伽利略对科学的贡献，首先表现在对物理学的贡献上。他提出相对性原理，有人称其为力学相对性原理；提出惯性定律，虽然今天我们理解的惯性定律是笛卡儿第一次正确表述的，但人们通常仍称为伽利略惯性定律；正确地描述了自由落体运动规律，被称为是牛顿第二定律的雏形。伽利略对重心、速度、加速度等运动的基本概念作了详尽研究并给出了严格的数学表达式，尤其是加速度概念的提出，是力学史上的一个里程碑，他还提出过合力定律和抛射体运动规律。伽利略在天文学上也做出了突出的贡献，曾用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。伽利略是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家 ，这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。

作为科学实验的倡导者和实践者，伽利略并不是第一人。毕达哥拉斯就做过真正意义上的科学实验，亚里士多德也曾从事过科学实验，培根对实验的倡导力度并不亚于伽利略及其后来者。但是把所有科学结论都建立在科学实验的基础上，并对这一工具理性本身进行哲学反思，以此创造出一种理想化方法，使实验成为科学研究中的基本手段却是从伽利略开始的。因此，从这个意义上说，伽利略才应当是“整个现代实验科学的真正始祖”。伽利略一生中做过很多著名实验。如斜面实验、摆的振动实验、抛物体实验、落体运动实验等。所有这些实验都体现了伽利略的实验——工具理性哲学思想。

伽利略科学实验思想的首要构件是寻求感性事实。与后来的几乎所有现代科学家一样，伽利略把科学理论都奠基于感觉经验上，强调自然本身对于科学的绝对优先权。无经验就无理论，无实据就无科学。他说，“只要一次单独的实验或与此相反的确证，都足以推翻这些理由以及许多其他可能的依据”；“自然并不是先制造出头脑，然后才按照它们的知性能力来构造事物的，而是它首先按照自己的方式创造出事物，然后再构造人的知性”。应该说，科学研究当以经验事实为基础这一点本是毋庸置疑的，因为这几乎是所有科学家的本能反应，但他们在实际的科研活动中，特别是建构理论解释系统、寻求为自己辩护依据时就未必始终清醒了，因而伽利略一再申言，“我们的争论是关于感觉世界的争论，不是纸上之争。”科学理论正确与否，不是单凭逻辑推论，而必须“回到特定的论证、观察和实验之中”，新兴的科学理论想要寻求辩护，就只有借助真实可靠的实验事实。

所以，伽利略在批驳辛普利丘不是崇奉实验而是崇奉古人时再次强调：“可能这些权威们没有做过实验就得出了结论；你自己就是很好的例子，因为你没有做过实验就肯定了它，并且对权威的教条深信不疑。他们总是相信前人，并且一直相信下去而永远找不到一个做过试验的人。因为任何人只要做一次，就会发现试验的结果同书上的恰恰相反”。最简单的真理在奴性者的眼里往往又是神秘的。

伽利略科学实验思想的第二个构件是通过周密的实验设计以纯化对象，剔除假象。如前所述，在伽利略看来，科学理论的建构不是依凭逻辑或权威，而是诉诸经验事实。然而经验从何而来呢?诉诸人的感官之感觉？这一点对向来就重视经验的他来说当然不会受到怀疑。然而感觉的局限性往往会使人很难准确与精确地把握自然的真实联系。因此要获取可靠而真实的经验事实就必须通过周密的实验设计以纯化对象，剔除假象。他曾举例说，历史上好多人对于运动都有论述，但运动的性质与真实状况究竟是什么？仅仅靠感官观察是不够的，就像亚里士多德之所以错了，并非在于其逻辑论证不严谨，而恰恰在于他囿于经验所造成的假象。

后来，伽利略不无骄傲地说，一些人已经观察到一个下落物体的运动是加速运动，但就没有宣告这种加速运动是在什么程度上产生的；一些人注意到一个抛物体的运动轨迹是一曲线，但就是没能证明这条曲线必定是一条抛物线，而这一切他却做到了。“亚里士多德首先是通过感觉、实验和观察所得的结果，尽可能地弄清自己的那些结论无误；以后他才设法加以证明。在实验科学里，当结论是真实时，人们就可以使用分析方法探索出一些已经证实的命题，或者找到某种自明的公理；但如果结论是错误时，人们就可以永远探索下去而找不到任何已知的真理”。显然，这段话并不是要否定亚里士多德的观察与实验，而恰恰表明的是由于观察 (包括粗陋的实验)本身的局限有可能使结论引向谬误(尽管在推论上正确)。正因为此，伽利略特别注重精确实验的设计与实践，以谋求实验结果的尽可能准确。

伽利略科学实验思想的第三个构件(亦为实验的最高级别)是理性重建下“思想实验”。诚如爱因斯坦所言，“常听人说，伽利略之所以为近代科学之父，是由于他以经验的、实验的方法来代替思辨的、演绎的方法。但我认为，这种理解是经不住严格审查的。把经验的态度同演绎的态度截然对立起来，那是错误的，而且也不代表伽利略的思想”。伽利略自己也说，“表象如果没有理智插进来，很显然是会使感觉受到蒙蔽的”。的确，人们在实验中将自然现象数量化描述或将自然过程延缓与加速，还只是实验的功效之一种，更重要的是通过实验过程，可以把一些在天然状态下的自然问题以较为理想化的方式再现出来。例如，他在“惯性问题”研究时就曾把斜面设计成像镜子般光滑，把滑动的小球制成既硬又重的青铜圆球，这显然是一个理想化实验装置，虽与理论要求还有距离，但较之完全的自然景况来说，毕竟有了质性变化。再如，他通过对“落体佯谬”的思想实验否定了亚里士多德“落体运动速度与其重量成正比”的定论；通过炮弹发射过程之受力分析的思想实验，论证了其路径实为一条抛物线；通过在航船的桅杆上抛射石子之受力分析的思想实验，确证了其路径是一条螺线，等等。

正如韦斯特福尔所评论的那样，“伽利略抓住了操纵杆的另一端。就在亚里士多德从经验出发的始端，伽利略从理想化的情况出发，而实际情况只是理想化的情况的一个不完美的体现。在定义理想条件之后，他便能理解无疑包括摩擦在内的所需物质条件所带来的限制。”伽利略提出并运用的思想实验至少有三点好处：一是可以克服在自然状态下无法消除的各种限制因素，便于观察和记录准确的信息；二是可以在理想条件下排除其它的干扰信息，甚至创造出自然状况下不具有的物理情景，以便人们较为清晰地抓住自然过程中最重要也是最本质的方面；三是通过这种思想性的条件设计，便于人们直接借助几何逻辑进行跨时空的抽象思维，在纯粹的几何王国中去领略对象的核心关联与可能规律。也正因为此，此后的科学发展很大程度上应归功于更为精密巧制的实验装置的设计和采用，归功于此种思想实验的推延与扩张(如爱因斯坦建构相对论)，而伽利略无疑是这方面的先师与引航者。

伽利略对物理学的贡献不仅在于他对旧理论体系的批判精神和对物理学的伟大贡献，还在于他卓越的实验思想对人类发展的推动作用。爱因斯坦曾高度评价他的功绩：“伽利略的发现以及所用的实验推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，他标志着物理学的开端。”

名言：

一切推理都必须从观察与实验得来。

真理不在蒙满灰尘的权威著作中，而是在宇宙、自然界这部伟大的无字书中。

世界是一本以数学语言写成的书。

靳一昕：博士，一昕读书会主持人，先后就读于北京航空航天大学、上海交通大学及清华大学，美国加州州立理工大学访问学者，中国科技网专栏作者，《光明日报》《科技日报》特约评论员，北京大学特约研究员。先后出版《科技思维让你赢》《科技领导力》《科技精英启示录》等多部优秀作品。

阅读，让时间看得见，遇见最好的自己，邂逅有缘的你，把你的阅读心得与大家分享，让知识在流动中实现价值跃迁，共同学习，快乐学习，欢迎加入我们的读书会！返回搜狐，查看更多