在伽利略18歲的時(shí)候，一次到比薩教堂去做禮拜，善意觀察的他注意到教堂里的長(zhǎng)明燈被風(fēng)吹得左右擺動(dòng)。他用自己的脈搏當(dāng)作計(jì)時(shí)器，并在大腦中記錄下燈擺動(dòng)一次的時(shí)間。他發(fā)現(xiàn)，隨著燈擺動(dòng)的幅度漸漸變小，燈擺動(dòng)一次的時(shí)間卻不改變。他根據(jù)這一現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了擺的等時(shí)性原理。這一原理的發(fā)現(xiàn)，為以后擺鐘的發(fā)明奠定了了基礎(chǔ)。 在伽利略探究的過(guò)程中，應(yīng)用到了一個(gè)很常見(jiàn)的物理探究方法：控制變量法。 我們現(xiàn)在想像一下，科學(xué)家伽利略正在家做這個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。他現(xiàn)在紙上提出他的假設(shè)：擺擺動(dòng)的快慢和擺球的質(zhì)量·擺的幅度（可以由擺球一開(kāi)始的高度決定）·擺線的長(zhǎng)度。他在紙上再三確認(rèn)無(wú)誤后，就開(kāi)始搭建器材開(kāi)始實(shí)驗(yàn)了。他先用木頭搭建好一個(gè)支架，準(zhǔn)備好幾根長(zhǎng)度不一的細(xì)線和一些質(zhì)量不一樣的小球。他想先探究擺動(dòng)快慢與擺球質(zhì)量的關(guān)系。他選出了3根一樣長(zhǎng)的細(xì)線，和三個(gè)不同質(zhì)量的小球，他將細(xì)線綁在小球和支架上，并將小球在同一高度釋放，記錄下每次小球擺動(dòng)一次的時(shí)間。當(dāng)他完成3次實(shí)驗(yàn)并記錄下3次數(shù)據(jù)后，他發(fā)現(xiàn)：當(dāng)擺動(dòng)的幅度和擺線的長(zhǎng)度相同時(shí)，擺擺動(dòng)的快慢與白球的質(zhì)量無(wú)關(guān)。 隨后，他又取來(lái)了3個(gè)相同質(zhì)量相同的白球和長(zhǎng)度相同的擺線，將它們依次系在支架上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這次伽利略要探究擺的快慢和擺的幅度的關(guān)系。因?yàn)閿[動(dòng)的幅度可以用擺球一開(kāi)始的高度來(lái)控制，所以他將小球從不同的高度釋放，并記錄下擺擺動(dòng)一次的時(shí)間。經(jīng)過(guò)3次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)無(wú)論擺球擺動(dòng)的幅度如何變化，擺擺動(dòng)一次的時(shí)間是不變的。得出的初步結(jié)論為：當(dāng)擺線的長(zhǎng)度和擺球的質(zhì)量相同時(shí)，擺擺動(dòng)的幅度和擺擺動(dòng)一次的時(shí)間無(wú)關(guān)。 最后，伽利略保持?jǐn)[球的質(zhì)量和擺球開(kāi)始時(shí)的高度不變，改變擺線的長(zhǎng)度，又做了三次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：此時(shí)，如果擺線的長(zhǎng)度變短，那么擺擺動(dòng)一次的時(shí)間會(huì)變短。這說(shuō)明了擺擺動(dòng)一次的時(shí)間只與擺線的長(zhǎng)度有關(guān)。并得出初步結(jié)論：當(dāng)擺球的質(zhì)量和擺擺動(dòng)的幅度相同時(shí)，擺擺動(dòng)一次的時(shí)間和擺線長(zhǎng)度有關(guān)，擺線的長(zhǎng)度越短，擺擺動(dòng)一次的時(shí)間也越短。 伽利略滿意地看著紙上的數(shù)據(jù)和結(jié)論，并將剛剛的實(shí)驗(yàn)器材收拾完畢，這次實(shí)驗(yàn)就圓滿結(jié)束了。 后來(lái)的科學(xué)家根據(jù)擺的等時(shí)性原理發(fā)明了擺鐘，可以說(shuō)著個(gè)原理的發(fā)現(xiàn)意義重大了。 接下來(lái)的一篇，是關(guān)于聲的一些東西。如果這一篇有錯(cuò)誤，請(qǐng)指正。