伽利略

第六節 天文學的新發現

　　1610年9月12日，伽利略終於回到了佛羅倫薩，秋高氣爽，陽光明媚，把他心中的陰霾一掃而空。

　　他信步走在佛羅倫薩的街頭，迎風招展的白楊、讓人心醉的天空、雕像林立的廣場、恬靜幽雅的教堂、成群結隊的白羊、飛跑的馬車，他發現這個城市更加美麗動人。

　　伽利略的衣錦還鄉，讓他受到了前所未有的迎接。比薩大學裏的學生把他當做神明一般敬仰，昔日的敵對者，似乎也都離開了學校。現任的老師們都對伽利略尊崇備至，當他講解他的新發明的時候，宮廷官員和科學家們都會洗耳恭聽。

　　讓伽利略感到安慰的是蒙特主教送了他一幅鑲有珍珠的圖畫和一封寫得十分誠摯的信，作為對伽利略贈予的望遠鏡的回報。而且，羅馬學院的很多教授也開始承認木星周圍有四顆衛星是確鑿無疑的。

　　愛嘮叨的母親滿臉堆笑地歡迎兒子回到家鄉。兩個出嫁的妹妹，領著丈夫來看望哥哥，顯得殷勤、有禮貌。弟弟已經結婚，領著妻子也來歡迎大哥。這一切都讓已經46歲的伽利略感到心滿意足。

　　伽利略回到家鄉，一切安排就緒，心情逐漸安定後，就去了宮廷任職。

　　科西默大公是個極其喜歡新思想的人，所以他的宮廷裏有不少在當時許多領域有影響、有貢獻的科學家。伽利略的幾何啟蒙老師裏奇就是科西默大公的宮廷數學家之一。能當上宮廷科學家在當時也是許多科學家夢寐以求的事情。所以，自從裏奇去世之後，伽利略就一直想做宮廷裏的數學家。

　　在做宮廷數學家和哲學家的同時，伽利略沒忘記，也沒有放棄對天象的觀測，並且又開始對星空進行更深入、更仔細的觀測。

　　伽利略的學生卡斯特利寫信給他，建議伽利略抓緊時間觀察金星，因為如果哥白尼的主張是正確的，那麽金星就應該是繞日而行，那麽，金星就一定會有盈虧。於是，伽利略開始研究金星。

　　金星是太陽係的行星之一，按離太陽遠近的次序計為第二顆，是大行星中離地球最近的一顆。我國古代把金星叫做太白星，早晨出現在東方時叫啟明星，晚上出現在西方時叫長庚星。

　　伽利略過去用望遠鏡觀測過金星，給他留下的印象，金星是一顆很亮的星。

　　一天晚上，伽利略先看了一會兒金星，金星依舊是亮亮的，分外的耀目。然後他順便把鏡頭移向土星。發現土星的外貌很奇特，星球的東、西兩邊各有兩個斑點，好像是兩個衛星。這一發現使伽利略很興奮，以為在發現木星有四顆衛星之後，又發現了土星有兩顆衛星。

　　可是過了兩天，繼續觀測，發現土星的兩個斑點消失了。令他很失望，於是不得不把鏡頭又對準金星。這時，伽利略發現金星缺了一個邊，就像不圓的月亮。

　　一連兩個星期的觀察，伽利略得到了結果，他發現金星的盈虧規律。金星不但和月亮一樣，在形狀上可以由滿月而變為娥眉月，而且光亮也會時而有增長和消退之分，它的外圓半徑也會大小相異。

　　這一觀測充分說明，金星不是繞地球運轉而是繞太陽運轉，從而徹底打破了亞裏士多德和托勒密的以地球為中心的天體理論，證實了哥白尼的日心說是絕對正確的。

　　亞裏士多德學派的人曾經說：“如果各行星真是繞著太陽旋轉。那麽它們就該像月亮一樣有盈有虧，而現在沒有，所以哥白尼的學說是無稽之談。”

　　伽利略的發現，無疑又是一個重大的發現。當時的人們普遍認為地球是靜止的，處於宇宙的中心，太陽、月亮和其他的行星都是繞著地球在旋轉的。這就是人人皆知的“地心說”，即以地球為宇宙中心的學說。現在看來，這種理論雖然是錯誤的，但是在當時卻被奉為真理。

　　地心說是長期盛行於古代歐洲的宇宙學說。

　　最初由古希臘學者歐多克斯提出，經亞裏士多德完善，又為托勒密進一步發展。在16世紀日心說創立之前的一千多年中，地心說一直占統治地位。

　　亞裏士多德的地心說認為，宇宙是一個有限的球體，分為天地兩層，地球位於宇宙中心，所以日月圍繞地球運行，物體總是落向地麵。

　　托勒密認為，地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運轉。其中，行星的運動要比太陽、月球複雜些。行星在本輪上運動，而本輪又沿均輪繞地球運行。在太陽、月球行星之外，是鑲嵌著所有恒星的天球恒星天。再外麵，是推動天體運動的原動力。

　　地心說是世界上第一個行星體係模型。盡管它把地球當做宇宙中心是錯誤的，然而它的曆史功績不應抹殺。地心說承認地球是“球形”的，並把行星從恒星中區別出來，著眼於探索和揭示行星的運動規律，這標誌著人類對宇宙認識的一大進步。

　　地心說最重要的成就是運用數學計算行星的運行，托勒密還第一次提出“運行軌道”的概念，設計出了一個本輪均輪模型。按照這個模型，人們能夠對行星的運動進行定量計算，推測行星所在的位置，這是一個了不起的創造。

　　在一定時期裏，依據這個模型可以在一定程度上正確地預測天象，因而在生產實踐中也起過一定的作用。

　　地心說中的本輪均輪模型，畢竟是托勒密根據有限的觀察資料拚湊出來的，他是通過人為地規定本輪、均輪的大小及行星運行速度，才使這個模型和實測結果取得一致。

　　但是，到了中世紀後期，隨著觀察儀器的不斷改進，行星位置和運動的測量越來越精確，觀測到的行星實際位置同這個模型的計算結果的偏差，就逐漸顯露出來了。

　　信奉地心說的人們並沒有認識到這是由於地心說本身的錯誤造成的，卻用增加本輪的辦法來補救地心說。

　　到了16世紀，哥白尼在持日心地動觀的古希臘先輩和同時代學者的基礎上，終於創立了日心說。從此，地心說便逐漸被淘汰。

　　伽利略認為，這一發現事關重大，必須盡快向大天文學家開普勒通告，以便申明他是金星盈虧的首次發現者。

　　為了謹慎起見，伽利略用一種類似於密碼的文字，向遠在布拉格的開普勒寫信道：“愛神的母親模仿戴安娜的麵容。”

　　這句話，看似很難懂，後來人們才破解了當時的謎底。愛神的母親即指金星，戴安娜即指月亮，模仿麵容就是改變形狀。意思是金星像月亮一樣可以改變麵貌，有時是圓的，有時呈娥眉形。

　　開普勒對伽利略的發現給予肯定，並回信表示祝賀。還鼓勵他繼續觀測，爭取獲得更多的成果。

　　伽利略在對幾個行星進行了觀測之後，又把鏡頭對準了太陽，對太陽表麵的黑點進行了認真仔細的觀察。

　　太陽上麵有黑點，伽利略曾經用肉眼看到過。這個黑點是什麽東西？這在伽利略心中始終是個謎。

　　通過用望遠鏡對太陽上黑點的長期觀察，黑點是由太陽表麵上的某種現象引起的，應當稱其為黑子。黑子的形狀很少變化，但它在太陽的表麵慢慢移動。看到黑子在運動，伽利略推斷，太陽是繞自身的軸線在不停地運動。

　　伽利略認為黑子是太陽表麵的某種現象引起的，由黑子的運動，就可以推斷出太陽是繞自身的軸線在運動的。這一點對於亞裏士多德學派的人來說更是不可容忍的，他們堅持認為太陽是完美無缺的。

　　太陽神阿波羅象征著光明，阿波羅是音樂與詩歌之神、是醫藥之神、是航海保護之神、是銀弓之神等。總之，人類將所有美好的光環都加在這位太陽神的身上，它的光輝普照著大地。而如今，伽利略卻說它的上麵有黑子，還說太陽也和其他行星一樣自轉。這讓他們感覺到荒唐至極。

　　在佛羅倫薩期間，伽利略更加努力地從事科學研究工作，雖然研究實驗工作是一件十分艱苦和勞心費神的事情，他的身體狀況也明顯地不如從前了，但他的心情卻是十分愉悅。

　　對於一位科學家來說，能讓他進行自己心愛的研究實驗，能讓他將自己的才能更好地發揮出來，這比讓他天天吃得好、穿得好，舒舒服服享清福要強得多。

　　伽利略像個年輕人一樣，不分晝夜地工作著。1613年，他發表了《論太陽黑子的信劄》。

　　在這封信中，伽利略以嚴謹的論證、犀利的筆鋒，明確指出太陽和地球都在旋轉，地球不但繞著太陽旋轉，而且還在繞著自己的軸線自轉，從而論證了哥白尼“日心說”的正確性和托勒密“地心說”的錯誤。

　　由於這些內容具有鮮明的哥白尼特點，所論證的結論直接威脅到宗教神學的基礎，這就給了一直對伽利略心懷妒忌、伺機報複的亞裏士多德學派的衛道士們一個進行攻擊的口實。

　　如果說過去伽利略的發明和實驗隻是對宗教神學有所冒犯的話，那還都是一些不甚明了的事情，比薩斜塔的實驗隻不過是證明了亞裏士多德的一個結論的錯誤，打破了人們對亞裏士多德的迷信；望遠鏡的發明也不過是向人們提供了一個進行天文觀測的工具，從客觀上為哥白尼日心說的正確性提供了論證。這一切都是在科學實驗發明的基礎上產生的副產品，隻是在客觀上對宗教神學構成了威脅，還沒鮮明地站出來向宗教神學挑戰。

　　那時向伽利略發難的隻是些死死抱著亞裏士多德信條不放的大學教授和學者們，他們所能進行的也隻是諸如施妖術、行巫法、異教徒等人身攻擊和謾罵。

　　但是，這次大不相同，教會人士親自出馬，他們對伽利略毫不掩飾自己觀點的做法十分憤怒，向教會控告伽利略宣傳異端邪說，玷汙了天主。“禍兮福所倚，福兮禍所伏。”科學研究成就與聲望日盛的伽利略從此開始了他多災多難的與宗教神學頑強鬥爭的征程。

　　這年冬季，伽利略接到了羅馬教會一位天文學家神甫寄來的信件，邀請他訪問羅馬教廷。於是，伽利略準備動身前往羅馬，將他獲得的最新天文學成果展示給教廷和天文學同行。