宣战与苦难

宣战与苦难_我想知道的西方科

第十六章　伽利略的创造、宣战与苦难

像天文学一样，物理学在文艺复兴时期也取得了夺目的成就，我们讲天文学时所讲到的成就，例如开普勒三定律，从某一个角度上来说也是物理学上的成就，因为它们都涉及了力学问题，因此那些伟大的天文学家们也可以算是杰出的物理学家。

文艺复兴时期最伟大的物理学家是伽利略，他不但是伟大的物理学家，也算得上是杰出的天文学家。

—学习时代—

伽利略全名伽利略·伽利莱，1564年2月生于意大利比萨。比萨是意大利西部海岸附近一座小城，位于佛罗伦萨以西，西距第勒尼安海约10公里，周围的地形主要是沿海小平原，有一条不能通航的小河流过。它现在的人口不到10万，主要是意大利的地区铁路枢纽、宗教中心，还有一所著名的大学——比萨大学，建于14世纪，曾是意大利和欧洲最著名的大学之一。

伽利略的父亲出身贵族，但不像一般贵族那样富有，他靠教授音乐维生，还通晓数学与天文学。但这些都挣不来多少钱，迫于生计，他在伽利略10岁时从比萨迁到了繁荣昌盛的佛罗伦萨。在那里开设了一间店铺，专做羊毛生意。而他年少的儿子也入了当地的瓦伦布罗萨隐修院，在它附属的学校学习。

在这样一所中世纪的教会中学读书对伽利略的好处很难说，仅仅2年之后，可能是因为得了眼病，他回到了家里，从此再也没有踏进过那学校的门。

在家里，伽利略开始自学。他这时已经爱上了自然科学特别是数学，经常去城里的公共图书馆阅读有关书籍，甚至打算将来以此为谋生之道。但搞自然科学研究在那时是没什么“钱途”的，尤其对于他这样一个家庭贫寒的人是如此。更何况他是长子，需要尽快养家糊口呢！于是，他听从父亲的劝告，答应改为学医，好将来挣钱养家，为此他进了比萨大学医学系。

这时的大学教医学就像教哲学一样，都只讲理论。上课时，教授像背书似地背诵人体各部分的器官名称，既没有图解，更没有尸体，甚至没有一个病人来进行示范。伽利略，这个具有天生的动手爱好并且喜欢从实践中学习的年轻人，对这种方法提出了质疑。他认为这种讲课法对实际治疗没多少作用，还不如去医院看看病人呢。伽利略对当时的哲学课也有类似的看法，那时，学医学的学生都必修哲学课，课堂所讲的全是亚里士多德那一套，教授将之看作神圣的教条，宣称：天地万物的所有问题在亚里士多德的著作里都可以找到答案。伽利略虽然也喜欢哲学，但对这类宣称是不敢苟同的。

从对待这两门学科的态度上我们可以看出来在此后一生中将深深影响伽利略的两种精神：重视实践的精神与敢于怀疑的精神，正是这两种精神将引导他走上未来的发现之路。

伽利略的第一个科学发现是钟摆的规律。还在大学一年级时，他有一次去比萨大教堂，看见教堂的司事把吊在长绳上的灯点亮时，由于碰着了吊灯，它便不停地左右摇摆。而且他发现，虽然它摆动的距离会慢慢变短，然而每次摆动所花的时间几乎完全一样。这个平常无数人看见过的现象却令他顿有所悟。他立即着手研究起了这个问题。他找来不同的绳子，例如麻绳、细铁丝、铜丝、布带等，将它们分割成不同的长度，再在下面挂上种类与重量不同的东西，例如小石头、铁块、铅块，甚至苹果，使之摆动，看看有什么结果。终于他发现了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。换句话说，长度相同的摆，周期相同，这就是摆的等时性。

伽利略认为这个发现有助于控制钟表的走时，便将这个发现写成了一篇论文。不过，作为一个无名小辈，所论述的观点又与神圣的亚里士多德的观点相冲突，因为亚里士多德对于这样的摆动说过“摆幅小需时少”之类的话，他的论文自然无人理睬。

伽利略没有死心，他将自己的理论用之于实践，发明了一种“脉搏计”，其主要部分就是一个小摆，大夫能够用它来测定病人在一定时间内的脉搏次数。

到这时，已经上了大学的伽利略还没有接受过正规的数学教育。那时数学可不像今天一样是文理科都要学的基本学科，即使在大学里也不受重视。一天，伽利略巧遇了一个叫里奇的人，他是托斯卡纳大公爵的宫廷教师，也是伽利略父亲的熟人，精通数学。

里奇深为伽利略的好学与天才而感动，经常找机会给他讲授数学、物理学等自然科学。

在导师的引领之下，伽利略很快深入了科学王国，那里的一切都令他着迷。他特别喜欢阿基米德的著作，尤其是他的《论浮体》，他认为那才是真正的科学，阿基米德才是真正的科学家。

伽利略一心一意跟着导师学习科学，倒把专业给搁到一边儿了。这时，一方面因为不喜欢自己的专业，另一方面也因为这时候他父亲的经济情况进一步恶化了，渐渐地连儿子的学费、生活费都供应不上了。在这种情况下，伽利略便选择了退学，回到佛罗伦萨。这是1585年的事。

回到佛罗伦萨后，伽利略先在父亲的店里打了一段时间工，不久后在当地的佛罗伦萨学院找到了一份教师的差事。

他一边工作一边搞自己的研究，不久又发表了一篇文章，名叫《小天平》，文章中提到了一种新的秤“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誉鹊起，名字几乎传遍意大利。

到1589年，伽利略研究了物体的重心及其他力学方面的问题，写了一篇文章，名叫《论固体的重心》。

—创造时代：向权威宣战—

这篇文章的发表更为他带来了学术方面的名声，这名声传到了他的母校比萨大学，加之这时候伽利略也找到了几个有影响力的朋友鼎力推荐，比萨大学终于向他发来了聘书，请他担任讲师。不过这讲师又是那种私人讲师，只有在大学讲课的权力却没有薪水拿。这也是1589年的事。

在比萨大学，伽利略一方面教学，同时积极进行自己的物理学研究。他首先关注的问题之一仍然是亚里士多德学说。我们在上一章讲亚里士多德的物理学思想时讲过，他认为物体的下落速度与其重量成正比。我们还引用过他在《物理学》第四卷中之所言：“我看见一个已知重物或物体比另一个快有两个原因：或者由于穿过的介质不同（如在水中、土中或气中），或者，其他情况相同，只是由于各种运动物体的重量或轻量不同。”

亚里士多德的这个“比例定律”在漫长的岁月里成了教授们的神圣教条，无人敢于怀疑，也没想到要去检验一下。

伽利略可不是那种把先师的每句话都奉为圭臬的人，相反，他天生富于怀疑精神。他经过一些简单的实验，例如从两手同时落下一块大石头和一块小石头，就发现它们是同时落地的，与重量并无关系。于是他勇敢地公开表明了自己的怀疑。不用说，他的怀疑一开始便遇上了白眼，一个无名鼠辈竟敢怀疑至尊的亚里士多德，简直可笑！

伽利略可不是那种怕讥笑的人，他胆子大得很，决定用实践来证明一切。于是，1592年的一天，他来到了比萨斜塔，在这地方往下丢东西简直太妙了。一则它高，二则因为斜，坠落时便不会砸到下面的某一层楼上去。由于事先就有许多人知道一个愣头青妄想在这里与伟大的亚里士多德作对，他的实验招徕了不少观众。

伽利略双手分别捏着大小迥然不同的两个球，一步步登上了高高的斜塔，它共有8层，爬到最高一层后，伽利略将他的两手伸出栏杆，同时一松，两只大小分明的球顿时飞也似地往下坠去。不久，“呯”的一声大响，落到了地上。不错，是“呯”的一声，不是两声，因为两个同时着地了。

亚里士多德的理论在这简单的实验面前变得体无完肤。

然而，驳倒了亚里士多德对他在比萨大学的境遇一点也没好处，一方面由于他那些新奇的科学研究方法，另一方面由于他那经常与权威顶撞的倔强个性，他很快在大学里待不下去了，试验后不久便到了不得不辞职的地步。

辞职后，他回到了佛罗伦萨的家里，但家里等待他的可不是亲人们高兴的拥抱，而是泪水，他辛苦了一辈子的父亲不久就去世了。这样，养活一家大小的担子顿时落到了年轻的伽利略这个长子肩上。

没办法，他只得赶紧找个工作，他给几所大学写了自荐信，由于他这时已经在科学界小有名气，也有些著名的科学家欣赏他，他的申请不久得到了回音，帕多瓦大学请他去担任教授之职。这仍是1592年的事。

帕多瓦位于意大利北部，帕多瓦大学在当时也颇有名气，哥白尼曾在这里留过学，他的思想将对以后的伽利略产生很大影响。

到了帕多瓦大学后，伽利略继续他的科学研究，特别是力学研究。他提出了一个重要的概念和一条重要的定律，即加速度概念和自由落体定律。

在伽利略之前人们早已经有了速度的概念，但只认识到匀速运动。伽利略则进一步将运动分为匀速运动与变速运动两类，并精确地定义匀速运动为“在任何相等的时间间隔内，通过了相等距离的运动”。

在这个基础上，伽利略进一步说，如果要考虑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。

伽利略做这些运动实验时所用的方法是著名的“斜面实验”。

他做了一块长度超过10米的木板，在中间挖一道槽，并将之弄得十分光滑，以减少阻力。然后将一个球体在里面滚动并记录每一次滚落到底端所需的时间，在其间不断将木板的高度调动。他还用两个球，一个在木板上滚动，另一个则让它在相同的高度自由下落。有时他又将两块这样的木板并在一起变成一个“V”形斜面，让球从一边滚下，再看它能够滚上另一斜面多高，然后将一边的斜面不断调低，再看球是不是能滚得更远。如此反复实验，10次、100次、1000次。伽利略发现，如果不考虑摩擦阻力，球也不受外力作用，那么当一边的斜面放到水平状态时，球将作永无休止的匀速直线运动。这种现象我们现在知道就是惯性，这个概念可以说是伽利略发现的，后来，牛顿正是在这个基础上发现了牛顿第一运动定律，即惯性定律。

伽利略最重要的物理学发现是自由落体定律。

前面我们刚说过，伽利略在比萨时就曾经用实验驳倒了亚里士多德关于自由落体下降的速度与其重量成正比的谬论，后来又发现了加速度。现在，伽利略在进一步实验的基础上正式确立了自由落体定律：“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。”

在研究自由落体运动的同时，伽利略还研究了抛射体运动。

我们随手扔出一块石头，它就成了一个抛射体。更典型的抛射体是从炮口里飞出来的炮弹。伽利略发现，只要不受外力的影响，抛射体运动所经过的轨迹是一条抛物线。而且，抛物线这种运动并非一种运动，它由两种运动合并而成：一种是垂直向下的自由落体运动，另一种是沿水平方向的匀速直线运动。这一观念也直接冲击了亚里士多德关于不可能同时有两种运动的旧观念。

这时已经是1604年，伽利略已经在帕多瓦大学待了整整12年。

—发明时代：望远镜—

这年冬天，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。

早在这以前，伽利略已经对天文学深有兴趣。而且，凭着他那了不起的科学直觉，他认为哥白尼是对的，太阳而非地球才是宇宙的中心。不过他那时对之并无深入研究，不敢公布自己的观点。但这个问题始终萦绕在他心头，现在，他打算乘这机会好好研究一下天文学。

他先是用肉眼和那时已有的天文仪器观察天象，但那些仪器都不好用。一天他突然想到，要是有一架仪器，能够把天上的星星看得更清楚该有多好！到1609年，他在威尼斯听说有人制造出了一架能够看清楚远处的小东西的新奇仪器，其主要设备就是两块呈凸状的玻璃片。他不由喜出望外，立即自己动手磨起镜片来。他一向喜欢自己制作实验仪器，有双一般专业工匠也比不上的巧手。镜片很快磨好了，他将之配成一对，然后装到一个圆筒里，再用它去看远处的物体。一看不由大喜，他果真看到了远处的物体，而且看得很清楚，好像就站在它旁边一样。

不用说这个东西就是望远镜了。他第一次制作的望远镜能够将物体放大3倍。但他还不满意，继续改进。第二年，即1610年，他就使之能够放大32倍了！这样的倍数就是到今天也是一架上好的望远镜呢！他制作的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，作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！伽利略用望远镜这么随便一照，便捡到了许多宝贝。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山峰，后来被称为环形山。他发现月亮不是靠自己发光的，而是靠反射太阳光而发亮。他发现银河系不是一长条云雾，而是由无数颗星星组成的星之河。他发现木星有四颗卫星。他发现了许多原来以为是一颗星星的其实不是一颗，而是几颗甚至好多颗合在一起，例如觜宿二，在西方就是著名的猎户座星团。伽利略甚至还绘制了一张表来标记这些星团，这是最早的星团表了。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，而是实实在在的天象！

1610年时他出版了《星际使者》，向世人报告了这些发现。

望远镜的发明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远为深入地探索天空。

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。于是就出现了伽利略在给一个妹夫的信中出现的一幕：

我制成望远镜的事传到威尼斯，一星期后，就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看，他们感到非常惊奇。绅士们和议员们，虽然年纪大了，但都按次序登上威尼斯最高的钟楼，眺望远在海港之外的船只，看得都很清楚；如果没有望远镜，就是眺望两个小时也看不见。

这下，伽利略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，让他们大饱了一番眼福。

望远镜的发明使伽利略成了名人。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最好、也最荣耀的职位了，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职位，而是就在制造出望远镜的这年离开了帕多瓦大学，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，主要是因为这样可以不承担繁重的教学任务，而专心于科学研究。

算起来，从1592年到帕多瓦大学当教授，直到1610年离开，伽利略在帕多瓦足足待了12年。这12年算得上是他一生中成果最为丰富，生活也最为平安喜乐的岁月。

—再创造，再宣战！—

自从离开帕多瓦后，他的生活就不那么平静了，因为他即将投入一场严酷的斗争。

这场斗争又可以分为两个分战场，第一个分战场的对手是亚里士多德的追随者们；第二个分战场的对手则是更为强大的教会。

我们先来看第一个分战场。

早在他还是比萨大学的讲师时，伽利略就已经公开批判过亚里士多德。现在伽利略进一步通过望远镜看到了月亮并非平如镜清如水，而是一个布满了凹凸不平的坑斑的丑陋之地，甚至太阳上也有黑子，这一切都与亚里士多德声称的“天体完美无缺”大相径庭。

经过一番犹豫之后，伽利略决心直接对亚里士多德展开批判。他深知亚里士多德哲学乃罗马教廷的御用哲学，要公开反对之必须先疏通一下这些关系。于是，他在1611年亲自去了罗马，请教廷的主教们、红衣主教们亲眼来看看他的望远镜。这些教廷高官们对伽利略的发明很感兴趣，对他的成果也表示了部分肯定，并且聘请他为教廷的最高学术机构林且学院的研究员，这在当时算得上是最崇高的学术职位之一了。

这下伽利略认为可以大胆宣扬自己的观点了。于是，1612年时，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的错误论点，例如亚里士多德认为冰能浮于水面，不是因为冰比水轻而是因为冰的形状合适，因为它是平坦的薄块。亚里士多德的隔世弟子们硬是由此妄称木片会浮在水面而木球会下沉。这样的观念当然是荒谬绝伦的，伽利略对之进行了针锋相对的批判，并提出了科学的论点：物体之所以能浮于水是因为其比重小于水，比重大于水的物体则会下沉，与其形状无关。

对于伽利略的批判，亚里士多德的追随者们当然不会坐视不理。更兼伽利略的论文思想清晰、表达明确，而且是用那时已经比拉丁文更为流行的意大利语写成的，因此激起了热烈的反响，赢得了大批追随者。感到害怕的大学教授们便联合起来反击伽利略。他们看到，如果伽利略的理论是正确的，那么将对基督教的教义产生巨大冲击，因为原来卫护基督教教义、论证其合理性的正是亚里士多德哲学，若亚里士多德成为谬误，基督教教义岂能安稳？正所谓破巢之下，安有完卵！他们赶快将这种危险性显示给了教廷。

教廷的许多人也有同感，便开始有人站出来抨击伽利略。这下，第二战场便开辟了。

伽利略这时也正好将他的另一个“薄弱面”现了出来，这就是他对哥白尼日心说的信仰。

早在1597年，伽利略就收到了开普勒寄给他的《宇宙结构的秘密》一书。阅读之后，他就开始坚信哥白尼的日心说了，相信太阳而不是地球才是宇宙的中心，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。针对当时哥白尼学说受到的攻击，他调侃似地给开普勒写信说：

“……我们的老师哥白尼所遭受的命运使人心寒，他在不多的人那里博得了不朽的荣誉，而受到无数的人——都是些蠢人——的讥笑与嘘声。”

后来，当他发明望远镜之后，通过对诸天象的仔细观察，更加坚信了日心说。

伽利略并没有将自己的这种信仰像哥白尼一样藏在心里，等到快死了才发表出来，而是将之勇敢地公之于众。例如，1604年，当他观察到新星后，就在帕多瓦大学作了三次讲演，专门宣传哥白尼的日心说，由于伽利略不但是一个科学家，而且也是一个出色的演说家，他的话深深打动了听众的心弦。

后来，在与许多人的通信中，包括与一些高级教士，伽利略公开了自己对哥白尼学说的赞同。

1613年，他终于出版了《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。

伽利略的这种观念虽然看上去简单，然而正是基督教神学今天的特色。现在，无论神学家抑或是教会都不可能对任何自然科学研究加以干涉或者不承认其得到验证的成果了，他们所要做的就是尽量将这些发现与《圣经》以及对神的信仰一致起来。

伽利略的这些举措早已在教会甚至教廷中激起了大大的不满，到他出版《关于太阳黑子的认识》的这年年底，一个从神学上反对伽利略的浪潮已经汹涌澎湃。

也就在这前后不久，伽利略正好写了一封信给自己的一位教士学生，信中说神学干涉科学是错误的。后来这封信给一个教士看到了，他立即向恶名昭著的罗马宗教裁判所告密。这是1615年的事。

宗教裁判所是没事也要找事的，迫害人更是它的拿手好戏。事实上这时已经悄悄形成了一个小集团，他们与所有敌视伽利略的人，例如那些亚里士多德的崇拜者们，联合起来，向伽利略以及他所维护的哥白尼学说展开了声嘶力竭的抨击。他们又正式向罗马教廷控诉，指控伽利略违背基督教教义，传播异端思想。

在那个时代，这些罪名足以令人掉脑袋。伽利略不能不感觉到一场危机已然临近，他不得不作出反应。于是，就在这年，即1615年，寒冷的冬天，他不顾有病在身，再次动身赴罗马。

他这次去的目的有两个：一是使自己不致因宣传哥白尼学说而受到宗教裁判所的惩罚；二是希望教廷不要公开宣布他宣传的哥白尼学说为非法。

伽利略这时已经鼎鼎有名，还是林且科学院的成员，在教廷内部也有一些高级教士与神学家支持他，他的目的一度看来可以达到。然而事情的发展很快变得不利，主要是因为教廷最重要的神学家兼红衣主教R·贝拉明不同意哥白尼的观点。他之所以这样只是因为发现哥白尼的学说可能使人们对上帝的信仰产生怀疑，而并非针对伽利略个人。

结果是，这位尊贵的主教一方面坚持哥白尼是错误的，应当禁止；另一方面在教廷正式颁布禁制令前预先通知了伽利略并接见了他，接见时他告知伽利略说，今后不准他再宣传哥白尼学说。不过他也网开一面，说将之作为一种纯粹“数学的假设”进行纯学术的讨论还是可以的。

1616年3月，教廷正式颁布了对哥白尼学说的禁止令，宣布《天体运行论》为非法并禁止用一切方式传播之。

对伽利略，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，他不是布鲁诺那种性如烈火、为真理不惜立刻粉身碎骨的人。他更要理性一些，不希望与非理性的教廷公开对抗，他知道这样无异于以卵击石，无论对科学还是他自己都不利——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一幕。

这结果对伽利略无疑是一次沉重的打击，他带着忧郁不已的心情离开了罗马，不久就离开了喧嚣的城市，回到了自己位于佛罗伦萨附近的家中，在那里隐居下来。

从此，有相当长的一段时期，伽利略沉寂了，好像从科学界乃至这个世界上消失了一样。

事实上他也真的脱离了天文学研究，专注于改进自己发明的望远镜，使之适用于航海。就是搞学术研究也局限于力学与机械学。

两年之后，到1618年，秋去冬来之时，他的一个学生出版了一本反映老师思想的书。这本书的出版使本来差不多已经忘了他的敌人们又记起了这个可恶的糟老头子。很快，某位教士写了本小册子，对伽利略展开了疯狂的攻击，甚至妄称伽利略是歁世盗名的小人，称他的那些发现或者发明都是从别人那里剽窃来的。

对于如此蛮横无理的攻击，伽利略不得不作出回答。不过一方面由于他这时身体不好，另一方面他感到自己再次出版著作一定要慎重，要字斟句酌。所以直到5年之后，1623年，他才完成了一篇文章，名叫《分析者》，后来由林且科学院出版。

《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。

这又激起了伽利略的雄心，他想也许新教皇能够解除以前对哥白尼学说的禁止令。于是，次年他再次赴罗马。

在罗马，他受到了新教皇的热情接待。乌尔班八世对老朋友和他的被庇护者十分友好，与他进行了多次友好的交谈。至于伽利略提出的请求，教皇由于所处的地位及这个问题的敏感性，不可能答应。但他同意伽利略写一本书来不偏不倚地介绍哥白尼的日心说与托勒密的地心说两个体系。同时教廷提出了一个明确的条件，在书中伽利略绝不能表态支持或同情哪一种学说，且结论必须遵循教皇事先对他的谕令，即人不能妄称自己知道世界形成的真实情况，因为上帝完全能够以人所不能想象的方式创造一切，也因此伽利略的著作中不能让人对上帝的全能产生怀疑。

这样的结果虽然不能让伽利略满意，但已经相当不错了，对教廷而言，如此对待一个有异端嫌疑的人也算得上是宽宏大量了。

这里还有一个小插曲。就是这次在罗马，伽利略看到了根据他的望远镜原理制作成的一架显微镜，两者的区别是明显的：虽然同样是放大对象，但一者看远，一者看近。伽利略看到这架显微镜后，立即明白了它的原理，随即设计了一架更加完善的显微镜，它“可以将苍蝇放大成母鸡一般”。

伽利略回到佛罗伦萨后，开始埋首写作他得到准许的新作。这还是1624年的事。

—创造与宣战的结果——苦难—

此后的整整6年，伽利略完全用来写作这部新书，其间的辛苦自不待言，到1630年，他的新作终于问世，名叫《托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，后面我们简称《对话》。

书中参加对话的共有3个人，第一个叫辛普利丘，是一位虽然受过教育但有点傻头傻脑的人，是地心说的信奉者；第二个叫沙格列托，是提问题的人，属于中立者；第三个叫萨尔维阿蒂，主张哥白尼的日心说。后面两个人伽利略都借用了朋友的名字，因此都是历史上的真实人物。他们在位于威尼斯的沙格列托的宅第中会齐了，经过简短的问候之后，便对托勒密与哥白尼两种学说到底孰对孰错的问题展开了辩论，全书的情节就围绕之展开。

辩论一共进行了4天，第一天讨论天体的组成与性质，第二天讨论亚里士多德的运动学说，第三天为地球绕日运行进行了答辩，第四天讨论了海洋潮汐的形成问题。

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。经过那机构的审查之后，终于在1632年正式出版。

说实在的，若从教廷以后的反应看起来，它能够被批准出版实在是咄咄怪事。有人说是因为伽利略与教皇私交不错，因而审查人不敢太苛严，也有人说是因为这本书不是用当时西方学术界通用的拉丁文写成的，而是用意大利文写的，因此审查官误认为不会“谬种流传”，因此不太在意。

事实上又如何呢？《对话》甫一出版，立即产生了巨大的影响，第一版印刷的书籍很快被抢购一空，人们争相传阅，意大利一时洛阳纸贵。不久，欧陆其他地方也响起了一片赞誉之声。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，但文中却振振有词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日心说毫无招架之力，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，顿时大怒，立即下令彻查此事，并严加惩办。

但由于伽利略事先早已经得到了教廷的特许，书也是经审查才出版的。因此教廷不好随便就把书禁了，得找一个冠冕堂皇的理由。

正所谓“欲加之罪，何患无辞”，教廷方面不久就“发现了证据”，那是一份保存在教廷档案库中的文件，说1616年，当伽利略与R·贝拉明红衣主教会面时，曾禁止他“以任何方式宣讲和议论哥白尼学说”，如有违犯就将受到宗教法庭的审判与惩罚。

两百多年后的1877年，这份档案公布之后，史学家们经过考证，一致认为这份所谓的文件乃是教廷为了给伽利略添加罪名而伪造的。

但那时的教会可把它当成如山铁证，教廷公开对伽利略进行了指控，控告他“严重涉嫌异端”，命令他到罗马接受审判。他们加给伽利略的罪名主要有三条：一是违反了教皇要他用假设性的口吻写作，并且在两种观点之间不偏不倚的指令，断然肯定了地球的运动与太阳的不动。二是在这个基础上又进一步根据地球运动、太阳不动的前提来解释潮汐的成因。三是他对1616年时贝拉明主教给他的禁令佯装不知。

随即《对话》被禁止出版，这是1632年8月的事，距《对话》的出版不过半年。

这时伽利略已经年近70，完全是一个老人了，更兼身体有病，显然不适合长途旅行去罗马受审，他的庇护者大公爵也积极替他斡旋。然而教廷对待异端的态度一向是以残酷无情出名的，何况此刻乌尔班八世教皇也对伽利略极为愤怒。这时伽利略便面对这样的情形：或者自己去罗马，或者被人用铁链绑着去。

伽利略被迫动身去罗马，这是1633年2月的事。

到了罗马之后，教皇的气消了一点，宗教法庭也没有像对待其他嫌犯一样令他铛入狱，而是特别准许他可以在监外居住。

不久，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！

伽利略呢，老人家一开始还不屈服，他毕竟是受了特许才出版《对话》的，其中对日心说的偏向不是什么大不了的罪名。至于教廷方面最有力的证据，即贝拉明主教17年前给他的那个不许谈论哥白尼学说的禁令，伽利略坚称他不记得。据说他甚至还在审讯中对自己相信的哥白尼学说进行了辩护。

伽利略的态度更激起了审判者们的恨意，使伽利略处于不利地位。不过，也有许多人，包括一些高级教士，替伽利略说话，有的是出于对他的学说与成就的尊重，有的是出于对他年老体弱的同情，其中包括宗教裁判所的老大——总代理主教，他试图提出一个方案，一方面使伽利略受到教训，另一方面又不要正式惩罚他。

但他的方案被权力更大的红衣主教会议拒绝了，他们宣布伽利略必须受到正式的惩罚并被判刑。

正式的判决书是这年的6月21日宣读的，判决伽利略犯有“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。

这看上去也许会令人感到意外，其实仔细一想伽利略这样做是有理由的：一则年老体弱的他已经筋疲力尽，无力抗拒；二则作为一个虔诚的天主教徒，他从来没想过真的要反抗教会；三则他不是不知道布鲁诺的结局。

结果是伽利略宣誓不再信仰哥白尼的学说，“放弃、诅咒并痛恨”过去的错误。

当这时已经老态龙钟且疲惫得快要倒下的伽利略在朋友们的搀扶下慢慢走出宗教法庭时，他的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。

命运这时最后一次眷顾了伽利略，前来软禁地看管他的是他的学生与朋友锡耶那大主教A·皮柯罗米尼，他对这位受到迫害的老师与朋友十分照顾，甚至鼓励他继续进行科学研究。

在这种情形下，伽利略很快又振作起来，开始研究少有争议的力学问题，并继续撰写著作，所用的方式仍然是《对话》中的对话方式。

被监禁约一年之后，1634年，他完成了另一部著作，名叫《关于两门新科学的对话》。这部著作的手稿被悄悄运出意大利，于4年之后在荷兰的莱顿出版。

遗憾的是，这时伽利略已经不能亲眼看见他的著作是什么样子了。因为在此前一年，即1637年，他已经双目失明。

成了瞎子并没有妨碍他继续进行科学研究，他的生活也不寂寞，经常有一些人来看望已经名满天下的老科学家，例如我们在本丛书文学卷中讲过的伟大的英国诗人弥尔顿，还有法国著名哲学家伽桑狄等。

他这时也被准许接受学生，包括1639年入他门下的维维亚尼和两年后来的托里拆利，托里拆利后来也成为一个著名的物理学家。伽利略的最后岁月因有这两位得意弟子而颇感安慰。据说师徒三人相处极为友好，经常讨论各种学术问题，伽利略向弟子们口授他对各种问题的看法，例如他设想可以用摆来调节钟表的运动、月球的运动、关于碰撞的理论等。已经高龄的伽利略这时仍表现出了敏锐的思维，依旧闪射出智慧之光。

伽利略死于1642年1月，死因是慢性热病，由于怕教廷怪罪，他被像一个最普通的人一样草草葬于当地的圣十字教堂。

现在我们来谈几句伽利略对科学的贡献。

像许多伟大的天才人物一样，伽利略也具有多方面的才能，他不但是伟大的科学家，而且是出色的文体家，能够将深奥的科学著作写得通畅优美，引人入胜。他甚至还是一位能工巧匠，试问没有高超的手艺，他那些复杂的科学仪器，例如望远镜如何做得出来呢？

当然，伽利略之所以成为伟大的伽利略，还是由于他在科学上的巨大贡献。他既是伟大的物理学家，又是伟大的天文学家，他在这两个学科所做的工作我们在前面讲他的人生时都说到了，这里不再赘述。

在此还是用爱因斯坦对伽利略的评价作为本章的结尾吧：

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。

以后我们将会看到，爱因斯坦正是因为像伽利略一样，不相信“直接观察所得出的结论”才能够发现相对论。