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24岁的伽利略是意大利比萨大学的数学教授。遇到难题时，他就经常坐在当地的教堂里。教堂里的照明灯在长链子上轻轻地摆动着。1598年夏天，他发现这些灯总是以相同的速度摆动。
伽利略决定测量照明灯摆动的时间，于是，他按住脖子上的脉搏开始测量其中的一盏灯的摆速，接着他又测量了另一盏稍大的照明灯的摆速，结果发现两盏灯的摆动速度相同。他借来了祭台助手点灯的长灯芯，用力摆动大小不同的两盏灯。经过多日的计时测量，他发现不论灯质量大小，弧线长短（松手点与最低点的高度差始终相等），这些灯沿着弧线摆动速度完全相同。
质量大的灯和质量小的灯以相同速度沿着弧线下落，这一发现与持续2000年的理论基础截然不同。伽利略深为这一发现所吸引。
站在比萨大学的课堂上，伽利略一只手拿着一块砖，另一只手拿着用水泥砌在一起的两块砖，好像在掂量它们的分量，比较它们的质量。他对学生说：“各位同学，经过观察来回摆动的钟摆，我得出一个结论，亚里士多德的观点是错的。”
全班学生都大吃一惊：“亚里士多德的观点有误？！”每个人在学校里的第一堂自然科学课上，首先学习到的就是：古希腊哲学家亚里士多德的著作是科学的基础。亚里士多德的一条定理就是：重的物体因其质量大的下落速度快。
伽利略爬上桌子，把砖头举到齐眉的高度，松开了手。“砰”的一声，两块砖落在地板上。他问道：“质量大的下落得快吗？”
学生们摇了摇头，两块砖是同时落地的。
伽利略喊道：“再来一次！”他再次抛下砖头，学生们仍呆呆地站在哪里。“砰”的一声，他又问道：“质量大的下落的快吗？”不是的，两块砖头还是同时落地。学生们目瞪口呆，伽利略当场宣布亚里士多德的结论是错误的。
但是，世人不愿接受伽利略的科学发现。他的朋友里奇，一名数学家，看到伽利略的砖块落地演示后，说道：“我只承认两块砖块与一块砖块是以相同速度落地的，但是我仍不能轻易相信亚里士多德的理论是错误的，还是在找另外的实例来证明吧！”
伽利略认为自己需要公开进行一次更有说服力的实证演示，让众人接受他的发现。据说，为了演示新发现，他站在著名的比萨斜塔顶上，从191英尺的高度同时扔下一个10磅的铅球和一个1磅的铅球。虽然无法确定他究竟是否在高塔上扔过铅球，但自由落体定律终成事实。
古希腊权威思想家亚里士多德（公元前384—322年）曾经断言：物体从高空落下的快慢同物体的重量成正比，重者下落快，轻者下落慢。比如说，十磅重的物体落下时要比一磅重的物体落下快十倍。1800多年来，人们都把这个错误论断当作真理而信守不移。直到16世纪，伽利略（公元1564—1642年）才发现了这一理论在逻辑上的矛盾。伽利略说，假如一块大石头以某种速度下降，那么，按照亚里士多德的论断，一块小些的石头就会以相应慢些的速度下降。要是我们把这两块石头捆在一起，那这块重量等于两块石头重量之和的新石头 ，将以何种速度下降呢？如果仍按亚里士多德的论断，势必得出截然相反的两个结论。一方面，新石头的下降速度应小于第一块大石头的下降速度，因为加上了一块以较慢速度下降的石头，会使第一块大石头下降的速度减缓；另一方面，新石头的下降速度又应大于第一块大石头的下降速度，因为把两块石头捆在一起，它的重量大于第一块大石头。这两个互相矛盾的结论不能同时成立，可见亚里士多德的论断是不合逻辑的。伽利略进而假定，物体下降速度与它的重量无关。如果两个物体受到的空气阻力相同，或将空气阻力略去不计，那么，两个重量不同的物体将以同样的速度下落，同时到达地面。
为了证明这一观点，1589年的一天，比萨大学青年数学讲师，年方25岁的伽利略，同他的辩论对手及许多人一道来到比萨斜塔。伽利略登上塔顶，将一个重100磅和一个重一磅的铁球同时抛下。在众目睽睽之下，两个铁球出人意料地差不多是平行地一齐落到地上。面对这个无情的实验，在场观看的人个个目瞪口呆，不知所措。
这个被科学界誉为“比萨斜塔试验”的美谈佳话，用事实证明，轻重不同的物体，从同一高度坠落，加速度一样，它们将同时着地，从而推翻了亚里士多德的错误论断。这就是被伽利略所证明的，现在已为人们所认识的自由落体定律。“比萨斜塔试验”作为自然科学实例，为实践是检验真理的惟一标准提供了一个生动的例证。
自由落体定律
不受任何阻力，只在重力作用下而降落的物体，叫“自由落体”。如在地球引力作用下由静止状态开始下落的物体。地球表面附近的上空可看作是恒定的重力场。如不考虑大气阻力，在该区域内的自由落体运动是匀加速直线运动。其加速度恒等于重力加速度g。虽然地球的引力和物体到地球中心距离的平方成反比，但地球的半径远大于自由落体所经过的路程，所以引力在地面附近可看作是不变的，自由落体的加速度即是一个不变的常量。它是初速为零的匀加速直线运动。
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