伽利略的生平与思想

伽利略的生平与思想

文艺复兴时期在科学上也取得了伟大的成就，最主要的是诞生了伟大的物理学家伽利略。

早年岁月

伽利略1564年2月生于意大利的比萨，父亲出身贵族，但家境一般，靠教授音乐谋生，通晓数学与天文学。伽利略很早就勤于观察与思考，在大学时代就发现了钟摆定律，即钟表摆动的周期与摆的长度的平方根成正比，而与摆锤的重量无关。后来伽利略巧遇了里奇，里奇是托斯卡纳大公爵的宫廷教师，精通数学，伽利略很快就拜里奇为师学习数学、物理学等自然科学。

1585年，他退学回到了父亲在佛罗伦萨开的店，一边在店里帮工，一边研究科学，不久发表了一篇文章《小天平》，提到了一种新的秤“比重秤”的原理及设计制作的方法。所谓比重秤，就是用来测量各种合金的比重的秤，又叫浮力天平。这种器具的发明无疑是很实用的，它为当时对各种合金的不同比重而煞费苦心的商人们、金匠们、首饰匠们解决了一个大问题。当时这些行业的规模都很大，伽利略的发明使他一时声名鹊起。后来又发表了论文《论固体的重心》。

这篇文章的发表更为他带来了学术方面的名声，于是母校比萨大学向他发来了聘书，请他担任讲师。这是1589年的事。他当老师后不久就做了一件惊天动地的大事——否定在当时被奉为神圣的亚里士多德的“比例定律”，即认为物体的下落速度与它的重量成正比的定律。

伽利略像
伽利略（1564～1642），意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。

1592年的一天，他来到了著名的比萨斜塔，在塔顶双手分别捏着大小迥然不同的两个球，让它们同时开始下落，结果两球同时着地，用这个简单的实验驳倒了亚里士多德。但这对他在比萨大学的境遇没有一点好处，实验后不久他便不得不辞职。他父亲不久就去世了，为了养活一家大小，他到处求职，他这时已经在科学界颇有名气，不久帕多瓦大学请他去担任教授。在帕多瓦大学，伽利略继续科学研究，不久提出了加速度的概念和自由落体定律。

批判者与发明家

关于加速度，伽利略认为一个运动是不是匀速运动，只要看它是否在相等的时间内经过了相同的距离，如果在相等的时间内经过的距离不同的话，那么它就不是匀速运动，而是变速运动了。更进一步地，如果在任何相等的时间间隔内有相等的速度增量，就可以认为这种运动是一种匀加速运动。从这里伽利略确立了经典力学中一个基本概念——加速度。伽利略最重要的物理学发现是自由落体定律。这个定律是在比萨斜塔的实验的基础上提出来的，即自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，物体下落的距离与所经过的时间的平方成正比。

意大利比萨斜塔。当年伽利略就是在这里做的“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成正比”的学说，纠正了这个持续了1900年之久的错误结论。

1604年冬天，在意大利南部的天空中突然显现了一颗人们从未见过的明亮的星星，它在天穹闪烁着，直到第二年秋天才消逝。这个不平常的现象使伽利略暂时放下了物理学研究，转到天文学方面来。他对天文学的第一个伟大贡献是发明了望远镜。经过不懈努力，到1610年，他制造出了能够放大32倍的望远镜，这种望远镜如今还被称为伽利略望远镜，优点是结构紧凑，通过望远镜看到的物体是正像。伽利略用这架望远镜搜索天空，做出了一系列了不起的天文发现。这时候，天空对于人类就像一片从未开垦，然而满是宝藏的处女地！

伽利略用望远镜随便一照，便做出了许多了不起的发现，例如他发现月亮的表面根本不是人类以前所设想的那样光滑且平整，而是凹凸不平，有许多像只倒扣着的碗的环形山；月亮不是靠自己发光的，而是靠反射太阳光而发亮；银河系不是一长条云雾，而是由无数颗星星组成的星之河。如此等等。这些现象在当时的人们看来似乎都是不可思议的。但又是无可怀疑的，因为伽利略给大家看的可不是一个理论或者推理，而是实在的天象！1610年时他出版了《星际使者》，向世人报告了这些发现。望远镜的发现对天文学的重要意义是不言而喻的，它等于给了天文学家们一双新的、比原来的肉眼厉害百倍的“千里眼”，凭此他们可以比以前更为深入地探索天空。

伽利略雕像

伽利略的新发明像一阵风一样传遍了整个意大利，人们都希望能够用自己的眼睛看一下神秘的太空或者远方本来根本不可能看到的物体。伽利略也顿时成了意大利乃至整个欧洲的名人，也成了王公贵族们的宠儿。他制造了上百架这样的望远镜，将它们分送给欧洲各地的许多王公贵族、著名学者等人。其中亲眼目睹了伽利略伟大发现的威尼斯的议员们决定授予他帕多瓦大学终身教授的职位。这对于一个进行学术研究的人来说是一个最荣耀的职位，等于他的一生都有了保障，可以无忧无虑地搞自己的学术研究了。然而，令人感到十分奇怪的是，伽利略没有接受这个上好的提议，而是离开了帕多瓦大学，担任了托斯卡纳大公的“首席哲学家和数学家”。他之所以这样做，主要是因为这样的话可以不承担繁重的教学任务，而专心于科学研究。离开帕多瓦后，他随即投入了一场严酷的斗争，即与亚里士多德许多谬误的斗争。

1612年，他发表了第一篇公开抨击亚里士多德的文章《论停止在水中的物体与在水中运动的物体》，猛烈抨击了亚里士多德关于浮体的错误观念，认为物体之所以能浮于水是因为其密度小于水，密度大于水的物体则会下沉，与其形状无关。接着，他又提出了他对于哥白尼日心说的信仰。

1609年，伽利略发明了伽利略天文望远镜，并用来观测天体。通过观察，他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。

信仰哥白尼

早在1597年，伽利略就收到了开普勒寄给他的一本《宇宙结构的秘密》，阅读之后，他开始坚信哥白尼的日心说了，相信太阳才是宇宙的中心，相信如果只为了要地球保持静止，去让整个宇宙都运动是不合理的。1613年，他出版了《关于太阳黑子的认识》。在这本书里，伽利略公开说自己赞同哥白尼的天体学说。不过他也表明自己并非要反对教会与教义。他说，《圣经》与大自然都是不可能说错话的，如何使大自然的现象与《圣经》和谐正是神学家们要做的事。

伽利略的这些举措早已在教会激起了不满，1615年，有人正式向恶名昭著的罗马宗教裁判所告他的密，控诉伽利略违背基督教教义、传播异端思想。在当时这样的罪名足以令他掉脑袋，他不得不动身赴罗马为自己申说。伽利略这时已经鼎鼎有名，还是教廷的林嗣科学院成员，经过他的努力，虽然教廷在1616年3月正式颁布了对哥白尼学说的禁制令，宣布《天体运行论》非法并禁止用一切方式传播之。但对伽利略本人，教廷并没有太为难他，只是要他公开声明放弃对哥白尼学说的信仰。伽利略被迫这样做了，他知道若对抗无异于以卵击石，他可不希望重蹈16年前布鲁诺在罗马鲜花广场被活活烧死的那一幕。

1623年，他在林嗣科学院出版了《分析者》，虽然只是本小册子，但十分精彩，文中对世界及其物质的精彩论述以及对新科学方法，即重视实验与实践的方法，进行了十分透彻的分析，引人入胜。在书中伽利略说出了那句名言：“大自然的书……是用数学语言写成的。”伽利略将这本书献给了新任的教皇乌尔班八世。这个乌尔班八世长久以来是伽利略的朋友兼庇护人，他高兴地接受了伽利略的奉献。这段时间他还设计出了一架功能堪称完善的显微镜，它“可以将苍蝇放大成母鸡一般”。从1624年开始的整整6年，伽利略完成了他的科学巨著《托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，简称《对话》。以三个人对话的方式分析批判了亚里士多德，宣传了日心说。全书由四天的辩论构成，第一天辩论天体的组成与性质，第二天辩论亚里士多德的运动学说，第三天辩论地球的绕日运行，第四天辩论海洋潮汐的形成。

伽利略在教会法庭的威吓下被迫接受教皇的训喻。

书完成之后，伽利略先将之送到了罗马，那里有一个专门检查出版物是否违背教义、是否属于异端邪说的机构。书经过那机构的审查之后，终于在1632年正式出版。据说是因为伽利略与教皇私交不错，审查人不敢太苛严，而且它不是用当时学术界通用的拉丁文写成，而是用意大利文写的，因此审查官误认为不会流传太广。

《对话》甫一出版，立即产生了巨大影响，人们争相传阅，一时洛阳纸贵。由于伽利略不但是杰出的科学家，其文字表达能力亦极为出色，加之对神学与哲学素有研究，因此书中的语言优美、精辟、深邃兼具，被认为是科学、文学与哲学三合一之杰作。然而，这对于伽利略并非好事。由于《对话》影响太大，很快有人向教廷告密了。其理由无疑是充分的，虽然作者的标题没有表明他信奉哪种学说，但文中却振振有辞地为哥白尼的日心说辩护，其论据之众多、说理有力使与之对立的托勒密地心说毫无招架之力，只能显示它是何等荒唐。也使得篇末所列的在一开始就说了的所谓“不偏不倚”的结论显得牵强附会，可以说毫无意义。据此，那些提出控诉的虔诚的耶稣会会士说，它对天主教的危害甚至大于路德与加尔文的新教！

教皇一听这些控诉，登时大怒，立即下令彻查此事，并严加惩办。

迫害与妥协

不久，教廷命令他到罗马接受审判，随即《对话》被禁止出版，这是1632年8月的事。到了罗马之后，残酷的审讯开始了，教廷的高官们对伽利略展开了轮番猛烈攻击，其程度之剧烈简直像要判他死刑！

1633年6月21日教廷做出了判决，宣布伽利略犯有“相信并宣扬”哥白尼学说之罪，对他的惩罚主要有三条：一、他必须公开声明放弃这种信仰；二、在各地焚烧他的《对话》，同时他的所有著作都被列入禁书之列，不准再印；三、他必须终生被监禁。

伽利略接受了判决。因为这时他已经老态龙钟且疲惫得快要倒下。当他在朋友们的搀扶下慢慢走出宗教法庭时，嘴里仍在叽叽咕咕地说：“但地球的确是在转动的呀！”看到伽利略已经屈服，气也就消了的教皇立即宣布将他的终生监禁改为终生软禁，而且将地点定在了伽利略在佛罗伦萨附近他自己的家中。这年年底，伽利略回到了家，这家从此将是他的牢狱。伽利略死于1642年1月，由于怕教廷怪罪，他和一个普通人一样被草草葬于当地的圣十字教堂。

对于伽利略的科学贡献，爱因斯坦有这样的评价：伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，它标志着物理学的真正开端。这个发现告诉我们，直接观察所得出的结论不是常常可靠的，因为它们有时会引到错误的线索上去……

人的思维创造出一直在改变的宇宙图景，伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重大意义。