关于两门新科学的对话
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作者[意]伽利略
出版社北京大学出版社
ISBN9787301313213
出版时间2019-07
装帧精装
开本其他
定价128元
货号9806195
上书时间2024-12-04
商品详情
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导语摘要
入选2020年教育部全国中小学生阅读指导目录科学元典丛书，销量超过100万+！
你收藏的不仅仅是“纸”的艺术品，更是两千年人类文明史！
全新改版·华美精装·大字彩图·书房必藏北京大学物理学教授、中国力学学会副理事长武际可翻译
作者简介
伽利略（1564—1642），意大利数学家 、物理学家、天文学家，近代实验科学的奠基人。他开创了数学与实验相结合的研究方法，对近代科学的发展起到了关键作用。代表作有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》《关于两门进步科学的对话》 译者：武际可（1934 — ）：北京大学物理学教授，曾任中国力学学会副理事长、计算力学专业委员会副主任、《力学与实践》期刊主编、《固体力学学报》编委、吉林大学兼职教授，出版有论著、译著、教材多部。
目录
导 读 / 1 英译者前言 / 1 序 言 / 1 出版人致读者 / 1 伽利略致*杰出的诺阿耶伯爵的献词 / 1 **天 / 1 第二天 / 65 第三天 / 95 第四天 / 153 附 录 / 187
内容摘要
对话者 萨耳维亚蒂（简称“萨耳”）（Salviati） 萨格利多（简称“萨格”）（Sagredo） 辛普里修（简称“辛普”）（Simplicio） 萨耳：你们威尼斯人在有名的兵工厂里进行的经常性活动，特别是包含力学的那部分工作，对好学的人提出了一个广阔的研究领域。因为在这部分工作中，各种类型的仪器和机器被许多手工艺人不断制造出来，在他们中间一定有人因为继承经验或利用自己的观察，在解释问题时变得高度熟练和很好聪明。 萨格：你说得很对。生性好奇的我，常常访问这些地方，纯粹是为了观察那部分人的工作而带来的愉悦，由于那些人比其他技工具有较强的优势，我们称之为“头等人”。同他们讨论对我的某些研究结果常常很有帮助，不仅包括那些明显的，还包括那些深奥的和几乎是不可想象的结果。有几次我由于不能解释某些事物而陷于困惑乃至绝望中，是直觉告诉我什么是对的。不久前，有一位老人告诉我们虽然是认可的和已被普遍接受的事，但如同在无知的人们中流传的许多别的说法一样，在我看来接近是错误的；因为我认为，他们的这些说法是为了表现他们知道一些事情，而对那些事他们并不理解。 萨耳：你可能会提到下面这件事：当我们问及为什么较大容积的船下水要用木头支架和大支柱，而小船则无须这样做时，他很后的解释是，之所以如此是为了避免在自重（vasta mole）作用下船断裂的危险。那么小船就没有危险了吗? 萨格：是的，这正是我的意思；并且我要特别谈及他很后的断言，尽管有的断言是流行的，但我总把它看作是错误的；也就是说，在讲到这样那样类似的机械时，我们不能用小的来论证大的，因为许多在小尺寸上成功的装置对大尺寸就不行。现在，因为力学有其几何学基础，在几何学里尺寸对图形是不起作用的，我没有见过圆、三角形、柱、锥或其他固体图形在其尺寸改变时其性质也随之改变。这样一来，如果一个大机器是由小机器把零件按比例放大来建造的，并且如果小机器按设计要求是足够强的，我不明白大机器为什么会经不起有可能对它进行的猛烈的破坏性检验。 萨耳：这种公众意见是保证错误的。确实，从这一方面看它是错误的；准确地说，反过来却是对的。就是说，许多机器采用大尺寸可以比小尺寸建造得甚至更完美；例如，一架既能计时又能报时的时钟按大尺寸制造，要比小尺寸更为准确。一些有才智的人持有同样的看法，但其依据更为合理；他们抛开了几何而论证说，大尺寸的机器性能更好是由于材料的缺陷和差异造成的。这里，我相信你们不会责怪我夸大其词，如果说材料有缺陷，其缺陷甚至大到使很透彻的数学证明都无效，这并不足以解释具体机器和抽象机器之间所观察到的偏差。我还要肯定地说，即使没有缺陷，并且物质是保证理想的、不变的和没有任何偶然偏差的，事实依然是，大机器与用同样的材料、同样的比例做的小机器相比，则机器愈大愈弱。既然我假定物质是不变的，并且总是同样的，我们就至少能够在严格意义下讨论这种持续的和不变的性质，就像它属于简单的和纯粹的数学那样。这样，萨格利多，你优选改变你或许还有其他很多力学方面的学生所持有的关于机器和结构承受外部扰动能力的意见，即当它们是由同一材料建造并且在零件之间保持相同比例时，它们是同等地，而不是成比例地抵抗或屈服于外部的扰动和破裂。因为我们可以用几何来证明，大机器与小机器相比，其强度并不成比例。很后，我们可以说，对于每种机器及其结构，不管是人造的还是天然的，总存在一个必然的极限，技术和大自然都不能越过；当然这里所用的是同一材料且保持一定的比例。 萨格：我已经眼花缭乱了。就像乌云突然被闪电照亮了那样，我的理智立刻被奇特的光亮所充满，它现在向我招手，并且突然有许多朦胧而奇怪的、粗略的想法纠缠在一起。由你所说，展示给我的是，不可能用同一材料建造两个相似的结构，其大小不同而具有成比例的强度；并且，如果是这样的话，就不可能找到用同一种木头做的两根简单的柱子，其强度和抗力相似而大小不同。 萨耳：萨格利多，正是这样。为了确信我们彼此理解，假定我们取一根长度和大小一定的木棒，使它与墙成直角，即与水平面平行地插入墙里，使其长度调整到恰好承担其自身，结果是如果再增加毫发尺度它也会在自重作用下断裂，这将是世界上仅有的这种木棒。因此，例如说，它的长度是宽度的100倍，你就不可能找到另一根木棒，其长度也是宽度的100倍，而它和前一根一样，刚好支承其自重而且不能再多：所有比它长的木棒都将断裂，而所有比它短的木棒将足够强，在自重之外还可以支承一些别的东西。我所说的关于支承能力的这些话必须被理解为也适用于其他试验；所以如果一小根木料（corrente）能支承类似于自己的10倍重量，一根具有同样比例的梁（trave）将不可能支持10根类似的梁。 P3-4
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精彩内容
导 读 伽利略从比萨大学毕业以后，大致经历了三个时期：在比萨大学任教三年（1589—1591），在帕多瓦大学任教18年（1592—1610），之后他回到佛罗伦萨任托斯卡纳大公爵的首席哲学家和数学家（1610—1642）。这三个城市都保留有伽利略的印迹。 伽利略一生以对话体写了两本不朽的著作，即：《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门的对话》。 伽 利略（1564—1642）是*伟大的科学家之一。他出生于意大利的比萨，父亲是一位音乐家。1581年，17岁的伽利略来到比萨大学学医。在学校里，他以数学和物理学见长，而且因为善于辩论而闻名全校。 伽利略从比萨大学毕业后，大致经历了三个时期：在比萨大学任教三年（15891591），在帕多瓦大学任教18年（15921610），之后他回到佛罗伦萨任托斯卡纳大公爵的首席哲学家和数学家（16101642）。 伽利略一生以对话体写了两本不朽的著作，即：《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于两门的对话》。这两本书，都是以三个人：萨耳维亚蒂（简称萨耳）、萨格利多（简称萨格）和辛普里修（简称辛普）进行四天对话的形式写成。前两人分别代表伽利略的化身和他的朋友，第三人则代表受旧学说影响较深而又有探求兴趣的发问者。 一、这是一本什么样的书 为了说明伽利略《关于两门的对话》出版的艰巨，我们需要简略介绍一下他的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。 16241630年，伽利略花了很大的精力写出了巨著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，并于1632年出版。这本书全面而系统地讨论了哥白尼日心体系和托勒密地心体系的各种分歧，并以作者的许多新研究成果和新阐释的惯性原理揭示了哥白尼体系的正确和托勒密体系的谬误。 该书的出版激怒了教会，1633年2月宗教法庭把伽利略传到罗马，并于1633年3月12日审判。宗教法庭强迫年近古稀的伽利略认错，责令他居住在佛罗伦萨郊区，不得离开，并且不许传播《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。在这样的条件下，伽利略要出版任何新的著作所遇到的困难是可想而知的。 宗教法庭对伽利略的审判与迫害，是整个人类历史上黑暗势力迫害科学发展的典型。随着科学的发展，这种迫害显得越来越荒唐。在判决伽利略359年后，梵蒂冈终于认识到1633年判决的错误，于是一个调查委员会在1979年组成了。1983年，罗马教廷才宣布“给伽利略定罪的法官犯了错误”。经过这个委员会13年的调查研究，罗马教皇终于在1992年做出了对伽利略正式平反的决定。 《关于两门的对话》出版于1638年，是伽利略积数十年研究工作的总结，它是伽利略*重要的著作之一。 在经过因《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》而受的审判后，伽利略对于这后一本《关于两门的对话》表现得更为重视、谨慎，也更为机警。 从伽利略遗留的信件中，有早在1602年11月29日写给莫恩泰（）的涉及重体沿圆弧与所对的弦下落的信，有1604年10月16日给萨尔皮（）的关于重体自由下落的信，还有在1609年2月11日写给安托利奥·德·美第奇（）的信，信中说他已经“完成了关于具有不同长度、厚度和形状的梁的受力和强度的所有的定理和实证”。这说明，从伽利略着手研究《关于两门的对话》的内容直到这本书的出版，是经过了近40年的历程。 对于因《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》遭受审判的打击的伽利略来说，如何使《关于两门的对话》能够顺利出版，的确需要有相当的智慧。 伽利略*初试图在罗马或威尼斯出版，结果都没有可能。*后他不得不托好友把书稿带到宗教势力所达不到的境外出版。该书正文前面的一则伽利略给诺阿耶（）伯爵的简短的献词充分表现出他的睿智。字面上他假装对印刷这本书什么也没有做，声称将永不出版他的任何著作，*多是把他的手稿分发到这儿或那儿。他甚至对他的《关于两门的对话》落入埃尔泽菲尔（）的手中而且很快就出版表示大为惊诧，由此被要求写一个献词。 伽利略《关于两门的对话》以对话体讨论了他对两门——材料力学与动力学——的研究结果。全书分四天谈话，**、第二天是关于材料强度和物体受力的问题，第三、第四天是关于动力学问题。 伽利略是一位伟大的科学家和思想家。人们说他是现代科学之父是很有道理的。他是古希腊之后，经过一千多年欧洲黑暗时期，公开向宗教的权威、向亚里士多德关于动力学的错误、向旧知识及其方法体系宣战的**人。 人们说伽利略是实验科学之父。在这本书中，他系统描述了如何通过大量实验为（材料力学和动力学）奠定基础。人们说伽利略是*早把物理与严格的数学结合的**人，在这本书中，他正是系统地利用他那个时代的数学去解决物理问题和论证新的物理定律，从而打开通向现代精密科学的大门。人们说伽利略是开创动力学的**人，这本书的大部分内容正是他关于落体、抛体和动力学基本规律方面研究的总结。 伽利略在《关于两门的对话》中提出了固体的强度问题，介绍了他*早进行的梁的强度实验，提出了等强度梁的概念，讨论了在重力下物体尺寸对强度的影响，提出了落体*速下落曲线问题，给出了重力场下能量守恒的早期叙述，给出了简单情形下的虚功原理，讨论了大气压力问题，叙述了摆的等时性现象，**次将音乐的声调与物体的振动联系起来，提出了光传播速度的概念并且给出了一种测量光速的设想，等等。书中提出的新概念和新思想，无不对后来的科学发展产生深刻的 影响。 二、伽利略是如何批驳亚里士多德的 牛顿的《自然哲学之数学原理》在不多的几个定义之后，接着就是的“三大定律”，似乎这些原理是牛顿悟出来的，也无须什么解释。 其实，在探求运动规律的问题上，人类走过了漫长的路。而关键的一步，是伽利略的研究。正如伽利略在书中所说，“在自然界，没有比运动更古老的了，关于它哲学家们写了不少的书；不过我借助于实验发现了它的某些性质，这些性质是值得知道的，并且是迄今为止还没有被观察和论证的”。 动力学的发展，所面对的**困难就是亚里士多德统治了一千多年的错误结论。这些错误结论归结起来无非是两条：一是物体下落速度与其重量成比例，二是物体在介质中所受的阻力与介质的密度成比例。 关于**个问题，根据亚里士多德的学说，物体在同一介质中运动，由它们的重量决定了它们具有不同的本性速度。我们来看伽利略批驳这个结论的对话： 关于亚里士多德的第二个错误，《关于两门的对话》在引进许多实验进行反驳后，借萨耳维亚蒂的口作结论说： 伽利略《关于两门的对话》的精彩内容，表现在所涉及两门的许多课题上。要深入领略这些人类思想的闪光点，我们必须通读原书。 三、我们为什么要阅读《关于两门的对话》 伽利略《关于两门的对话》出版到现在虽然已经经过了三百多年的历史，但是现在读起来，仍然收获很多。 在科学技术高速发展的今天，人们所从事研究的分工越来越细，所掌握的知识领域越来越狭窄。在这种条件下，当我们重新研读古代大师们的著作时，大师们的思想常常会启发我们今天的研究，使我们跳出分工的狭小圈子，从更广的角度思考问题，推动我们的研究。 为了追寻力学的早期发展，对力学史有兴趣的读者，伽利略的这本书是不可不读的。它可以使我们理解伽利略对科学的贡献以及伽利略时代人们对力学问题的理解。 近代精密科学是从力学开始的，而经典力学的动力学又是从伽利略的这本书开始的。所以凡是有兴趣寻找现代科学发展轨迹的人，这本书也是不可不读的。 从现代科学发展水平来看，伽利略所处时代的那些研究工作，凡是具有高中文化水平的读者都是能够看懂并且从阅读中获益的。伽利略这本书体现的科学方法也是近代科学方法的精髓。作为现代社会的人，不可不熟悉现代科学，不可不了解现代科学的方法。而阅读伽利略这本书，可以了解现代科学方法的源头。所以把它作为一本物理学、力学和现代科学方法论的启蒙读物，也是合适的。 从近代科学的发展水平来看，不可否认，伽利略这本著作中还存在许多错误。例如在梁的截面内的应力分布问题上他没有考虑梁的纤维的变形，例如在*速下降的曲线问题上他误以为*速下降的曲线是圆弧，再例如他误以为绳索在自重下其形状是一条抛物线，还例如对光速测量上，他的设想又过于粗糙，等等。不过，和历史上的许多伟大的发现一样，在一开始总是在正确的认识中夹杂着许多错误的认识的，这大概是科学发展的一个一般规律。例如发现热力学机械效率的卡诺（Nicolas Léonard Sadi Carnot），在热学问题上曾经是燃素说的积极支持者，发现行星运动规律三大定律的开普勒，曾经是一位占星术士。伽利略在这本书中所表现的错误，是他所处时代的局限性所带来的。关于梁的变形问题上，在他那个时候，弹性力学的胡克定律也还没有定型，何况处理这类问题需要和变量打交道，而处理变量的锐利武器——微积分还没有诞生。按伽利略所处的时代，我们可以说，在科学上他是一位在荒野中开辟道路的勇士，在探求前人没有开辟的新路上，走一些弯路，犯一些错误是不足为怪的和难以避免的，它一点也不会损害伽利略在科学史上的伟大形象。 我是抱着学习的态度翻译伽利略的《关于两门的对话》的，伽利略的原书是用意大利文写作的，我不懂意大利文，此中译本是从1914年美国学者亨利·克鲁和阿方索·德·萨尔维奥的英译本译出的。希望读者在阅读之余，对译稿提出宝贵意见。
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