快使用望远镜

李剑龙

25岁就当上大学教授的伽利略并不是书呆子，他热爱DIY。1608年，一位荷兰眼镜商人偶然发现，某些镜片可以帮人们看到远处的东西，于是望远镜就这样发明了。远在意大利的伽利略得知这消息，手痒痒了。他仅凭报纸上的只言片语，就开始自己动手磨镜片，最后捣鼓出了一架，不，是上百架性能更加优越的望远镜来。望远镜是个好东西，打仗的可以用来侦察敌情，做生意的可以用来及时获知货船进港的消息……而伽利略，把望远镜对准了天空。这下，出大事了。亚里士多德老师不是说，天体是由永恒不变、完美无瑕的第五元素“以太”构成的么？可是那个月亮上面怎么尽是坑坑洼洼，而且既有山脉又有峡谷呢？而那个太阳，怎么竟然还长着许多难看而且变动不居的黑斑（太阳黑子）？还有，不是说所有天体全都绕着地球作完美的环形运动吗？可是木星附近怎么会有4个小球球在绕着木星运转啊（目前已发现的木星卫星有60多颗，伽利略最早发现了其中的4颗——编注）……说好的完美呢，去哪儿了？既然“天界”并非永恒不变的完美世界，甚至天体也有着跟地球类似的地貌，我们就不免开始怀疑亚老师描述的那个宇宙图景，乃至他那个“重元素天然向下运动，轻元素天然向上运动”的基础理论。这又回到上一篇开头的那个问题：真相只有一个，我们凭什么判别对与错？亚老师的忠实粉丝们就一口咬定，是望远镜错了：伽利略所看到的，只不过是望远镜造成的“视觉幻像”。他们的信念如此坚定，以至于就算眼前放着一架望远镜，他们也拒绝亲自去张望一眼。而伽利略相信，假如亚老师当年有望远镜，可以看到这些天文新发现，他老人家一定会改变自己的意见，并修改他的著作。要知道，“吾爱吾师，吾更爱真理”这句名言，正是亚老师当年对自己的恩师柏老师（柏拉图）说的。伽利略认为，在自然科学上，雄辩术是不起作用的，任何娓娓动听的说法都不能代替自然界的实况。所以，人们在认识自然时，要格外小心，不要把自己的想象、臆测、愿望、信仰、态度、好恶等凌驾于客观事物之上——比如像亚老师描述中的那些个“完美”“最恰当的位置”之类的字眼就充满了浓厚的主观色彩，完不完美是按谁的标准，恰不恰当又由谁来规定呢？但是平心而论，亚老师的理论并非凭空乱想，而是在认真观察自然现象的基础上，进行归纳总结，从而对自然现象作出解释；如果亚老师解释错了，那你能保证别人的解释就是对的吗？说来说去还是那个问题：凭什么来判断对与错？让我们来看看伽利略是怎么做的。当然，他也是先从观察自然现象开始——这点上，他继承了亚里士多德老师的好传统。当他积累了越来越多观察经验，尤其是观察到了许多前人未曾观测到的现象之后，他越来越觉得，那个被主流民意认为是“异端邪说”、没几个人点赞的哥白尼“日心说”，可能比亚里士多德—托勒密的宇宙模型更接近真相。试想你爬上一座大厦的顶层，此时发现整个城市，包括所有的街道、建筑、树木、车辆、人……总之城内和城外的一切景物都在缓缓地围绕着你转动，你会认为，这是怎么一回事？当然你可以说此刻你是世界的中心，眼前的一切都在围着你作圆周运动，但是，如果把它解释为此时你在原地转身，或者这个楼层本身在旋转（就像上海东方明珠塔的旋转餐厅一样），岂不是要合理得多！同样，与认为地球静止不动、而要求整个宇宙每天绕着地球转一圈的“地心说”相比，主张地球每天自转一圈的“日心说”难道不是更加简单明了吗？如果伽利略的思考停留在这一层，那么他充其量只能成为一个“哥粉”（哥白尼的粉丝），跟亚粉们的区别也不太大。但他并不止步于此，他的思考继续前进。首先，他把哥白尼“日心说”作为一个“假说”——也就是说，先假定它是对的，那么，这个理论就可以帮助我们作出一些推论或预测。接下来的任务，就是要通过严谨的观察或实验，来检验这些推论或预测是否成立，如果成立，这个假说就可以被认为是对的，否则就是错的，或至少是有问题的。如果真像哥白尼所说，地球也像其他行星一样在围绕太阳公转，那么地球和这些行星之间就不可能保持一个大致固定的距离，而应该是有时候靠近地球，有时候又远离地球。拿火星来说吧，根据“近大远小”的常识，当它接近地球时，我们应该看到它变大了，反之则应该看到它变小了。根据伽利略的计算，两者的大小应该相差60倍（实际为50倍——编注），而金星的大小变化也应该有差不多40倍之大。另外，在哥白尼的模型里，金星靠近地球的时候会处在地球和太阳之间，远离地球的时候又会跑到太阳的“后面”去，那么——我们在地球上看金星，就应该能观察到类似于月亮圆缺的相位变化：它离我们越近，就越像一弯细细的金钩；离我们越远，就越像一轮圆圆的银盘。如果你觉得不是很好理解，请想象一下在一间黑屋子里点亮一枚明亮的灯泡，让你的死党站在你和灯泡之间，此时你只能看到死党的轮廓；然后让TA绕到灯泡的另一边去，你会发现死党那张胖脸被灯光照亮的部分越来越多，最后变成了一轮“满月”。看到这里，你大概对这些推论感到有点难以置信吧。就是嘛，谁见过大小相差那么悬殊的“大火星”和“小火星”、“大金星”和“小金星”？谁见过金星有盈亏变化？它明明始终都那么明亮地挂在天上啊！简直是胡闹……伽利略先生莞尔一笑：哼哼哈兮，快使用望远镜！（未完待续）