望遠鏡是伽利略發明的嗎?不,但伽利略與望遠鏡和火星有一段故事

2021-01-21 李博士的宇宙觀

上期我們說到有關火星的傳說,以及各國對火星的命名,這些多是古書記載,起源於古帝國文明。今天,李博士將從現代觀測火星的角度,和大家繼續探討火星的故事。

人類在很久以前就發現了火星,但一直都僅能靠肉眼觀察。打破這一僵局的歷史時刻,是「透鏡」功能的發明,通過不同種類的「玻璃透鏡的組合」,人類可以看到極細微的東西(顯微鏡),也可以看到很遠處的東西(望遠鏡)。


伽利略正是用望遠鏡觀測火星的第一人,但這對他來說似乎無法定義福禍。這是由於他既因為用望遠鏡觀察火星、金星等星球而聞名,也因觀察後得出的日心論被囚禁。

許多人以為望遠鏡是伽利略發明的,其實不然。歷史總有些陰差陽錯在裡面。1608年,荷蘭人漢斯利伯發明瞭望遠鏡,但卻沒有聲名遠揚。


之後,伽利略的妻子從荷蘭帶回瞭望遠鏡(說法不一,有人說伽利略自己製造,有人說伽利略偷竊了漢斯利伯的設計圖)。起初,他們還不知道這望遠鏡能做些什麼,後來因威尼斯處於戰爭的局面,且敵人大多從水上而來,伽利略發現將望遠鏡放在海邊高地上,可觀察到60公裡之外的敵人,比用肉眼看要遠約9倍,也就更方便軍隊提早布防,守衛城池。


威尼斯城邦國的議員們認為伽利略守城有功,廣為宣傳「伽利略望遠鏡」的神奇功能,這才讓許多人誤以為是伽利略發明瞭望遠鏡。



其實,當時的伽利略在威尼斯的大學教書,正苦於尚沒拿到終身教授資格,承受妻子巨大的埋怨,但經望遠鏡的事件一炒作,他立即被升為終身教授,也就衣食無憂了。


人類有瞭望遠鏡這種道具後,第一時間會幹什麼?我想應是看天上的星星、月亮,而伽利略也不例外,發現望遠鏡可以觀察數倍於人眼的距離後,他便拿望遠鏡開始觀測那夜空中最亮的星球——月球。

之所以不觀測太陽,是因為太陽太過於耀眼,需要補光器,因此他便就近觀測月亮,觀測了兩三個月後,他就開始觀測火星。

伽利略觀測火星並沒有發現很多信息,但他捕捉到了火星會有「陰晴圓缺」。我們常說「月有陰晴圓缺」,因為月亮繞著地球轉動,人類可以根據物理解釋它的「月相」。


而火星既然和月亮一樣,那麼證明火星也正在圍繞著某個星體轉動,伽利略隨即推及火星與地球共同繞著太陽轉,也就是那時的「日心說」理論。


這雖然是很重要的發現,但伽利略對火星的發現也就到此為止了。剩下的伽利略的發現,就是觀測月亮、金星的陰晴圓缺了。火星和金星展現出來的陰晴圓缺現象,足以證明它們是圍繞著太陽轉動的。

最早提出日心說的科學家是哥白尼,他和天主教廷對抗,堅持日心說,但也只敢在他死後才發表論文。之後,科學家第谷於1560年前後開始研究天文,並在1601年去世前,將所有觀測數據交給了自己精選出來的研究繼承人克卜勒。

克卜勒站在哥白尼與第谷兩位巨人的肩膀上,開始對天上的星體進行研究。他對日心說深信不疑,並且在前後幾十年的研究中,發現了「克卜勒新星」、「哈雷彗星」。


而後,克卜勒還有更加令人驚嘆的發現!他起初認為所有星球軌道應該都是圓的,這是他的猜測,但基於這個猜測,第谷的數據就是錯誤的,因此他合理質疑火星的軌道是「非圓形」,經過8年的計算,他終於得出了火星軌道是橢圓的這一結果!不得不說,這個結果雖然正確,卻是基於「星球軌道應是圓形」的假設,仍然假設地球軌道是圓形的,竟然相當正確,這是克卜勒運氣好的部分。


最終,克卜勒算是粉碎了教廷1000多年來「地心說」的錯誤認知。不僅如此,它讓人們意識到了火星的軌道是橢圓的,為日後研究火星提供了很大的幫助。


反觀伽利略,由於教廷認為他「寧死不承認日心說是錯誤的」,便將他軟禁了起來。可能在生命的最後關頭,伽利略都仍在思考他對火星、金星的觀測結果。


伽利略認為地球以動態圍繞著太陽轉,而不是在宇宙中靜止不動好讓別的星球圍繞著它轉。臨死前,他指著天說:「它(地球)是動的!」

即便伽利略是對的,歷史也不會重來,他的冤屈,直到1992年才被保羅二世平反。


伽利略是一位人類歷史上偉大的科學家。

NASA(美國國家航空航天局)太空任務科學家,NASA工作40年(現已退休),曾獲美國國家航空航天局「傑出成就獎章」、「傑出服務獎章」,以及太空人辦公室銀斯努匹獎。


退休後,美國國家航空航天局總部給李博士以退休贈言:感謝40年來對美國國家航空航天局科研上的領導和廣泛的貢獻。 


目前,李博士致力於科學普及事業,著有《追尋藍色星球》《我們是火星人?》《生命的起始點》《別讓地球再挨撞》《天外天:人類和黑暗宇宙的故事》《宇宙起源》《宇宙的顫抖:談愛因斯坦的相對論和引力波》等7本科普書籍,在海峽兩岸以繁、簡體中文出版,並已先後在國內舉辦科學普及講座、活動上百場。

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    伽利略把他發明的望遠鏡指向了天空,這一看可了不得!這可是歷史上一件驚天動地的大事,它從此改變了世界,改變了整個科學界。那麼,伽利略他到底發現了什麼呢?伽利略把望遠鏡首先對準的是月亮,他第一次發現月球並不是個完美的天體,表面是高低不平,坑坑窪窪的;第一次知道原來月球和各大行星都不發光,我們能夠看見它們,是因為太陽照亮了它們;第一次知道原來天上的銀河並不是一條發光的河流,裡面其實有無數顆星星在對我們眨眼睛;第一次發現原來木星身邊也有衛星在圍著它轉;第一次發現原來金星不是一個圓點,而是有著與月相一樣的位相變化,有時呈現滿月那樣的圓面
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    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。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。
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    朋友,你們的手機裡,其實都有個望遠鏡。有些手機甚至有數十倍的光學望遠鏡,遠在數十米外的景物可清楚地拍下來。這就是我們今天的主角:伽利略,他出生於義大利比薩(Pisa),他的父親是一位有名的科學家。傳說在1581年,還是學生的伽利略在比薩大教堂做彌撒,他看著教堂的吊燈隨風擺動,便用自己的脈搏作為參考來測量擺動的頻率。
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    【TechWeb消息】8月25日消息,為紀念伽利略首次使用望遠鏡進行天文觀測400周年,谷歌首頁換成了以望遠鏡為主圖標的LOGO。17世紀初,義大利人伽利略(Galileo Galilei,1564—1642年)受到顯微鏡製作的啟發,他想,既然小的物體可以放大,能否把遠的物體移近呢?
  • 開智寶DIY伽利略望遠鏡有答案
    現在的孩子,完全不缺玩具。但是卻缺能提升動手能力、開發智力、培養創造力的玩具。我家孩子從3歲起,每隔一段時間我都會帶他去買玩具,從最初的小黃鴨、挖沙的鏟車、各種積木,到水槍、塑料子彈槍、桌面保齡球,再到拼裝玩具、變形金剛、電動小汽車、遙控飛機等,應有盡有。
  • 伽利略的發明與發現
    但是,他的有爭議的理論影響了我們如何看待和理解太陽系以及我們在太陽系中的位置,這導致了他與天主教會的嚴重衝突以及對他的成就的長期壓制。伽利略發明了第一座望遠鏡伽利略並沒有發明望遠鏡——它是荷蘭眼鏡製造商發明的—但是他對它做了重大的改進。在了解了荷蘭的發明後,他自己開發了自己的一個發明,自學了如何磨削鏡片。
  • 早在伽利略之前,此人已發明望遠鏡,卻因不明其價值而未申請專利
    望遠鏡深受天文愛好者的喜愛,也已經是天文工作者的必備工具。說到望遠鏡,一般人都會認為是伽利略發明的。那是因為1609年,伽利略發明了人類歷史上第一架被投入科學應用的望遠鏡,它能放大40倍。但是望遠鏡並不是伽利略發明的,早在伽利略之前,此人已發明望遠鏡,卻因不明其價值而未申請專利。這個人就是荷蘭的一位眼鏡商——漢斯·李波爾。
  • 伽利略的那些事兒
    而且凡山杜的數學很好,精通希臘文、拉丁文和英語,但是為了生存,於1574年,全家遷往義大利東部的佛羅倫斯。父親對伽利略寄予了很大的期望,並且發現,小伽利略非常聰明,對什麼事物都充滿了好奇心,而且心靈手巧,一天都閒不下來,要麼畫畫、要麼彈琴,而且時常會給其他小孩子做一些靈巧的機械玩具,但對神學迷信卻一點不來電。
  • 10萬人看北京天文館伽利略望遠鏡展
    十萬人參觀北京天文館 伽利略望遠鏡展沛納海全力贊助的本次國際展覽旨在紀念伽利略天文學發現四百周年,並將於2009聯合國教科文組織國際天文年期間移師費城和斯德哥爾摩。該展覽已在北京天文館展出,其展覽內容不久後將作為「伽利略、麥迪奇家族和天文時代」大型展覽(2009年4月4日至9月7日)的重點,登陸費城富蘭克林學院,隨後伽利略望遠鏡展將移師斯德哥爾摩諾貝爾博物館(2009年10月10日至2010年1月)。
  • 伽利略為何死前指著天空說:「它是動的」?
    前幾期我們說到有關火星的傳說,以及各國對火星的命名,這些多是古書記載,起源於古帝國文明。今天,李博士將從現代觀測火星的角度,和大家繼續探討火星的故事。人類在很久以前就發現了火星,但一直都僅能靠肉眼觀察。
  • 望遠鏡是怎樣發明的
    尤其是在荷蘭,那裡已經能夠磨製出各種類型的優質眼鏡,因此荷蘭人也曾宣稱是望遠鏡發明的國家。下面就是一則望遠鏡誕生的故事。 傳說在荷蘭,有一位手藝高明的眼鏡工匠,他開了一個出售玻璃鏡的鋪子。在他的鋪子裡有著種類齊全的鏡子,琳琅滿目,使人眼花繚亂。採購鏡片的人,都要親自動手擺弄一下,從而選擇自己想要的鏡片,通過透鏡,看看眼鏡對物體的放大作用。
  • 科普丨 伽利略用望遠鏡到底看到了什麼秘密?
    第一件事是38歲的克卜勒出版了《新天文學》一書,正式向世人宣布了行星運動第一和第二定律。第二件事發生在義大利的威尼斯,45歲的伽利略走進了一家眼鏡鋪子。朱斯託·蘇斯泰曼斯所作的伽利略肖像伽利略從眼鏡店買回了幾塊透鏡,他開始琢磨怎麼能把他們組合起來。經過一番努力,他成功了,伽利略製成了第一架放大倍數為3的望遠鏡。經過一番改進,他又製成了8倍的望遠鏡。