智慧之窗: 不畏強權的伽利略

2013年12月  

文/ 石溪

因堅信哥白尼之「地動說(Copernican Theory of the Solar System)」,而受天主教逼迫的科學家伽利略(Galileo Galilei ),於主後1564年,生於意大利的比薩城。他曾在翡翠冷(Florence)之雅倫布沙(Vallombrosa)修道院學習,預備成為修道士;又在比薩大學攻讀醫學和數學,但因貧窮而輟學,未得任何學位。1587年,他因發明「流體靜力學(Hydrostatic Balance)」,而獲得比薩大學之數學教職;幾年後他轉往帕多雅大學任教,直至1610年才離開,他大部分的科學發現(Discovery),都是在這時期完成的。

伽利略的第一個發現,是力學方面的「落體定律」,他在比薩斜塔上,把輕、重不同的物體,從高空中同時拋出,發現這些輕、重不同的物體,以同樣的速度降落地上。透過悉心的觀察及實際的測量,他發現物體下落過程中的距離,與下落時間的平方成比例。他發明了精密的數學方程式,證明輕、重物體下落的速度相同,從而推翻亞里士多德的「輕物慢落、重物快落」之說。

他的第二個發現,是物理學方面的「慣性定律」。伽利略從實驗中發現,一個運動的物體,若沒有如摩擦力等阻撓,它會永無止境地運動下去,這重要的基本物理學發現,後被牛頓重新加以清楚說明,成為「第一運動定律」,因此很多人說,伽利略是對牛頓影響最深的科學家。

當然,以上的一切發現,都比不上他天文學方面的成就。他相信哥白尼的「地動說」,為求清楚證實這理論,他於1609年,自製了一副性能優越的望遠鏡,讓星星、月亮的活動狀態,顯露在他的眼前。在一年之內,他有以下的發現:

1)月亮不是一個光滑的球體,而是有很多火山口。從而得出結論:天上的星球,並非光滑及完美無瑕,而是像地球一樣,表面凹凸不平。
2)銀河並不是一條星雲體,而是由無數的恆星組匯而成。
3)有四顆衛星環繞木星運行;證明一個天體可環繞另一個天體運行。
4)從觀察太陽中看到太陽黑子。
5)金星與月亮很相似。
6)地球與其他行星一樣,環繞著太陽運行,證實哥白尼的「地動說」。

這些偉大的天文學貢獻,雖令他聲名大噪,卻抵觸了教廷信奉「天動說(Ptolemaic System)」的原則,於1616年,被教廷禁止他教授哥白尼的「地動說」。但伽利略不向強權低頭,從1624年開始,花了6年的時間,著成《關於世界兩大體系的對話》,以高超的技巧和證據,讓人了解「地動說」的事實。

《關於世界兩大體系的對話》,於1632年出版,教皇因此大發雷霆,把伽利略送上「異教裁判所」,從此被軟禁在他自己的鄉村別墅裡,直至1642年離世。伽利略對科學真理的執著與堅持,令他留芳百世;而最令人敬佩的,是他沒有因教廷的逼迫,而搖動了對耶穌基督的信心。