下載 課件 魯教版 初中語(yǔ)文 七年級(jí)上《綜合性學(xué)習(xí)：科海泛舟》課件

1、科海泛舟語(yǔ)文綜合性學(xué)習(xí)科學(xué)與魔術(shù)崇尚科學(xué)物理與魔術(shù)物理與魔術(shù)_火燒手絹 表演者讓助手用火柴將手絹點(diǎn)燃，并向空中扔去。同時(shí)把電燈關(guān)掉，這時(shí)手絹在空中燃燒著。待火滅后，拉開(kāi)電燈，見(jiàn)手絹卻完好如初，沒(méi)有被燒壞。解釋?zhuān)罕硌萸跋劝咽纸佊盟?，握在手中，再放到酒精中蘸些酒精。酒精?jiàn)火即燃燒起來(lái)，故燒的不是手絹，而是酒精。物理與魔術(shù) 紙片騰空將一圓紙片平放入一圓玻璃筒內(nèi)口內(nèi)，表演者下命令讓紙片騰空，只聽(tīng)嘭的一聲，紙片帶著彩色尾條騰空而起。 解釋?zhuān)罕硌萸皩V口瓶底截去方法見(jiàn)初二分冊(cè)水輪機(jī)模型制作，在瓶?jī)?nèi)用噴霧器噴入少量汽油，蓋上貼有細(xì)彩帶的紙片。將感應(yīng)圈放在桌下，其二電極用二導(dǎo)線連接后，從瓶塞引入瓶?jī)?nèi)。啟動(dòng)

2、感應(yīng)圈，使瓶?jī)?nèi)汽油點(diǎn)燃爆發(fā)，這時(shí)紙片就騰空而起。物理與魔術(shù) 無(wú)中生有 將兩個(gè)空的廣口瓶并排放在桌上，可見(jiàn)瓶?jī)?nèi)空無(wú)一物。表演者將右邊的一只瓶倒立在左邊的瓶口上，讓瓶口相對(duì)，然后說(shuō)：“變出東西來(lái)！不一會(huì)就有乳白色的煙霧充滿(mǎn)兩個(gè)瓶?jī)?nèi)。 解釋?zhuān)?表演前，助手在左邊廣口瓶中，滴入鹽酸數(shù)滴，在右邊瓶中，滴入氨水?dāng)?shù)滴，不一會(huì)，兩瓶分別充滿(mǎn)了無(wú)色的氯化氫氣體和氨氣。將氨氣瓶倒立在氯化氫氣瓶上，由于分子運(yùn)動(dòng)，上下瓶即充滿(mǎn)了氯化氨的白色煙霧。魔術(shù)中的科學(xué)火苗穿巾表演者右手拿著一塊紗巾，左手拿著一只啟燃火苗的氣體打火機(jī)，然后他將紗巾往火苗上一挨，火苗即穿過(guò)紗巾頂面。他又把紗巾移來(lái)移去，既不曾燒毀紗巾，也沒(méi)有把火熄滅

3、，頗為離奇有趣。一、表演前，將氣體打火機(jī)啟燃火苗大小要適中，然后將紗巾從火苗底部一邊挨入，并馬上用右手來(lái)回牽動(dòng)，這樣，紗巾就不會(huì)燒壞了。二、由于氣體打火機(jī)的火苗底都是向上浮起的與其它火苗不同。故能穿過(guò)薄紗巾上面。因此，只要不斷往復(fù)牽動(dòng)紗巾，即可使火苗浮于紗巾上面了。戳不破的氣球氣球怎么會(huì)戳不破呢？可魔術(shù)師在觀眾面前用一根金屬針穿刺氣球，氣球確實(shí)不會(huì)炸掉。表演者事先對(duì)氣球已作如下處理：將充足氣的氣球稍為放掉一點(diǎn)氣，然后在氣球相對(duì)的兩端分別貼上一條厘米長(zhǎng)的透明膠帶。表演者右手拿針，從上往下在貼膠帶處插入氣球，從另一端貼膠帶處穿出，膠帶能使“傷口不再擴(kuò)大，因此氣球內(nèi)的氣體是十分緩慢地泄漏的。抽出金屬

4、針，輕輕彈一下氣球，讓它在空中飄浮一會(huì)，使觀眾看到它“安然無(wú)恙。當(dāng)表演者再次把針插入氣球時(shí)，只聽(tīng)得“啪一聲，氣球炸了，因?yàn)檫@次不是從膠帶處插入的。這第二次穿刺是十分必要的，由于氣球有了“傷口，氣體在慢慢跑出來(lái)，氣球就越變?cè)叫?，所以必須讓它炸掉以“滅口。還可以用紙筒把長(zhǎng)條型的氣球裹起來(lái)，吹脹后，用毛衣針刺，也刺不破，因?yàn)闅馇蛟诩埻怖镆泊挡粷M(mǎn)，試試看！魔筒取物表演者面前的桌子上放著一個(gè)四方形的筒，正面是漏窗，通過(guò)漏窗可以看到里面還有一筒。表演者將外筒拿起，并從各個(gè)角度給觀眾看，然后重新套在內(nèi)筒上。這時(shí)將手伸過(guò)去拿內(nèi)筒，觀眾通過(guò)漏窗可以看見(jiàn)表演者的手。拿起內(nèi)筒，向觀眾證明它也是空的。一旦內(nèi)筒塞進(jìn)外筒

5、，表演者的手就伸進(jìn)內(nèi)筒，取出無(wú)數(shù)手帕、花朵。最后將外筒拿掉，放在一邊，再提起內(nèi)筒。桌上出現(xiàn)了一盆花。觀眾是無(wú)論如何也發(fā)現(xiàn)不了其中奧秘的，因?yàn)閮?nèi)筒里有一個(gè)用黑色紙板做的管子，由于外筒的內(nèi)壁涂了不反光的黑色，所以即使將內(nèi)筒拿出來(lái)給觀眾看時(shí)，通過(guò)漏窗也發(fā)現(xiàn)不了里面外黑色管子。當(dāng)然，外筒和內(nèi)筒是不能同時(shí)取出來(lái)亮相的，所以這兩個(gè)筒只能輪番出示。二個(gè)筒都用薄木屑板做成，黑色管子的下面有個(gè)封底，可將兩筒及管子直接放在桌子上，也可加一個(gè)架空小平臺(tái)；這樣更能避嫌疑，不致使觀眾想到桌子板里會(huì)有什么秘密。如果最后要變出一盆花，那么黑色管子不應(yīng)有底。必須注意一點(diǎn)，即表演時(shí)從上面不許有光線照入筒內(nèi)，否那么黑管易被發(fā)現(xiàn)，

6、表演前應(yīng)從觀眾角度試看一下光線。倘假設(shè)能在黑管上口內(nèi)壁粘一個(gè)金屬片，在這金屬片上固定一小塊煙火紙，表演一開(kāi)始就用煙頭或蠟燭將煙火紙引燃，產(chǎn)生煙花，既好看又有說(shuō)服力表示里面即使有東西。也給燒壞了。此外，還可變出綢手帕和壓縮的圓柱報(bào)紙燈籠。而且、可以在燈籠的底部裝上微型電池和微型燈泡，事先將它們的電路接通，但用絕緣紙隔開(kāi)，并讓絕緣紙與燈籠上部的提把相連。這樣，旦提起燈籠；絕緣紙便被抽掉，燈籠就亮了起來(lái)。魔術(shù)箱魔術(shù)箱是利用鏡子的反射原理制成的。由于鏡子的反射人們看到的是魔術(shù)箱的底、側(cè)壁與鏡子反射魔術(shù)箱的底、側(cè)壁的象。由于鏡子的格開(kāi)使人們看不見(jiàn)盒子后面的情況是人們以為物品放入箱子后奇怪的消失了。正面后

7、面俯瞰我們能花錢(qián)買(mǎi)個(gè)好夢(mèng)嗎？世紀(jì)五大仿生學(xué)創(chuàng)造目前，全世界有許多低調(diào)的科研組織和個(gè)人，他們正默默地研究通過(guò)改進(jìn)人體，讓人類(lèi)擁有更美好的未來(lái)！這是仿生學(xué)、醫(yī)學(xué)與現(xiàn)代科技的完美結(jié)合，盡管現(xiàn)在看來(lái)是那么匪夷所思，但探鄭重聲明：這些并非科幻故事！尋回失去的雙手悉尼，北海岸皇家醫(yī)院機(jī)械手研究實(shí)驗(yàn)室，歲的米克正在接受治療。米克雙手和胸部以下完全喪失了知覺(jué)，他能移動(dòng)手臂，但無(wú)法握緊手中的物體，直到戴上普亞阿伯爾法特希創(chuàng)造的“修復(fù)手套。由于植入了特殊的致動(dòng)器和傳感器，“修復(fù)手套能模仿人手的生物力學(xué)動(dòng)作。機(jī)械手研究實(shí)驗(yàn)室的目的是制造一種具有人工肌肉的“外衣。這種“外衣能幫助麻痹的人體再次運(yùn)動(dòng)起來(lái)。這是米克第一次

8、試用這種手套，阿伯爾法特希緊張地按下了與米克身體連接的電腦上的控制鍵，實(shí)驗(yàn)室所有人全都盯著米克的手。突然間，米克的手自車(chē)禍以來(lái)第一次合攏了一下。米克對(duì)重新利用自己的身體充滿(mǎn)希望，因?yàn)樗肋@僅僅是個(gè)開(kāi)始。在將來(lái)，人們可以找回的，將不只是失去的雙手！失去的雙手永不衰老的心臟年，烏拉圭，科學(xué)家首次用外部半退化心臟替換了狗的心臟，這是人工心臟研究的第一個(gè)里程碑。那時(shí)，著名心臟病專(zhuān)家胡安吉亞姆布盧諾博士還是個(gè)小孩兒。年前，當(dāng)?shù)谝活w全人工心臟被移植到病人身上時(shí)，吉亞姆布盧諾還名不見(jiàn)經(jīng)傳?？吹竭@些粗糙的移植裝置不斷失敗，吉亞姆布盧諾發(fā)誓要設(shè)計(jì)出真正可靠的人工心臟，使移植者不僅存活，還能維持相對(duì)正常的生活。

9、經(jīng)過(guò)多年努力，他的創(chuàng)造差不多完成了。與此前完全不同，吉亞姆布盧諾的創(chuàng)造同位移植人工心臟看上去與真的心臟幾乎一樣！由人造心室、瓣膜以及能把血液吸入動(dòng)脈的特殊裝置組成，能全面模仿人類(lèi)心臟的機(jī)能?？梢韵胂?，心臟通常所處的位置空間極其有限，如何把包括電源在內(nèi)的人工心臟適宜地放到里面？這是吉亞姆布盧諾面臨的最大挑戰(zhàn)。很快，人類(lèi)的心臟將不再衰老只要記得及時(shí)更換電池。想象力的翅膀?時(shí)間簡(jiǎn)史?的作者斯蒂芬霍金患有肌萎縮性側(cè)索硬化，除了幾根手指外，他全身大局部活動(dòng)功能都喪失了。多年來(lái)，霍金一直通過(guò)操作手中的擬聲器鍵盤(pán)來(lái)發(fā)出聲音，而現(xiàn)在他連這種能力都喪失了。還好，彼得沙恩福特設(shè)計(jì)了一套叫做“神經(jīng)轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)：它可以

10、利用皮膚外表的電極接收神經(jīng)信號(hào)，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能分析，最后轉(zhuǎn)換成聲音或動(dòng)作指令。簡(jiǎn)單說(shuō)，只要?jiǎng)幽X子想象，通過(guò)神經(jīng)信號(hào)的提示，像霍金這樣的人便能與別人溝通。在試驗(yàn)中，一個(gè)四肢癱瘓、不能說(shuō)話的男子甚至成功地旋轉(zhuǎn)了電視。人類(lèi)的想象力，真真正正地插上了翅膀！想象力的翅膀耳朵“看世界通過(guò)不斷發(fā)出超聲波和接收反射波，千百年來(lái)，蝙蝠就是一直用耳朵“看世界的。受蝙蝠的啟發(fā)，人們先后為飛機(jī)和艦艇研制了雷達(dá)和聲納，現(xiàn)在，這些創(chuàng)造要用到人類(lèi)自己身上了。萊斯利凱設(shè)計(jì)出一種聲納裝置，這種裝置釋放出超聲波，并接收物體和障礙物的反射波數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接著被轉(zhuǎn)化成一串能夠聽(tīng)到的聲音，這些聲音在頻率上與物體的遠(yuǎn)近上下相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，

11、經(jīng)過(guò)少許培訓(xùn)，人類(lèi)大腦能將這些聲音轉(zhuǎn)化為“空間想象按以下提示體驗(yàn)空間想象：仔細(xì)看看你周?chē)奈矬w，然后閉上眼睛，想象各種物體，如身邊的桌子，背后的墻等出現(xiàn)在你身邊的情況。裝備這種設(shè)備后，全世界的盲人將自信地行走在他們不熟悉的區(qū)域，而“夜魔俠也不會(huì)再孤單啦！與人造肌肉摔跤年月日，全世界人們將看到一場(chǎng)特殊的摔跤賽歷史上首次人與人造肌肉驅(qū)動(dòng)的仿生胳膊間的摔跤賽。參賽一方是家研究中心各自研制的仿生胳膊，而代表人類(lèi)參賽的是帕納費(fèi)爾森，圣迭戈學(xué)區(qū)最優(yōu)秀的高中生。人造肌肉的研究工作始于上個(gè)世紀(jì)年代，但受材料的限制，只是在最近年才取得了較大開(kāi)展，這都?xì)w功于特種聚合體和智能材料的創(chuàng)造，以及新型高性能計(jì)算機(jī)的運(yùn)用。

12、當(dāng)然，費(fèi)爾森遠(yuǎn)不是世界上最強(qiáng)壯的人，但不管這場(chǎng)比賽的結(jié)果如何，人造肌肉的研究還會(huì)繼續(xù)開(kāi)展，終有一天我們會(huì)看到“蘭博和最強(qiáng)大的仿生胳膊進(jìn)行的較量。其實(shí)，讓殘疾人恢復(fù)生理機(jī)能只是仿生科技的開(kāi)始?，F(xiàn)在誰(shuí)也無(wú)法預(yù)測(cè)未來(lái)年科技將如何影響人類(lèi)的生活：我們能用意識(shí)控制互聯(lián)網(wǎng)嗎？我們能否用眼光來(lái)操縱錄像機(jī)？我們能夠花錢(qián)買(mǎi)個(gè)好夢(mèng)嗎？再說(shuō)一遍，這些并非科幻故事！與人造肌肉摔跤2000多年前，我國(guó)學(xué)者韓非在他的著作中記載了這么一件事：有一個(gè)人請(qǐng)一位畫(huà)匠為他畫(huà)一幅畫(huà)。3年之后，畫(huà)匠完成了“作品。他一看，這是什么畫(huà)呀，只是一塊大木塊。他正要發(fā)脾氣，畫(huà)匠慢條斯理地說(shuō)道：“請(qǐng)你修一座不透光的房子，在房子一側(cè)的墻上開(kāi)一扇大窗

13、戶(hù)，然后把木板嵌在窗上。太陽(yáng)一出來(lái)，你就可以在對(duì)面的墻上看到一幅美妙的圖畫(huà)了。 這個(gè)人聽(tīng)畫(huà)匠說(shuō)得那么有板有眼，只好半信半疑地照畫(huà)匠說(shuō)的去做。果然，房子蓋好，并照畫(huà)匠說(shuō)的那樣安上木板后，在房子的墻上出現(xiàn)各式各樣的景致。不過(guò)所有圖像都是倒著的。 謀殺女王的“武器斯開(kāi)夫等人創(chuàng)造照相機(jī)的故事這難道是真的嗎? 這確實(shí)是有科學(xué)道理的。房子外的景象可以通過(guò)小孔反映在對(duì)面的墻上。這在物理學(xué)上叫“小孔成像。照相機(jī)就是根據(jù)這一原理研制的。 16世紀(jì)初，意大利畫(huà)家根據(jù)“小孔成像的原理，創(chuàng)造了一種“攝影暗箱。著名畫(huà)家達(dá)芬奇在筆記中對(duì)它做了記載。他寫(xiě)道：光線通過(guò)一座暗室壁上的小于L，在對(duì)面的墻上形成一個(gè)倒立的像。當(dāng)然，

14、它只會(huì)投影，要用筆把投影的像描繪下來(lái)。 有人對(duì)“攝影暗箱進(jìn)行了改進(jìn)。比方：增加一塊凹透鏡，使倒立著的像變成了正立像，看起來(lái)舒適多了；增加一塊呈45。角的平面鏡，使畫(huà)面更清晰逼真但仍不能稱(chēng)為照相機(jī). 18世紀(jì)初中期，人們發(fā)現(xiàn)了感光材料，特別是達(dá)孟爾發(fā)現(xiàn)的感光材料碘化銀，仿佛給照相機(jī)的問(wèn)世注入極有效的催產(chǎn)劑。于是，在“攝影暗箱上裝上達(dá)孟爾的銀版感光片，就誕生了人類(lèi)歷史上第一架真正的照相機(jī)。 初期的照相機(jī)體積龐大，十分笨重，攜帶十分不便。且照相時(shí)要選擇好天氣(因?yàn)槟菚r(shí)候還沒(méi)有創(chuàng)造電燈)，必須在晴天的中午，讓照相的人在鏡頭前端端正正地坐半小時(shí)左右。為了讓自己的姿容永留人間，養(yǎng)尊處優(yōu)的老爺、小姐們只好耐

15、著性子忍受這一苦楚。不久，隨著感光技術(shù)的開(kāi)展，曝光所需的時(shí)間大大縮短，照相機(jī)顯得更為實(shí)用了。 1858年，英國(guó)的斯開(kāi)夫創(chuàng)造了一種手槍式膠板照相機(jī)。由于其鏡頭的有效光圈較大，因此只要扣動(dòng)扳機(jī)，就能拍攝。有趣的是，一次，維多利亞女王在宮廷內(nèi)召開(kāi)盛大宴會(huì)，邀請(qǐng)各國(guó)使節(jié)。斯開(kāi)夫作為新聞?dòng)浾咭矐?yīng)邀出席了宴會(huì)。當(dāng)斯開(kāi)夫用他的照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)女王拍照時(shí)，被蜂涌而上的警衛(wèi)人員撲倒，一時(shí)會(huì)場(chǎng)秩序大亂。事后，警衛(wèi)人員才弄懂，那“兇器原來(lái)是照相機(jī)。 之后，隨著感光材料及攝影技術(shù)的進(jìn)一步開(kāi)展，照相機(jī)也不斷地得到完善。 1946年，蘭德和寶利金創(chuàng)造了新型照相機(jī)。這種照相機(jī)可以“一次成像。具體地說(shuō)，拍攝以后，只需要短短的幾十秒

16、鐘時(shí)間， 一張照片就會(huì)從照相機(jī)內(nèi)慢慢地“吐出來(lái)。 科學(xué)的開(kāi)展是沒(méi)有止境的。在未來(lái)，將會(huì)有更令人稱(chēng)奇的照相機(jī)問(wèn)世! 二十世紀(jì)最具影響力的十大創(chuàng)造二十世紀(jì)即將過(guò)去，美國(guó)專(zhuān)欄作家DanGillmor，最近就“本世紀(jì)最偉大的創(chuàng)造這個(gè)專(zhuān)題查閱了大量的有關(guān)書(shū)籍和資料，并征詢(xún)了眾多讀者的意見(jiàn)，概括出以下10種在過(guò)去100年中最具影響力的科學(xué)創(chuàng)造：一、內(nèi)燃機(jī)：由于內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)，促成了交通工具的開(kāi)展以及城郊化。同時(shí)也導(dǎo)致了污染。二、噴氣式飛機(jī)：乘坐噴氣式飛機(jī)使人們出門(mén)旅行的時(shí)間大為縮短。整個(gè)世界的經(jīng)濟(jì)也因此獲得迅速的增長(zhǎng).三、通訊衛(wèi)星：1945年，一位偉大的作家ArthurC.Clarke第一次在他的小說(shuō)中提出

17、了通訊衛(wèi)星的設(shè)想。半個(gè)世紀(jì)后的今天，通訊衛(wèi)星的使用已將全球通訊變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。四、無(wú)線電播送技術(shù)：從19世紀(jì)收音機(jī)創(chuàng)造開(kāi)始，無(wú)線電播送技術(shù)的迅猛開(kāi)展并配以動(dòng)畫(huà)和影像科技，已大大改變了我們的生活方式。盡管我們還不知道無(wú)線電播送帶給我們的究竟是什么，但我們無(wú)疑已成為了它的忠實(shí)聽(tīng)觀眾。五、雷達(dá)：雷達(dá)對(duì)電視的創(chuàng)造有著巨大的奉獻(xiàn)，因?yàn)?，早期的雷達(dá)使用的就是陰極射線管。而且，雷達(dá)還幫助宇宙學(xué)家們搜尋遙遠(yuǎn)的星系。六、激光：沒(méi)有激光，現(xiàn)代通訊就將不復(fù)存在。七、青霉素：青霉素的成效和它對(duì)社會(huì)的影響是無(wú)法比較的。在影響力與實(shí)際成效方面唯一能與它相匹敵的也只有后來(lái)出現(xiàn)的避孕藥了。八、綠色革命：所謂的綠色革命就是指人類(lèi)為提

18、高單位面積的糧食產(chǎn)量而采用的種種措施。人類(lèi)的將來(lái)是否還將依靠這種方式已成為我們?cè)谶@今后幾十年必然會(huì)面對(duì)的問(wèn)題。但至少?zèng)]有綠色革命，人類(lèi)仍陷在饑餓的不幸之中。九、材料技術(shù)：材料技術(shù)的開(kāi)展與廣泛運(yùn)用極大地改變了人們的日常生活。十、計(jì)算機(jī)：裝配有晶體管，集成電路和微處理器的計(jì)算機(jī)帶動(dòng)了數(shù)字科技的開(kāi)展，使各種各樣的信息轉(zhuǎn)化為0和1的二進(jìn)制形式成為可能。對(duì)未來(lái)最有影響的是大發(fā)明仿真鉆石 1. 這不是真正的鉆石布萊恩特-里納萊斯Bryant Linares有一個(gè)祖?zhèn)鞯拿胤剑蔷褪侨绾沃圃焓澜缂?jí)的鉆石。 七年前布萊恩特的父親羅伯特通過(guò)高壓氣態(tài)碳的方法制造出了一塊金剛石，隨后他將這塊金剛石放進(jìn)了酸性溶液中清潔

19、。羅伯特本來(lái)希望的第二天回來(lái)的時(shí)候能夠得到一塊黃色的工業(yè)用金剛石，但出乎意料的是他得到的竟然是一塊幾乎完全透明，完美的四分之一克拉碳晶體，也就是鉆石。羅伯特在無(wú)意中實(shí)現(xiàn)了科學(xué)家多年以來(lái)始終未能實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想，那就是制造能用于訂婚戒指的人工鉆石。事實(shí)上，人造金剛石并不是一項(xiàng)新技術(shù)，早在上世紀(jì)50年代人造金剛石每年的產(chǎn)量已經(jīng)到達(dá)80噸，大量低質(zhì)量的人造金剛石在打孔機(jī)等工業(yè)生產(chǎn)工具中廣泛應(yīng)用。然而高質(zhì)量的人造鉆石對(duì)于人類(lèi)而言具有更重大的意義，當(dāng)然這種意義并不僅僅表達(dá)在佩飾和珠寶上。例如，科學(xué)家們非?？释軌蛏a(chǎn)鉆石微芯片，這主要是因?yàn)榘l(fā)熱問(wèn)題已經(jīng)成為了微芯片生產(chǎn)中的一個(gè)難點(diǎn)?，F(xiàn)在用于制造微芯片的硅晶體在

20、200華氏度以上就會(huì)突變，而鉆石那么可以抗住1000華氏度的高溫，并且電子可以更輕松的通過(guò)，這意味著科學(xué)家們可以在鉆石微芯片上集成更多的電路。如果人類(lèi)能夠找到生產(chǎn)人造鉆石的方法，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)電子產(chǎn)業(yè)的一場(chǎng)革命。 仿真鉆石科學(xué)家模擬果蠅的飛行軌跡2. 果蠅知道些什么？加利福尼亞理工學(xué)院生物工程學(xué)教授邁克爾-迪金森Michael Dickinson是全球果蠅飛行力學(xué)領(lǐng)域的著名專(zhuān)家，多年來(lái)他一直在研究果蠅的飛行，用超高速攝像機(jī)拍攝果蠅的翅膀的工作，力圖了解這種生物如何在人類(lèi)眨眼的五分之一時(shí)間內(nèi)完成了轉(zhuǎn)向。迪金森為果蠅的飛行建立了空氣動(dòng)力學(xué)模型，并設(shè)計(jì)了一個(gè)大型的機(jī)器果蠅。在了解了果蠅的飛行原理后，他將

21、研究方向轉(zhuǎn)向了果蠅如何知道自己要去哪里的問(wèn)題。果蠅眼睛的構(gòu)造同人類(lèi)不同，在它的眼睛里，這個(gè)世界僅僅是一個(gè)25X25的矩陣，那么它是如何在一個(gè)空曠的教室里找到一只小小的酒杯并準(zhǔn)確的著陸在酒杯邊緣的呢？昆蟲(chóng)學(xué)家對(duì)于昆蟲(chóng)追蹤氣味的能力一直飛常感興趣，很多昆蟲(chóng)都可以輕松的跟蹤到一公里之外氣味的源頭。迪金森認(rèn)為昆蟲(chóng)的這種能力對(duì)于人類(lèi)將有很大的用處，例如人類(lèi)如果生產(chǎn)出具有類(lèi)似能力的微型飛行器，就可以幫助警察準(zhǔn)確的在叢林中找到失蹤者。當(dāng)然，研發(fā)這樣的設(shè)備還有很多難題需要解決，因?yàn)槔ハx(chóng)還有很多秘密等待我們?nèi)祟?lèi)去開(kāi)掘?？茖W(xué)家模擬果蠅的飛行軌跡為細(xì)胞設(shè)定程序3.為細(xì)胞設(shè)定程序科學(xué)家正設(shè)計(jì)一種類(lèi)似于電路的結(jié)構(gòu),但它

22、并沒(méi)有采用電子部件，而是將基因連在一起，然后將這種“基因電路注入到活著的細(xì)菌體內(nèi)。在一個(gè)典型的基因電路中，某一種化學(xué)物質(zhì)后能觸發(fā)某個(gè)基因扮演“開(kāi)關(guān)的角色，啟動(dòng)另一個(gè)基因?qū)⒓?xì)菌殺死。而第二種化學(xué)物質(zhì)又會(huì)觸發(fā)第三個(gè)基因，它能夠使第一個(gè)基因回復(fù)到關(guān)閉狀態(tài)。科學(xué)家甚至能為細(xì)胞群體設(shè)定程序，讓它們圍繞培養(yǎng)皿生長(zhǎng)或只存活于培養(yǎng)皿的中心?？茖W(xué)家可能很快就能為細(xì)胞設(shè)定程序，其中包括人類(lèi)細(xì)胞，例如科學(xué)家已經(jīng)通過(guò)向細(xì)菌注入基因制造胰島素。今年年初，波士頓大學(xué)的研究人員詹姆斯-柯林斯James Collins將細(xì)菌變成了紫外線傳感器。科學(xué)家們認(rèn)為，如果為人類(lèi)細(xì)胞設(shè)定程序的研究取得成果，對(duì)于醫(yī)學(xué)的開(kāi)展將會(huì)是巨大的促進(jìn)

23、?？茖W(xué)家將來(lái)可能利用干細(xì)胞建造骨骼或肝臟，而基因治療也會(huì)更加準(zhǔn)確。患者可以服下一種藥劑翻開(kāi)基因“開(kāi)關(guān)，而一旦效果不好只需要服下另一種藥劑關(guān)閉基因“開(kāi)關(guān)就可以了。這聽(tīng)起來(lái)有些像科幻小說(shuō)，但在不遠(yuǎn)的將來(lái)將會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。為細(xì)胞設(shè)定程序通往太空的絲帶4、沿著繩子爬上太空俄羅斯數(shù)學(xué)家Konstantin Tsiolkovsky在1895年從埃菲爾鐵塔獲得了一個(gè)靈感，他設(shè)想通過(guò)一個(gè)高塔進(jìn)入靜止軌道中的太空站。在15年前，太空升降機(jī)的構(gòu)思還只是空想，因?yàn)樵跊](méi)有火箭推動(dòng)的情況下即使是一根電纜也難以進(jìn)入太空。但現(xiàn)在已經(jīng)有材料能夠延伸到62000英里的高空，并且能夠支撐自身的重量。1991年，日本科學(xué)家年開(kāi)發(fā)了一種

24、碳納米管，它比鋼的強(qiáng)度要大上很多倍。因此，美國(guó)國(guó)家宇航局NASA已經(jīng)開(kāi)始研究太空升降機(jī)。1999年，NASA給物理學(xué)家布拉德利-埃德華茲Bradley Edwards撥款50萬(wàn)美元，用碳納米管開(kāi)發(fā)太空升降機(jī)。愛(ài)德華茲設(shè)想，采用太陽(yáng)能動(dòng)力的機(jī)器人在三英尺寬的碳納米管太空升降機(jī)上以每小時(shí)120英里的速度升降，從而使向地球軌道運(yùn)送材料的本錢(qián)由每磅一萬(wàn)美元下降至100美元。愛(ài)德華茲認(rèn)為這一工程在20年內(nèi)就有望實(shí)現(xiàn)，NASA尖端工程辦公室主管大衛(wèi)-斯米澤曼David Smitherman就此表示：“這將大大提升我們的發(fā)射能力。通往太空的絲帶讓計(jì)算機(jī)替你駕駛汽車(chē)5、讓計(jì)算機(jī)駕駛現(xiàn)在已經(jīng)能夠利用計(jì)算機(jī)芯片監(jiān)

25、控汽車(chē)內(nèi)的所有設(shè)備，而未來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)那么要使計(jì)算機(jī)成為汽車(chē)的駕駛員。這些計(jì)算機(jī)駕駛員反響迅速，能在駕駛員遇到麻煩時(shí)擔(dān)負(fù)起駕駛的任務(wù)。同傳統(tǒng)汽車(chē)一樣，采用了計(jì)算機(jī)駕駛員的汽車(chē)仍然有方向盤(pán)、油門(mén)以及剎車(chē)踏板，不過(guò)它們都只同計(jì)算機(jī)芯片連接。盡管一些專(zhuān)家認(rèn)為和計(jì)算機(jī)共同駕駛是自找麻煩，但這種方式確實(shí)能夠降低事故率。目前，汽車(chē)制造商們已經(jīng)在計(jì)算機(jī)駕駛系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域展開(kāi)了劇烈的競(jìng)爭(zhēng)，寶馬、戴姆勒克萊斯勒、通用汽車(chē)等行業(yè)巨頭已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了原型產(chǎn)品。斯坦福大學(xué)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室主管克里斯-戈德斯Chris Gerdes表示：“幾乎所有的汽車(chē)廠商都在研究計(jì)算機(jī)駕駛的課題。計(jì)算機(jī)駕駛系統(tǒng)能夠有效的防止汽車(chē)超速、打滑，也

26、能防止駕駛員酒后駕車(chē)和走神，上述這些問(wèn)題占到汽車(chē)事故原因的40%。此外，這種系統(tǒng)還能探測(cè)出即將發(fā)生的碰撞，這時(shí)它會(huì)自動(dòng)接掌駕駛權(quán)。但是有專(zhuān)家警告，出問(wèn)題的計(jì)算機(jī)也可能會(huì)干擾駕駛員。計(jì)算機(jī)汽車(chē)新型存儲(chǔ)器6、一種新型內(nèi)存芯片南加州大學(xué)生物學(xué)工程師特德-博格Ted Berge正在研究一個(gè)新的課題，他通過(guò)顯微鏡觀察老鼠大腦切片，同時(shí)通過(guò)微電極收聽(tīng)神經(jīng)細(xì)胞之間的信號(hào)。博格希望能夠理解細(xì)胞的語(yǔ)言，因?yàn)樗谠O(shè)計(jì)一種新型計(jì)算機(jī)芯片，希望有一天能夠支持大腦的記憶庫(kù)。最先受益的將是中風(fēng)、阿爾茨海默氏病以及其它身體疾病的患者，也許有一天他們可以通過(guò)博格研發(fā)的新型芯片體驗(yàn)到量子計(jì)算機(jī)和F-16戰(zhàn)斗機(jī)的樂(lè)趣。不過(guò)博格

27、表示：“這還很遙遠(yuǎn)，但是各種條件正逐漸具備。在從事模擬神經(jīng)細(xì)胞工作10多年后，博格設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)程序已經(jīng)能夠局部模仿神經(jīng)細(xì)胞的行為，他還設(shè)計(jì)了芯片專(zhuān)門(mén)來(lái)運(yùn)行這些程序。今年年初，博格展示了一個(gè)可以取代老鼠神經(jīng)回路中的腦細(xì)胞的芯片，他希望三年內(nèi)能在活老鼠身上測(cè)試這種芯片，最終那么要在人腦中測(cè)試。新型存儲(chǔ)器太空水果7、太空作物未來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品可能與目前地球上的產(chǎn)品大不相同。目前，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)種出了壘球大小的西紅柿，壘球棒那么長(zhǎng)的黃瓜。他們采用的就是曾經(jīng)發(fā)射到太空的作物種子，這些種子在太空期間長(zhǎng)期暴露在如失重、粒子輻射以及亞原子等七種外太空條件下。這些種子回到地球后，科學(xué)家們按照體型、外觀和營(yíng)養(yǎng)等特性對(duì)它

28、們進(jìn)行了細(xì)致的篩選，并且培育出了性狀穩(wěn)定的下一代。中國(guó)科學(xué)家并不能明確解釋太空到底以何種方式改變了種子的DNA。1999年以來(lái)，北京的飛鷹綠色食品集團(tuán)Flying Eagle Green Foods就不斷將種子和幼苗送入太空，該公司培養(yǎng)的太空西紅柿所含的Beta蘿卜素含量比普通西紅柿要高出27%，棉花植株能高達(dá)六英尺。通常情況下，一名科學(xué)家一生只能培養(yǎng)出三種新作物，但是該公司1999年以來(lái)已經(jīng)培育出了50多種?，F(xiàn)在，越來(lái)越多的中國(guó)公司參加到了太空作物的研發(fā)上來(lái)，它們的最終目的就是提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，讓有限的土地養(yǎng)活更多的人。太空水果讓塑料發(fā)光8讓塑料發(fā)光劍橋大學(xué)的里查德-弗蘭德Richard F

29、riend正在研究塑料新的用途，它可能給電子產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命。目前絕大多數(shù)電子產(chǎn)品采用硅，但是弗倫德認(rèn)為，未來(lái)的 、電視、手表、計(jì)算機(jī)內(nèi)將會(huì)廣泛的使用廉價(jià)的塑料芯片。弗蘭德在上世紀(jì)八十年代和九十年代就發(fā)現(xiàn)塑料可以用于制造芯片的根本元件晶體管以及發(fā)光二極管，當(dāng)電流通過(guò)它的外表時(shí)就會(huì)發(fā)光。目前，弗蘭德已經(jīng)研發(fā)出了可以用于幾乎所有電子產(chǎn)品的超輕薄、明亮、廉價(jià)以及靈活的電子屏幕。他現(xiàn)在正在研發(fā)一種新型材料，這種物質(zhì)甚至能夠噴涂在墻上，隨天氣變化而改變顏色。目前來(lái)看，要實(shí)現(xiàn)弗蘭德的這一目標(biāo)還有很長(zhǎng)一段路要走，不過(guò)根本技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)具備。可以折疊的電子書(shū)未來(lái)幾年就會(huì)出現(xiàn)，塑料芯片能夠在任何可變形外表上印刷，

30、通用電氣正與美國(guó)能源部合作開(kāi)發(fā)能照亮整間屋子的可折疊塑料薄片。市場(chǎng)調(diào)查公司IDTechEx 董事長(zhǎng)皮特-哈羅普Peter Harrop表示：“也許未來(lái)消費(fèi)者電冰箱中的產(chǎn)品可以根據(jù)購(gòu)置時(shí)間的不同而變換標(biāo)簽的顏色。讓塑料發(fā)光超輕型汽車(chē)9、超輕型汽車(chē)混合動(dòng)力汽車(chē)能夠?qū)⒚可偷男惺构飻?shù)提高一倍，但是要進(jìn)一步提高能源的使用效率，汽車(chē)制造商必須要解決另一個(gè)問(wèn)題汽車(chē)的重量。在傳統(tǒng)汽車(chē)上，只有1%的汽油用于運(yùn)送乘客，其余都用于驅(qū)動(dòng)汽車(chē)本身運(yùn)動(dòng)。解決方案之一是采用碳復(fù)合材料取代鋼鐵，這種材料已經(jīng)用于制造網(wǎng)球拍和高爾夫球球棒，下一代飛機(jī)也方案使用這種材料。使用碳纖維的汽車(chē)能減輕重量一半以上，因而燃油的效率也將

31、提高一倍，也就是說(shuō)使用同等重量的燃油可以運(yùn)行以前兩倍的距離。對(duì)于制造商而言，最大的問(wèn)題是要生產(chǎn)高強(qiáng)度的汽車(chē)零件，以便在發(fā)生碰撞時(shí)保護(hù)乘客，同時(shí)又要保證生產(chǎn)本錢(qián)很低能大規(guī)模量產(chǎn)。網(wǎng)球拍的碳纖維太短不夠結(jié)實(shí)，飛機(jī)材料的碳纖維較長(zhǎng)也足夠結(jié)實(shí)，但是需要手工在三維模具中澆注，不適合汽車(chē)的大規(guī)模生產(chǎn)。德國(guó)的寶馬開(kāi)發(fā)出了在平面上鋪砌纖維然后建成三維零件的自動(dòng)化方法，但是材料的本錢(qián)仍然是鋼鐵的兩倍。碳纖維汽車(chē)在碰撞后應(yīng)該能保護(hù)乘客，因?yàn)椴牧蠒?huì)破碎成很小的碎片，從而減緩了撞擊，這也是減輕汽車(chē)重量的好處之一。Fiberforge公司主管賴(lài)特-戴維斯Dwight Davis表示：“碳纖維汽車(chē)的碎片在經(jīng)過(guò)緩沖器后已經(jīng)

32、失去了大局部能量，因此不會(huì)給用戶(hù)造成很大的傷害。超輕型汽車(chē)水陸兩棲房子10、像鴨子一樣居住同每個(gè)荷蘭家庭一樣，范-莫倫斯van der Molens一家非常了解人類(lèi)同大自然抗?fàn)帟r(shí)的脆弱。1995年莫倫斯一家被迫因洪水逃離了家園，而這并不是他們最慘痛的記憶，1953年荷蘭的海岸決堤導(dǎo)致了1800人死亡。幸運(yùn)的是,莫倫斯一家今年年初成為了水陸兩棲房屋的第一批用戶(hù)。這種房屋采用了木框架結(jié)構(gòu)，底部是一間混凝土地下室,初看起來(lái)與傳統(tǒng)房屋并沒(méi)有太大的區(qū)別。但是這種房屋最大的特點(diǎn)是可以附在水面上，而且由于重量均衡，這種房屋不會(huì)在水面上翻倒，由于固定在一個(gè)位置，它不會(huì)隨波浪漂走。此外，水電都是通過(guò)可折彎的管道

33、送入房間，因此莫倫斯一家再也不必因洪水而逃離家園了。這種水路兩棲的房屋看起來(lái)沒(méi)有應(yīng)用到太多的尖端技術(shù)，不過(guò)它卻可能解決一個(gè)全球性問(wèn)題。隨著冰川融化海平面上漲，洪水的問(wèn)題將會(huì)更加嚴(yán)重。據(jù)聯(lián)合國(guó)預(yù)測(cè)，2050年以前，將有20億人面臨洪水威脅，屆時(shí)這種水木兩棲房屋也許會(huì)成為新的諾亞方舟。水陸兩棲房子科學(xué)偉人經(jīng)典物理學(xué)大師牛頓巨人的磨難最博學(xué)的人亞里士多德敘拉古的阿基米德目錄經(jīng)典物理學(xué)大師牛頓少年牛頓 1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮(zhèn)沃爾索浦的一個(gè)自耕農(nóng)家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個(gè)早產(chǎn)兒，出生時(shí)只有三磅重，接生婆和他的親人都擔(dān)憂(yōu)他能否活下來(lái)。誰(shuí)也沒(méi)有料到這個(gè)看起來(lái)微缺乏道的小東西會(huì)成為了一位震

34、古爍今的科學(xué)巨人，并且竟活到了85歲的高齡。牛頓出生前三個(gè)月父親便去世了。在他兩歲時(shí)，母親改嫁給一個(gè)牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養(yǎng)。11歲時(shí)，母親的后夫去世，母親帶著和后夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強(qiáng)，這種習(xí)性可能來(lái)自它的家庭處境。大約從五歲開(kāi)始，牛頓被送到公立學(xué)校讀書(shū)。少年時(shí)的牛頓并不是神童，他資質(zhì)平常，成績(jī)一般，但他喜歡讀書(shū)，喜歡看一些介紹各種簡(jiǎn)單機(jī)械模型制作方法的讀物，并從中受到啟發(fā)，自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意，如風(fēng)車(chē)、木鐘、折疊式提燈等等。 傳說(shuō)小牛頓把風(fēng)車(chē)的機(jī)械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車(chē)上，然后在輪子的前面放上一粒

35、玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動(dòng)，于是輪子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)；又一次他放風(fēng)箏時(shí)，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn)；他還制造了一個(gè)小水鐘。每天早晨，小水鐘會(huì)自動(dòng)滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫(huà)、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺(tái)上到處安放著他刻畫(huà)的日晷，用以驗(yàn)看日影的移動(dòng)。牛頓12歲時(shí)進(jìn)了離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆中學(xué)。牛頓的母親原希望他成為一個(gè)農(nóng)民，但牛頓本人卻無(wú)意于此，而酷愛(ài)讀書(shū)。隨著年歲的增大，牛頓越發(fā)愛(ài)好讀書(shū)，喜歡沉思，做科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。他在格蘭瑟姆中學(xué)讀書(shū)時(shí)，曾經(jīng)寄宿在一位藥劑師家里，使他受到了化學(xué)試驗(yàn)的熏陶。 牛頓在中學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)成績(jī)并不出眾，只是愛(ài)

36、好讀書(shū)，對(duì)自然現(xiàn)象由好奇心，例如顏色、日影四季的移動(dòng)，尤其是幾何學(xué)、哥白尼的日心說(shuō)等等。他還分門(mén)別類(lèi)的記讀書(shū)筆記，又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小創(chuàng)造、小試驗(yàn)。 當(dāng)時(shí)英國(guó)社會(huì)滲透基督教新思想，牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚，這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環(huán)境和活動(dòng)中，還看不出幼年的牛頓是個(gè)才能出眾異于常人的兒童。 后來(lái)迫于生活，母親讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農(nóng)，贍養(yǎng)家庭。但牛頓一有時(shí)機(jī)便埋首書(shū)卷，以至經(jīng)常忘了干活。每次，母親叫他同傭人一道上市場(chǎng)，熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí)，他便懇求傭人一個(gè)人上街，自己那么躲在樹(shù)叢后看書(shū)。有一次，牛頓的舅父起了疑心，就跟蹤牛頓上市鎮(zhèn)去，發(fā)現(xiàn)他的外甥伸著腿，

37、躺在草地上，正在聚精會(huì)神地鉆研一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)，并鼓勵(lì)牛頓上大學(xué)讀書(shū)。牛頓又重新回到了學(xué)校，如饑似渴地汲取著書(shū)本上的營(yíng)養(yǎng)。求學(xué)歲月 1661年，19歲的牛頓以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，靠為學(xué)院做雜務(wù)的收入支付學(xué)費(fèi)，1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。 17世紀(jì)中葉，劍橋大學(xué)的教育制度還滲透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味，當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋時(shí)，哪里還在傳授一些經(jīng)院式課程，如邏輯、古文、語(yǔ)法、古代史、神學(xué)等等。兩年后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象，盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個(gè)獨(dú)辟蹊徑的講座，規(guī)定講授自然科學(xué)知識(shí)，如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。講座的第一

38、任教授伊薩克巴羅是個(gè)博學(xué)的科學(xué)家。這位學(xué)者獨(dú)具慧眼，看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學(xué)知識(shí)，包括計(jì)算曲線圖形面積的方法，全部傳授給牛頓，并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。 在這段學(xué)習(xí)過(guò)程中，牛頓掌握了算術(shù)、三角，讀了開(kāi)普勒的?光學(xué)?，笛卡爾的?幾何學(xué)?和?哲學(xué)原理?，伽利略的?兩大世界體系的對(duì)話?，胡克的?顯微圖集?，還有皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的哲學(xué)學(xué)報(bào)等。牛頓在巴羅門(mén)下的這段時(shí)間，是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期。巴羅比牛頓大12歲，精于數(shù)學(xué)和光學(xué)，他對(duì)牛頓的才華極為贊賞，認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才超過(guò)自己。后來(lái)，牛頓在回憶時(shí)說(shuō)道：“巴羅博士當(dāng)時(shí)講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的課程，也許正是這些課程促使我

39、去研究這方面的問(wèn)題。當(dāng)時(shí)，牛頓在數(shù)學(xué)上很大程度是依靠自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里得的?幾何原本?、笛卡兒的?幾何學(xué)?、沃利斯的?無(wú)窮算術(shù)?、巴羅的?數(shù)學(xué)講義?及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。其中，對(duì)牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的?幾何學(xué)?和沃利斯的?無(wú)窮算術(shù)?，它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)最前沿解析幾何與微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋大學(xué)評(píng)議會(huì)通過(guò)了授予牛頓大學(xué)學(xué)士學(xué)位的決定。16651666年嚴(yán)重的鼠疫席卷了倫敦，劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，為恐涉及，學(xué)校因此而停課，牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。 由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng)，對(duì)探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣，家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使

40、得他的思想展翅飛翔。16651666年這段短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月，他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過(guò)的問(wèn)題，踏進(jìn)了前人沒(méi)有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)立了前所未有的驚人業(yè)績(jī)。 1665年初，牛頓創(chuàng)立級(jí)數(shù)近似法,以及把任意冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)那么；同年11月，創(chuàng)立正流數(shù)法(微分)；次年1月，用三棱鏡研究顏色理論；5月，開(kāi)始研究反流數(shù)法(積分)。這一年內(nèi)，牛頓開(kāi)始想到研究重力問(wèn)題，并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)動(dòng)軌道上去。他還從開(kāi)普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見(jiàn)蘋(píng)果落地而悟出地球引力的傳說(shuō)，說(shuō)的也是此時(shí)發(fā)生的軼事。

41、 總之，在家鄉(xiāng)居住的兩年中，牛頓以比此后任何時(shí)候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問(wèn)題。他的三大成就：微積分、萬(wàn)有引力、光學(xué)分析的思想都是在這時(shí)孕育成形的?？梢哉f(shuō)此時(shí)的牛頓已經(jīng)開(kāi)始著手描繪他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學(xué)，10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶(初級(jí)院委)，翌年3月16日獲得碩士學(xué)位，同時(shí)成為正院侶(高級(jí)院委)。1669年10月27日，巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職，26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授，并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。巴羅為牛頓的科學(xué)生涯打通了道路，如果沒(méi)有牛頓的舅父和巴羅的幫助，牛頓這匹千里馬可能就不會(huì)馳騁在科學(xué)的大道上。巴羅讓賢，這

42、在科學(xué)史上一直被傳為佳話。偉大的成就建立微積分在牛頓的全部科學(xué)奉獻(xiàn)中，數(shù)學(xué)成就占有突出的地位。他數(shù)學(xué)生涯中的第一項(xiàng)創(chuàng)造性成果就是發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理。據(jù)牛頓本人回憶，他是在1664年和1665年間的冬天，在研讀沃利斯博士的?無(wú)窮算術(shù)?時(shí)，試圖修改他的求圓面積的級(jí)數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)這一定理的。 笛卡爾的解析幾何把描述運(yùn)動(dòng)的函數(shù)關(guān)系和幾何曲線相對(duì)應(yīng)。牛頓在老師巴羅的指導(dǎo)下，在鉆研笛卡爾的解析幾何的根底上，找到了新的出路?？梢园讶我鈺r(shí)刻的速度看是在微小的時(shí)間范圍里的速度的平均值，這就是一個(gè)微小的路程和時(shí)間間隔的比值，當(dāng)這個(gè)微小的時(shí)間間隔縮小到無(wú)窮小的時(shí)候，就是這一點(diǎn)的準(zhǔn)確值。這就是微分的概念。 求微分相當(dāng)于求時(shí)間

43、和路程關(guān)系得在某點(diǎn)的切線斜率。一個(gè)變速的運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間范圍里走過(guò)的路程，可以看作是在微小時(shí)間間隔里所走路程的和，這就是積分的概念。求積分相當(dāng)于求時(shí)間和速度關(guān)系的曲線下面的面積。牛頓從這些根本概念出發(fā)，建立了微積分。微積分的創(chuàng)立是牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就。牛頓為解決運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，才創(chuàng)立這種和物理概念直接聯(lián)系的數(shù)學(xué)理論的，牛頓稱(chēng)之為流數(shù)術(shù)。它所處理的一些具體問(wèn)題，如切線問(wèn)題、求積問(wèn)題、瞬時(shí)速度問(wèn)題以及函數(shù)的極大和極小值問(wèn)題等，在牛頓前已經(jīng)得到人們的研究了。但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對(duì)以往分散的努力加以綜合，將自古希臘以來(lái)求解無(wú)限小問(wèn)題的各種技巧統(tǒng)一為兩類(lèi)普通的算法微分和積分，并確立了這兩類(lèi)

44、運(yùn)算的互逆關(guān)系，從而完成了微積分創(chuàng)造中最關(guān)鍵的一步，為近代科學(xué)開(kāi)展提供了最有效的工具，開(kāi)辟了數(shù)學(xué)上的一個(gè)新紀(jì)元。 牛頓沒(méi)有及時(shí)發(fā)表微積分的研究成果，他研究微積分可能比萊布尼茨早一些，但是萊布尼茨所采取的表達(dá)形式更加合理，而且關(guān)于微積分的著作出版時(shí)間也比牛頓早。 在牛頓和萊布尼茨之間，為爭(zhēng)論誰(shuí)是這門(mén)學(xué)科的創(chuàng)立者的時(shí)候，竟然引起了一場(chǎng)悍然大波，這種爭(zhēng)吵在各自的學(xué)生、支持者和數(shù)學(xué)家中持續(xù)了相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間，造成了歐洲大陸的數(shù)學(xué)家和英國(guó)數(shù)學(xué)家的長(zhǎng)期對(duì)立。英國(guó)數(shù)學(xué)在一個(gè)時(shí)期里閉關(guān)鎖國(guó)，囿于民族偏見(jiàn)，過(guò)于拘泥在牛頓的“流數(shù)術(shù)中停步不前，因而數(shù)學(xué)開(kāi)展整整落后了一百年。 應(yīng)該說(shuō)，一門(mén)科學(xué)的創(chuàng)立決不是某一個(gè)人的

45、業(yè)績(jī)，它必定是經(jīng)過(guò)多少人的努力后，在積累了大量成果的根底上，最后由某個(gè)人或幾個(gè)人總結(jié)完成的。微積分也是這樣，是牛頓和萊布尼茨在前人的根底上各自獨(dú)立的建立起來(lái)的。 1707年，牛頓的代數(shù)講義經(jīng)整理后出版，定名為?普遍算術(shù)?。他主要討論了代數(shù)根底及其(通過(guò)解方程)在解決各類(lèi)問(wèn)題中的應(yīng)用。書(shū)中陳述了代數(shù)根本概念與根本運(yùn)算，用大量實(shí)例說(shuō)明了如何將各類(lèi)問(wèn)題化為代數(shù)方程，同時(shí)對(duì)方程的根及其性質(zhì)進(jìn)行了深入探討，引出了方程論方面的豐碩成果，如，他得出了方程的根與其判別式之間的關(guān)系，指出可以利用方程系數(shù)確定方程根之冪的和數(shù)，即“牛頓冪和公式。牛頓對(duì)解析幾何與綜合幾何都有奉獻(xiàn)。他在1736年出版的?解析幾何?中引

46、入了曲率中心，給出密切線圓(或稱(chēng)曲線圓)概念，提出曲率公式及計(jì)算曲線的曲率方法。并將自己的許多研究成果總結(jié)成專(zhuān)論?三次曲線枚舉?，于1704年發(fā)表。此外，他的數(shù)學(xué)工作還涉及數(shù)值分析、概率論和初等數(shù)論等眾多領(lǐng)域。偉大的成就對(duì)光學(xué)的三大奉獻(xiàn) 在牛頓以前，墨子、培根、達(dá)芬奇等人都研究過(guò)光學(xué)現(xiàn)象。反射定律是人們很早就認(rèn)識(shí)的光學(xué)定律之一。近代科學(xué)興起的時(shí)候，伽利略靠望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了“新宇宙，震驚了世界。荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅爾首先發(fā)現(xiàn)了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說(shuō) 牛頓以及跟他差不多同時(shí)代的胡克、惠更斯等人，也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣，用極大的興趣和熱情對(duì)光學(xué)進(jìn)行研究。1666年，牛頓在家休假期間，得到了

47、三棱鏡，他用來(lái)進(jìn)行了著名的色散試驗(yàn)。一束太陽(yáng)光通過(guò)三棱鏡后，分解成幾種顏色的光譜帶，牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住，只讓一種顏色的光在通過(guò)第二個(gè)三棱鏡，結(jié)果出來(lái)的只是同樣顏色的光。這樣，他就發(fā)現(xiàn)了白光是由各種不同顏色的光組成的，這是第一大奉獻(xiàn)。 牛頓為了驗(yàn)證這個(gè)發(fā)現(xiàn)，設(shè)法把幾種不同的單色光合成白光，并且計(jì)算出不同顏色光的折射率，精確地說(shuō)明了色散現(xiàn)象。揭開(kāi)了物質(zhì)的顏色之謎，原來(lái)物質(zhì)的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年，牛頓把自己的研究成果發(fā)表在?皇家學(xué)會(huì)哲學(xué)雜志?上，這是他第一次公開(kāi)發(fā)表的論文。 許多人研究光學(xué)是為了改進(jìn)折射望遠(yuǎn)鏡。牛頓由于發(fā)現(xiàn)了白

48、光的組成，認(rèn)為折射望遠(yuǎn)鏡透鏡的色散現(xiàn)象是無(wú)法消除的(后來(lái)有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現(xiàn)象)，就設(shè)計(jì)和制造了反射望遠(yuǎn)鏡。 牛頓不但擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)計(jì)算，而且能夠自己動(dòng)手制造各種試驗(yàn)設(shè)備并且作精細(xì)實(shí)驗(yàn)。為了制造望遠(yuǎn)鏡，他自己設(shè)計(jì)了研磨拋光機(jī)，實(shí)驗(yàn)各種研磨材料。公元1668年，他制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡樣機(jī)，這是第二大奉獻(xiàn)。公元1671年，牛頓把經(jīng)過(guò)改進(jìn)得反射望遠(yuǎn)鏡獻(xiàn)給了皇家學(xué)會(huì)，牛頓名聲大震，并被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。反射望遠(yuǎn)鏡的創(chuàng)造奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的根底。 同時(shí)，牛頓還進(jìn)行了大量的觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)計(jì)算，比方研究惠更斯發(fā)現(xiàn)的冰川石的異常折射現(xiàn)象，胡克發(fā)現(xiàn)的肥皂泡的色彩現(xiàn)象，“牛頓環(huán)的

49、光學(xué)現(xiàn)象等等。牛頓還提出了光的“微粒說(shuō)，認(rèn)為光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直線運(yùn)動(dòng)路徑。他的“微粒說(shuō)與后來(lái)惠更斯的“波動(dòng)說(shuō)構(gòu)成了關(guān)于光的兩大根本理論。此外，他還制作了牛頓色盤(pán)等多種光學(xué)儀器。偉大的成就構(gòu)筑力學(xué)大廈 牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開(kāi)普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)三定律。在牛頓以前，天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽(yáng)運(yùn)行？天文學(xué)家無(wú)法圓滿(mǎn)解釋這個(gè)問(wèn)題。萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)說(shuō)明，天上星體運(yùn)動(dòng)和地面上物體運(yùn)動(dòng)都受到同樣的規(guī)律力學(xué)規(guī)律的支配。 早在牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律以前，已經(jīng)有許多科學(xué)家嚴(yán)肅認(rèn)真的考慮過(guò)這個(gè)問(wèn)題

50、。比方開(kāi)普勒就認(rèn)識(shí)到，要維持行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)必定有一種力在起作用，他認(rèn)為這種力類(lèi)似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運(yùn)動(dòng)中發(fā)現(xiàn)，保持物體沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)需要一種向心力。胡克等人認(rèn)為是引力，并且試圖推到引力和距離的關(guān)系。 1664年，胡克發(fā)現(xiàn)彗星靠近太陽(yáng)時(shí)軌道彎曲是因?yàn)樘?yáng)引力作用的結(jié)果；1673年，惠更斯推導(dǎo)出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開(kāi)普勒第三定律，推導(dǎo)出維持行星運(yùn)動(dòng)的萬(wàn)有引力和距離的平方成反比。牛頓自己回憶，1666年前后，他在老家居住的時(shí)候已經(jīng)考慮過(guò)萬(wàn)有引力的問(wèn)題。最有名的一個(gè)說(shuō)法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發(fā)生的那樣

51、，一個(gè)蘋(píng)果從樹(shù)上掉了下來(lái) 一個(gè)蘋(píng)果的偶然落地，卻是人類(lèi)思想史的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使那個(gè)坐在花園里的人的頭腦開(kāi)了竅，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終于，他發(fā)現(xiàn)了對(duì)人類(lèi)具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力。牛頓高明的地方就在于他解決了胡克等人沒(méi)有能夠解決的數(shù)學(xué)論證問(wèn)題。1679年，胡克曾經(jīng)寫(xiě)信問(wèn)牛頓，能不能根據(jù)向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來(lái)證明行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。牛頓沒(méi)有答復(fù)這個(gè)問(wèn)題。1685年，哈雷登門(mén)拜訪牛頓時(shí)，牛頓已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律：兩個(gè)物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比。 當(dāng)時(shí)已經(jīng)有了地球半徑、日地距離

52、等精確的數(shù)據(jù)可以供計(jì)算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力，也證明了在太陽(yáng)引力作用下，行星運(yùn)動(dòng)符合開(kāi)普勒運(yùn)動(dòng)三定律。 在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫(xiě)成劃時(shí)代的偉大著作?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?一書(shū)?；始覍W(xué)會(huì)經(jīng)費(fèi)缺乏，出不了這本書(shū)，后來(lái)靠了哈雷的資助，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。牛頓在這部書(shū)中，從力學(xué)的根本概念(質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力)和根本定律(運(yùn)動(dòng)三定律)出發(fā)，運(yùn)用他所創(chuàng)造的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬(wàn)有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系，把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。站在巨人

53、的肩上牛頓的研究領(lǐng)域非常廣泛，他除了在數(shù)學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等方面做出卓越奉獻(xiàn)外，他還花費(fèi)大量精力進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。他常常六個(gè)星期一直留在實(shí)驗(yàn)室里，不分晝夜的工作。他在化學(xué)上花費(fèi)的時(shí)間并不少，卻幾乎沒(méi)有取得什么顯著的成就。為什么同樣一個(gè)偉大的牛頓，在不同的領(lǐng)域取得的成就竟那么不一樣呢？ 其中一個(gè)原因就是各個(gè)學(xué)科處在不同的開(kāi)展階段。在力學(xué)和天文學(xué)方面，有伽利略、開(kāi)普勒、胡克、惠更斯等人的努力，牛頓有可能用已經(jīng)準(zhǔn)備好的材料，建立起一座宏偉壯麗的力學(xué)大廈。正象他自己所說(shuō)的那樣“如果說(shuō)我看得遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟?。而在化學(xué)方面，因?yàn)檎_的道路還沒(méi)有開(kāi)辟出來(lái)，牛頓沒(méi)法走到可以砍伐材料的地方。 牛頓在臨終前對(duì)

54、自己的生活道路是這樣總結(jié)的：“我不知道在別人看來(lái)，我是什么樣的人；但在我自己看來(lái)，我不過(guò)就象是一個(gè)在海濱玩耍的小孩，為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。 這當(dāng)然是牛頓的謙遜。怪異的牛頓牛頓并不善于教學(xué)，他在講授新近發(fā)現(xiàn)的微積分時(shí)，學(xué)生都接受不了。但在解決疑難問(wèn)題方面的能力，他卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了常人。還是學(xué)生時(shí)，牛頓就發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算無(wú)限量的方法。他用這個(gè)秘密的方法，算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)高價(jià)買(mǎi)下了一個(gè)棱鏡，并把它作為科學(xué)研究的工具，用它試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光。 開(kāi)始，他并不愿意發(fā)表他的觀察所得

55、，他的發(fā)現(xiàn)都只是一種個(gè)人的消遣，為的是使自己在寂靜的書(shū)齋中解悶，他單獨(dú)遨游于自己所創(chuàng)造的超級(jí)世界里。后來(lái)，在好友哈雷的竭力勸說(shuō)下，才勉強(qiáng)同意出版他的手稿，才有劃時(shí)代巨著?自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理?的問(wèn)世。作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開(kāi)了小差，他腦海了只剩下了無(wú)窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。牛頓沉著不迫地觀察日常生活中的小事，結(jié)果作出了科學(xué)史上一個(gè)個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。他馬虎拖沓，曾經(jīng)鬧過(guò)許多的笑話。一次，他邊讀書(shū)，邊煮

56、雞蛋，等他揭開(kāi)鍋想吃雞蛋時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問(wèn)題，便單獨(dú)進(jìn)了內(nèi)室，朋友等了他好久還是不見(jiàn)他出來(lái)，于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤(pán)子，不告而別了。等牛頓想起，出來(lái)后，發(fā)現(xiàn)了盤(pán)子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過(guò)了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問(wèn)題。牛頓晚年但是由于受時(shí)代的限制，牛頓根本上是一個(gè)形而上學(xué)的機(jī)械唯物主義者。他認(rèn)為運(yùn)動(dòng)只是機(jī)械力學(xué)的運(yùn)動(dòng)，是空間位置的變化；宇宙和太陽(yáng)一樣是沒(méi)有開(kāi)展變化的；靠了萬(wàn)有引力的作用，恒星永遠(yuǎn)在一個(gè)固定不變的位置上隨著科學(xué)聲譽(yù)的提高，牛頓的政治地位也得到了提升。1689年，他被中選為國(guó)會(huì)中的大學(xué)

57、代表。作為國(guó)會(huì)議員，牛頓逐漸開(kāi)始疏遠(yuǎn)給他帶來(lái)巨大成就的科學(xué)。他不時(shí)表示出對(duì)以他為代表的領(lǐng)域的厭惡。同時(shí)，他的大量的時(shí)間花費(fèi)在了和同時(shí)代的著名科學(xué)家如胡克、萊布尼茲等進(jìn)行科學(xué)優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)論上。晚年的牛頓在倫敦過(guò)著堂皇的生活，1705年他被安妮女王封為貴族。此時(shí)的牛頓非常富有，被普遍認(rèn)為是生存著的最偉大的科學(xué)家。他擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，在他任職的二十四年時(shí)間里，他以鐵拳統(tǒng)治著學(xué)會(huì)。沒(méi)有他的同意，任何人都不能被選舉。晚年的牛頓開(kāi)始致力于對(duì)神學(xué)的研究，他否認(rèn)哲學(xué)的指導(dǎo)作用，虔誠(chéng)地相信上帝，埋頭于寫(xiě)以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，竟提出了“神的第一推動(dòng)力的謬論。他說(shuō)“上帝統(tǒng)治萬(wàn)物，我們是

58、他的仆人而敬畏他、崇拜他。1727年3月20日，偉大艾薩克牛頓逝世。同其他很多杰出的英國(guó)人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。牛頓巨人的磨難文藝復(fù)興時(shí)期，自然科學(xué)和人文主義思想以神奇的速度開(kāi)展起來(lái)，基督教會(huì)的觀點(diǎn)和信條受到了巨大的沖擊，其統(tǒng)治地位搖搖欲墜。于是，不甘失敗的教廷瘋狂地迫害那些具有新思想、新理論的進(jìn)步科學(xué)家。在這場(chǎng)科學(xué)與神權(quán)的斗爭(zhēng)中，偉大的自然科學(xué)家伽利略受到了巨大的磨難。他所遭受的不公正的待遇和指控，直到他逝世后兩百年，才被教廷所推翻 。1564年2月15日，伽利略出生在意大利的比薩城。他的祖輩是佛羅倫薩的名門(mén)貴族，父親是著名的音樂(lè)家，精通希臘交和拉丁文，數(shù)學(xué)方面也頗有造詣。因此伽利從小受到了良好的家庭教育，他十二歲時(shí)，進(jìn)入佛羅倫薩附近的瓦洛姆布洛薩修道院學(xué)校學(xué)習(xí)。他在這里閱讀了不少希臘羅馬古典作品。十七歲，伽利略進(jìn)入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，同時(shí)潛心鉆研數(shù)學(xué)，并用自制的儀器進(jìn)行自然科學(xué)實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)檢驗(yàn)教授們講授的教條。伽利略因這一“藐視權(quán)威的做法而受到學(xué)校的警告處分，他也因此沒(méi)拿到畢業(yè)證書(shū)而離開(kāi)了比薩大學(xué)。1588年，伽利略由于發(fā)表了論文?固體的重心?而聲