
引子
請問,以下幾個觀點,哪些是錯誤的?
1.地球是宇宙的中心,靜止不動。
2.太陽、金星、木星……一切天體都繞著地球運動。
3.月球表面是完美而平整的。
4.地球是不斷運動的,地球的自轉和繞著太陽的公轉,造成了晝夜變換和季節更替。
用今天的常識,很容易就能判斷出前3個都是錯誤的,然而如果穿越到接近400年前甚至更早的歐洲,你的選擇,將會為你帶來牢獄之災,甚至是殺身之禍。這就是伽利略·伽利雷的命運。
公元前2世紀,古代歐洲的學者主張“地心說”,認為地球是靜止不動的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。這個觀點后來得到了占統治地位的教會的支持,直到一千多年后,才逐漸被推翻。
1633年6月22日,經過將近100天的審訊,一個胡子花白、精疲力竭的老人黯然神傷地在法引門面前宣讀自己的“懺悔”——“我,伽利略·伽利雷……現年69歲……決定拋棄我認為的偽科學……接受神圣法庭的勸誡……地球是宇宙的中心,靜止不動……”
然而,當他顫抖著雙手在這份“懺悔書”上簽字的時候,嘴里還在喃喃念叨著:“反正,地球還是在動的。”
“聰明過頭”的伽利略·伽利雷
1564年2月25日,一個小男孩出生在意大利比薩城,清貧的音樂家爸爸文森西奧·伽利雷對此很是激動,光是給他起名字,就足足用了幾個月的時間。在耗費了無數個腦細胞、否定了十幾個名字之后,有一天他終于手舞足蹈地對妻子說:“我終于想到了一個非常好的名字,伽利略!”
“你是說,伽利略·伽利雷(Galileo Galiei)?不就是把姓Galilei的最后一個字母i改成o嗎?哪有這么偷懶的爸爸!而且名和姓差不多,讀起來太奇怪了!”妻子搖了搖頭。
“不不不,你別看就改了這么一點兒,主曾經告訴我們,用這種方法給孩子起名,孩子長大后一定能光宗耀祖、干—番大事業!”文森西奧說得信心滿滿、兩眼發光。
就像文森西奧希望的那樣,小伽利略確實很聰明,數學、繪畫都很有天賦,而且動手能力很強,但這份聰明卻有些“過了頭”——有一天,小伽利略興沖沖地告訴爸爸:“我要向哥白尼學習,他提出地球是不斷運動的、太陽是宇宙的中心,這震驚了世界,我也要成為他那樣的大科學家!”
文森西奧差點兒沒嚇得從椅子上跌下來:“胡說!主早就告訴我們,太陽、月亮是繞著大地轉的,當心你的腦袋!”
“狂妄自大”的醫學生
15歲時,伽利略進了比薩大學醫學院,在這里除了要學習解剖學,還有哲學和占卜!是的,那時候的醫學和今天并不一樣,很多學者都認為人體的疾病與健康和星星密切相關。比如說吧,如果觀測到一顆拖著長尾巴的彗星,也許就是大面積流感爆發的前奏。
伽利略對此并不認同,他是一個注重實驗探索的人。有—天,他終于按捺不住站起來提問:“老師,您怎么證明您剛才說的理論?”這讓照本宣科的老師很是頭疼:“這,書上寫得清清楚楚,偉大的亞里士多德也是這么認為的。”
“可是,老師,萬一亞里士多德說錯了呢?”
教室里瞬間鴉雀無聲,伽利略居然敢質疑古希臘偉大的圣人——亞里士多德?老師氣得面紅耳赤,直斥伽利略“狂妄自大”。當時誰也不會想到,八年后,伽利略登上比薩斜塔,用兩個質量不等的鐵球,向公眾證明了亞里士多德的錯誤。
亞里士多德真的錯了
伽利略登上比薩斜塔的那一天,圍觀的群眾很多,絕大部分都是來看好戲的——伽利略一定會當眾出丑!偉大的亞里士多德早就說了,從同樣的高度扔下兩個質量不—的物體,質量重的一定先落地。伽利略居然說,它們會一起落地,這不是腦袋進水了嗎?
從50多米高的比薩斜塔上,伽利略首先把1磅重(1磅約等于453.6克)和5磅重的兩個鐵球同時扔下,出乎所有人意料的是,兩個鐵球的落地時間分秒不差——這可是經過精準的計時的呢!不過,一個大胡子老教授滿臉不服氣,他大聲喊道:“這個實驗不算成功,這兩個鐵球重量差別太小了。”
“那好,我們做第二次實驗。”伽利略不慌不忙,拿出一個更大的鐵球,“這個鐵球足足10磅重,現在就讓它和1磅重的鐵球從同樣的高度同時落下。”
“砰!”一聲巨響,一大一小兩個鐵球同時落地了。
驕傲的老教授垂下了頭,伽利略面向震驚不已的人群,說了這樣一段話:“我也崇拜亞里士多德,我被他的廣博的學說所懾服,也被他用于探索萬物原理的科學精神所感動。但是,偉人也有局限性,不可能說的每句話都是真理。”
望向星空
1609年7月的一天,伽利略接到了—封來自荷蘭的信。信中說,荷蘭的一位鏡片制造商制造了一個可以看清遠處物體的工具。其實,這其中的原理很簡單,你只要把一個放大鏡和一個近視鏡疊加在一起,略作調整,就能像荷蘭人一樣制作出原始的望遠鏡了。
但伽利略對望遠鏡的興趣不止于此,他望著浩瀚的星空——有沒有可能利用這種發明,去探索宇宙的真相呢?經過一段時間的調試,在1609年秋天一個明凈的夜晚,伽利略通過自己制造的能放大20倍的望遠鏡,將月球拉到了眼前。
天哪!這和傳說中的月球一點兒都不一樣。兩千多年來,人們都堅持認為“月亮是個光滑美麗永遠不變的圓球,是絕對完美的天體。”然而,透過望遠鏡,月球表面就像地球一樣,也是坑坑洼洼、凹凸不平的。
后來,伽利略制造了大量望遠鏡,效果越來越好,可以放大50倍、100倍,乃至400倍。伽利略白天觀測太陽、夜晚觀測星星,他記錄了太陽黑子的運動變化,他發現了木星的衛星……伽利略胸有成竹:哥白尼確實是對的,地球和金星、木星……一樣都在繞著太陽轉。
發現真理,卻給伽利略帶來了巨大的災難。那個年代,《圣經》就是一切的權威,《舊約》中寫道:“太陽是靜止不動的。”但凡贊同哥白尼觀點的人,無一例外地被投入監獄,甚至被大火活活燒死。伽利略也沒有逃脫這份厄運,在被折磨了將近100天后,就像文章開頭所寫,伽利略無奈地在《懺悔書》上簽了名。那么,我們要嘲笑伽利略的“懺悔”嗎?當然不,我們還要感謝他,當他用望遠鏡望向遙遠的星空,人類終于接近了宇宙的真相。
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伽利略的發明與發現
發明1.溫度計
醫生:親愛的伽利略.病人在生病的時候,血液溫度一般會升高,可是我無法知道它有多高,因此很難判定病人的病情有多么嚴重……
伽利略:讓我想一想。對了!可以利用熱脹冷縮的原理發明溫度計!十多年過去了,1593年,伽利略終于發明了第一支空氣溫度計。不過,這支溫度計里裝的液體是水,到了冬天很容易結冰。直到1914年,荷蘭人華倫海特發明了我們今天常用的水銀溫度計。
發明2.比重秤
首飾商:親愛的伽利略.這兩枚戒指看起來一樣,但是我懷疑其中一枚呈面不是純金的,呈面摻雜了別的金屬……
伽利略:不用擔心,用我的“比重秤”就可以搞定!
伽利略從古代六數學家阿基米德發現的浮力原理中得到啟發,制作了一個“比重秤”。首飾商可以用它來測量在一個含金飾品中不同金屬占的比例。
發明3.軍用幾何圓規
軍官:親愛的伽利略,我需要一個萬能測量工具!
伽利略:萬能?要求有點兒高啊,我試試吧!
伽利略發明的軍用幾何圓規很像一個有刻度的圓規,可以用來測量炮彈發射的軌跡、金屬的密度以及很多其他用途。
發現一籮筐
月球上的環形山:在伽利略改進望遠鎊之前,人們并不知遵它們的存在。
木星的衛星:伽利略發現木星周圍有4顆衛星。如今,在高倍天文望遠鏡的幫助下,人們已經發現了16顆衛星。
太陽黑子:伽利略是第一位研究太陽黑子運動的科學家。
鼠疫桿菌:六面積爆發的鼠疫被當時的人們稱為“黑死病”,但一直不知遵致病原因是什么。伽利略通過顯微鎊觀察,終于找到了罪魁禍首。
金星的運動變化:伽利略通過望遠鎊觀測,發現金星和月亮一樣,也有“相”的變化。這是因為金星位于地球和太陽之間,而且也在自轉。endprint