伽利略

苗千

伽利略

爱因斯坦和霍金都尊称伽利略·伽利莱为“现代科学之父”，他还被尊称为“现代观测天文学之父”、“现代物理学之父”，伽利略也被认为是有史以来世界上最伟大的科学家之一。之所以能够拥有这些头衔，成为科学家中的科学家，与这位出生于1564年的意大利人在科学史上的独特地位有关，他衔接了文艺复兴与现代科学开端两个人类文明的重要时期，他本身就是人类由追求宗教精神向追求科学精神转折的标志。

1609年12月，当伽利略在意大利清冷的夜里，第一次将手中的自制望远镜指向天空，他便开启了人类科学史上一个崭新的时代。以现代的标准来看，当时伽利略身兼工程师、理论物理学家、实验物理学家和天体物理学家等多个身份，这对于盛产全才的文艺复兴时期的意大利人来说似乎是轻而易举。

伽利略出生于一个音乐家家庭，他的父亲就曾经利用琴弦做实验，以验证自己的音乐理论。虽然在少年时代伽利略从出生地比萨来到他父亲的故乡佛罗伦萨附近的一个修道院接受教育，但是他的父亲执意想让自己的大儿子成为一名医生。进入比萨大学医学院的伽利略对于医学丝毫不感兴趣，在比萨大学学习期间，他花了更多的时间学习欧几里得和阿基米德的数学和自然哲学。在21岁时，他在没有完成医学学位的情况下就离开了学校，之后开始在佛罗伦萨和锡耶纳等地讲授数学。

伽利略在25岁时经过推荐成了比萨大学的数学教授，在这个时期他撰写了从未被出版的《论运动》（De Motu）一书，尽管在书中有一些错误的论断，但是其中提出了一个最重要的思想：一个人可以通过实验来验证自己的科学理论。这在当时宗教精神浓厚的意大利堪称是革命性的理论。在28岁时，伽利略成为帕多瓦大学的数学教授，度过了他“生命中最快乐的八年”。在帕多瓦大学他为医学专业的学生教授欧几里得几何学以及一些天文学知识，以便学生们在日后能够同时利用占星术行医。

伽利略一生都致力于研究物体运动规律的数学基础。在少年时代，他就发现无论一个单摆的摆速是快是慢，每一次摆动的时间都相同。在38岁时他继续运动研究，琢磨单摆、在斜面上的物体、自由下落的物体和被抛射物体的运动规律，并且得出了正确的结论。但是他的这些科学发现一直到35年之后才被发表。在1609年，伽利略45岁时看到一位威尼斯的朋友来信说，有一个荷兰人在威尼斯展示“间谍镜”（spyglass）可以看到远处的景象——这是一种原始的望远镜，他在没有见到任何实物的情况下就开始自己设计制作望远镜。他自制的望远镜效果甚至比荷兰人制作的望远镜更好，最初可以把景象放大4倍，经过改进之后可以放大8倍。

伽利略意识到他的发明可能对于威尼斯人来说有着重大的商业和军事意义，也可能给他带来大量的财富，但他自己在1609年的一个冬夜里，第一次把望远镜指向了天空。在1610年5月出版的一本名为《星空信使》（Starry Messenger）的书中他描述了人类第一次看到的月亮上的山峰，组成了银河的星星，以及木星周围四颗较大的卫星。

对于星空的观测使伽利略在整个意大利声誉卓著，他继续利用自己制作的望远镜观测星空，对于木星进行了持续的观测。在当时的条件下，他很难辨别出木星的四颗卫星，直到1612年他才能够给出这四颗卫星运行的精确周期，但是实际上观测结果并不符合预期，这让伽利略感到非常困惑。实际上，当时他没有考虑地球围绕着太阳的公转。在望远镜中，金星呈现出了类似于月相的周期性变化，这说明金星并非是围绕地球，而是围绕着太阳运转。对于天体的实际观测，使伽利略愈发坚定地支持哥白尼的日心说，这个和《圣经》描述相悖的学说自然令罗马教廷感到强烈的不满。

伽利略在1624年开始撰写《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，以对话的形式讲述了他的科学方法以及世界观，他花费了6年时间完成这部巨著，随后在1632年获得教廷的允许在佛罗伦萨出版。但这本书随后在1633年就被罗马教廷列为禁书，伽利略也在同年7月被判处在自己的家中终身监禁。在家中监禁期间，他完成了自己的最后一部巨著《两种新科学》，开启了运动学和材料力学的研究。

由于伽利略在人类科学史上独特而重要的地位，他在1642年1月8日逝世的日期也被后人认为是具有独特的意味。在他去世不到一年之后（1643年1月4日），又有一位科学巨匠——牛顿——降生。在牛顿最重要的科学成就力学三定律中，其中很大一部分继承了伽利略的研究成果和研究方法。在伽利略逝世300周年纪念日，另一位理论物理学大师史蒂芬·霍金降生，也有人以此认为霍金是伽利略的继承人，尽管霍金本人对此毫不在意。