说就是具有等时性。摆的等时性被发现后，伽利略很快就去考虑它的应用。他经过一系列试验，发明了一种“脉搏计”，用来测定病人脉搏跳动的情况，当时受到医生们的欢迎。

对摆的等时性问题，伽利略后来还不断研究，直到晚年还在设计单摆的时钟。这项工作，在他死后由荷兰的惠更斯（1629—1695）完成了。

伽利略是一个勤奋好学、爱动脑筋的青年，那些自然现象，还有那书本上讲的各种问题，经常在他的头脑中翻腾。家庭的学习条件是极差的，既缺少必要的图书资料、仪器设备，又没有老师指导。然而，他想办法弄到一些书，在刻苦攻读的基础上对于一些科学问题进行了研究和实验。

在伽利略时代，欧洲正在兴起航海事业，造船业推动了机械工程、采矿和冶金技术的发展，提出了一系列亟待解决的问题。伽利略对这些问题产生了浓厚的兴趣，他开始研究各种合金的物理和力学性质，如硬度、弹性、相对质量等等都进行实验。1586年，伽利略发明了一种测定合金相对质量的“小天平”，同时还写了一篇题为《小天平》的论文，讲述小天平的构造原理和使用方法。

在此期间，伽利略还研究了物体的重心和其他力学方面的问题。他把研究成果写成一篇论文，叫做《论固体重心》，并且画了许多图形，解释什么叫重心。

伽利略经过几年的刻苦钻研，逐渐在学术上崭露头角，引起了人们的极大注意，被誉为“当代的阿基米德”。