§1.3　捍衛(wèi)真理，宣傳日心說，挑戰(zhàn)權(quán)威和教會

在帕多瓦大學(xué)后期（自1604年到1610年他離開帕多瓦大學(xué)期間），以及他離開帕多瓦大學(xué)直到臨終，他主要開展了天文學(xué)的研究，為捍衛(wèi)和支持哥白尼日心說，挑戰(zhàn)權(quán)威和教會而奮斗終身。

一、第一個用望遠(yuǎn)鏡打開通向天文學(xué)大門的人

歷史上用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天體，打開通向天文學(xué)大門的第一人就是伽利略。

1604年的10月發(fā)生了一起不尋常的天文學(xué)事件——天空中出現(xiàn)了一顆從未見過的“新星”，它異常明亮，在整個11月份一直非常耀眼。根據(jù)《圣經(jīng)》上所說，上帝創(chuàng)造了這個宇宙之后，將永恒不變，星辰數(shù)量既不會增多，也不會減少。所以這顆“新星”向《圣經(jīng)》提出了挑戰(zhàn)。而這個永恒規(guī)律也正是亞里士多德所珍視的信條。根據(jù)古希臘哲學(xué)，塵世間的物質(zhì)由土、水、空氣和火4種基本要素組成。而按亞里士多德的觀點(diǎn)，天空完全由第五種要素——以太構(gòu)成，而以太是始終不變的，即天空將永恒不變。于是，亞里士多德學(xué)派的信徒們宣稱：這一天文現(xiàn)象只是發(fā)生在地球與月亮之間大氣層內(nèi)的氣象事件，不是天上的星辰。但伽利略對此“不速之客”作了詳細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)這顆星不僅遠(yuǎn)在月亮之外，且遠(yuǎn)在各個行星之外，是一顆亮度在發(fā)生變化的真正的恒星。（^[1]，p58）事實(shí)證明，伽利略是對的。

這件事情大大地激發(fā)了伽利略研究天文學(xué)的興趣，使他把研究重心逐漸轉(zhuǎn)向天文學(xué)。實(shí)際上，早在青年時代，伽利略在比薩大學(xué)時就了解了哥白尼的學(xué)說，并表示贊賞。并且，伽利略與堅(jiān)信哥白尼學(xué)說是正確的德國天文學(xué)家開普勒之間也有通信來往，相互支持和鼓勵，表示要共同捍衛(wèi)日心說。

圖1-4　伽利略1609年制造的望遠(yuǎn)鏡（現(xiàn)保存在佛羅倫薩博物館）

但是要進(jìn)一步研究，單憑肉眼來觀測天體運(yùn)動是極其有限的，所以如何能看清已知星球的真面目，如何能看清更遙遠(yuǎn)天空中天體的運(yùn)動，這是伽利略夢想實(shí)現(xiàn)的情景。1608年，荷蘭一位制造眼鏡的工匠，他在翻找各種不同品種的玻璃片時，偶然通過兩片玻璃（一片凸的，一片凹的）居然看到了遠(yuǎn)處用肉眼看不清的物體，就這樣這個荷蘭人發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡。第二年伽利略就知道了這個信息，他非常高興，馬上著手研究此望遠(yuǎn)鏡的基本原理，很快了解到這是依據(jù)光通過透鏡的折射理論。掌握了要點(diǎn)后，他便自行設(shè)計(jì)和打磨出凸凹一對透鏡，裝到一個金屬圓筒里，很快就制成了可使物體放大近3倍、放大約10倍的望遠(yuǎn)鏡。此后，伽利略不斷改進(jìn)，使望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)不斷提高。當(dāng)消息傳到威尼斯后，伽利略就受命將望遠(yuǎn)鏡運(yùn)到了威尼斯。那些議員和紳士們都饒有興趣地進(jìn)行觀看，個個表示出驚奇。在伽利略給其妹夫的信中描繪道：“我制成望遠(yuǎn)鏡的消息傳到了威尼斯，一周后，就命我把望遠(yuǎn)鏡呈獻(xiàn)給議長和議員們觀看，他們都感到非常之驚奇。紳士和議員們，雖都年紀(jì)很大了，但都一個個按次序登上了威尼斯的最高鐘樓，眺望遠(yuǎn)在海上的船只，看得都很清楚。如果沒我的望遠(yuǎn)鏡，就是眺望兩個小時，也看不見。望遠(yuǎn)鏡使50英里外的物體，看起來像在5英里以內(nèi)一樣?！?span >（^[4]，導(dǎo)讀，p7）

很快，伽利略首次將望遠(yuǎn)鏡用到了對天體及其運(yùn)動的觀測，實(shí)現(xiàn)了要對天體看得更清楚的夢想，從而揭開了天文學(xué)史上嶄新的一頁，對探索和認(rèn)識宇宙起到了巨大的推進(jìn)作用。

二、用觀測的事實(shí)支持日心說，挑戰(zhàn)亞里士多德

1609年11月，伽利略首先用他的望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)了離地球最近的星球——月球，結(jié)果使他非常震驚。因?yàn)樗吹降脑虑颍浔砻媾c地球一樣高低不平，丘陵和山嶺到處可見，并不像亞里士多德學(xué)派所宣稱的月亮表面是平坦、光滑、呈球形。在對銀河的仔細(xì)觀測后，他發(fā)現(xiàn)“銀河”也并不像人們普遍認(rèn)為的是一條云帶，實(shí)際是由一大群、多得數(shù)不清的星星所組成的。

1610年1月，伽利略又將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)了木星，他發(fā)現(xiàn)了木星有4顆衛(wèi)星，正像月亮是地球的衛(wèi)星一樣。托勒密地心說的支持者曾提出過質(zhì)疑：“如果地球、金星、木星、土星等都圍繞太陽轉(zhuǎn)，而月亮又是地球的衛(wèi)星，那么為什么其他星球沒衛(wèi)星？”他們企圖以此來說明地球之所以有衛(wèi)星正是因?yàn)榈厍虿煌谄渌乔?，是靜止在宇宙中心的緣故。伽利略的結(jié)論是木星不僅有衛(wèi)星，而且有4顆！這是駁斥地心說支持者的重要依據(jù)。

1610年3月，伽利略出版了一本新書——《星際使者》，報道了上述他所觀測到的一系列真實(shí)而驚人的星空景象，向亞里士多德和托勒密錯誤的天文學(xué)觀點(diǎn)進(jìn)行公開挑戰(zhàn)，并且首次公開表示支持哥白尼學(xué)說。

《星際使者》出版后，不到一周便銷售一空。由于書中精彩絕倫的內(nèi)容，很快傳遍歐洲各國，并引起了全世界的關(guān)注，獲得了極大的贊譽(yù)——“伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。天文學(xué)家開普勒（1571—1630）盡管沒有一架能證實(shí)書中內(nèi)容的望遠(yuǎn)鏡，但讀了此書后，考慮到伽利略嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，他寫信給伽利略，表示完全相信他的觀察。后來還寫了“關(guān)于〈星際使者〉的評論”，對伽利略的思想作了有力支持和補(bǔ)充。（^[1]，p41；^[2]，p95）

在伽利略這本書獲得廣泛認(rèn)可和榮譽(yù)的同時，也為他引來了教會和亞里士多德信徒們的反對，他們惡意中傷：“木星的那些衛(wèi)星十有八九是錯覺，說不定就是伽利略的透鏡把它們弄到天上去的。”（^[1]，p45）但是，這一切不能讓伽利略停下對天文學(xué)的研究，動搖他支持哥白尼日心說的決心。

1610年9月，伽利略接到佛羅倫薩科西莫二世大公殿下（托斯卡納公國君主）的正式邀請，被任命為“比薩大學(xué)首席數(shù)學(xué)家和宮廷哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家”的職位，到宮廷里就任新職。為什么他愿意離開已工作了18年之久的帕多瓦大學(xué)，離開威尼斯這個思想開明，對他的一些挑戰(zhàn)教會的思想并沒引來多大風(fēng)波的地方呢？他在給佛羅倫薩的好友的信中道出了原因：因新的工作任務(wù)少，在擺脫了大學(xué)較多的教學(xué)工作后，可集中精力從事科學(xué)研究。同時薪水很高，足以讓他養(yǎng)家，并能更好地照顧好他的弟妹。

伽利略與科西莫二世大公之間還有一段深厚的師生情誼。那是他在帕多瓦大學(xué)任教時，自1605年開始每年暑假回到佛羅倫薩時，他都會應(yīng)當(dāng)時托斯卡納公國的老君主費(fèi)爾迪南多大公及其夫人的邀請，擔(dān)任王子（即現(xiàn)在的科西莫二世大公）的私人導(dǎo)師，伽利略很喜歡這個王子學(xué)生，這位王子也被伽利略的學(xué)識所吸引。1609年1月，費(fèi)爾迪南多大公病故，不滿19歲的科西莫王子登上了寶座，成為尊貴的科西莫二世大公。不久就授予伽利略這個宮廷職位。實(shí)際上這位年輕的大公以其權(quán)勢成了后來伽利略受迫害時的保護(hù)人。

回到佛羅倫薩后，他立即投入天文觀測，很快發(fā)現(xiàn)在土星兩側(cè)似乎有“兩顆伴星”。實(shí)際上當(dāng)時由于觀測條件限制，伽利略不足以看清。直到1656年荷蘭科學(xué)家惠更斯用了更大更好的望遠(yuǎn)鏡，才斷定不是兩顆伴星而是在土星周圍存在著光環(huán)。⁽²⁾

1610年12月他又有了一個不同尋常的發(fā)現(xiàn)——他觀察到金星也有位相，即同月亮的盈虧一樣，有“滿月”到“殘?jiān)隆钡淖兓?。但是不同的是：金星在“滿月”時，它的大小看上去最小，從“滿月”到“殘?jiān)隆弊兓瘯r，它的大小看上去會漸漸變大。而對月亮而言，從滿月到殘?jiān)伦兓瘯r，其大小沒什么變化。伽利略認(rèn)為這一新發(fā)現(xiàn)更是哥白尼太陽中心說的有力論據(jù)，它直接證明了托勒密的地心說是錯誤的。因?yàn)槿绻鹦窍裨铝烈粯永@地球作圓周運(yùn)動的話，其看上去的大小不會隨“滿月”到“殘?jiān)隆钡淖兓兓?。如果假定金星和地球都繞太陽轉(zhuǎn)動，且金星轉(zhuǎn)動的半徑比地球的小，另外它和地球一樣自己不發(fā)光，只能反射太陽光的情況，則從地球上看到金星“滿月”時，它是在離地球最遠(yuǎn)的一側(cè)，所以它的大小最??；而當(dāng)金星逐步接近地球時，我們只能看到它的部分反射光，即“殘?jiān)隆鼻闆r，則大小會逐漸變大，與實(shí)際觀測完全相符。

當(dāng)伽利略用望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)太陽時，又有了新的重大發(fā)現(xiàn)，他看到在太陽表面上竟然有暗處，像黑斑，現(xiàn)在天文學(xué)上稱之為“黑子”。他報告說：“在天空應(yīng)被認(rèn)為最純潔、最寧靜的那個地方——我是說在太陽的表面上，這些數(shù)不清的一群群密集的、模糊不清的物質(zhì)在被發(fā)現(xiàn)的短暫時間里不斷地產(chǎn)生和消失?！彼鶕?jù)黑子移動現(xiàn)象的分析和研究又進(jìn)一步指出，正是由于太陽的轉(zhuǎn)動使黑子隨之發(fā)生位置的變化。這對亞里士多德關(guān)于“天體是完美無缺的”以及“天是永恒不變的”等錯誤論斷又是一次致命的打擊。此時，亞里士多德和教會的一些忠實(shí)信徒又跳出來，憑主觀臆想說，這些黑子必定是許多環(huán)繞太陽移動的一群小星，以此來維護(hù)太陽的完美形象。但是伽利略在給他好友韋爾澤的信中，明確指出：“太陽黑子在太陽的表面產(chǎn)生和消失，并緊貼太陽的表面，而太陽在大約每月一次繞軸自轉(zhuǎn)時帶著它們，可能把其中一些壽命超過一個月的黑子又帶了回來，但由于形狀和樣式變了，我們不容易把它們認(rèn)出來?！?span >（^[1]，p62）1613年，伽利略在仔細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，出版了著作《關(guān)于太陽黑子的通信》。

由于伽利略及其支持者的不斷努力，哥白尼學(xué)說逐步被廣泛傳播，并且得到越來越多人的承認(rèn)，其中也包括一些教會人士。對此，教會越來越感到恐慌，害怕統(tǒng)治地位的動搖。伽利略的名字也隨之被列入羅馬宗教裁判所的黑名單。1616年2月的一天，宗教法庭傳喚了伽利略，要他放棄對哥白尼學(xué)說的宣傳，否則將對他起訴。伽利略被迫默然同意放棄對哥白尼思想的宣傳。1616年3月5日羅馬教廷又下了一道教令，查禁了哥白尼的《天體運(yùn)行論》及其他一些被稱為“與《圣經(jīng)》相抵觸”的“異端邪說”，這些書被列入了“教廷禁書目錄”。但幸運(yùn)的是伽利略躲過了教廷對他個人的指責(zé)，他本人的著作沒被列入禁書。

三、堅(jiān)持捍衛(wèi)真理，發(fā)表驚世巨著《對話》

伽利略雖然在羅馬被迫表示放棄宣傳哥白尼學(xué)說，但他內(nèi)心是堅(jiān)信得到大量觀測事實(shí)所支持的哥白尼的日心說是完全正確的，而地心說則十分荒謬。探索真理、堅(jiān)持真理的決心使他不能在科學(xué)研究的道路上停下來，盡管前面征途險惡，他仍要為捍衛(wèi)真理而斗爭。在這里也應(yīng)該告訴讀者，在伽利略的通信集中，有很多地方都提到了由于病痛使他不能及時給人回信，或不得不匆匆忙忙把信結(jié)束。此時，已50多歲的他，健康不佳，痛風(fēng)、腎結(jié)石常帶來陣痛，還有胸痛以及失眠和各種眼疾帶來的苦惱等等。使人敬佩的是，他常常一離開病榻，就立即投入科研工作。