18、斜塔上的實(shí)驗(yàn)
一、基本情況介紹
1、 關(guān)于文章
《斜塔上的實(shí)驗(yàn)》是一篇寫伽利略生平的人物傳記的節(jié)選。本文描述了伽利略的兩個重大發(fā)現(xiàn)和他孩童時候及學(xué)生時代的情況,表現(xiàn)了他不輕信權(quán)威,堅持用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)真理、探索真理的科學(xué)思想和熱愛科學(xué)、勇于創(chuàng)新、甘為科學(xué)奉獻(xiàn)終身的精神。
文章先寫伽利略發(fā)現(xiàn)自然的節(jié)奏原則的經(jīng)過,突出表現(xiàn)了伽利略善于發(fā)現(xiàn)和思考問題,并善于用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新精神。其次,是對伽利略孩童時候和學(xué)生時代情況的記敘,意在描寫他的成長道路,表現(xiàn)他對科學(xué)的不懈追求和獻(xiàn)身精神。最后描寫伽利略發(fā)現(xiàn)自由落體定律的經(jīng)過,表現(xiàn)了他堅信實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)思想和不輕易相信權(quán)威、不怕威脅的探索精神和創(chuàng)新精神。
文章構(gòu)思巧妙。它沒有按一般人物傳記以時間為順序的寫法,而是從描寫人物經(jīng)歷中最典型的一個場面落墨,迅速地吸引住讀者,按照“擺動掛燈的啟示——孩子和學(xué)生時代——比薩斜塔上的實(shí)驗(yàn)”的思路展開,這樣構(gòu)思全文,不僅使讀者清楚地了解到伽利略的生平和兩個重大發(fā)現(xiàn),而且讀來感到波瀾起伏、興趣盎然。
雖然寫人物傳記,主要是記敘人物的生平經(jīng)歷,但如果只是平鋪直敘,就難免使人感覺單調(diào)、乏味。本文在記敘中加入了適當(dāng)?shù)拿鑼懀鐚懡烫脷夥铡①だ缘耐蝗话l(fā)現(xiàn)、教授學(xué)生的壓制反對、觀看斜塔上的實(shí)驗(yàn)的隊伍等都運(yùn)用了描寫,這種將記敘和描寫相結(jié)合的表達(dá)方法使文章生動形象、令人愛讀,不僅讓我們充分了解到伽利略在發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程中的相關(guān)細(xì)節(jié),而且還感受到伽利略重大發(fā)現(xiàn)背后的巨大壓力,更突現(xiàn)出伽利略不怕威脅、勇于探索和創(chuàng)新的精神。
2、關(guān)于伽利略
本文的主人公伽利略(Galileo Galilei)是偉大的意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家,近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的創(chuàng)始人。他于1564年2月15日出生于比薩城的一個沒落貴族家庭。父親是數(shù)學(xué)家、音樂家。
伽利略自小就表現(xiàn)出非凡的思考能力、制作和觀察的能力,他17歲進(jìn)入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī),期
間得以接觸阿基米德和歐幾里德等的數(shù)學(xué)著作,奠定了數(shù)學(xué)方面相當(dāng)深厚的造詣。18歲時,有一次他到比薩教堂去做禮拜,他注意到油燈鏈條的擺動規(guī)律,由此發(fā)現(xiàn)了自然的節(jié)奏原則。(這個重大發(fā)現(xiàn)在課文中有詳細(xì)記述。)
由于伽利略不輕信權(quán)威,常用自己的觀察和實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)教授們的理論和教條,因而他遭到了教授們的反對和制裁,至使他無法得到醫(yī)生文憑,被迫離開比薩大學(xué)。回家后,他一邊幫助父親經(jīng)營店鋪,一邊繼續(xù)學(xué)數(shù)學(xué)、做實(shí)驗(yàn)。
后在友人吉多鮑多伯爵的推薦下,伽利略擔(dān)任了比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授一職,主講數(shù)學(xué)及天文。他在這一時期集中研究了有關(guān)運(yùn)動方面的問題,對亞里士多德的落體運(yùn)動提出了質(zhì)疑,試圖以阿基米德的“浮力原理”來解釋落體運(yùn)動,他認(rèn)為:在真空中,物體下落的速度和它的密度成正比。伽利略的這一想法同樣遭到了教授們的壓制甚至是威脅,由此便發(fā)生了課文中所寫的伽利略在比薩斜塔做實(shí)驗(yàn)一事。
1592至1610年是伽利略科學(xué)研究的黃金階段。這一時期伽利略受聘于地中海威尼斯共和國的帕多瓦大學(xué),那里學(xué)術(shù)氣氛自由,鼓勵自由研究和自由思想,對于伽利略來說,較少的教會控制,能讓他充分發(fā)揮所長,建立他的科學(xué)宇宙觀。就在帕多瓦大學(xué),伽利略開展了大量的科學(xué)研究活動。
1611年,羅馬教廷向伽利略發(fā)出警告——不準(zhǔn)宣傳他的學(xué)說。1615年,在教廷的壓制下,伽利略只能秘密地寫書,1623年,直到他的朋友,以保護(hù)科學(xué)藝術(shù)而聞名的烏爾班八世即位教皇,才使得他從禁令中解放出來。1632年,伽利略發(fā)表了《關(guān)于托勒玫和哥白尼的兩大世界體系的對話》一書,以對話形式闡明了他的觀點(diǎn)。但此舉再次激怒教廷,他被判處無限期監(jiān)禁在家中。1635年,伽利略發(fā)表了另一部著作《關(guān)于兩種新科學(xué)的對話》,進(jìn)一步對力學(xué)問題作出了精辟論述。
1642年1月8日,伽利略含冤而逝,終年78歲。直到1979年,羅馬教廷才承認(rèn)伽利略所受到的審判是不公正的。
二、思維過程分析
比薩城一個年輕的醫(yī)科大學(xué)生,正在大教堂里跪著祈禱。除了一條鏈條擾人的擦碰聲,大廳里一片寂靜。①一個教堂司事,剛注滿一盞從教堂頂上懸掛下來的油燈,漫不經(jīng)心地讓它在空中來回擺動。擺動著的掛燈鏈條的嘀嗒聲驚擾了這個學(xué)生,引起他一連串的思考。② 突然,他跳起身來,這一舉動使其他禮拜者大為驚訝。在擺動著的油燈的節(jié)奏中,他仿佛遭到了閃光的突然襲擊。他覺得鏈條的節(jié)奏似乎是有規(guī)律的,那盞嘀嗒作響的掛燈每往返擺一次用的時間似乎一樣長,盡管往返的距離越來越小。③ 他的感覺正確嗎?如果正確,那他就是發(fā)現(xiàn)了奇跡。他決定立刻回家,馬上去弄明白究竟是看花了眼,還是發(fā)現(xiàn)了大自然的一個偉大真理。④ 他一到家,就找來兩根同樣長的繩索,各墜上一塊重量相同的鉛塊,將兩條繩索分別系在不同的廳柱上,準(zhǔn)備做他的實(shí)驗(yàn)。他請他的教父穆契柯·鐵達(dá)迪幫助他進(jìn)行這個實(shí)驗(yàn):"你數(shù)這條繩索的擺動次數(shù),我數(shù)那一條。" 老頭子聳一聳肩。"又是伽利略一個發(fā)瘋的念頭。"他咕噥著,但是他同意幫忙。 伽利略手拿兩個鉛擺,將一個拉到距垂直線四手掌寬的位置,另一個拉到兩手掌寬的位置,然后同時放開手。兩個人分別數(shù)了兩條繩索的來回次數(shù),然后加以比較。總數(shù)是一樣的,各為100次。兩條繩索的起點(diǎn)雖大不相同,但在同樣時間內(nèi)到達(dá)同樣的點(diǎn)上。 就這樣,從教堂的油燈的擺動中,伽利略發(fā)現(xiàn)了自然的節(jié)奏原則⑤。今天,這項原則已應(yīng)用于時鐘計時、計數(shù)脈搏。計算日食和推算星辰的運(yùn)動等方面。⑥ 伽利略不停地搞實(shí)驗(yàn)。甚至當(dāng)他還是一個孩子的時候,就不輕易相信權(quán)威。他將每一事物都放在自己的感官和思索的考察之下。⑦他是一個音樂師的兒子,但從小就對"天空的音樂"有興趣。他父親提到他時說,他是一個心不在焉的小星象家,說他常常眼里看見奇象,耳朵里聽見異音。⑧在學(xué)校里,當(dāng)老師試圖解說拉丁文的介詞或意大利文的動詞的重要性時,小伽利略的心已經(jīng)隨著他父親買給他作為生日禮物的那個小氣球而飛到天外去了。⑨在游戲時,他制作了各式各樣粗糙的像車、船、風(fēng)車之類的小玩意兒。這些也就是他在每天步行中以異常敏銳的感官觀察到的各種東西。⑩ 他父親有自己的主意,他要伽利略去做一個服裝商人。可伽利略也有自己的打算,他決定以科學(xué)為終身事業(yè)。在那不講科學(xué)的年代里,從事這一行,意味著一輩子的貧困和默默無聞。最后,父子兩人妥協(xié),伽利略進(jìn)入了比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)。 背著別人,他仍一心一意地鉆研他的數(shù)學(xué),藏在他的希波克拉底和蓋侖的醫(yī)學(xué)教科書下面的,是歐幾里德和阿基米德的著作。空閑時,他用自制的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。⑾ 他的教授們很快就風(fēng)聞他的學(xué)習(xí)動向和實(shí)驗(yàn)活動了。他們很不贊成,認(rèn)為一個學(xué)生要獨(dú)立思考,這簡直是不折不扣的異端。教授們宣布說,所有科學(xué)上的問題最后都被亞里士多德一勞永逸地解決了。無論何時,如果一個學(xué)生敢于對一條教條式的說法提出異議,教授只需引用亞里士多德的一句話就可以結(jié)束爭論:導(dǎo)師已經(jīng)指示過了。那就等因奉此,再沒有什么可說的了。可是這兒卻偏有一個青年學(xué)生,倔強(qiáng)到敢于用自己的實(shí)際觀察來檢驗(yàn)他的教授們的那些教條。這種狂妄行為必須加以制裁--為了大學(xué)的聲名,也為了有益于他的靈魂。可是伽利略并不理會,他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)"數(shù)理科學(xué)是大自然的語言"。為了學(xué)好這種語言,他決意獻(xiàn)出自己的一生。 伽利略的教授們拒絕發(fā)給他醫(yī)生文憑,因此他就離開了比薩大學(xué)。這樣,他成了一個人所共知的學(xué)醫(yī)失敗的人,一個"玩弄無用的數(shù)學(xué)的精神病患者"。可是,他玩弄數(shù)學(xué)的技巧,卻在意大利一些知名的數(shù)學(xué)家,如基烏塞比·莫列提、克里土多浮若·克拉菲阿教父以及基烏杜巴多·德爾·蒙地等人中間,贏得了赫赫英名。伽利略曾經(jīng)把自己的一些科學(xué)見解告訴他們,而他們也送給他一個"當(dāng)代的亞里土多德"的光榮稱號。⑿ 比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授席位空出了,伽利略總算得到了這個位置--主要是由于別人不屑要它,因?yàn)槟晷街挥?0土庫提(約合65美元)。 教學(xué)之余,伽利略更忙于實(shí)驗(yàn)。他說,他的目的是重新檢驗(yàn)亞里土多德有關(guān)科學(xué)的學(xué)說,而不是把這些學(xué)說當(dāng)做福音真理來接受。他發(fā)現(xiàn)真理的道路,不是靠背誦亞里士多德的著作,而是通過學(xué)習(xí)"大自然這本寶書"。⒀ 學(xué)生們聽了他的講課,不客氣地嘲笑他。有些教授也罵得他狗血噴頭。這個不知天高地厚的后生小子想要干什么?他居然把亞里土多德的神圣的卷帙從書架上搬走,而代之以繩索、錫塊、杠桿,圓形的、多角形的、平面的這樣那樣滑稽的玩意兒。不是嗎,這些都是小孩子的玩具,是不可以作為嚴(yán)肅地研究宇宙秘密的工具的。"制止這種胡鬧!"他們威脅說,否則,他們就將給他一頓教訓(xùn),叫他永不會忘記。⒁ 伽利略拒絕停止他的實(shí)驗(yàn),因此他們就決定將威脅付諸行動。⒂與亞里土多德的教導(dǎo)相反,伽利略認(rèn)為,如果兩個不同重量的物體同時從同一高度落下,就會同時落地。這幫教授認(rèn)為,這完全是胡說八道。"除了傻瓜,沒有人會相信一根羽毛同一顆炮彈能以同樣速度通過空間下降。"現(xiàn)在正是揭穿伽利略的荒唐,叫他永世不得翻身的時候了。他們要讓他在大學(xué)的全體教授和學(xué)生面前當(dāng)場出丑,使他愚笨的學(xué)說當(dāng)場被揭穿。 伽利略很樂于接受這個挑戰(zhàn)。為這次"表演"選定的地點(diǎn)是比薩斜塔。⒃指定的日期到了,教授們穿著他們的紫色絲絨長袍,整隊走到塔前。學(xué)生們和鎮(zhèn)上的很多人則走在這些人的前面。大家吵吵嚷嚷,興高采烈,準(zhǔn)備看伽利略出洋相,對他的人品宣判死刑。 當(dāng)伽利略一步一步爬上斜塔時,大家都噓他。他一只手拿著一個10磅重的鉛球,另一只手拿著一個1磅重的鉛球。時間到了,伽利略讓兩個鉛球從塔頂同時落下。大家先是一陣嘲弄的哄笑--然后隨之是大吃一驚的竊竊私語。難以相信的事情真的發(fā)生了!兩個重量不同的鉛球,同時從塔頂下落,同時越過空中,同時落到地上。⒄ 伽利略用實(shí)驗(yàn)證明了他的理論。⒅ | ①伽利略在寂靜的大教堂里祈禱。 這個意位引出了本文的主人公—伽利略,并運(yùn)用描寫的手法,用有聲寫無聲,一條鏈條的擦碰聲襯托出教堂大廳的安靜氛圍。 ②掛燈鏈條的擺動聲引起了伽利略的注意和思考。 這個意位中的“漫不經(jīng)心”寫出了教堂司事對掛燈鏈條的擺動早已熟視無睹,然而正是這人們司空見慣的現(xiàn)象卻“驚擾了”伽利略,“引起他一連串的思考”,這一對比足見伽利略是多么善于發(fā)現(xiàn)問題、愛思考問題。 ③伽利略的靈感來了,他覺得鏈條的節(jié)奏似乎是有規(guī)律的。 這個意位具體寫到了伽利略對掛燈鏈條擺動的思考。 “他仿佛遭到了閃光的突然襲擊”一句運(yùn)用比喻,生動地描寫了靈感到來的情景。靈感往往是在苦苦的思考中由某一現(xiàn)象觸發(fā)產(chǎn)生的。 其中的“覺得”、“似乎”表明這僅是一種猜想,還有待驗(yàn)證。 ④伽利略想要馬上弄明白自己的感覺是否正確。 這是承上啟下的一個過渡意位,承接前面靈感的產(chǎn)生,引出下面的實(shí)驗(yàn)。 這個意位表明伽利略不但善于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題、愛思考問題,還慣于用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)真理。 ⑤伽利略通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自己的感覺,發(fā)現(xiàn)了自然的節(jié)奏原則。 在這個意位中,讓我們注意一下伽利略的實(shí)驗(yàn)助手——他的教父穆契柯·鐵達(dá)迪的言語和舉動。 “又是伽利略一個發(fā)瘋的念頭”,一個“又”字和“發(fā)瘋的念頭”一詞說明伽利略時常會產(chǎn)生類似這樣異乎常人的猜想、假設(shè)很多,這只不過是其中的一個。 從“老頭子聳一聳肩”、“他咕噥著”,但結(jié)果卻是他“同意幫忙”,表明教父雖然認(rèn)為這是伽利略的一個發(fā)瘋的念頭,但是以前類似這種發(fā)瘋的念頭曾經(jīng)成功過,所以他會同意幫忙。 ⑥自然的節(jié)奏原則現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。 以上的①--⑥意位構(gòu)成了本文的第一個層次,寫的是伽利略發(fā)現(xiàn)擺的規(guī)律的經(jīng)過,表現(xiàn)了他善于發(fā)現(xiàn)和思考問題,并善于用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的創(chuàng)新精神。 ⑦伽利略還是個孩子的時候,就不輕易相信權(quán)威,他喜歡觀察、思考、實(shí)踐。 這是一個承上啟下的意位。“不停地搞實(shí)驗(yàn)”是緊緊承接上面的內(nèi)容,而“甚至”一詞引出下文的伽利略的孩童和學(xué)生時代的情況。這里運(yùn)用倒敘的寫法突破了一般人物傳記以時間為順序的慣用寫法。 ⑧伽利略從小對天文感興趣。 ⑨小伽利略是個愛幻想的學(xué)生。 ⑩小伽利略常做的游戲是將觀察到的各種東西動手制作出來。 ⑧--⑩意位形成一個序列,告訴我們小伽利略是個善于觀察、喜歡幻想、樂于動手的孩子,這些特點(diǎn)正是他“決定以科學(xué)為終身事業(yè)”的基礎(chǔ)。 ⑾伽利略要以科學(xué)為終身事業(yè)的想法未能得到父親的認(rèn)同,最終,父子倆妥協(xié),他進(jìn)入了比薩大學(xué)學(xué)醫(yī),但他對學(xué)醫(yī)并不感興趣,仍一心鉆研他的數(shù)學(xué),做他自己的實(shí)驗(yàn)。 “他決定以科學(xué)為終身事業(yè)。在那不講科學(xué)的年代里,從事這一行,意味著一輩子的貧困和默默無聞”,從這字里行間我們可以感受到伽利略那崇高的奉獻(xiàn)精神,他是多么的熱愛科學(xué)。 ⑿伽利略的科研活動遭到了教授們的反對和制裁,在這場反對壓制的斗爭中,雖然他學(xué)醫(yī)失敗了,但他在數(shù)學(xué)方面獲得成功。 “異端”:指不符合正統(tǒng)思想的主張或教義。 “等因奉此”:“等因”和“奉此”都是舊時公文用語,“等因”用來結(jié)束所引來文,“奉此”用來引起下文。“等因奉此”泛指文牘,比喻例行公事,官樣文章。 這個意位中運(yùn)用描寫的手法,生動表現(xiàn)了教授們對伽利略的反對和制裁,他們把伽利略的科研活動認(rèn)定為“不折不扣地異端”,是一種“狂妄行為”,他們不給伽利略發(fā)醫(yī)生文文憑,但即便是這樣,伽利略并沒有去理會,他仍堅定地要為科學(xué)獻(xiàn)身。由此可見,當(dāng)時伽利略要承受多么大的壓力,他這種不輕信權(quán)威,不怕威脅、對科學(xué)不懈追求和勇于獻(xiàn)身的精神令人折服。 ⑦——⑿意位構(gòu)成了本文的第二個層次,寫得是伽利略的孩童和學(xué)生時代的情況,表現(xiàn)了他對科學(xué)的不懈追求和為科學(xué)獻(xiàn)身的精神。 ⒀伽利略得到了比薩大學(xué)數(shù)學(xué)教授的席位,教學(xué)之余,他仍忙于用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)真理、發(fā)現(xiàn)真理。 伽利略檢驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)真理的道路與眾不同,他不象其它人那樣靠背誦亞里士多德的著作,把亞里土多德有關(guān)科學(xué)的學(xué)說當(dāng)作福音真理來接受,而是通過學(xué)習(xí)"大自然這本寶書",他是用實(shí)踐來檢驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)真理。 ⒁學(xué)生和教授對伽利略的嘲弄和威脅。 這個意位運(yùn)用描寫的手法生動表現(xiàn)出學(xué)生們對伽利略的嘲弄、教授們對伽利略的威脅,這些我們可以從“不客氣地嘲笑”、“狗血噴頭”、“不知天高地厚”、“小孩子的玩具”、“胡鬧”等詞語中體會到。 ⒂伽利略拒絕停止他的實(shí)驗(yàn),因此他們就決定將威脅付諸行動。 這個意位作為這一自然段的首起。與前面學(xué)生和教授對伽利略的嘲弄和威脅相呼應(yīng),并交代了后面伽利略做斜塔上的實(shí)驗(yàn)的原因。 ⒃教授們認(rèn)為伽利略的想法很荒唐,他們向伽利略提出挑戰(zhàn),想讓他在眾人面出丑,伽利略欣然應(yīng)戰(zhàn)。 伽利略敢于向亞里士多德的理論挑戰(zhàn),當(dāng)教授們認(rèn)為他在胡說八道,覺得他愚蠢無比,甚至想要看他當(dāng)眾出丑,看他的笑話時,伽利略的態(tài)度卻是:他“很樂于接受這個挑戰(zhàn)”。 這個意位很好的表現(xiàn)了伽利略不輕信權(quán)威、不怕威脅的、勇于探索的精神。 ⒄伽利略在眾人面前進(jìn)行斜塔上的實(shí)驗(yàn)的全過程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果是:“兩個重量不同的鉛球,同時從塔頂下落,同時越過空中,同時落到地上。” 在這個意位中,作者還花了不少筆墨來描寫觀看實(shí)驗(yàn)的觀眾,那盛大的場面表明這次實(shí)驗(yàn)影響之大,同時也反映出當(dāng)時反科學(xué)勢力的強(qiáng)大,這樣的寫法起到了營造氣氛的作用,更突現(xiàn)了伽利略的勇敢、求索、創(chuàng)新精神。 ⒅伽利略用實(shí)驗(yàn)證明了他的理論。 這個意位作為全文的結(jié)尾,言簡意賅,銼鏘有聲。 ⒀--⒅意位構(gòu)成了本文的第三個層次,寫了斜塔上的實(shí)驗(yàn)的前后經(jīng)過,表現(xiàn)了伽利略不輕信權(quán)威、不怕威脅、不懈追求科學(xué)的探索精神和創(chuàng)新精神。 |