作者 胡翌霖 (清華大學助理教授)
責編 許嘉芩 劉愈
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最後稍微提一下伽利略（1564-1642），他也是下一講的主角之一。在這裡主要講他在天文學上的貢獻。
伽利略在天文學上的許多貢獻都與他改進並運用望遠鏡有關，1609年他聽說荷蘭人發明瞭望遠鏡，並根據傳聞自己著手做了一架（圖1），他把這個20倍的望遠鏡指向天空，發現了許多新現象。在第二年，他就出版了《星際信使》，報告了他用望遠鏡看到的東西，例如月亮上的凹凸不平的環形山（圖2），他還發現木星周圍還有4顆肉眼難見的行星，伽利略為了討好他的贊助人美第奇家族，把它們命名為美第奇行星，稍後則明確這四顆是木星的衛星。
這些發現嚴重打擊了相信天界完美不朽的希臘宇宙論，並佐證了日心體系。傳統上天界被認為完美無缺，所以月亮和太陽都被認為是完美的球體，環形山和太陽黑子打破了這一觀念。在哥白尼體系中，六大行星中只有地球有一顆月亮繞著轉這件事情是很奇怪的，但如果說每顆行星都有可能有自己的衛星的話，月亮就不顯得奇怪了。另外，人們發現通過望遠鏡看到的恆星並沒有像行星那樣被放大成圓面，這意味著恆星的視大小可能只是人眼的錯覺，我們知道日心說為了解釋為什麼看不到恆星視差，不得不「吹大」宇宙的大小，但如果恆星離我們如此遙遠，卻還能看到一定的視大小，就意味著這些恆星的真實大小也將變得異常大，因此太陽與它們相比小得太不像話，而直到確認視大小只是錯覺，才避免了恆星膨脹的結果。
▲ 圖1 伽利略製作的望遠鏡（現存最早的複製品）
▲圖2 伽利略繪製的月面圖
並不是所有人都立刻承認了伽利略的發現，甚至有些人表示拒絕使用望遠鏡。需要注意的是，這些反對者並不是像我們通常想像得那樣是愚蠢透頂的傻帽，在許多情況下抵制望遠鏡似乎是一個更加理性的選擇。因為像望遠鏡這樣的神奇器物似乎很像魔法師的神秘道具，讓人敬而遠之。
而且，即便是那些願意嘗試的人，由於製作和使用它需要一定的技巧，特別是在夜空中定位目標並非易事，一般人往往需要專業人士的指導才能有效地進行觀測。甚至有記錄說伽利略有一次給一群博洛尼亞大學的學生演示怎麼看到木星的衛星，結果失敗了，忙活了半天大家都沒找到，伽利略很沮喪，在第二天一早悄悄溜走了。
▲圖3 19世紀油畫，描繪伽利略向威尼斯總督介紹望遠鏡的用法，學會用望遠鏡在白天觀看地上的事物很容易，然而要學會觀星，即便對今天的天文愛好者而言也並不輕易。
這有點像我們中國科學界在80年代流行過的一股熱潮，就是人體特異功能研究，當時有許多實驗都能「證明」特異功能存在，懷疑者也被誠摯地要求去觀摩這些演示實驗，如果你不是內行的魔術師，很可能是發現不了專業的騙術的，所以演示的結果是你不得不承認你看到了這些現象，但理智的你可能還不相信，於是便被特異功能研究者斥為冥頑不靈、食古不化。如果你老實地承認你看到了特異功能的演示，你就被迫成為特異功能的見證者，他們就可以宣傳某某學者已經見證了我們的新發現……所以說，如果你沒有信心甄別魔術和騙術，又不想幫他們站臺，最理智的辦法可不就是敬而遠之，從一開始拒絕觀看他們煞有介事的演示，不是嗎？那麼你憑什麼根本就不相信他們演示的特異功能是真的呢？似乎你也沒有多少依據，基本上只是根據你在舊科學範式下積攢起來的一些常識。
那麼伽利略的反對者們的情況其實也差不多，他們基於對傳統科學的常識的信心，基於對譁眾取寵的新奇演示的本能警惕，拒絕去觀看伽利略的望遠鏡，似乎也沒有什麼可指摘的。事實上伽利略和傳統經院學者相比是有點大忽悠的感覺，他顯然不像一個嚴謹的學者的文風，他較早使用通俗語（義大利文而不是當時的學術語言拉丁文）寫作重要的科學文本，而且是寫成對話體，有意識地寫給大眾看。
當然我們也許會說，望遠鏡的功能是可以驗證的，比如說我拿著望遠鏡看地面上遠處的東西，然後我可以親自跑到遠處去驗證我的觀察，這就證明瞭望遠鏡確實能夠如實放大景物。但問題不是那麼簡單，關鍵在於，被望遠鏡「放大」的究竟是什麼，是我們的視覺能力被望遠鏡延伸了，還是自然界被望遠鏡拉近了？注意到這兩點是不同的，因為人的感官不是完美的，古代人向來認為容易出錯的感官是通往真理的妨礙，我們的感官經常會看錯，會看到不存在的東西，那麼如果說望遠鏡是放大了人眼的能力，那就意味著人眼的缺陷和錯覺也可能被放大了。在當時伽利略就與朋友爭論過這類問題，雖然我們現在有了確定的見解，但是顯然，在當時糾纏於這類問題的人未必只是出於單純的食古不化。
相反，伽利略在許多時候表現得非常頑固，比如他與克卜勒有通信交流，但他堅持正統的圓形模型而未能接受克卜勒的橢圓軌道。他還與一位耶穌會天文學家爭論彗星是否在月上天，那位耶穌會士相信第谷的觀測，認為彗星在月上天，而伽利略則無視第谷，堅持彗星是月下天的現象。
在用義大利文書寫的《兩大世界體系的對話》這部宣揚哥白尼體系的書中，他堅持用地球的運動來解釋潮汐，並把潮汐視作地球運動的證據（就好比一桶水晃動的時候水面會起伏），甚至這部書的書名一度被設計為《關於潮汐的對話》。我們現在當然知道潮汐是月球的事，古代學者也早就認為潮汐與月亮有關，伽利略顯然是想錯了。
伽利略和當時的紅衣主教，後來的教皇，烏爾班八世一直關係很好，雖然哥白尼體系是異端，但教皇仍然同意伽利略出版他鼓吹哥白尼學說的著作，只是要求加一個序言，承認地球的運動只是一個假說，在找到確鑿的證據之前不能認其為真，伽利略同意了，但顯然不太服氣，他大概認為潮汐已經是夠確鑿的證據了。烏爾班八世還希望伽利略在書中加上他的觀點，即「諸如潮汐這樣的自然現象可能有多種原因，其中一些是不可知的，不應該把它歸結為某個單一原因」。伽利略照做了，但是在他的對話體著作中，伽利略安排了一個始終被嘲弄的丑角說出了烏爾班八世的話。等教皇看到書之後，當然大怒，認為自己遭到了欺騙和羞辱。另外教皇當時自己的政治地位受到動搖，不得不在一些敏感問題上站明立場以防政敵找到把柄，於是便有了審判伽利略這一著名的公案。
到最後，伽利略被要求宣誓放棄地動說，伽利略照做了，民間傳說中他摸著大地喃喃自語「它確實在動啊」，但並沒有任何可信的記錄。最後伽利略並沒有受到什麼刑罰，只是被軟禁在自己的別墅裡，繼續正常地寫作和講學，在軟禁期間寫成了更重要的一部著作，即《關於兩門新科學的對話》（材料力學和動力學），下一講將涉及這本書。
說了許多伽利略的性格上的固執和思想上的保守，並不是想要否定伽利略在科學史上的重要角色。事實上沒有哪個現實的人是完美無缺的，揭示這些偉大學者的局限性，更有助於我們理解科學進步的艱難。
推薦書目（9）
普林西比：《科學革命》，張卜天譯，譯林出版社2013年。——簡短但優秀的科學革命史通俗讀本。
亨利：《科學革命與現代科學的起源》，楊俊傑譯，北京大學出版社2013年。——也是一部不錯的小冊子，特色是對法術傳統的介紹。
哈裡斯：《無限與視角》，張卜天譯，湖南科技出版社2014年。——獨特的視角，不止講天文學革命，還講到透視法及其思想史意義。
【本文摘自《過時的智慧——科學通史十五講》第九講 復古開新：哥白尼革命，上海教育出版社，2016年7月出版。】
▲《過時的智慧——科學通史十五講》