伽利略

第二節 比薩斜塔實驗

　　重新回到闊別多年的校園，伽利略本以為學校會發生很大的變化，他沒有想到，比薩大學跟過去一樣，仍然充滿著保守、腐朽以及沉悶的氣息。

　　在這裏，亞裏士多德依舊被奉為權威和真理。

　　此時的伽利略已不是在比薩大學讀書時的那個毛頭小子了，他成熟了很多，並且認識到，要想懷疑並且打破亞裏士多德的神話，必須先去全麵地認識他。

　　從這時起，伽利略更加細心地研究亞裏士多德的哲學。而這樣也顯得他低調了許多，老教授們雖然看他不順眼，但是也沒有再找他的麻煩。

　　伽利略一有時間就去圖書館讀亞裏士多德的原著，並且經常跟一些大學的好朋友討論亞裏士多德的哲學。

　　其中，有一個名叫馬佐尼的教授，跟他關係很好，兩個人也常常因亞裏士多德爭得麵紅耳赤，但是伽利略從與馬佐尼的爭論當中感覺到自己一直以來對亞裏士多德的認識都很膚淺，於是在工作之餘，除了他愛好的數學之外，便每天鑽到了亞裏士多德的哲學當中。

　　伽利略教的是數學，但與人討論得最多的卻是數學之外的亞裏士多德的哲學。這與他在大學讀書時的表現是相輔相成的，那時，他學的是醫學，可他感興趣的卻是數學。

　　在討論與學習亞裏士多德的著作之外，伽利略更將主要精力投入到了各種實驗上。

　　通過這些實驗，伽利略發現在亞裏士多德的著作中，有很多的觀點是不正確的。比如，亞裏士多德關於重量影響物體下落速度的理論就與他的實驗不相符。

　　亞裏士多德認為，當一個物體從某一高度落下來時，其下落的速度取決於其重量，物體越重它的下落速度就越快，反之，輕的物體就下落得慢。

　　伽利略想，如果按照亞裏士多德的觀點，將一個重物和一個輕物用一條線拴了起來，形成物係向下落時，就會出現互相矛盾的情況。

　　由於物係是一個重物跟一個輕物連在一起的，整個物係就比其中的重物重，物係下落的速度就會比單一的重物下落的速度快。

　　但同時，物係是由一輕一重兩個物體連接著的，按照亞裏士多德的觀點，輕物比重物下落要慢，這樣物係下落時，輕物就會在上拉著重物，使物係比重物要落得慢。這樣，就與前一個推理產生了矛盾。

　　伽利略反複作了許多次實驗，完全可以證明自己的觀點。於是，他將自己的觀點寫成了一篇題為“論重力”的論文，在這篇文章中，對亞裏士多德的觀點進行了反駁。

　　在當時，亞裏士多德這個哲學聖人，其地位在人們的心中已經根深蒂固了，人們總是開口亞裏士多德，閉口亞裏士多德，這是當時人們的一種時尚。如果懷疑亞裏士多德那不是瘋子，就是神經出現了問題。而對亞裏士多德的理論進行挑戰，就是大逆不道的行為。

　　伽利略很清楚亞裏士多德的社會影響以及在人們心中的地位，但倔強的個性，以及不相信權威的精神又使他沒有退路，即使是撞破了頭皮，也要向前闖一闖了。

　　一天晚上，伽利略跟幾個要好的同學聊天，伽利略對大家說了他的想法：“我要用實驗向大家證明一個真理，我要讓那些最頑固的老學者們親眼看到我的實驗，然後讓他們信服。”

　　“老師，您想什麽時候作實驗啊？”學生們不由好奇地問道。

　　伽利略滿懷信心地說道：“我要請學校的全體師生，還有比薩的全體公民來觀看這次實驗，讓大家一起來為我做見證。大家會看到，兩個大小不等的鐵球同時落地。”伽利略頓了一下，這才繼續說道，“過兩天，我要做好充分的準備。”

　　於是，伽利略就在自己的住處，用一大一小兩個鐵球作了許多次實驗。結果，實驗證明，在同一個高度，同時向下扔下兩個鐵球，兩球會同時落地。伽利略還讓幾個要好的朋友也作了幾次實驗，結果都是一樣。

　　這樣，伽利略堅信自己的所做所說都是正確的，而亞裏士多德有關輕重物體下落速度不同的說法顯然是不正確的。

　　伽利略想，應該找個公開的場合，向人們公布自己的發現，同時證明自己的說法是正確的。

　　經過考慮和觀察，伽利略決定將實驗地點定在著名的比薩斜塔上。

　　選好地點後，伽利略讓自己的學生寫了海報，張貼在學校的好多地方。

　　海報一出，立刻整個校園都轟動了。

　　“這位伽利略教授，真是沒事找事。還是人家古代大科學家亞裏士多德說得對，石頭比麥秸稈下落的速度肯定快。”有些教師不由議論著。

　　旁邊的人說道：“這回實驗不是石頭和麥秸稈，而是進行密度或物質相同的物體下降速度的實驗。有可能是兩塊石頭、兩塊鐵，或是兩個木球。”

　　旁邊的老教授有些不屑地說道：“就是相同的物體也是一樣。連小孩子都明白，一塊大石頭和一塊小石頭，那個大石頭肯定比小石頭下降速度要快得多。”

　　“是啊！咱們大學裏，老教授和學生們，還有亞裏士多德的著作裏都是這麽說的，可是，這位新來的年輕數學教授伽利略就否認這種說法，他打算向全校師生證明他是正確的，真是狂妄自大！”另外一個大胡子的老教授有些氣惱地說著。

　　一時之間，整個校園裏議論紛紛，有人認為伽利略是大逆不道、膽大妄為；有人認為伽利略是在嘩眾取寵、沽名釣譽，是不值一提的；但是有的人卻很佩服伽利略的膽量，但是對他的說法卻是半信半疑；還有極少數人則表示堅決支持。

　　校園外也有不少人知道了伽利略要通過實驗向亞裏士多德挑戰的事情，也都是議論紛紛，等著伽利略實驗的那一天去看熱鬧。

　　實驗那天到了。在教堂的大鍾敲響12下之前，伽利略滿懷興奮地到了公共廣場。比薩斜塔下麵站滿了高聲談笑的學生，看他們的勁頭兒，倒更像是來看鬥雞表演的。伽利略找了半天，沒有見到校長和一些資曆較深的教授，可能他們害怕有失身份。

　　不過，在人群中，伽利略還是看到了幾位教授，他們的臉上掛著藐視的神情，還有一絲不懷好意的冷笑。

　　在人群的最外圍，是一些要走向教堂的老婦人，她們看到這麽多人的集會，不知道要發生什麽，於是四下裏問：什麽事情、要看什麽、什麽時候開始。

　　在斜塔的入口處，一位老教授正在和一位年輕的教授熱烈地交談著。他們看到伽利略走過來，便一下子停住口，分開了。伽利略沒有理會他們，徑直進入了塔中。

　　比薩城中心公共廣場，是一個街心花園。廣場上除了有涼亭、泉水池之外，還有三幢突出的建築物。一個是主教堂，一個是洗禮堂，都有四層樓建築那麽高，它們中間高50多米的斜塔，顯得雄偉、壯觀。

　　伽利略對已經等得有些著急的群眾說：“老師們，同學們，請安靜！我進行的實驗馬上要開始了。”

　　下麵有些人說道：“快看，台上那個高個子喊話的年輕人就是伽利略。”

　　伽利略繼續解釋道：“請大家看清楚，我手中有兩個鐵球，左手的這一個重1磅，而右手的這一個則重5磅。如果有人不相信，可以親自上來掂一掂，看看我說的是不是屬實。讀過書的人都知道，亞裏士多德認為：如果兩個重量不同的物體同時下落的話，那麽它們到達地麵的時間是不一樣的。”

　　這時，人群裏有人嚷著：“那是當然，5磅的鐵球一定會比1磅的快5倍。”

　　伽利略繼續說：“現在請大家稍稍往後一點兒，我會讓這兩個鐵球直線落下去，不會傷害到大家的。請大家幫我一起觀察這兩個鐵球落地的時間。”

　　伽利略登上了塔頂，現在剛好是正午時分，鍾聲剛剛響過，下麵的人群一片靜寂。伽利略手裏拿著兩個鐵球，他伸開手臂，讓兩個手臂處於同一個水平線上，他喊了聲：“放！”

　　於是，兩個鐵球便從半空中直落到地麵。

　　兩個手執滴漏計時的學生大聲喊道：“時間相同，沒有絲毫的差別。”

　　人群裏立刻轟動起來，無論如何，這麽多人的眼睛都看到了一個事實，那就是兩個鐵球同時落地。

　　人群裏頓時議論紛紛。

　　“的確，是兩個鐵球同時落地的。”

　　“我們大家都親眼看見了，是相同的時間啊！”

　　“對啊！不會錯的，我們隻聽到一個落地的聲音，說明一定是同時的，不會錯的。”

　　這時候有一個大胡子的老教授突然大聲地叫道：“大家都安靜，這個實驗不算成功。1磅重的鐵球和5磅重的鐵球，重量差別太小，因此它們下降速度的差別很難看出來。”

　　“對呀！兩個鐵球的重量差別太小，這個實驗不算成功。”其他幾位老教授也紛紛附和著。

　　“那好，我們作第二次實驗。”伽利略說著從台階下拿出一個更大的鐵球說，“這回我請兩名同學幫忙。這個鐵球有10磅重，隻能由一名同學拿，另一名同學拿這個1磅重的鐵球。請兩名同學像我一樣登上塔的最高層，聽我的口令扔下鐵球。”

　　從人群中走出兩名學生，分別拿著大小鐵球，一前一後進入塔內，登上塔頂。

　　他倆出現在第八層傾斜的一麵，也像伽利略教授一樣，探出上半身，伸出手臂。

　　伽利略朝著塔頂高聲喊道：“請將你們手中的鐵球，都放在同一水平線上。注意聽我的口令！我喊1、2、3，數到3就放手。”

　　伽利略等兩名學生準備好後，便開始數數，當數到“3”的時候，兩名同學同時放開了手中的鐵球。

　　當兩個鐵球落地的那一刻，站在前排負責觀察的同學大聲地叫道：“好的，還是同時落地，是同時落地的。”

　　“還是一個響聲，是同時落地的聲音。”

　　站在人群中的幾位老教授，你看看我，我看看你，臉上高傲、蔑視的神情不見了，一個個低著頭不知說什麽才好。

　　伽利略說：“不錯，我也崇拜亞裏士多德，我被他的廣博的學說所懾服，也被他勇於探索萬物原理的科學精神所感動。但是，偉人也有局限性，不可能說的每句話都是真理。”

　　“現在，我完全有理由反駁他的這個理論，按照他的說法，把一個100磅重的球和一個1磅重的球同時從高處落下，100磅重的球應比1磅重的球先落地。如果把100磅重的球和1磅重的球拴在一起，讓它們從高處落下，按照亞裏士多德的邏輯，就可能得出兩個結論。”

　　“一個是，這兩個球連在一起，它的重量比100磅的球重1磅，因此，應當比100磅重的球先落地。另一個是，1磅重的球與100磅重的球連在一起，會由於1磅的球比100磅的球降落得慢，1磅球的降落速度必然會減慢100磅的降落速度，這樣，捆在一起的兩個球就應該比100磅重的球後落地。”

　　“這兩種分析都符合亞裏士多德的理論，但得出的卻是兩個互相矛盾的結論！一個理論是互相矛盾的，那麽，這個理論就必然是錯誤的！”

　　伽利略頓了頓，接著又興奮地說道：“而且，通過我剛才的實驗，已經充分地證明了，亞裏士多德關於重量與物體速度的理論是不正確的。”

　　聽了伽利略的話，他的學生和朋友們都過來向他祝賀：“老師，祝賀您，您的實驗成功了。”

　　“老師，我感到很光榮。能為您效力，並且親眼看到您的成功。”

　　雖然伽利略的實驗獲得了成功，但他並不滿足，他還想研究自由落體的定律，還要探索物體降落的軌跡與降落時間的關係。實驗的成功成為伽利略學習、研究物理學的新的起點。