伽利略，意大利天文学家、物理学家和工程师，现代自然科学的开创者。伽利略一生对科学的贡献极大，涉及力学、天文学、光学、热学等多个方面。在学习自然科学的道路上，他将是我们要提起的“常客”。

伽利略，1564年2月15日出生于意大利比萨。当时的意大利，是欧洲文艺复兴运动的中心，繁荣的环境也使得这里成了文化、艺术与科学的热土。

意大利位于地中海的中心，狭长的亚平宁半岛一直延伸到地中海深处，而地中海又地处欧洲、亚洲、非洲三个大洲的中心，从东方运来的丝绸、茶叶等货物，会在西亚由阿拉伯人转运到地中海，非洲和欧洲的商品也会在地中海相互交流，意大利人就借助他们天然的位置优势，建立起了极为繁荣的贸易路线。

正如上一章中我们讲过的商业繁荣的古希腊、埃及一样，这种古代的商业中心会促使来往的商队进行充分交流，来自各地的知识与文化也会在此碰撞，商业中心也就很容易成为文化、科技中心。

得益于繁荣的贸易，意大利也就顺理成章地成了当时欧洲的经济与文化中心。文艺复兴运动也率先在意大利兴起，这是一场科学、文化、艺术在欧洲的恢复运动，大约从14世纪持续到17世纪。

14世纪的欧洲，经历了长达800年黑暗的中世纪，教廷长期把持着欧洲科学与文化领域全部的话语权。在这期间，科学几乎没有进步，甚至产生了倒退，一些古希腊、古罗马时期就已经被发现并总结的科学规律也逐渐失传了，反而是由于贸易的原因，生活在西亚的阿拉伯人掌握了这些科学知识，并将其留传下来。在14世纪，又通过经济与文化的交流路线传回欧洲，第一站就是意大利。

正因为这是欧洲人再一次接触到了已经被他们遗忘的科学与文化知识，因此被称作文艺“复兴”[6]。重新被人们发现的科学与文化知识，蓬勃发展的艺术，都使得意大利成为欧洲经历中世纪黑暗之后曙光照进来的地方。而1564年出生的伽利略，将成为这曙光中最亮的一束。

少年时，伽利略遵从父亲的期望，16岁到比萨大学学医。17岁那年，有一次伽利略到教堂去，目光却放在了教堂顶部悬挂的吊灯上，他一边仰头观察，一边还把手放在脉搏上。原来，他注意到吊灯正在晃动，并且晃动幅度越来越小。奇怪的是，晃动幅度减小以后，吊灯每摆动一个来回，所需要的时间，似乎并未减少，这引起了伽利略的兴趣。他摸着自己的脉搏进行更准确的计时，得到的结果仍然是——时间没变！

他回去以后，就自制了一个“单摆”，也就是在细线下端悬吊了一个铜块——以此来模拟吊灯。他让这个“单摆”在空中摆动，再一次验证了自己的猜想：“尽管随着时间的推移，摆动幅度会减小，但是摆动一个来回所需要的时间不会变。”之后，人们根据少年伽利略总结出来的这一规律，制作出了摆钟。

后来，伽利略向父亲提出请求，希望改修数学与自然哲学[7]。他父亲不太情愿，但还是同意了。伽利略不仅仅在科学上展现了天赋，在艺术方面也有所建树。他研究过素描，并于24岁时在佛罗伦萨的美术学院担任讲师。25岁时，伽利略入职比萨大学数学系。

上图为单摆，细线悬吊一个重物（可以是小球，或者其他物体）。

上图为摆钟，下方的单摆每摆动一个来回，钟内的齿轮就会转动相应的格数，累积起来，可以控制表针的走动。

也许你看到伽利略的经历，会觉得非常不可思议，这种大幅度的转换专业，在今天是一件很难做到的事情。

因为在经历了几百年的近代科学发展后，学科门类越分越细，学科之间的壁垒也越来越高，人们越来越难做到如此巨大的跨越。

而在伽利略所处的时代，科学刚刚兴起，学科之间还没有这样高的壁垒，一个人可以相对容易地在两个或者多个方向做到顶尖。

比如，我们很熟悉的达·芬奇，他可不是只有画鸡蛋这一个绝活，他不仅是个伟大的画家，还在机械、解剖学等诸多领域有极高的建树。