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伽俐留·伽俐略
[美]邁克爾·H·哈特 著 蘇世軍 周宇 譯
  
  公元1564~公元1642

  偉大的意大利科學家伽俐留·伽俐略對科學方法論的創立也許比任何其他個人所做出的貢獻都大。他1564年生于意大利比薩市,年輕時就讀比薩大學,但由于經濟拮據,中途輟學。1589年他在該校找到了一個教書的職業。幾年后他正式在帕尤爾大學任教,一直到1610年。他的大多數科學發現就是在此期間做出的。
  伽俐略最初的重大貢獻是在力學領域內做出的。亞里士多德教導說,重物體比輕物體下落的速度要快些。由于這位希臘哲學家的絕對權威,世世代代的學者都接受了他的論斷。但是伽俐略卻決定對它加以驗證,通過一系列的實驗,他很快發現亞里士多德錯了。事實上若沒有空氣的摩擦阻力,重物體和輕物體下落的速度相同(順便說一句,有關伽俐略在比薩斜塔上所做的物體下落實驗的傳說似乎是毫無根據的)。發現這一規律后,伽俐略又采取了下一步驟,他仔細測量了下落的物體在給定時間內所通過的距離后,發現一個下落的物體經過的距離與它下落所用的時間秒數的平方成正比。這一發現本身意味著一個恒定的加速度,具有重要的意義,但更重要的是伽俐略能用一個數學公式概括出一系列實驗的結果。廣泛使用數學公式和數學方法是現代科學的一個重要特征。
  伽俐略的另一個主要貢獻是他發現了慣性定律。在此以前人們認為在沒有外力的作用下,一個正在運動的物體必然要逐漸減速,最后停下來。但是伽俐略的實驗表明這個普遍的認識是錯誤的。如果沒有阻力,如摩擦力的作用,一個物體會無限地繼續運動下去。牛頓明確地重申了這一重要原理,并把它作為第一運動定律并入自己的體系中,它是物理學中的重要定律之一。
  伽俐略最著名的發現是在天文學領域中做出的。在17世紀初期天文學說處于十分混亂的狀態,哥白尼的日心說的追隨者和古老的地心說的擁護者之間進行著一場激烈的論戰。早在1604年伽俐略就宣布他認為哥白尼是正確的,但是當時無法證明。1609年伽俐略聽到荷蘭發明了望遠鏡的情況,雖然他對這種裝置只能做出蜻蜓點水的描述,但是他憑借自己獨特的天賦,很快就親手制成一臺特別高級的望遠鏡。有了這臺望遠鏡,他就可以利用自己的觀察天才來探索太空,僅在一年之內就做出了一連串的重大發現。
  通過觀察,他看到月亮不是一個光滑的球體,它的表面矗立著無數座火山口和高山。于是他得出結論說從總體來看,天體不是平滑完美的,而是和地球同樣,具有凸凹不平的表面。通過觀察,他看到從整體來講銀河并不是一片銀色的云體,而是由眾多的個體星星組成的,這些星星距離我們如此遙遠以致用肉眼看上去就成了模糊的一片。通過對行星的觀察,他發現有些環帶包圍著土星,有四個衛星繞著木星運行。這顯然說明了地球以外的行星周圍也可能會有運行的天體。通過觀察他發現了太陽黑子(事實上在他以前就有人觀察到了太陽黑子,但是他公布的觀察結果更有說服力,因而引起了科學界的重視)。他發現金星這顆行星的盈虧和月亮的盈虧十分相似。這對于說明地球和所有其他行星都繞太陽運行的哥白尼學說是一項重要的證據。
  望遠鏡的發明及由此而做出的一系列發現使伽俐略聞名遐邇。但是他卻由于支持哥白尼學說而遭致了有勢力的教會的反對,1616年他被下了一道禁令,不準講授哥白尼學說。這道禁令好兒年未解除,使他不勝煩惱。1623年教皇死了,他的繼位人是伽俐略的崇拜者。翌年這位新教皇烏爾班八世暗示說(雖然有點含糊其詞),對伽俐略的禁令已告無效。
  在隨后的六年中伽俐略寫出了他的最有名的著作《兩個主要世界體系之間的對話》。該書巧妙地說明了支持哥白尼學說的證據,于1632年得到教會監察吏的許可后出版發行。但是教會的權威人士對該書的出版感到憤怒,伽俐略很快就受到羅馬宗教審判所的審判,指責他違反了1616年禁令。
  似乎很明顯,許多牧師對于迫害這位杰出的科學家的決定表示不滿。既使根據當時的教會法,對指控伽俐略的案件也會有爭議,對他的判刑是比較輕的,事實上他根本沒有坐牢,而只是被軟禁在他的阿西特利的舒適的別墅里。按規定不允許他會客,但是實際上這條判決規定并沒有加以實施。他所受到另外唯一的懲罰是要求他公開收回他的地球繞太陽運行的觀點。這位六十九歲的科學家公開收回了他的這一觀點。有一個有名的也許是不可靠的故事說,他收回自己的觀點后,俯視地球,喃喃自語:“它仍在運行!痹诎⑽魈乩,他繼續寫力學專著。他于1642年在那里去逝。
  伽俐略對科學發展所做出的巨大貢獻長期以來就已被確認。他的重要貢獻就在于他的科學發現,如慣性定律,望遠鏡,天文觀測及確立哥白尼假說的天賦。更重要的是他在創立科學方法論中所起的作用。在此之前,大多數自然科學家都在受亞里士多德的啟迪,先對事物定性觀察,再劃分類別。然而伽俐略則先對事物加以研究,再做定量觀察。這種對仔細做定量測量的強調從那以來就成為科學研究的一個基本特征。
  伽俐略對科研的經驗方法的創立所做出的貢獻也許比任何其他人都大。是他首先堅持做實驗的必要性。他摒棄通過信賴權威──不管是教會的布告還是亞里士多德的命題──來解決科學問題的觀念,摒棄在沒有可靠的實驗基礎上對進行復雜推理的方法的信賴。中世紀的學者們滔滔不絕地討論應該發生什么事情及其發生的原因,但是伽俐略卻堅持通過實驗來確定實際發生了什么。他的科學觀顯然沒有神密色彩,從這方面來看,他甚至比他的一些晚輩人如牛頓更先進些。
  人們也許知道伽俐略是一位篤信宗教的人。盡管他受到了審判和定罪,但是他并沒有放棄宗教信仰,也沒有脫離教會。后代人羨慕伽俐略,把他看作是反對教條主義和反對權威扼殺思想自由的象征,這是完全正確的。但是,他在創立科學方法中所起的作用則具有更重要的意義。

  摘自:湖北教育出版社《歷史上最有影響的100人》  轉貼自《人民教育出版社》網站
 
   [2005-12-03]
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