拳打亚里士多德,脚踢托勒密,他被教会视为异端,却也是现代科学之父

现代科学的昌盛离不开先人前赴后继的努力,相信没有哪个人会对这句话有异议。

可是说起现代科学的起源,就没有这样一个共识了。

有人说现代科学起源于古希腊那个大名鼎鼎的亚里士多德。

有人说那个统治了物理教科书的牛顿才是现代科学的真正起源。

古希腊哲学家亚里士多德

我们无法否认亚里士多德的贡献,称他是世界科学的奠基人也毫不为过。

可是老人家笃信单纯依靠思辩就能得出真理,这与今天理论与实验相结合的现代科学大相径庭。

而牛顿作为理科生无法回避的一代大魔王,显然也是整个科学史上最浓墨重彩的人物之一。

但是牛顿的时代又太晚了,现代科学的普罗米修斯之火早已照亮了欧洲的大地。

在牛顿出生之前,科学还是宗教圈养的家畜。

听起来有些吊诡,现代科学的起源还真离不开那个打压哥白尼,火烧布鲁诺的天主教。

这段科学挣脱宗教枷锁的历史当中,有一个关键人物功不可没。

纵观他毕生的贡献,虽然融会贯通了数学、物理学、天文学三门学科,成果多却算不上开天辟地。

可即便如此,他还是被誉为“现代科学之父”、“近代力学之父”。

他有一个很特别的名字,姓与名只相差一个字母——伽利略·伽利雷。

听到伽利略这个名字,大多数人脑子里第一个冒出来的会是那个知名的自由落体实验。

这是很多课本当中都出现过的一个科学故事。

古希腊哲学家亚里士多德认为,物体的自由下落速度与其重量成正比,越重越快。

千百年来这都是一条不可置疑的真理,只有伽利略不这么认为。

他找来了一轻一重的两个球,从比萨斜塔上当众释放。

结果出乎众人的意料,两个球几乎同时落地。

在众人的惊呼声当中,一个伟大的定律就此诞生,自由落体运动定律推翻了1900年前的真理!

可实际上,自由落体运动定律的诞生并没有那么戏剧化,正如现代科学的起源一样。

伽利略的人生从一个没落的贵族家庭开始。

他的父亲文森西奥是一位出色的音乐家,以理论与实践相结合的音乐思想闻名。

其长子伽利略不可避免地接受到了这种思想的熏陶。

伽利略

10岁时伽利略才开始上学,早年多是在一些修道会与修士一起学习。

7年后,伽利略跟随父亲进入比萨大学。

在比萨大学,伽利略很早就闻名全校了,倒不是因为他成绩出众,而是尤其喜爱反驳教授。

历史悠久的比萨大学

他在那个时期就已经着手研究亚里士多德的自然哲学,并产生了怀疑。

尤其是物体的下降速度与其重量成正比这一条。

因为如果亚里士多德的理论是正确的,那从天而降的冰雹会发生会诡异的事情。

所有较大的冰雹将会第一时间落下,而较小的那些永远会在最后才到达地面,这显然是不符合事实的。

也正是在这个时期,伽利略迎来了自己的第一个重大发现。

据说当时还不满20岁的伽利略在比萨的教堂里观察吊灯的摆动,发现无论摆动幅度如何变化,摆动的周期总是相同的。

为了验证这个发现,伽利略又做了很多实验,最终确定,一个简单摆的摆动周期是固定的,与摆动幅度无关。

后来他还以此原理制作了可以供医生测量脉搏的装置。

调整绳子的长度,使得装置的摆动周期与病人的脉搏一致,读出绳子上的刻度就能快速得出脉搏准确数值。

对自然科学的兴趣随着一场几何学的演讲而蔓延开来。

伽利略常常向当时的数学教授请教一些几何学的问题,其中一位宫廷数学家发现了伽利略的天赋,希望他未来能从事数学研究。

年轻的伽利略

可是伽利略的父亲很早就希望他将来能够成为一名医生,毕竟当时医生的收入起码是数学家的30倍。

伽利略哪里会管这些,他连教授都敢反驳,违背父亲的意愿又算什么。

他没有完成父亲为他选择的医学课程,也没有取得学位就离开了比萨大学。

伽利略

随后伽利略便跟随这位宫廷数学家,正式开始了他的科学生涯。

让他成名的研究自然就是反驳亚里士多德的理论。

不过与我们的常识不同,伽利略实际上很可能并没有在比萨斜塔上做过自由落体的实验。

因为要推翻亚里士多德,用亚里士多德最爱的思辩方式就足够了。

亚里士多德雕像

以亚里士多德的观点,一块大石头的下落速度要比一块小石头的速度大。

如果将两块石头绑在一起,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,最终的速度介于两者之间。

假设这个结论成立,两块石头作为一个整体其重量比原本的大石头还要大,可下落速度却不增反降。

很显然,亚里士多德对自由落体的观点是自相矛盾的。

伽利略就是通过这样的逻辑推理直接推翻了亚里士多德的1900年前的“真理”。

为了验证,他当然也做过相关的实验,只不过不是在比萨斜塔上,而是在严格控制坡度的斜坡上。

而比萨斜塔实验的出处据说是来自伽利略的支持者,其目的是让理论更容易理解。

实验所用的斜坡

对物体运动的研究也让伽利略注意到了阻力的存在。

羽毛之所以下落的慢是因为空气的阻力,在地面运动的物体之所以最终会停下来是也是因为阻力。

这又与当年亚里士多德的观点相异。

所以有这么一个幽默的说法,现代科学的诞生就是从反驳亚里士多德开始的。

不过这些现代人看起来正确无比的结论并没有让伽利略功成名就,反而让他成为了众人排挤的对象。

当时比萨大学的教材均出自亚里士多德学派之手,伽利略虽然没有将自己的研究公之于众,但也常常发表一下尖锐的反对意见。

这些言论引起了校内学派很大的不满,因此常常歧视和排挤伽利略。

同时也因为父亲的离世,伽利略选择了离开比萨前往威尼斯的帕多瓦任职。

伽利略

在帕多瓦的这段时间里,伽利略研究发明了许多新玩意。

包括一种能解决炮击问题的机械计算器,还有远称不上实用的试验性温度计。

除此之外他还结识了好友开普勒,在与开普勒的书信来往中,伽利略曾表示自己已经相信了哥白尼的理论。

但是谁都知道这种事情轻易不能张扬,哥白尼的遭遇就是最好的前车之鉴。

主张日心说的哥白尼

1600年,又发生了一件大事,一位公开反对地心说的勇士布鲁诺被视作异端,烧死在罗马鲜花广场。

这件事给了伽利略当头一棒,他明白,想要彻底推翻亚里士多德的学派还需要等待。

异端被当众烧死

在布鲁诺被烧死的第九年,传说一名荷兰眼镜师发明了一种叫望远镜的仪器。

从小就热爱钻研仪器的伽利略立马也开始制作其自己的望远镜。

不出一年,伽利略就制作出倍率达到33倍的望远镜,用来观察日月星辰,甚是美妙。

伽利略的望远镜也给世人带来了许多新发现:月球高低起伏的表面,木星的四颗卫星,无数发光星体组成的银河。

教会十分欣赏伽利略的天文学成果,对他也相当认可。

当年,他就接受托斯卡纳公国的邀请,担任宫廷首席数学家,同时出任比萨大学首席数学教授。

实际上他的这些天文学发现都是证明哥白尼学说的最好证据,教会的认可让伽利略认为时机到来了。

次年,伽利略前往罗马,意图赢得宗教、政治与学术上的认可。

教皇保罗五世亲自热情地接待了伽利略,还给了他一个院士头衔。

只不过神父们虽然承认伽利略的观测先发现,但是对于他倾向哥白尼学说的一些解释并未认同。

几年后,一群教士联合众多伽利略的反对者攻击他为哥白尼辩护,并控告他违反了基督教义。

伽利略当然明白事态的严重性,他立马赶往罗马挽回自己的声誉。

最终,教廷免除了伽利略的惩处,但是下达了一项禁令,禁止伽利略以口头或文字的形式为日心说辩护。

不过,俗话说柳暗花明又一村,伽利略的好朋友乌尔邦八世即将出任新教皇。

等到好友新官上任,自己就又有机会实现梦想了。

1624年,伽利略第四次前往罗马,恭贺好友乌尔邦八世上任,同时也打算说服新教皇接触禁令。

结果没想到好友表示十分理解和同情,并一口拒绝了他,继续坚持禁令不动摇。

但作为好友,教皇还是心软了,允许伽利略写一本同时介绍日心说和地心说的数,态度必须中立。

于是伽利略花了6年时间完成了自己的大作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》。

这本书很有意思,两位分别代表托勒密和哥白尼的学者在一个聪明却不懂天文的人面前辩论。

两人以非常浅显易懂的语言解释各自支持的学说,文风诙谐幽默,甚至还风趣地影射了教皇。

一经出版,迅速火爆全意大利,甚至被认为是意大利文学史上的名著。

不过书中以支持哥白尼的学者大获全胜结局,加上对教皇侮辱性的影射,被有心之人抓住了把柄。

不少人在教皇面前煽风点火,包括教皇背后的政治集团也不断地施压。

教皇也许心里支持好友伽利略,但现实逼迫着他审判这个异端。

年近七旬的伽利略被传唤至罗马,等着他的是严刑威胁下的审判。

最终伽利略被迫跪在地上,在一份由教廷写好的悔过书上签了字。

随后主审官宣布,判处伽利略终身监禁,《对话》一书尽数销毁,永远不得出版。

审判伽利略

也许是因为伽利略良好的认罪态度,也许是因为教皇内心的挣扎。

伽利略的判决不久后又改为了在家软禁,由他的学生和故友负责看管。

然而在故友的鼓励下,伽利略又振作了起来,重新研究起了物理学问题。

同样以对话的形式将自己毕生的科学思想与科研成果撰写成书,偷偷在荷兰出版。

在人生的最后几年里,伽利略精力了最痛苦的时光。

他因为早年观察太阳而双目失明,大女儿在照顾他的时候不幸离世。

尽管如此,伽利略在生命的最后一刻也没有停下科学研究,享年78岁。

1979年,在伽利略被审判的300多年后,罗马教皇公开在集会上宣布:1633年教廷对伽利略的宣判是不公正的。

这位科学史上的先锋才终于被平反。

可那已经不重要了,伽利略的科学精神早就已经深入民心。

牛顿系统地总结了伽利略及其惠更斯的工作,得出了万有引力定律和牛顿三定律。

爱因斯坦也这样评价:伽利略的发现,以及他所用的科学推理方法,是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正的开端!

科学的发展总是要经历阵痛,最早接近真相的人很多时候并不是这些流芳百世的名人。

只不过他们除了应有的学识外,碰巧还拥有追求科学所需的特殊勇气。

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