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与它们各自的重量成比例。伽利略用另一种实验来检验他的假说——自由下落的物体的
运动是匀加速的。我们要问的是：自由落体的速度的增值是否与消逝的时间成正比呢？
我们会看见，在进行一项人们会在其中提出这类有关大自然的问题的实验中，将会产生
出许多问题。要直接检验这种比率是不可能的。所以，伽利略检验了另一个定律，一个
他希望检验的逻辑推论，这就是：距离与时间的平方成正比。即使这一检验也超出了伽
利略的能力所为，因为自由下落的物体运动得太快，以致于他难以进行测量。因此，正
像他所说的那样，他“冲淡重力”，在一个斜面上进行了实验。他在实验中发现，时间
平方律确实经受住了实验的检验。当然，伽利略是位伟大的实验家，他充分认识到，进
行大量不同角度的斜面实验是很重要的；在所有这些斜面实验中，定律都经受住了检验。
我不想详细地讨论伽利略是怎样根据斜面角度的增大用数学来表述重力沿斜面的分量的。
只要说明以下这一点就足已了：伽利略在所选择的例子中表明，随着思想的发展和“科
学”的日益复杂，必须要设计出一个实验用来检验那些哪怕看起来最简单的定律如：距
离与时间的平方成正比。
伽利略不仅认识到对运动所作的抽象的数学推理一般均可适用于自然界中所观察到
的真实的运动，并且通晓用实验来检验数学规则的技术，他也熟知怎样说明思想状态与
实验状态的差距。例如，他通过实验发现，从一个高塔上下落的重的物体比轻的物体略
微早一点接触地面；他把这个微小的差额归因于空气阻力以及重的物体和轻的物体克服
这种阻碍作用的相对能力。他提出结论说，在理想状态下，在真空中或自由空间内，它
们下落的情况是完全相同的。
在进行实验设计以便对假说加以检验的同时，伽利略还对自然现象作了实验探讨。
斯蒂尔曼·德雷克对伽利略的手稿进行了仔细研究后，重现了这类探讨实验。这类实验
很有可能就是伽利略解决惯性问题的关键，而且，它们几乎已经使伽利略以一种与他在
《两种新科学》中所描述的方法略有不同的方式得出了匀加速运动定律。
伽利略的确不是第一位进行实验的科学家，但他是头等重要的科学家之一，他在进
行数学分析的同时，使实验成了他的科学的一个组成部分。事实上，他把实验技术与数
学分析相结合（例如在斜面实验中所做的那样），使他名符其实地成了科学的探究方法
的奠基人。
伽利略大量的实验和天文学观察包含了他的科学的哲学中两个革命的特征（与斯蒂
尔曼·德雷克的通信为我澄清了这个问题）。一个是，伽利略所表明的信念：“感性经
验和必要的证明”“不仅优于哲学信条而且优于神学信条。”很有可能，直到19世纪，
“大多数科学家才采取了与他相同的立场。”第二个特征与伽利略的探讨工作有关（德
雷克称，伽利略的探讨是“他的科学中主要的富有创新性的部分，而且，伽利略在许多
地方都提到过这种探讨”），这就是“在裁决任何科学问题时权威不足为据。”在《水
中的物体》中，伽利略更进一步评论说：“阿基米德的权威并不比亚里士多德的权威更
加重要；阿基米德之所以正确，是因为他的结论与实验相符。”德雷克怀疑“除了他那
些自身就可以说明问题的发现外，伽利略对其科学中任何新颖的问题都要考虑。”我们
可以同意德雷克的看法，即伽利略仅仅“把他自己看作是把托勒密很成功地运用于天文
学上的方法用在了物理学上；也就是，在不考虑古老的［亚里士多德的］意义上的因果
条件或［借助于〕形而上学原则的情况下，用几何学方法和算术方法把辛勤测量的结果
运用在可检验的预见之上。”
伽利略的成果广为人知，人们也都因此承认，他使运动学得到了改革和更新。沃尔
特·查尔顿1654年出版了《自然科学》一书，该书主要涉及的是新老原子论的自然哲学，
而且，它以介绍伽利略、伽桑狄以及笛卡尔等人在运动学方面的成就而闻名。查尔顿在
这部书中毫不怀疑地认为，伽利略的研究是全新的研究。他认为“伟大的伽利略”“奠
定了运动本质的…基础”，正是这一成就导致了“亚里士多德的有关学说”的“覆灭”
（p．435）。他认识到了，“没有一位古人的探讨”深入到“物体向下运动”时速度增
加的“比率或速率”，而伽利略却发现了这个问题，此外，正是这位“伟大的伽利略”
完成了“对大自然最鲜为人知的奥秘的探讨，这种探讨是无与伦比的”（35，455）。
在17世纪的科学文献中，伽利略似乎不仅是运动定律的发现者和亚里土多德的驳斥
者，而且还是最早用望远镜观察天空的探索者。约瑟夫·格兰维尔在其论文《现代实用
知识的改进》中（1676，18－19），用了整整一页的篇幅来论述伽利略用望远镜所做出
的发现：
在［第谷·布拉赫］以后随继而来的时代，亦即我们这个时代，他的发现和他的前
辈人著名的哥白尼的那些发现得到了非常好的应用；而且，天文学在人们心目中获得了
有史以来最为崇高、最为完美的地位。如果愿意的话，可以用一部书的篇幅来描写所有
独特的发现，但我不想这样做，我只想简要地谈一下。我打算先谈谈伽利略，这位享有
盛名的望远镜的创造者，尽管首先发明这种绝妙的望远镜的荣誉应归于阿姆斯特丹的雅
各布斯·梅齐乌斯，但改进了它的却是著名的伽利略，而且是他首先把望远镜应用于对
星空的观测；凭借得天独厚的优势，他发现了银河的本质，发现了猎户星座上端由21颗
新星组成的星云，和由36颗新星在巨蟹座中共同构成的另一处星云，他还发现了土星的
光环，木星的卫星，他把它们的运动汇编成了一个星历表。根据这些新月状的东西就可
以确定木星到地球的距离，以及到子午圈的距离，这将是一件很有意义的事，因为这总
可以通过一年一次或两次的月食来测量；其实，根据这些新的行星的星蚀进行计算的机
会是常有的，这一年反复出现了480次。此外，（望远镜还促使）伽利略发现了奇怪的土
星位相，它有时是椭圆形的，有时是圆形的；金星也像月球一样有时增大，有时缩小；
他还发现了太阳的黑点，以及它围绕自己的中轴的自转；还发现了由其不同位置的黑点
集合而成的月球的天平动；以及其他一些令人惊讶的、具有实用价值的奇妙的现象，它
们是古人从未见到过的。
也许可以把这段会令读者窒息的说明与格兰维尔对开普勒一带而过的叙述加以对照：
下一个要谈的是开普勒，他首先提出了椭圆假说，并对火星的运动进行了极为准确
的和富有启发性的观察；他还用最为清晰和明确的方式撰写出了哥白尼天文学的概要，
书中含有其他一些人的发现，也有他本人的几项著名的发现；书中没有提到星历表，也
没有提到有关营星的著作。格兰维尔甚至没有提及开普勒的面积定律或和谐定律，而已
显然对开普勒以行星运动的物理学原因为基础建立新的天文学纲领并不重视。
牛顿在《原理》中指出，伽利略之所以名扬天下，不仅是因为三项运动定律中的头
两项定律，而且还是因为这头两项定律的推论，它们涉及到了向量速度的组合问题及其
解决办法。’所以，牛顿为伽利略欢呼，说伽利略是他自己的理论力学最初的奠基者，
同时却贬低了开普勒的作用：说他只是行星运动的第三定律或和谐定律的发现者，彗星
的观察者。他甚至怀疑开普勒是否发现了椭圆轨道定律和面积定律。（有关牛顿和开普
勒的讨论，参见科恩1975）17世纪的天文学无疑就是伽利略天文学。伽利略倡导使用望
远镜，从而使天文学的观察基础发生了革命，并使他以现代科学奠基者之一的身份赢得
了主导地位。他对自由下落问题的研究。他对抛射体运动和沿斜面向下的运动的分析，
业已成为与实验相结合的数学分析的典范。他所发现的有关匀速运动和匀加速运动的定
律依然是这门科学的基础。实验方法，尤其是那些每次可能只改变一个参量的实验方法，
仍旧以他的名字命名。伽利略比开普勒（他没有伽