伽利略在科學發展史上所呈現的重大意義—實驗或理論?

Abstract

從哥白尼到克卜勒對天文學研究工作所達到的見解：天上各行星的運動，可以用簡單、均勻、對稱及和諧的數學方法來表述。伽利略同理認為：地面上的落體運動，應該也遵循某一數學的簡單模式。他拋棄亞里斯多德「目的論」的定性解釋，使用數學定量的方法，來分析物體下落是怎樣一個加速變化的過程。一開始他使用了錯誤的假設：速度增加與距離增加成比例。後來，經過一個內在的推理，他發現了這假設的矛盾，讓他重新思考落體現象應遵循的正確原理：速度與時間成比例，由這原理才使得他完成落體定律「距離與時間平方成比例」的數學論證。這樣的一個結果，是與他同時代的天才哲學家笛卡耳略所不能達到的；因為笛卡耳他機械論的哲學觀點，使他對落體現象的解釋方法被侷限。

從伽利略《關於兩門新科學的對話》一書有關落體運動的討論可以清楚知道，他所使用的陳述方法是完全的數學推理及論證。在書中所說明的實驗是一個幾近理想的思想實驗，即使這實驗能完美地做出來，他的實驗價值也不是用來獲得他想得到的落體定律。他實驗的目的，只是為說服人的一種工具，對於不相信數學論證的結果是與現實相符的人，藉由實驗的驗證能使他們信服。因此，伽利略在科學發展史上所呈現的重大意義及貢獻，主要是在於他開創了一個新的科學方法，使用數學分析在自然運動的研究問題上，奠定了近代科學發展的基石。