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比薩斜塔下“真實(shí)的謊言”
伽利略拿著兩個(gè)重量不一樣的球，來(lái)到比薩斜塔上。塔下面已經(jīng)有很多人在圍觀。在一片驚呼聲中，他們緊緊地盯著伽利略，他手里那兩只球同時(shí)從塔頂下落。“是一起著地的�！比藗兇舐暫捌饋�(lái)。
這個(gè)故事是我上小學(xué)的時(shí)候，在課堂上聽老師講的。現(xiàn)在，我知道，這個(gè)伽利略晚年的學(xué)生維安尼在寫伽利略傳記中提到的故事，不過是個(gè)謊言。
《科學(xué)的歷程》為我們打開了科學(xué)真實(shí)的歷史過程。對(duì)于這件事，《科學(xué)的歷程》這本書談到，經(jīng)過科學(xué)史家的考證表明，沒有任何理由顯示伽利略做過這一實(shí)驗(yàn)，伽利略本人對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)也從來(lái)沒有提起過。在伽利略之前，倒是有人做過這樣的實(shí)驗(yàn)。1856年，荷蘭物理學(xué)家斯臺(tái)文使兩個(gè)大小不同、重量比為1比10的鉛球，從30英尺的高度下落，結(jié)果兩個(gè)球幾乎同時(shí)落在地面上的木板上。伽利略也許聽說(shuō)了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，可能也親自動(dòng)手做過，但是，結(jié)果可想而知。
事實(shí)是，一位亞里士多德派的物理學(xué)家為了反駁伽利略，倒真的是在1612年在比薩斜塔做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果是相同材料但重量不同的物體并不是同一時(shí)刻到達(dá)地面的。伽利略對(duì)此有一個(gè)辯護(hù)，意思是說(shuō)，重量1比10的兩個(gè)物體下落時(shí)只差很小的距離，可是亞里士多德卻說(shuō)差10倍，為什么忽視亞里士多德派如此重大的失誤，卻盯著我小小的誤差不放呢?這個(gè)辯護(hù)也可以說(shuō)明，伽利略并沒有在比薩斜塔上做過那個(gè)著名的判決性實(shí)驗(yàn)，他要是做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)，那就是自討苦吃。
但是，伽利略的學(xué)生為什么要編造這個(gè)謊言呢?看了該書的第18章對(duì)近代科學(xué)方法論的介紹，我突然有了領(lǐng)悟。真正代表近代科學(xué)方法論精神的，是伽利略和牛頓。伽利略最先倡導(dǎo)并實(shí)踐了“實(shí)驗(yàn)加教學(xué)”的方法。但是，伽利略的實(shí)驗(yàn)并不是培根意義上的觀察實(shí)驗(yàn)，而是理想化的實(shí)驗(yàn)。地球上的任何力學(xué)實(shí)驗(yàn)都不可能避免摩擦力的影響，但要認(rèn)識(shí)基本的力學(xué)規(guī)律，必須首先從觀念上排除摩擦力。只有這種理想化的實(shí)驗(yàn)才可能與教學(xué)處理配套。
原來(lái)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)不過是一次頭腦中的“理想實(shí)驗(yàn)”。就一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，它當(dāng)然是真實(shí)的。這就是所謂的“真實(shí)的謊言”吧。
“讀史使人明智。”這是該書作者吳國(guó)盛寫作這本書的一個(gè)重要目的。他說(shuō)，科學(xué)故事也許能誘發(fā)孩子對(duì)神奇的科學(xué)世界的向往，但是，對(duì)正規(guī)的理科學(xué)習(xí)并沒有多大的幫助，倒是相反，一些以訛傳訛的傳奇故事，對(duì)于深入理解科學(xué)理論是有害的。因此，他要寫一部嚴(yán)肅的科學(xué)史的普及讀物，這有助于理科教學(xué)，有助于理解科學(xué)的發(fā)展，有助于理解科學(xué)的社會(huì)角色和人文意義。但我覺得，一旦我們真正地了解了科學(xué)的歷史，意義決非僅此而已。
瓦特與蒸汽機(jī)
一個(gè)夏日的早晨,天氣 晴朗,畫眉在樹上唱著悅耳的歌。在英國(guó)格拉斯哥大學(xué)的校園里,有一個(gè)人正在散步。他邁著緩緩的步伐,在綠茵茵的草坪上踱來(lái)踱去。他時(shí)而望著廣闊的天空,時(shí)而瞧瞧乎坦的操場(chǎng),時(shí)而皺起雙眉……突然,他臉上流露出笑容,心情豁然開朗,他想出來(lái)了,想出了解決蒸汽機(jī)的有效辦法。他高興地跑起來(lái),腳步騰空。霎時(shí)間,他的身影便出現(xiàn)在陪伴他多年的操作臺(tái)上。他就是蒸汽機(jī)的發(fā)明家瓦特。曾有人說(shuō)："瓦特發(fā)明蒸汽機(jī),是因?yàn)樗谐说奶觳藕椭腔邸?quot;其實(shí)不然。為了說(shuō)明這個(gè)問題,還是講講關(guān)于瓦特勤奮學(xué)習(xí),刻苦鉆研;發(fā)明創(chuàng)造的故事吧。
水蒸汽的啟示
隨著智育的發(fā)展,瓦特對(duì)客觀存在的一些事物都發(fā)生了濃厚的興趣,產(chǎn)生了好奇和鉆研之心。這為他以后發(fā)明蒸汽機(jī)打下了良好的基礎(chǔ)。
在瓦特的故鄉(xiāng)--格林諾克的小鎮(zhèn)于上,家家戶戶都是生火燒水做飯。對(duì)這種司空見慣的事,有誰(shuí)留過心呢?瓦特就留了心。有淮?他在廚房里看祖母做飯。灶上坐著一壺開水。開水在沸騰。壺蓋啪啪啪地作響,不停地往上跳動(dòng)。瓦特觀察好半天,感到很奇怪,猜不透這是什么緣故,就問祖母說(shuō)?什么玩藝使壺蓋跳動(dòng)呢"
祖母回答說(shuō)："水開了,就這樣。"
瓦特沒有滿足,又追問："為什么水開了壺蓋就跳動(dòng)?是什么東西推動(dòng)它嗎?"
可能是祖母太忙了,沒有功夫答對(duì)他,便不耐煩地說(shuō)："不知道。小孩子刨根問底地問這些有什么意思呢。"
瓦特在他祖母那里不但沒有找到答案,反而受到了冤枉的批評(píng),心里很不舒服,可他并不灰心。
連續(xù)幾天,每當(dāng)做飯時(shí),他就蹲在火爐旁邊細(xì)心地觀察著。起初,壺蓋很安穩(wěn),隔了一會(huì)兒,水要開了,發(fā)出嘩嘩的響聲。摹地,壺里的水蒸汽冒出來(lái),推動(dòng)壺蓋跳動(dòng)了。蒸汽不住地往上冒,壺蓋也不停地跳動(dòng)著,好象里邊藏著個(gè)魔術(shù)師,在變戲法似的。瓦特高興了,幾乎叫出聲來(lái),他把壺蓋揭開蓋上,蓋上又揭開,反復(fù)驗(yàn)證。他還把杯子、調(diào)羹遮在水蒸汽噴出的地方。瓦特終于弄清楚了,是水蒸汽推動(dòng)壺蓋跳動(dòng),這水蒸汽的力量還真不小呢。
就在瓦特興高采烈,歡喜若狂的時(shí)候,祖母又開腔了："你這孩子,不知好歹,水壺有什么好玩的,快給我走開!"她漫不經(jīng)心地說(shuō)。
他的祖母過于急躁和主觀了,這隨隨便便不放在心上的話,險(xiǎn)些挫傷了瓦特的自尊心和探求科學(xué)知識(shí)的積極性。年邁的老人啊,根本不理解瓦特的心,不知?水蒸汽"對(duì)瓦特有多么大的啟示!水蒸汽推動(dòng)壺蓋跳動(dòng)的物理現(xiàn)象,不正是瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)的認(rèn)識(shí)源泉嗎?
一七六九年,瓦特把蒸汽機(jī)改成為發(fā)動(dòng)力較大的單動(dòng)式發(fā)動(dòng)機(jī)。后來(lái)又經(jīng)過多次研究,于一七八二年,完成了新的蒸汽機(jī)的試制工作。機(jī)器上有了聯(lián)動(dòng)裝置,把單式改為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),完善的蒸汽機(jī)發(fā)明成功了。
由于蒸汽機(jī)的發(fā)明,加之英國(guó)當(dāng)時(shí)煤鐵工業(yè)發(fā)達(dá),所以英國(guó)就成為世界上最早利用蒸汽推動(dòng)鐵制"海輪"的國(guó)家。十九世紀(jì),開始海上運(yùn)輸改革,一些國(guó)家進(jìn)入了所謂的"汽船時(shí)代"。從此,船只就行駛在茫茫無(wú)際的海洋上了。
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