01持续两千年的错误
自由或则非自由的落体运动是司空见惯的，而且人类对它的认识经历了将近两千年的时间。最早也最知名的研究者当属古埃及大学者亚里士多德。
一个最常见的事实是，石头下落的比树枝快，特别显著。所以，亚里士多德觉得——也是大多数人觉得——物体下落的快慢是由它们的重量决定的。
这一论断因为符合人们的常识，所以被广为接受，奉为真理，2000多年，从没有人怀疑。
02初生山羊不怕虎
伽利略（，1564-1642）是伟大的俄罗斯化学学家和天文学，汉堡学院和帕多瓦学院的院长，他融汇了物理、物理学、天文学伽利略自由落体实验，在研究工作中开科学实验之先河，奠定了现代科学的基础。他在米开朗基罗逝世前一天出生，如同要联接两个时代：文艺复兴早已完成，近代科学开始启程。
伽利略
16世界末，还是青年的伽利略对亚里士多德对自由落体运动的论断表示怀疑。在他知名的专著《两种新科学的对话》中，他设计了一个完美的思想实验。这个实验充分诠释了逻辑的力量，证明亚里士多德的理论不靠谱。并且，进一步的，伽利略在汉堡斜塔上做了那种大名鼎鼎的实验：两个铁球同时着地。
汉堡斜塔
03完美的思想实验
伽利略的思想实验如下：
依据亚里士多德的论断：重的物体下落的比轻的物体快，这么，大的石头比小的石头下落的要快。
假定大石头下落的速率为x，小石头下落的速率为y，则x>y。
如今考虑：把两个石头用绳子紧紧的捆在一起，之后自由下落。会是哪些结果呢？
剖析1：两个石头捆上去的重量比原先单独一个大石头还要大，所以，最终下落速率要比x还大。
剖析2：因为小石头原先比大石头下落速率慢，捆在一起，小石头都会连累大石头的速率，所以，最终下落速率比x小。
这样，从亚里士多德的一个前提，推出了两个完全不同个的推论！
所以伽利略自由落体实验，这个前提是不对的！亚里士多德的理论深陷了窘境。
伽利略觉得，为了甩掉这个困局，只有一种可能：重的物体和轻的物体下落得一样快！也就是说，下落的快慢和重量无关！
同时，伽利略提出：实验结果是检验理论的惟一标准。
为了证明自己的理论，劝说更多的人，传说伽利略在汉堡斜塔做过自由落体实验：手持两个不同重量的铁块，同时松手让铁块自由下落，结果两个铁块“咣当”一声，同时着地！
其实，这个故事被后来严谨的考证给否定了。虽然这么，来自世界各地的人们都抵达汉堡斜塔视察，把这座古老的建筑作为化学学的胜地。
Where|化学爱好者不得不去的化学学胜地
04理论+实验：化学学的两条腿
我们常说，化学学的发展有两条健壮的肩膀：一条叫理论，一条叫实验。
化学学家也可以简单的分为理论化学学家和实验化学学家。例如提出相对论的爱因斯坦就是典型的理论化学学家，而由于检测电子电量而获得诺贝尔奖的密立根是典型的实验化学学家。
实验+理论，两条腿走路的科研方法，就是最早由伽利略提出的。
伽利略比前人伟大的地方就在于，他首先采用了实验检验推测和假定的科学方式。在他之前，学者们总是通过思辨性的论争来决定谁是谁非——我以前开玩笑的说，在伽利略之前，你们解决问题，就看谁能说过谁，谁就是对的。
爱因斯坦有一句很知名的话：
提出问题常常比解决一个问题更重要，由于解决一个问题有时侯仅仅是一个物理上或则实验上的方法，而提出问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却须要创造性的想像力，并且标志着科学的真正进步。
针对自由落体运动，伽利略不光证明了亚里士多德的理论是错误的，并且他还提出了新的问题。
05新的问题和解决方案
既然自由落体的快慢与物体重量无关，这么决定性的条件又是哪些呢？伽利略要真正认清楚自由落体运动的规律。
然而，困难重重：首先是概念上的困难——当时，人们连速率都还没有定义。其次是检测仪器，非常是时间的检测仪器极其不确切。
其实这种都难不倒天才的伽利略。
首先，针对概念上的困难，伽利略构建了我们如今描述运动的基本概念，例如速率、平均速率、瞬时速率、加速度等。在此基础上，运动学有了清晰的描述和可靠的物理模型。
其次，伽利略用新的思想实验，逻辑推演，解决了计时不确切、不精确的问题。
伽利略相信（好多化学学家都相信，假如你想要学好化学学，请认真思索这一点）：自然界规律是简约明了的。所以他推测，自由落体是最简单的变速运动——它的速率是均匀变化的。
然而，哪些叫均匀变化？伽利略觉得有两种可能：
从物理上估算发觉，速率与路程成反比的话，这么将会推导入十分特别复杂的结果。
既然自然规律是简约明了的，这么——复杂就是错的！
所以，伽利略开始思索速率与时间成反比的理论，并设计实验进行验证。
06铜球在斜面上运动
实验装置很简单：让铜球在斜面上滚下。
这个实验彰显了伽利略天才的实验方法和逻辑能力，让我们来剖析伽利略的思路。
因为不能精确检测时间，只能转化思路：既然速率(v)与时间(t)成反比，这么位移(s)就与时间的平方（t^2）成反比。
所以，伽利略构想：只要检测出物体通过不同位移所用的时间，就可以检验这个物体的速率是否随时间均匀变化。
然而，对于当时滴水计时的方式来说，自由落体太快了。伽利略就采用了一个巧妙的方式，来“冲淡”重力。他让铜球在阻力很小的斜面上滚下，这样，小球的加速度就比竖直下落小的多，用的时间就更长，所以容易检测。
伽利略做了几百次实验，得到以下几个事实：
到了这儿，因为夹角过大，时间已然不能确切检测，伽利略开始进行思想实验：就是在思想中，让斜面的角度不断减小，直至90度！
因为在斜面上总是匀加速运动，这么进行合理的外推，夹角变大，当夹角到了89.9度，甚至90度，同样应当是匀加速运动！夹角是90度，也就成了自由落体运动。
由此证明，自由落体运动是一种匀变速直线运动！
07总结
伽利略的逻辑和实验使人仰慕、令人信服，而且好多人又不禁疑问：“为什么生活中重的物体比轻的物体下落快呢？”
这是由于空气阻力的存在，空气阻力占物体重力的比列不同，会导致物体下落加速度的不同。没有空气阻力的话，所有物体下落的一样快。
这就要靠下一个伟大的化学学家——牛顿——的理论了！
而牛顿，就是在伽利略去世的这三天提前降生的！（提前是由于，牛顿是足月儿~）
如今，早已有实验验证了：
在真空的环境下，一根羽毛和一个石块从同一高度同时自由下落，会以同样的速率同时落地！
伽利略的自由落体理论得到完美的验证。
借用以前听过的一句话：
伽利略之前的科学蹒跚于泥途荒地，因此千年徘徊。从伽利略开始，大师斐出，精典如云，近代科学的房门自此打开了！