伽利略的故事永不過時

2021-02-13 Nature自然科研

在數不勝數的經典中,是否還有空間為伽利略寫一本新的傳記?天體物理學家Mario Livio打賭可以。他的《伽利略和科學否定者》旨在將這位文藝復興時期的鼻祖和他的發現置於現代科學和社會背景下,給出令人耳目一新的觀感。他特別指出,伽利略在17世紀因其科學主張而面臨的異端指控,在今天科學否定論者的譴責中也有對應。

伽利略1564年出生於義大利比薩一個家道中落的知識分子家庭,後來在比薩大學攻讀醫學。但他很快就放棄了,轉而研究數學,那是他永恆的激情所在。他有句名言:"宇宙是用數學的語言寫成的。"這個信念使他打破了對於天主教會奉為圭臬的亞里斯多德式宇宙論的依賴,並對自然界進行了全新的定量研究。

在比薩,伽利略深入研究力學,用自己的觀察來質疑公認的關於運動的觀念(不過Livio提醒我們,伽利略可能從未進行過那項舉世聞名的實驗:據說他曾將球體從比薩斜塔上扔下,發現無論球體的質量如何,它們都以同樣的速度落下)。

1592年,他前往義大利帕多瓦大學——一個智力自由的環境,幸運地獨立於教皇的管轄範圍。在這裡,他開始討論波蘭數學家哥白尼於1543年提出的革命性理論,即地球並非像亞里斯多德所堅稱的那樣是宇宙的固定中心,而是實際上圍繞太陽運行的。

Livio的敘述部分圍繞具體作品展開,包括伽利略1610年的《星際信使》(The Sidereal Messenger),其中描述了他的主要天文觀測。在帕多瓦工作時,伽利略經常去附近的威尼斯港,在那裡他接觸到了"望遠鏡"(spyglass),這是一種來自荷蘭的新式儀器,可以用來觀察抵港的船隻。伽利略把它轉向天空,做出了改變天文學進程的發現,也開啟了自己的命運。

在最初的觀測中,伽利略發現月球並不是一個光滑的球體,而是山巒疊嶂的。這與教會的觀點相矛盾,教會宣稱天堂是自然原始、恆久不變的,不像墮落無常的地球。他還看到了圍繞木星運行的衛星,這給地心說造成了致命一擊,地心說認為如果地球移動,就會失去月球。

1610年,伽利略不顧朋友們的勸告,為了獲得更高的薪酬,離開了帕多瓦受保護的環境,來到佛羅倫斯,為託斯卡納大公科西莫二世·德·美第奇(Cosimo II de』 Medici)工作。儘管生活在教皇的勢力範圍內,但伽利略還是在1632年出版了《關於兩大世界體系的對話》(Dialogue Concerning the Two Chief World Systems)一書。書中虛構了兩個人的辯論,一個是主張日心說的Salviati,另一個是主張地心說的愚人Simplicio。

把教皇的觀點——上帝的宇宙本質上是不可知的——借一個傻瓜的嘴說出來是很冒險的。伽利略的名氣和財富上升了,但他敵人的力量和決心也膨脹了,宗教裁判所終於把他抓走了。在對審判的精彩論述中,Livio描述了宗教裁判所是如何駁斥伽利略的主張,即伽利略認為《對話》提供了一個平衡的論點,最終也否定了哥白尼主義。1633年6月22日,世界上最受尊敬的科學家之一跪在宗教裁判所成員面前,宣布放棄哥白尼主義固有的錯誤和異見。

Livio分析了大量關於伽利略生平和審判的證據——往往是模稜兩可的,並對各歷史學家得出的結論進行了評論。他寫道,官方對審判程序的總結"揭示了一個明顯的意圖,即以最壞的方式來向世人展現伽利略"。對於傳言說伽利略在離開法庭時還大膽嘀咕著"但地球確實在動",Livio和他之前的其他人一樣表示懷疑。

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    伽利略的人生,特別是在晚年,飽嘗艱辛,備受侮辱,也最令後人感嘆。在他那極富傳奇的一生中,有許多科學故事代代相傳,我們在伽利略不平凡的成功道路上,選取幾個著名的片斷,品讀一番,汲取人生的營養。於是,伽利略決定在比薩斜塔上公開做一次實驗,讓人們親眼看一看究竟誰對誰錯。在一個陽光明媚的早晨,那些權威和教授們穿著紫色的長袍,排著整齊的隊伍來到塔前,個個都擺出一副盛氣凌人的架勢。前來觀看的人很多,大家議論紛紛。有不少人是來看伽利略笑話的。太陽漸漸地升高,只見伽利略迎著朝陽,一步一步地登上了比薩斜塔第七層的陽臺。
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