伽利略丈量地狱的发现
伽利略是历史上最伟大的科学家之一。在他那个时代,人们相信地狱的存在,甚至委托著名科学家测量地狱,但他真的尝试了。
在此之前,科学家、数学家和建筑师都仔细研究过神曲。他们普遍认为地狱是在撒旦背叛上帝,被逐出天堂,落到地上之后形成的。它也是撒旦的住所。地狱是一个巨大的圆锥形深渊,是一个倒锥,它的顶点在地球的中心——地球的中心。地狱的锥形底部从地核的顶端延伸到地球表面,这是一个封闭的拱形穹顶。上帝选择的耶路撒冷位于地狱圆顶的中心,意大利的库迈位于圆顶边缘的入口附近。如果你从这里下来,经历九次曲折,你可以来到地狱,看到撒旦。
这是当时世界普遍认为的地狱。他们渴望知道这个地狱有多大,有多大?
根据但丁的描述和其他科学家的研究,伽利略大胆地计算出地狱锥底部的直径应该等于地球的半径。从意大利的库麦到中东的耶路撒冷,两地之间的距离约为2700公里,即从圆锥形的底部到中心的2700公里,因此圆锥形底部的直径应为5400公里。
伽利略进一步计算,根据锥形深渊的深度等于地球半径的条件,地狱的锥形顶点的角度为60度。根据《神曲》中撒旦身高的比例和描述,伽利略计算出撒旦身高约1180米。这些尺寸意味着地狱穹顶的跨度是数千米,有巨大的撒旦和所有已经死亡并将在未来被扔进地狱的人。那么,这样一个巨大的拱门必须有多厚才能足够坚固而不倒塌呢?
弗洛伦斯圣母大教堂的圆顶宽45米,厚仅4米。伽利略根据这一灵感计算出地狱拱顶的厚度为460公里。这些测量得到了公众的广泛认可,并为伽利略赢得了更高的声誉。
然而,由于伽利略犯了一个致命的错误,如此厚的穹顶仍可能倒塌!发现后,他没有公开宣布,而是专注于反思和重新计算,以弥补这个错误。
后来,伽利略出版了一本新书《两个世界体系之间的对话》,他在书中提出了正方形和立方体定律。伽利略指出,当建筑物增加时(边长增加N倍),其重量随着体积(N3)的增加而增加,但其承载力随着横截面(N2)的增加而增加。
根据花之圣母大教堂的大小,这座4米厚的圆顶是及时的,足以支撑其自身重量。然而,如果圆顶的宽度从45米增加到5000公里以上,其体积和重量的增加远远超过支承面的增加。相应地,后果绝对是灾难性的圆顶坍塌!
那么,当物体的大小发生变化时,材料的强度是如何变化的呢?这是伽利略对计算的反思的主要问题。他的“无意计算”留下了“良心工程”,这是工程校准理论和伽利略测量地狱的伟大发现的前身。
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