作者系上海大學終身教授，博士生導師,。科壇春秋微信公眾號經(jīng)作者授權(quán)原創(chuàng)發(fā)表,。

我們有時抱怨科研環(huán)境不夠理想，不如意事常八九,。如果把歷史的車輪倒轉(zhuǎn)四百年,，與羅馬教廷統(tǒng)轄一切的歐洲相比，我們科學工作者的遭際要幸福得多了,，至少,，我們不會因為堅持自然科學的真理而慘遭迫害，乃至有性命之虞吧,！比如說,，不會像布魯諾在1600年由于力主“日心說”而喪身火海吧,！

今天我們就來介紹那個“烏云壓城城欲摧”的黑暗年代的偉大的力學家,、天文學家——伽利略（1564－1642）。

成就輝煌

伽利略是科技史上公認的現(xiàn)代科學之父,。他開創(chuàng)了基于實驗和觀察的,、且有嚴密邏輯體系的現(xiàn)代科學。

伽利略首次引進了力學中的慣性,、加速度等概念,，發(fā)現(xiàn)了自由落體定律、運動疊加原理,、單擺運動周期性等,，為牛頓力學開創(chuàng)了先河；他首次用自制的望遠鏡觀測了天體，許多重大發(fā)現(xiàn)為哥白尼的日心說提供了有力支持,；他提出的相對性原理成為自然科學研究的基石,，也為愛因斯坦的相對論奠定了基礎(chǔ)。

可惜的是,，他生不逢時,，不然，這位科學天才會有更加偉大的創(chuàng)造,。他的一生是在與傳統(tǒng)觀念搏斗,，與宗教裁判所抗爭中度過的。

勇于創(chuàng)新

伽利略1564年2月15日生于意大利佛羅倫薩市附近的小鎮(zhèn)比薩,，他的父親文森尼奧是一位數(shù)學家,、音樂家，那時從事數(shù)學和音樂是不賺錢的職業(yè),，家境貧寒,。家里把他送到比薩大學學醫(yī)，而他對醫(yī)學毫無興趣,，對力學,、天文學卻情有獨鐘，因得不到家里支持,，21歲時被迫退學,，經(jīng)過四年苦心孤詣的自學和創(chuàng)造，伽利略因數(shù)學,、物理學上的成就而名揚天下,，25歲時被母校比薩大學聘為教授；不久,，他父親英年早逝,，他挑起了支撐家庭的重擔，生活十分艱辛,。

伽利略生來好學多思,，無私無畏，善于獨立思考,，敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,。那時歐洲的學術(shù)界是亞里士多德學說的一統(tǒng)天下，他的思想被奉為金科玉律,，不容置疑,。比方說，亞里士多德認定,，物體自由下落時,，重量大者先落地,，對此，一千多年間無人敢說一個“不”字,?？墒牵だ云?，他要在太歲頭上動土了,！經(jīng)過縝密思考，他發(fā)現(xiàn)了亞里士多德自由落體說的破綻,，決定對它公開宣戰(zhàn),。

石破天驚

1589年，伽利略25歲,。這一年,，一些意大利人進行了著名的比薩斜塔自由落體試驗。

比薩斜塔始建于1174年,，建成于1268年,，共八層，高54.5米（一說56米）,，由于施工失誤,，始建之后便逐漸傾斜，成了聞名遐爾的獨特風景,，試驗人員爬到斜塔的第七層,，在眾目睽睽之下，讓手里各重1磅和10磅的兩個球同時下落,，很快,，兩球同時砰然落地！事實勝于雄辯,，亞里士多德的落體理論遭到了毀滅性打擊,，科學史上揭開了嶄新的一頁！

伽利略關(guān)注到了這個試驗,，隨后又進行了細致研究,，寫成了《論運動》一文，批評了亞里士多德的物理學,。乳臭未干的小子竟敢挑戰(zhàn)大權(quán)威,，這還了得,！伽利略的作為不能見容于守舊的比薩大學校長和一幫老教授,；這時，他還因故得罪了佛羅倫薩公國的柯斯摩公爵,，被逐出了比薩大學,。

幸而，當時在亞平寧半島上還有學者的一個“自由王國”——威尼斯的帕多瓦大學，經(jīng)他的朋友天文學家,、數(shù)學家蒙特推薦,，1592年，他到該校任教,。

才華橫溢

到了帕多瓦大學,，伽利略的才能得到充分施展，他發(fā)現(xiàn)了物體斜面運動規(guī)律和單擺運動周期性,，完善了自由落體學說,，研究了地球的磁力線，制造了新型的羅盤和溫度計等等,。最重要的是,，他開始關(guān)注天文學研究，并因此而改變了他的后半生,。

1593年,，他在編寫力學和筑城學課程大綱時，偶然接觸到哥白尼的日心說,；1596年,，他看到開普勒的描述行星運動三大定律的新著《宇宙的奧秘》，去信致賀,，次年,，向開普勒表示相信哥白尼學說。這時,，他開始自制望遠鏡,，夜觀天象。1604年,，他發(fā)現(xiàn)了一顆新星,，并力排眾議，發(fā)表了關(guān)于新星的演講,。

創(chuàng)造歷史

1609年8月21日,，這個日子注定要載入科學史史冊。伽利略用自制的可放大60倍的望遠鏡在海邊進行了公開演示,。12月1日,，他用望遠鏡觀察了月亮和行星?？茖W發(fā)展史專家認為,，這種觀察和研究標志著現(xiàn)代科學的發(fā)端。距今正好400周年,。

1610年1月7日夜,，他發(fā)現(xiàn)了繞木星運動的四顆衛(wèi)星,；1月10夜，他觀察到月球上的環(huán)形山,，并將其中的最高峰命名為阿爾卑斯山,；接著，他又觀察了土星,、水星,、金星，研究了木星的軌道,；天文學專著《星際使者》問世,；隨后，他又把望遠鏡鏡頭指向銀河,，發(fā)現(xiàn)它由一簇簇星星構(gòu)成,；翌年，他首次發(fā)現(xiàn)和記錄了太陽黑子,，1613年,，《關(guān)于太陽黑子的信》在羅馬發(fā)表。

他在天文學觀察和研究的成果使他對哥白尼學說更加深信不疑,，四處宣傳地動說,，越來越多的人開始相信他基于精確觀測和嚴密推理建立的理論。

厄運臨頭

厄運悄悄地降臨到伽利略的頭上,。

伽利略的發(fā)現(xiàn)和成功震撼了羅馬教廷,，因為他打亂了上帝所建立的“秩序”，褻瀆了圣經(jīng),，動搖了他們奉為至寶的托勒密地心宇宙體系,。早在1611年，伽利略的反對者就把攻擊他的黑材料送到了宗教裁判所,；1615年洛里尼神甫和卡西尼修道士向宗教裁判所密告,，后者準備控告伽利略。

但是,，伽利略還被蒙在鼓里,。1616年春天，伽利略被騙到羅馬,，教會邀請他去講學,，給他以盛大歡迎。3月6日,，紅衣主教貝拉明家舉行化妝舞會,，伽利略應邀赴會。在燈紅酒綠,、握手言歡之際,，圖窮匕首見,，貝拉明突然拿出羅馬教廷頭天作出的決議,，重申地球的宇宙中心說,，聲討日心說這一異教邪說，將哥白尼極其擁躉的著作列為禁書,，否則嚴懲不貸,。并且逼迫伽利略簽字，保證執(zhí)行此決議,。

伽利略在這種軟硬兼施的威逼下目瞪口呆,，自知當時與教廷抗爭無異于以卵擊石，于是,，違心地簽了字,。從此，他被剝奪了公開研究和宣傳日心說的權(quán)利,。

不折不撓

然而,，在伽利略的內(nèi)心深處并沒有屈服于羅馬教廷的惡勢力。他表面上遵從教皇的禁令,，實際上厲兵秣馬,，為日心說準備更多的理論依據(jù)。他精密測定了木星運動軌跡（航海家可據(jù)此在海上定位）,，細致研究了彗星運動,，1623年出版了論述彗星的著作《試金天平》。

1624年,，傳來新教皇烏爾班八世登基的消息,，他暗中慶幸，因為新教皇是他的朋友,；果然,，不久就有了批準他出版潮汐理論方面的消息。他的心中涌動著希望,，開始構(gòu)思為日心說辯護的新專著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》（簡稱《對話》）,。書中，他虛構(gòu)了三個人物：薩爾維亞蒂,、沙格列陀和辛普利耶和,，分別代表哥白尼、中間裁判人（當然有伽利略自己的影子）和亞里士多德－托勒密,。伽利略充分動用了他的過人智慧,，讓前二者聯(lián)手，用機敏隱諱的語言對亞里士多德－托勒密的代言人冷嘲熱諷,，盡力批駁地心說,。歷時六年,，1630年全書寫成，他小心翼翼地寫了篇序言,，居然蒙過了教會的長達一年多時間的審查,，1632年3月，《對話》在佛羅倫薩出版,。

隨之,，更可怕的厄運在等待著他。

慘遭迫害

伽利略高估了教皇的仁慈和明智,，低估了教會人士的智能和殘忍,。盡管新教皇是伽利略的學生輩的朋友，經(jīng)不住手下人（特別是那個貝拉明主教）的進讒和蠱惑,，要對伽利略出狠招了,！

1632年7月，教皇聽信讒言后震怒,，明令《對話》禁止發(fā)行,；9月30日，教會命令伽利略到羅馬受審,；年底,，伽利略以68歲高齡和抱病之軀前去應審。1633年3月12日他被押到宗教裁判所,。主審官還是那個33年前主審布魯諾,、17年前誆騙過他的貝拉明主教。

法庭上,，面對審判者顛倒黑白的無理指責,，伽利略義正詞嚴地進行了反駁。他說：“科學發(fā)展到今天,，從望遠鏡里已經(jīng)看到許多證據(jù),，我只不過將這些寫出來供大家討論，而你連這也不允許,，這分明是要一個科學家去背棄自己的感情和那些無可否認的事實,。這是你們在制造異端！”貝拉明理屈詞窮,，只得以判重罪相要挾,。

審訊持續(xù)了三個多月，毫無結(jié)果,。教皇大怒,，下令對伽利略進行“嚴厲審判”。那個時代的“嚴厲審判”意味著將受審者折磨至死。他的老朋友和學生悲痛欲絕,。伽利略卻平靜地說：“不管怎樣,，地球，我們大家,，連同這座教堂,，都在圍繞太陽轉(zhuǎn)動?！?月22日,，羅馬教廷判處他終身監(jiān)禁,。

奮斗不止

經(jīng)伽利略的幾位有地位的朋友求情,，法庭才準許他離開羅馬，到佛羅倫薩南面的錫耶納大主教皮柯羅米尼家居住,，由大主教實行監(jiān)護,；五個月后，教皇才“恩準”他回到阿切特里自己家中居住,，條件是：不得私自去羅馬,，不許私自會見客人，不準進行科學講演,。

伽利略并沒有從內(nèi)心屈服,。他繼續(xù)從事力學和物理學研究，繼續(xù)向亞里士多德的傳統(tǒng)觀念宣戰(zhàn),。1636年,，他開始撰寫他的不朽的傳世之作——《關(guān)于兩門新科學的對話》（簡稱《新科學》），翌年完稿,。此書是他的30多年力學科研的大集成,。兩門新科學指的是材料力學和動力學?！缎驴茖W》中介紹了他最早進行的梁的強度的實驗,，提出了等強度梁的概念，討論了在重力作用下物體尺寸對強度的影響,，提出了落體的最速降曲線問題,，給出了重力場下能量守恒的早期敘述，給出了簡單情形下的虛功原理,，討論了大氣壓力問題,，敘述了擺的等時性現(xiàn)象，提出了光的傳播速度的概念和一種測量光速的設想……,，如此等等,。書中提出的新概念和新思想，無不對后來的科學發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響,。我們力學學子更應感恩于這位偉人,。

《新科學》問世之時,，伽利略雙目失明。一位16歲的青年維維亞尼自動來到他的身邊,，擔任他的秘書,，由他口述自己的學術(shù)思想，維維亞尼記錄下來,，為后世了解伽利略的思想和觀點留下了寶貴資料,。1640年，年青的物理學家托里拆利來到他家,，陪伴他工作,，不久之后，托里拆利發(fā)明了氣壓計,。

1642年,，伽利略在家中安然長逝，享年78歲,。是年,，牛頓降生。假若相信佛教的輪回轉(zhuǎn)世,，可能是,，伽利略轉(zhuǎn)世投胎，把發(fā)展科學的接力棒交給了牛頓,，盡管后者的品德遠不如前者,。

冤案平反

1757年，伽利略辭世后115年,，羅馬教會做出決定,，解除對伽利略著作的禁令。

1992年11月31日,，教皇約翰·保羅二世為伽利略冤案平反,，不再視他為罪犯，不再把他的名著《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》視為異端邪說,。

伽利略的冤案持續(xù)了360年,，是科學史上歷時最久的一起冤案。

讀了上面的文字,，你才能更好地理解伽利略的名言：“追求科學需要特殊的勇敢,。”

本文主要參考資料：

1.        庫茲涅佐夫,，伽利略傳,，商務印書館，2001。

2.        梁衡,，數(shù)理化通俗演義,，北京師范大學出版社，1997,。

3.        周立偉,，科學研究的途徑，北京理工大學出版社,，2007,。

4.        伽利略，關(guān)于兩門新科學的對話,，武際可譯,，北京大學出版社，2006,。

寫于2009年4月14日