我们有时抱怨科研环境不够理想，不如意事常八九。如果把历史的车轮倒转四百年，与罗马教廷统辖一切的欧洲相比，我们科学工作者的遭际要幸福得多了，至少，我们不会因为坚持自然科学的真理而惨遭迫害，乃至有性命之虞吧！比如说，不会像布鲁诺在1600年由于力主“日心说”而丧身火海吧！ 成就辉煌 今天我们就来介绍那个“乌云压城城欲摧”的黑暗年代的伟大的力学家、天文学家——伽利略（1564－1642），他是科技史上公认的现代科学之父。他开创了基于实验和观察的、且有严密逻辑体系的现代科学。 伽利略首次引进了力学中的惯性、加速度等概念，发现了自由落体定律、运动叠加原理、单摆运动周期性等，为牛顿力学开创了先河；他首次用自制的望远镜观测了天体，许多重大发现为哥白尼的日心说提供了有力支持；他提出的相对性原理成为自然科学研究的基石，也为爱因斯坦的相对论奠定了基础。 可惜的是，他生不逢时，不然，这位科学天才会有更加伟大的创造。他的一生是在与传统观念搏斗，与宗教裁判所抗争中度过的。 勇于创新 伽利略1564年2月15日生于意大利佛罗伦萨市附近的小镇比萨，他的父亲文森尼奥是一位数学家、音乐家，那时从事数学和音乐是不赚钱的职业，家境贫寒。家里把他送到比萨大学学医，而他对医学毫无兴趣，对力学、天文学却情有独钟，因得不到家里支持，21岁时被迫退学，经过四年苦心孤诣的自学和创造，伽利略因数学、物理学上的成就而名扬天下，25岁时被母校比萨大学聘为教授；不久，他父亲英年早逝，他挑起了支撑家庭的重担，生活十分艰辛。 伽利略生来好学多思，无私无畏，善于独立思考，敢于挑战权威。那时欧洲的学术界是亚里士多德学说的一统天下，他的思想被奉为金科玉律，不容置疑。比方说，亚里士多德认定，物体自由下落时，重量大者先落地，对此，一千多年间无人敢说一个“不”字。可是，伽利略偏不，他要在太岁头上动土了！经过缜密思考，他发现了亚里士多德自由落体说的破绽，决定对它公开宣战。 石破天惊 1589年，伽利略25岁。他做了著名的比萨斜塔自由落体实验。 比萨斜塔始建于1174年，建成于1268年，共八层，高54.5米（一说56米），由于施工失误，始建之后便逐渐倾斜，成了闻名遐尔的独特风景，也成了伽利略做落体观察、实验的好场所。只见他爬到斜塔的第七层，在众目睽睽之下，让手里各重1磅和10磅的两个球同时下落，很快，两球同时砰然落地！事实胜于雄辩，亚里士多德的落体理论遭到了毁灭性打击，科学史上揭开了崭新的一页！。 接着，伽利略又进行了细致研究，写成了《伦运动》一文，批评了亚里士多德的物理学。乳臭未干的小子竟敢挑战大权威，这还了得！伽利略的作为不能见容于守旧的比萨大学校长和一帮老教授；这时，他还因故得罪了佛罗伦萨公国的柯斯摩公爵，被逐出了比萨大学。 幸而，当时在亚平宁半岛上还有学者的一个“自由王国”——威尼斯的帕多瓦大学，经他的朋友天文学家、数学家蒙特推荐，1592年，他到该校任教。 才华横溢 到了帕多瓦大学，伽利略的才能得到充分施展，他发现了物体斜面运动规律和单摆运动周期性，完善了自由落体学说，研究了地球的磁力线，制造了新型的罗盘和温度计等等。最重要的是，他开始关注天文学研究，并因此而改变了他的后半生。 1593年，他在编写力学和筑城学课程大纲时，偶然接触到哥白尼的日心说；1596年，他看到开普勒的描述行星运动三大定律的新著《宇宙的奥秘》，去信致贺，次年，向开普勒表示相信哥白尼学说。这时，他开始自制望远镜，夜观天象。1604年，他发现了一颗新星，并力排众议，发表了关于新星的演讲。 创造历史 1609年8月21日，这个日子注定要载入科学史史册。伽利略用自制的可放大60倍的望远镜在海边进行了公开演示。12月1日，他用望远镜观察了月亮和行星。科学发展史专家认为，这种观察和研究标志着现代科学的发端。距今正好400周年。 1610年1月7日夜，他发现了绕木星运动的四颗卫星；1月10夜，他观察到月球上的环形山，并将其中的最高峰命名为阿尔卑斯山；接着，他又观察了土星、水星、金星，研究了木星的轨道；天文学专著《星际使者》问世；随后，他又把望远镜镜头指向银河，发现它由一簇簇星星构成；翌年，他首次发现和记录了太阳黑子，1613年，《关于太阳黑子的信》在罗马发表。 他在天文学观察和研究的成果使他对哥白尼学说更加深信不疑，四处宣传地动说，越来越多的人开始相信他基于精确观测和严密推理建立的理论。 厄运临头 厄运悄悄地降临到伽利略的头上。 伽利略的发现和成功震撼了罗马教廷，因为他打乱了上帝所建立的“秩序”，亵渎了圣经，动摇了他们奉为至宝的托勒密地心宇宙体系。早在1611年，伽利略的反对者就把攻击他的黑材料送到了宗教裁判所；1615年洛里尼神甫和卡西尼修道士向宗教裁判所密告，后者准备控告伽利略。 但是，伽利略还被蒙在鼓里。1616年春天，伽利略被骗到罗马，教会邀请他去讲学，给他以盛大欢迎。3月6日，红衣主教贝拉明家举行化妆舞会，伽利略应邀赴会。在灯红酒绿、握手言欢之际，图穷匕首见，贝拉明突然拿出罗马教廷头天做出的决议，重申地球的宇宙中心说，声讨日心说这一异教邪说，将哥白尼极其拥趸的著作列为禁书，否则严惩不贷。并且逼迫伽利略签字，保证执行此决议。 伽利略在这种软硬兼施的威逼下目瞪口呆，自知当时与教廷抗争无异于以卵击石，于是，违心地签了字。从此，他被剥夺了公开研究和宣传日心说的权利。 不折不挠 然而，在伽利略的内心深处并没有屈服于罗马教廷的恶势力。他表面上遵从教皇的禁令，实际上厉兵秣马，为日心说准备更多的理论依据。他精密测定了木星运动轨迹（航海家可据此在海上定位），细致研究了彗星运动，1623年出版了论述彗星的著作《试金天平》。 1624年，传来新教皇乌尔班八世登基的消息，他暗中庆幸，因为新教皇是他的朋友；果然，不久就有了批准他出版潮汐理论方面的消息。他的心中涌动着希望，开始构思为日心说辩护的新专著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（简称《对话》）。书中，他虚构了三个人物：萨尔维亚蒂、沙格列陀和辛普利耶和，分别代表哥白尼、中间裁判人（当然有伽利略自己的影子）和亚里士多德－托勒密。伽利略充分动用了他的过人智慧，让前二者联手，用机敏隐讳的语言对亚里士多德－托勒密的代言人冷嘲热讽，尽力批驳地心说。历时六年，1630年全书写成，他小心翼翼地写了篇序言，居然蒙过了教会的长达一年多时间的审查，1632年3月，《对话》在佛罗伦萨出版。 随之，更可怕的厄运在等待着他。 惨遭迫害 伽利略高估了教皇的仁慈和明智，低估了教会人士的智能和残忍。尽管新教皇是伽利略的学生辈的朋友，经不住手下人（特别是那个贝拉明主教）的进谗和蛊惑，要对伽利略出狠招了！ 1632年7月，教皇听信谗言后震怒，明令《对话》禁止发行；9月30日，教会命令伽利略到罗马受审；年底，伽利略以68岁高龄和抱病之躯前去应审。1633年3月12日他被押到宗教裁判所。主审官还是那个33年前主审布鲁诺、17年前诓骗过他的贝拉明主教。 法庭上，面对审判者颠倒黑白的无理指责，伽利略义正词严地进行了反驳。他说：“科学发展到今天，从望远镜里已经看到许多证据，我只不过将这些写出来供大家讨论，而你连这也不允许，这分明是要一个科学家去背弃自己的感情和那些无可否认的事实。这是你们在制造异端！”贝拉明理屈词穷，只得以判重罪相要挟。 审讯持续了三个多月，毫无结果。教皇大怒，下令对伽利略进行“严厉审判”。那个时代的“严厉审判”意味着将受审者折磨至死。他的老朋友和学生悲痛欲绝。伽利略却平静地说：“不管怎样，地球，我们大家，连同这座教堂，都在围绕太阳转动。”6月22日，罗马教廷判处他终身监禁。 奋斗不止 经伽利略的几位有地位的朋友求情，法庭才准许他离开罗马，到佛罗伦萨南面的锡耶纳大主教皮柯罗米尼家居住，由大主教实行监护；五个月后，教皇才“恩准”他回到阿切特里自己家中居住，条件是：不得私自去罗马，不许私自会见客人，不准进行科学讲演。 伽利略并没有从内心屈服。他继续从事力学和物理学研究，继续向亚里士多德的传统观念宣战。1636年，他开始撰写他的不朽的传世之作——《关于两门新科学的对话》（简称《新科学》），翌年完稿。此书是他的30多年力学科研的大集成。两门新科学指的是材料力学和动力学。《新科学》中介绍了他最早进行的梁的强度的实验，提出了等强度梁的概念，讨论了在重力作用下物体尺寸对强度的影响，提出了落体的最速降曲线问题，给出了重力场下能量守恒的早期叙述，给出了简单情形下的虚功原理，讨论了大气压力问题，叙述了摆的等时性现象，提出了光的传播速度的概念和一种测量光速的设想……，如此等等。书中提出的新概念和新思想，无不对后来的科学发展产生深刻的影响。我们力学学子更应感恩于这位伟人。 《新科学》问世之时，伽利略双目失明。一位16岁的青年维维亚尼自动来到他的身边，担任他的秘书，由他口述自己的学术思想，维维亚尼记录下来，为后世了解伽利略的思想和观点留下了宝贵资料。1640年，年青的物理学家托里拆利来到他家，陪伴他工作，不久之后，托里拆利发明了气压计。 1642年，伽利略在家中安然长逝，享年78岁。是年，牛顿降生。假若相信佛教的轮回转世，可能是，伽利略转世投胎，把发展科学的接力棒交给了牛顿，尽管后者的品德远不如前者。 冤案平反 1757年，伽利略辞世后115年，罗马教会做出决定，解除对伽利略著作的禁令。 1992年11月31日，教皇约翰?保罗二世为伽利略冤案平反，不再视他为罪犯，不再把他的名著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》视为异端邪说。 伽利略的冤案持续了360年，是科学史上历时最久的一起冤案。 读了上面的文字，你才能更好地理解伽利略的名言：“追求科学需要特殊的勇敢。” |
