伽利略

伽利莱奥·伽利略（1564—1642），意大利数学家、天文学家和物理学家，现代力学和实验物理学创始人，最早用自制望远镜观察天体，证明地球绕太阳旋转，否定“地心说”，遭罗马教廷宗教法庭审判。

在比萨的大教堂里，你仍然能见到点燃伟大天才火花的那盏灯。1581年的一天，有人把那盏灯拉到一边点着，然后由它在灯链上自由地摆动。这盏灯悄无声息地在礼拜者头顶上以宽弧形摆动。弧形渐渐地变短，一个17岁男孩看得忘了祷告。懂得常识的人会说，钟摆通过一个宽的弧形，要比一个短的弧形花的时间更长一些，但是年轻的伽利莱奥·伽利略看出事实并非如此。他对这点的判断是精确无误的：由于没有手表，他用自己的脉搏记录摆动次数。他的心跳告诉他，他所确信的东西是真实的。

年轻的伽利略听到过宇宙万物和谐共处的点滴片断。受到激发，他在家里试验许多长度和重量各不相同的钟摆，把它们挂在天花板梁上和大树枝上，直到他的家人生气为止。他发明了一种钟摆，可以使它与人的脉搏同步，而且它在刻度盘上指示心脏的跳动。因此，在手表还很稀缺的年代，内科医生可以用它精确地测量病人的脉搏。

伽利略1564年2月15日诞生于比萨，是一个穷困潦倒的贵族文森佐·伽利略的儿子。老伽利略对深奥的数学具有很高的天赋，也很热爱音乐。由于高等数学对这位经营亚麻布店的贵族毫无用处，所以他不愿让他的长子跟“这无用的科学”有任何关系。文森佐因为人生的失败，和妻子脾气的狂暴易怒，使他只能从音乐中寻找安慰。他教儿子演奏诗琴和风琴。

年轻的伽利略受他母亲的影响，特别喜欢挖苦人，动不动就发怒，这导致他日后非常容易树敌。他从父亲那里获得数学天赋。在佛罗伦萨附近一所学校的瓦洛姆布罗萨大教堂里，神父们给了这男孩初等教育，伽利略喜欢学校生活。他13岁写信回家，说希望担任圣职[162]。老伽利略认为该是这孩子去工作的时候了。因此，伽利略便进入亚麻布店工作，在这儿前景暗淡。1581年，在他17岁时，他父亲送他到比萨大学学医。

伽利略在大学学医期间，学习了亚里士多德[163]的哲学。虽然亚里士多德已经死了近两千年了，但是，伽利略怀疑他的理论，这实际上等于对抗教会的信仰。而且，教会仍然坚持——如古希腊天文学家托勒密一千年前所教的——地球是宇宙的中心，月球、太阳，以及一些称为星星的针孔似的亮光，绕着地球转动。因为讨厌这个小小的宇宙，也讨厌坚持这种看法的头脑，年轻的伽利略寻求证据，而不是接受教会固定的教义。他靠自学，发现了古希腊最伟大的数学家和物理学家阿基米德[164]。不久，这位热情洋溢的学生在应用阿基米德理论的基础上，发明一套用重量分析金属的计数法。他设计出确定固体重心的简单方法。他的名声在科学中传播开来。1589年，在有影响力的人物的帮助下，伽利略获得了比萨大学数学教授的职位。

进入学院之后，这位年轻教授便敢于反驳亚里士多德。亚里士多德陈述：物体的重量越大，它降落的速度必然越快。一天，伽利略召集博学的全体教师来到著名的斜塔底部，从塔顶同时推下一个10磅重的物体和一个1磅重的物体，两个物体同时落到地面。然而，这些教授宁愿相信书本，也不相信他们的眼睛。不过，伽利略进一步用自由落体和滚落斜面的物体进行实验。他证明，不仅所有的物体在每个时间间隔降落加快，而且速度的加快是一致的，不管它们重量有多少。

伽利略被火炮强烈地吸引住了。炮手们已经知道，要击中远距离的目标，他们得抬高瞄准器，不过他们是凭推测来做的。伽利略论证，弹道是抛物线，并积累了一系列的计算结果。这些结果告诉炮手击中已知距离的目标瞄准器必需的高度。于是，他创立了运动的质量科学——我们现在称它为力学。在他制定的基本定律中，伽利略给物理学一个新概念——惯性——一切静止的物质的趋势，或者假如在运动中，以直线的同一速度继续下去，除非受到外力的作用。我们把这称为“牛顿第一定律”，因为这位伟大的英国人给了它精确的表达，但是伽利略首先探究它的各种可能性。他第一个发现惯性适用于地球上和天空中的一切物体。

在伽利略之前，实验方法几乎不为人知。鉴于比萨大学的全体教师不愿意采用这种实验方法，他们便施诡计让这位年轻的实验者离开。令人遗憾的是，他以挖苦的态度，对待处于支配地位的托斯卡纳公爵“同父异母兄弟”的那台炫耀的港口挖掘机。更糟的是，伽利略一直是正确的，昂贵的发明失败了。教授们与这位有权势的笨手笨脚的人联手，缩减伽利略的薪酬。他愤然辞职，回到亚麻布店。幸运的是，伽利略的朋友跟他的对手一样多。1592年，威尼斯共和政体召唤他到帕多瓦大学任教。薪酬不错，而且那儿具有知识分子自由的气氛。

在接下来的18年里，伽利略设计防御工事、围城机械和桥梁。他发明了计算利息、开方和除立方根的计算尺雏形。在此基础上他又加上了一个量角度和获得天文罗盘刻度的象限仪。他的这个仪器需求量非常大，所以他只好雇用助手帮忙生产。许多做工精细的物件现在依然存在。

在帕多瓦大学，听伽利略讲课的学生将讲堂挤得满满的。他不得不到户外上课。来自瑞典和苏格兰的学生成群结队地向他涌来——他们当中一些人将会把他的科学进行下去，直到地球的毁灭，或者成为科学的保护人——如德国未来的皇帝费迪南德大公。伽利略对他们讲到宇宙，宇宙中的万物不是静止的，而是一切物体（与亚里士多德理论相反）、一切原子、一切星球都有其运动。他还告诉他们，生活在亚里士多德之前的希腊人毕达哥拉斯[165]说过，地球也在转动，它不是宇宙的中心，只是茫茫的黑暗中的一颗行星而已。

1609年，有谣言传到伽利略耳里，说一个荷兰眼镜制造商的助手意外地发现，透过相距一英尺左右的两个透镜看东西，物体看起来更大些。虽然伽利略没有模型，但他自己制造了一个望远镜，将它拿到威尼斯最高的建筑物钟楼顶。

威尼斯总督和上议员们身穿天鹅绒衣服，气喘吁吁地跟在他后面爬到楼顶。在那儿，他们果真能透过伽利略大师的镜头，看到帕多瓦的街道和街道上的行人。上院投票决定给伽利略增加薪水及终身教授职位。他开始制造望远镜出售。

他给自己用的望远镜起了一个可爱的名称“老发现者”。它能使物体看起来距离近33倍。在那个值得纪念的夜里，当伽利略将“老发现者”望远镜转向天空时，映入他眼帘的是对肉眼敞开的最壮丽的奇观——无限远的深景，由无穷无尽的恒星照明黑暗。在肉眼看过去只是模糊的地方，望远镜把银河变成一条带状的星星，星星之外还有别的星星。现代天文学就在那天晚上诞生了。

白天，伽利略将遮暗的望远镜瞄向太阳。他发现其火红的表面被奇怪的黑暗风暴掠过——我们现在称它们为“太阳黑子”——并且它们穿过太阳表面，他认识到太阳是自转的，像地球一样。难道太阳不是也在自己的轨迹上运行吗？他将望远镜转向木星，发现与木星同一线上的3颗明亮的星星并不是恒星，而是绕着木星运行的，是木星的3颗卫星。后来他又发现木星的第四颗卫星，那是我们如今知道的12颗卫星中的4颗。这是一个小型的旋转体系——对一个头脑清醒的人来说，这也是一个行星系的证据。

所以，波兰人哥白尼[166]一直是正确的。1543年，他宣布地球每日自转，而行星则是绕着太阳转。乔达诺·布鲁诺[167]在大学里教授哥白尼理论时，也一直是正确的，虽然1600年在罗马他们因此将他活活烧死。

那是伽利略将“老发现者”转向天空之前10年的事儿，难怪有些教授拒绝通过望远镜去望天空。但是，成千上万的人确实去看了，并且信服了——包括科学家、贵族、红衣主教和保罗教皇自己。但妒忌的哲学家联手无知的盲信者，向教会法庭、宗教法庭告发伽利略。宗教法庭审判和惩罚伽利略违反已确立的信仰的行为。因为他们说，他的望远镜和才智揭示的天体运动与基督教《圣经》是对立的。

宗教法庭不许他教授关于太阳系的学说，而他服从了16年。1632年，他冒险出版他的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》[168]。在托勒密体系的支持者中，有个名叫辛普利乔的人，他提出无力、愚蠢的理由。因此，伽利略的对立派便使乌尔班教皇相信，伽利略文章中的这个辛普利乔就是教皇本人的讽刺画。

《对话》的出版商被命令停止该书的销售——虽然它已经在欧洲传开了。年近70的伽利略被传唤到罗马，因双重疝和心悸而身体虚弱。他得面对红衣主教审查委员会的审查。他受到威胁：除非他宣布放弃他的科学观点，否则将受到严刑。在被拘留4个月后，他绝望地向梵蒂冈屈服。

传说伽利略一宣布放弃关于地球运动的信仰，就低声嘀咕道：它确实在转动。即便这不是故事的事实，这种精神依然有效。他不得不跪下来大声朗读，然后“供认”哥白尼的学说是完全谬误的，并答应永远不再宣扬它或谈及它，并在“违者处死”的一份文件上签字。接着他被判监禁，他的书被置于禁书的索引上。尽管有许多伟大的天主教科学家努力要把它从索引上除去，直到1835年。

通过托斯卡纳公爵的说情，伽利略被释放，成为永久的犯人被软禁，不准离家。他家周围都是密探。

伽利略冒着生命危险，把他研究的一些新手稿偷偷地带出去，在思想和出版自由的一些国家流传。他紧张地工作着，因为他意识到他的视力正在丧失。仅最后的那部书《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，便使伽利略成为巨人，成了现代实验物理学的奠基人。在此书中，他提出水中物体浮力的最初原理，并宣布声学的科学原理；他给音乐家音高和泛音的精确实验证据；他把应力和应变的知识留给了工程师；他察觉到大物体对小物体的引力。

伽利略于1642年去世——艾萨克·牛顿诞生的那年，享年78岁。即便死了，他也引起了对手的恐慌。他们迫害他的朋友，不仅扣留他的著作，而且还把他的骨头藏起来。我们评判他们：他们只是具有那个时代的迷信观念。相反地，让我们记住，伽利略是笃信宗教的人。他相信每一刻上帝都在自然法则的权威中显灵。科学就是透过镜头看到那些法则的望远镜，而伽利略宣称，科学只能向前发展。

唐纳德·卡尔罗斯·皮蒂