古 钟
1564年2月5日,伽利略出生在意大利的比萨城。他父亲是个文化素养很高的人。既精通数学,又懂得音乐,而且注重对孩子的教育。伽利略从小能弹琴会画画,爱动脑筋。父亲希望他将来当个商人或者医生,可他却喜欢摆弄机械玩具。
伽利略十七岁那一年,考进了比萨大学。跟一位名医西萨比尼学医。到该做礼拜的时候,他就和大家一起,走到教堂里去。
在大教堂里,他虔诚地诵读圣经。忽然,一阵风吹来,头上发出轻微的响声。他抬头一看,悬在屋顶的吊灯,被风吹得摆来摆去。他凝望着吊灯的摆动:一左一右,一左一右……
呵,多么平稳,多么均匀,他这样欣赏起来,竟忘记了祈祷。旁边的人瞪了他一眼。那眼光,仿佛是责备他少见多怪:风吹吊灯,千百年来就这样摆动的!
可是,伽利略的眼睛,怎么也离不开这吊灯。他觉得,在那均匀的摆动里,一定有什么规律可循。
第二天课堂上,他听着西萨比尼的声音:“一般地说,脉搏跳动的次数是稳定的……”
猛地,伽利略又想起那吊灯:脉搏和吊灯之间,有什么关系呢?
再次到教堂祈祷的时候,伽利略按着手腕,看着吊灯,计算吊灯摇摆和脉搏跳动的次数。他发现,不论吊灯摇摆幅度大小,每次摆动的时间(周期)总是相等的。实际上,这就是摆的等时性。
根据这个发现,他做了一个机械摆。这个摆,可以测量脉搏跳动是否稳定。这就是“伽利略摆”,又叫“脉搏计”,是他大学一年级时的发明。后来,惠更斯又根据这个发明,制造了欧洲最早的摆钟。
伽利略的父亲虽然注重对孩子的教育,却不懂得他真正的兴趣和才能所在。
有一次,伽利略从学校出来,去看望一位朋友里西。恰好,里西正给许多孩子讲数学课。伽利略不想打断他,就站在窗外听着,里西讲了一段欧几里得几何,又讲起阿基米德的故事:
“国王请人做了一顶金冠,但是,他怕这金冠掺杂有别的金属,就请阿基米德为他鉴定。阿基米德冥思苦想却无计可施。他回到家里,想洗个澡,换换脑筋。他一边思索着,一边跨进浴盆。盆里的水渐渐溢出,他的身躯也仿佛越来越轻。忽然,他跳出浴盆,披上衣服就往外跑。妻子儿女惊奇万分,追赶着,问他发生了什么事情。只听他说:‘有了!有了!’直奔王宫而去……孩子们,阿基米德有了什么办法,来鉴定那王冠是不是纯金的呢?”
里西一边叙述,一边启发他的学生,屋里传出嘈杂声。伽利略在窗外听着,被那数学和力学故事深深打动。
从那一天起,他不断到这儿来听。悄悄地走来,又悄悄地离去。以至于二年级的医学课程,也有些荒疏了。
那时候,一个医生的收入,要比数学家高很多倍。正是因为这一点,父亲反对他学数学。可是,伽利略丝毫没有考虑这些,他狂热地爱上了数学。他终于向里西坦白了心事。里西非常高兴,毫无保留地把知识教给了朋友。
后来,伽利略成为一名出色的数学家,甚至被人誉为“当代的阿基米德”。
中世纪的物理教科书上,有这样一条“定律”:落体的速度,与它的重量成正比例。
自从亚里士多德提出这条“定律”以来,一千多年间,从未有人怀疑过它:教师们这样讲,学生们这样学。到了16世纪末叶,才有人对它提出异议。在此基础上,伽利略公然对这条“定律”提出挑战。
伽利略认为,只有直接地观察自然,研究自然,而不是教条式地、经验主义地去解释圣经和古人著作,才能认识自然的规律。他决定,带领一些学生做个大胆的实验。
这一天,利古里亚海的怒涛冲击着阿诺河口,河水在比萨城下泛着一团团白沫。城下聚集了许多人,千万双目光凝结在一座古老的斜塔上。这座斜塔,足有五十多米高。
人们在周围议论着:“这个‘争吵者’,以为他比亚里士多德还聪明,竟敢向圣人挑战。”“这年轻人,简直是个疯子!”
这时候,站在塔前的伽利略,举起两个一般大小的球,高声说:“请看,这两个球的重量,一个是另一个的一百倍。按照亚里士多德的定律,它们落下来的速度,重球也该是轻球的一百倍。可是,我认为,除了空气阻力随物体大小和形态而改变外,它们下降的速度,该是相等的。”
人们在静静地听着,伽利略继续说道:“你们马上就可以看清我同亚里士多德究竟谁说得对!”
伽利略带着两个球,慢慢爬上斜塔。许多著名教授和大学生都屏住呼吸,目不转睛地盯着他。伽利略站在高高的斜塔上,又一次喊着:“球就要掉下去啦,大家看仔细!”
话音刚停,两个球从塔端落下来,像两条平行的闪电,在万目共睹中,同时触地。斜塔下边,顿时一片喧腾。
被人盲目崇拜了一千多年的传统观念,就在这一瞬间,彻底动摇了。
当伽利略从塔上下来,被他的学生们热烈包围的时候,有人尖叫着,朝他扑过来:
“喂,我看仔细了,还是重球先落地。它落地的时候,轻球离地面还有半米。”
“哈哈哈哈!”伽利略大笑着说,“亲爱的先生,你大概没有看仔细,它们不应该相差半米,而是应该相差九十九个半米吧!哈哈哈哈!”
“啊?九十九个半米?”那位先生起初不解,等他算清了亚里士多德所说的倍数差之后,竟恼羞成怒地说:
“亚里士多德是不会错的!一定是你施了什么魔术,阻碍了重球下降的速度!”
亚里士多德的观念,是如此根深蒂固,实际上,已经成为天主教反动思想体系的一部分。如果亚里士多德的观点被人推翻,那宗教的信条还能维持多久呢?伽利略在斜塔上的挑战虽然取胜,却遭到各方面的非难与惩罚。
面对这一切,伽利略毫不畏惧。后来,他索性辞去教职,准备为真理付出更大的代价。
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