伽利略·伽利莱

伽利略研究了速度和速率[7]、重力和自由落体[8]、相对论原理[9]、惯性定律[8]、弹丸运动规律[9]，描述了钟摆[10]和 "流体静力平衡 "的特性，[11]发明了初期温度计[12]和各种军用指南针，还从事应用科学和技术工作[13]。他改进望远镜并观测到木星的四颗最大卫星[14]和土星环[15][16]，确认了金星相位变化[17]，推理了月球陨石坑[16]和太阳黑子[18]。1611年到罗马并担任林嗣科学院的院士。[19]1616 年因为与圣经矛盾，罗马宗教裁判所调查认定哥白尼的日心说是愚蠢、荒谬和异端的。伽利略后来在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（1632年）中捍卫了他的观点，该对话被曲解攻击教皇乌尔班八世，造成伽利略和教会的疏远，最终导致被宗教裁判所以宗教异端的名义所审判，被被迫放弃信仰，在软禁中度过了余生。在此期间，他撰写主要涉及运动学和材料强度的总结性著作《关于两门新科学的对话》（Two New Sciences，1638 ），被称为科学发展史的基石之作。[2]伽利略的发现和著作动摇了当时的神学理论基础“地心说”，向世人展示了全新的宇宙观，让宗教神学走下神坛。[4][20]

伽利略融会贯通数学、物理学和天文学三门知识，利用数学加入理性分析并用试验验证的科学思维和方法，开创了全新的近代科学，为后世的牛顿力学、天文观测和科学试验等许多分支发展奠定了基础。[21]被称为“近代自然科学之父”、[21]“现代物理学之父”、“观测天文学之父”、“科学方法之父”。[5][22]

人物关系

加利莱伊

父亲

埃万杰利斯塔·托里拆利

学生

温琴佐·维维亚尼

学生

人物生平

第一比萨时期

正值文艺复兴的鼎盛时期的[21]1564年2月15日，伽利略·伽利莱出生在意大利比萨。此时科学已经兴起而神学全面统治人们的思想。[21]伽利略的父亲温琴佐·伽利莱（Vincenzo Galilei）是个精通数学的音乐家，崇尚真理不迷信权威，在意大利颇有开明的名声。[23]温琴佐·伽利莱以祖上最有名望的名字为伽利略命名，期待他能重振贵族荣耀。伽利略的母亲茱莉亚·安曼娜蒂（Giulia Ammannati）出身贵族，家中从事羊毛服装生意，受过教育但幽怨易怒。[3]这个家庭一共有7个孩子，温琴佐的音乐才能不能承担家庭的花销，所以他兼职做羊毛生意维持生计，但没有放弃音乐追求。[21]伽利略很小的时候，就开始替自己设计和试做一些小玩具，然后装上转盘和滑轮，他的弟妹们经常争着要这些小玩意，甚至他父亲也称赞他心灵手巧。1574年，10岁的伽利略跟全家搬到了佛罗伦萨。[24]

第一佛罗伦萨时期

皆为天主教徒的父母把伽利略送进瓦隆布罗萨（Vallambroso）的卡马多莱斯修道院（Camaldolese monastery）学习。主要课程是宗教的教义，还教一些以亚里士多德为代表的先贤著述。聪明勤奋、酷爱读书的伽利略很快就赢得了修道院老师的喜爱。[24]这个时期的教育让伽利略一生都对神学保持着敬畏的态度。[21]

温琴佐让志愿成为修道士的伽利略去学医学，因为医生可以补贴家用还有可能重振家族辉煌，于是伽利略在1580年9月[3]去了比萨大学攻读医学。他很快发现自己不是学医的料，但对数学产生了浓厚的兴趣，受到了奥斯蒂洛·利奇教授的赞许和教导。在与父亲沟通后转为数学本科，具有反叛精神的伽利略以喜欢反驳亚里士多德部分未经实践验证理论而出名。[24]被称为“辩论家”。[21]这期间，伽利略到比萨大教堂去做弥撒的时候，发现穹顶中央的吊灯，随风摆动，不管摆幅多大，吊灯往返的时间是一样的。他反复试验得出结论，摆锤摆动一次所需的时间，与摆绳长度的平方根成正比，这就是摆的周期定律。这次发现揭开了人类时间测量史的新纪元。[21]发明具有简单记录时间的“脉搏计”，在当时医学行业中很受欢迎。[24]

温琴佐看到儿子研究项目基本不能为家里带来收入，中断了对伽利略学费的资助，1585年伽利略在没有获得文凭的情况下离开了比萨大学。[24]去到父亲商店里当了伙计，还兼职家教为家里带来力所能及的帮助。但伽利略没有放弃对数学和物理的研究还写就一本书，名为《小天平》，除了详细地叙述了他做的一些实验外，还特别讲了阿基米德的故事。根据阿基米德的《浮力论》伽利略制作了一种测定金属比重的仪器，他把它命名为“浮力天平”。一系列的研究成果让伽利略小有名气。[21]

第二比萨时期

中世纪的欧洲学者大多数从事神学或者需教会资助，着就有赖于富人或贵族的推荐和支持。因此，伽利略拿着一些学者或者教士举荐信，奔走于佛罗伦萨的贵族和豪门之间，效果不佳。[24]其中只有德蒙特侯爵表示愿意帮助伽利略，但未成功。[21]经过思考后，伽利略在1587年开始并完成了他的第一次罗马之行。[24]行程中伽利略走访学者、拜见权威、结交同行，眼界大开。[21]

回到佛罗伦萨两年后，利奇教授去世。经德蒙特侯爵向托斯卡纳最高统治者杜斯干大公推荐，加之又有几位学者赞赏，伽利略在1589年夏天重返比萨大学出任数学教授。[25]比萨大学是旧传统的堡垒，对亚里士多德深信不疑。向传统挑战的伽利略遭到了众多老师的排挤，这时候他还发表了拒穿学校规定长袍的打油诗，遭到了校方的罚款。为证明科学的正确性，伽利略对物理学进行了深入研究，并演示了闻名遐迩的比萨斜塔落体试验。[21]同时落地的落体试验打破了一千年来亚里士多德关于重量大的物体比重量小的物体下落快的权威理论。[26]比萨斜塔也成了近代实验科学的象征。[27]

比萨斜塔实验提升名气的同时也为自己树立了更多的敌人，尤其是托斯卡纳大公同父异母的兄弟乔凡尼因为伽利略当面揭短“挖泥船”而怀恨在心。比萨当局以伽利略行为不配担任教职辞退了他，以取悦比萨大学最大的资助人。1591年冬季71岁的温琴佐去世。[24]唯一的好消息是伽利略虽然被解职，但也赢得了不少有名望的科学家们的注意，关键时刻又是德蒙特侯爵运用自己的影响力，向帕多瓦大学举荐并在1592年聘用伽利略为该校的数学教授。[21]

帕多瓦大学时期

威尼斯人信奉天主教，但是并不受罗马教皇约束，自由开放的氛围成为学术界人士的乐园。各级官员等都喜爱培植艺术与科学人才。伽利略很快融入了帕多瓦大学，[24]结识了德蒙特侯爵好友皮内利，皮内利是文艺复兴的积极参与者，还拥有16世纪欧洲最大的图书馆。伽利略暂住在皮内利家时遍览群书，参加各种宴会沙龙进入了上流社交圈。好友萨格尔多、萨维阿提还成了后期著作的出场角色。[21]还认识了神学家贝拉明主教和巴贝里尼主教，巴贝里尼主教在讨论天文学时曾向伽利略说过“《圣经》告诉我们如何升天堂，却没有说天上是怎么回事。”名声的提升让更多的学生来向伽利略学习，他索性办了一所寄宿学校。这个时期伽利略和玛丽娜·迪安德烈·甘巴（Marina di Andrea Gamba）恋爱并同居。[21]

伽利略讲授的内容非常新颖，很多学生不一定对数学感兴趣，但都愿意听他讲述他对数学、物理和天文学的新见解。[24]课余的时候，伽利略还给城里驻军的机械师讲解军事工程课，并推导出炮弹的轨迹应该是一条抛物线，推翻了亚里士多德的直线理论，还发明了可以将地图精确地放大和缩小的几何军用圆规。经过多次试验，伽利略发现了斜面运动的规律，即圆球滚下的距离，与所用时间的平方成正比，自由落体则是斜面运动的一个特例。成为第一个用数学关系描述自由落体运动的科学家，也是第一个提出加速度概念的人。研究发明不仅为伽利略带来了收入，还让他声望日隆。[21]聘任到期校方决定延聘六年。[24]经朋友推荐，伽利略给托斯卡纳大公的儿子科西莫王子教授数学，这段缘分让伽利略后期受益匪浅。[21]

伽利略对天文学产生了浓厚的兴趣并对哥白尼佩服之至，1600年因布鲁诺支持并传播哥白尼学说被以异教徒的名义烧死在罗马的鲜花广场，对伽利略心里造成了阴影。此时年轻的开普勒发表《神秘的宇宙》公开支持哥白尼的“日心说”，伽利略写信表示赞扬，但未公开支持，两人一直没有见过面，但书信往来持续一生。[21]

1604年的秋夜，天空中出现了一颗特别明亮的星。在此之前，世人都相信，自从世界被“创造”以来，星辰的数目是不会改变的。《圣经》或亚里士多德的学说告诉世人，宇宙里面绝不会有新星的位置。因此这一奇观被人们竞相讨论。伽利略也为此发表了三次演说，来说明旧有说法有误，神学代表们也奋起反击。[24]五年后，科西莫王子继承托斯卡纳大公爵位，伽利略表达了想回故土的期望，但未被接纳。[21]

1609年，伽利略得知荷兰米德尔堡的一个光学技师利帕希（Hans Lippershey）发明了望远镜并于1608年申请了专利，也有意见认为他是从其他眼睛制造师处窃取了设计。[28]他学习并改进了望远镜使它的观测距离可达到肉眼能见的20倍之远。8月在威尼斯圣马可大教堂的钟楼顶层他向参议院达官显贵们演示望远镜如何看见远方的船只，而用裸眼需要两个小时之后才能辨认出来的奇特景观。威尼斯执政官多纳托（Leonardo Donato）立刻授权将望远镜用于海军，还授予伽利略一份讲师的终身工作并付双倍薪水。[28]工作的忙碌和门第的观念使伽利略不想结婚，可这让玛丽娜失望至极，她主动结束了12年的共同生活。两人商议后决定送两个女儿回佛罗伦萨，儿子跟随玛丽娜，伽利略支付抚养费。[24]

了无牵挂的伽利略投入全部热情研发出了能放大30倍的望远镜，并用它观测星空。[28]他用望远镜先在猎户星座附近，发现许多从未有人知道的80多颗小星；再发现月球不是亚里士多德描述的光滑的球体，而是凸凹不平的，就像地球上的起伏山峦一样，有环形山脉，还有裂纹并推算出月亮上有的山峰高达6千米；后观测得知月球不是一个发光体，而是在太阳的照射下发亮的，并且把太阳光反射给地球。[21]

二年后的1月，伽利略经过观测确认木星周围有四颗卫星绕行，这就可以说明并不是所有的天体都围绕着地球运动。他把这四颗卫星命名为“美第奇星群”以纪念逝去的佛罗伦萨大公。[24]此项发现促使他写了《星空信使》（The Starry Messen-ger）[28]并进一步证明了哥白尼的学说，但更多的人因为教会的压力保持了沉默。[28]在佛罗伦萨首相万塔的帮助下，伽利略被任命他为佛罗伦萨宫廷数学和哲学教授，并兼任比萨大学教授。后者实际是个荣誉职务，这样就可以有时间继续他的科学调查研究，以增进宫廷和城邦国家的光荣和利益。[24]

第二佛罗伦萨时期

1610年9月，伽利略意气风发重返佛罗伦萨。在帕多瓦大学的最后时光发现了土星星环但未能明白个中原因。回到佛罗伦萨后约一个月发现金星有可以媲美月亮的盈亏周期，有力证明了哥白尼的“日心说”，这一发现产生了深远而重大的效果，它导致了这位天文学家与罗马天主教会的核心信仰及教义的正面冲突。[28]

一年后，伽利略应邀访问了罗马，在受到各界名流的款待的同时想获得教廷对于他研究项目的认可。因为他认为科学与信仰是截然不同的两回事。教皇保罗五世时接见了他，不隆重的场面说明了态度。4月14日，林赛学院[a][b]为伽利略举行了隆重的欢迎宴会并宣布他为林赛学院会员，还集体为设备命名“望远镜”。[23]在使用望远镜时人们对远处教堂文字的兴趣大于木星的关注，这让伽利略倍感失落。[24]罗马天主教学院的贝拉明院长提醒伽利略：“最好把哥白尼的学说视为未经证明的假说，而不能宣布它是真理。”[21]

伽利略在二个月后返回佛罗伦萨，他从望远镜里看见太阳表面上有暗黑的斑点，即太阳黑子。根据观测发现这些黑子的位置的变化，可能是因为太阳自身在转的缘故。同时间德国的耶稣会教士萨依纳也从望远镜中发现了太阳黑子，但他是铁杆亚里士多德派，他坚信太阳绝不会有污点，还出了一本书加以佐证。伽利略看到后写了《关于太阳黑子的信札》予以反驳，并提出太阳也是在自转的观点。双方的论战最终演变成了挑战宗教权威的事件，1614年冬一位新来的神父，在圣坛上把伽利略称作宗教最危险的敌人，并指责伽利略的科学活动是对宗教精神的背叛。伽利略备受打击一病不起。[21]

在伽利略身体稍有好转后的1615年底去往罗马为自己辩解，这一次整个罗马冷冷清清，只有贝拉明主教和林赛学院的塞西侯爵等接待了他。他一个个拜访教会的权势人物表明自己是虔诚的天主教徒，不会违背主的意愿。得到的结论就是只有回避哥白尼的理论才能化险为夷。[20]罗马教廷发布了“1616年敕令”正式确定哥白尼理论为异端邪说，相关书籍列入禁书，《关于太阳黑子的信札》得以幸免。但伽利略得到了教皇代理人婉转而又严厉的告诫：他无论演说或是写书，都不能把哥白尼的“日心说”说成是真理。在教廷的高压之下，伽利略只得表示屈服。[3]1616年5月，伽利略回到佛罗伦萨。[24]

三年的沉默直到1618年三颗彗星的出现，一位名叫奥拉齐奥·格拉西（Orazio Grassi）数学教授兼耶稣会教士匿名出版《1618年三位彗星的天文学之争》讨论了彗星的性质，认为这些彗星是一个炽热的物体，沿着一个大圆弧段与地球保持恒定的距离移动并且由于它在天空中的移动速度比月球慢，因此它必须更远比月亮更远。还出示了若干图表为证，因此能够证明“地心说”的正确性。伽利略以他人名义进行了反驳，受到了格拉西的人身攻击。恰巧这个时候一直庇护他的科西莫大公去世了，10岁的菲德兰王子继位，与教廷关系密切的菲德兰母亲摄政。鉴于此伽利略只得暂时停止公开论战的打算。[3]

1623年10月，伽利略的《试金者》（Il saggiatore）在罗马出版，是作者沉默五年后对格拉西（Grassi）的回击，也是沉默八年后的公开言论。伽利略和格拉西的争论没有提供关于彗星性质的确定性理论，尽管他们确实提出了一些暂时的推测，但都猜错了（当时，第谷·布拉赫(Tycho Brahe)提出了研究彗星的正确方法）。但这场争论使许多原本同情伽利略的耶稣会士永久性地疏远了他。这时昔日好友巴贝里尼（Barberini）主教继位为新教皇乌尔班八世，伽利略在翌年4月奔赴罗马希望一向开明的新教皇能解除哥白尼学说的禁令。六场谈话后[23]新教皇表示1616年的敕令不能取消，但答应伽利略可以写一本书，在书中只能以讨论的方式谈哥白尼学说，赞成与反对两种观点必须一起摆出来。并且最后不能得出“地球绕着太阳转”的结论。[24]

1630年伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（简称《对话》）（Dialogo sopra i due massimi systemi del mondo, tolemaico e copernicano）书稿完成。林赛学院塞西侯爵的突然去世使印刷搁浅。两年后，《对话》终于在佛罗伦萨付印，立时成为畅销书。1632年8月，突然从罗马传来禁令：必须停止《对话》的发行。10月要求伽利略到罗马受审。[21]

罗马时期

在菲德兰大公的帮助下，68岁伽利略得以在原地养病。1633年2月，伽利略终于被押解到罗马。暂住在佛罗伦萨使馆梅迪奇别墅，两个月后转移到圣母马利亚教堂修道院。4月12日，宗教裁判所提审了伽利略，并在同一天拘捕了他。直到6月的两个月里，宗教裁判所连续不断地提审伽利略。审判的内容主要是确认伽利略的《对话》是否违反了1616年罗马宗教裁判所的禁令。《对话》列举了三项证据：行星的停止和逆行，以及它趋向和原理地球的运动；通过观测太阳自转以及太阳黑子了解到的东西；海洋潮汐的涨落，还有他对恒星的精确观测推理出由于地球绕日运动而产生的相对于背景星的微小视差偏移，可以说正面驳斥了：地球在宇宙中心、每个行星围绕地球匀速运动等为代表的托勒密“日心说”。[29]有人挑拨说《对话》里傻瓜辛普利修斯代表是教皇[23][c]，震怒的教皇下令对伽利略采取“车轮式”审讯法，4小时换一次法官，不准他睡觉。[21]最终在6月22日，宣布了对伽利略的判决：持有以下观点：太阳静止不动地停留在宇宙中心；地球不在宇宙中心，而且是运动的；以及在某种意见已经被宣布为违背《圣经》以后，仍然有可能认为这种观点有充分根据并予以捍卫；[28]《对话》禁止流通；判处终身监禁，其间由本法庭另议；处分伽利略每周朗诵七篇悔悟赞美诗，期限为三年。《对话》被宗教裁判所正式宣布为禁书。69岁的伽利略不但违背良心放弃了真理，还发誓要做当局的耳目，为他们铲除他的忠实的朋友和支持者。[24]当伽利略站起来时，嘴里喃喃地自言自语道：“但是，地球仍然在转动啊！”还有一种说法，伽利略是仰头望着教堂穹顶说这句话的。[21]

伽利略起初被关押在罗马附近的锡耶纳有半年时间。由于病情加重加上多方运作，在当年12月被允许回到佛罗伦萨。[3]条件是除去修道院做弥撒及看望女儿外，其他时间不许离开蕉耶里别墅，不得在住所接待朋友或聚会，不许举行任何科学讲演。未经允许不得去往佛罗伦萨城。[24]

第三佛罗伦萨时期

1634年冬，最贴心的女儿和知音弗吉尼亚去世，年仅33岁，这让伽利略伤痛更添一份。但真理是封杀不住的，被罗马教廷宣布为禁书的《对话》，已经被人译成拉丁文在斯特拉斯堡出版。不久后，又有英译本面世。[21]在身受囚禁的日子里，他用了三年时间整理自己一生的力学实验，最后写成一本《关于两门新科学的对话》（简称《新科学》）（Dialogues Concerning Two New Sciences）。1636年完稿的著作经过重重磨难终于二年后在荷兰莱顿出版。[24]

垂暮失明的老人并没有让罗马教廷放松对他的监视，只有在伽利略病重时，才允许外人探望他。在这期间，来探望他的有菲德兰大公，还有英国诗人弥尔顿和法国哲学家伽桑迪。1639年夏天，伽利略获准接受17岁的维维安尼（Viviani）为他的最后一名学生，整理资料，做些记录，并可在身边照料他。1640年，伽利略的另外一个学生托里拆利也来到蕉耶里别墅进行照料。1642年1月8日，伽利略溘然去世，终年77岁。葬仪草率简陋，直到下一世纪，遗骨才被迁到家乡的大教堂。[21]

主要成果

天文学 

伽利略是改进望远镜并用它观测宇宙的第一人。他发现望远镜倍率越大恒星越多，数量可观的恒星组成了银河；月球并不是原来学说描绘的光滑的球体而是表面有山原起伏和陨石坑等；观测到金星的位相移动；发现木星有四个最大卫星。首次解释太阳黑子的移动是太阳自转的原因。这些发现有力的支持了哥白尼的“日心说”，开辟了天文学的新时代。伽利略的著作《星际信使》《关于太阳黑子的信札》《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》等著作还有相关演说对天文真相“日心说”的传播贡献甚大，被称为“观测天文学之父”。[30][31]

物理学

对于物理学而言，伽利略是一个承上启下的集大成者，他是结合物理研究、数学探究、实验证明三位一体进行科学研究的科学家。[32]在比萨大学期间发现了摆的等时性定律，并为后来的计时摆钟提供了基础；在工作之余根据杠杆原理和浮力原理写了《小天平》；不久又写了《论运动》，第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式。通过比萨斜塔试验验证了自由落体定律，通过斜面运动对重心、速度尤其是加速度提供了科学方向，以此为基础确定了惯性定律和抛物线理论、提出了相对性原理等。为后世的牛顿第一第二定律、爱因斯坦相对论等经典力学的发展做出了奠基性的贡献。[33]后期的《关于两门新科学的对话》不仅在力学上贡献巨大，在材料学上也思维超前，阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析，正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。通过梁的强度实验, 讨论了重力作用下物体尺寸对于其材料强度的影响, 得出材料承载力与其横截面成正比而与其长度无关等规律。[34]

数学

伽利略最早做为意大利的数学家名扬亚平宁，而其在物理学研究中利用了数学的方法使得科学的发现和发展有据可循。他在自由落体和斜面试验中得出的加速度和瞬时速度的概念；在望远镜制作中利用的透镜曲线的切线和法线的知识；在炮弹抛物线试验中涉及的函数最大最小值问题；在天体运行中运动曲线的长度、面积以及重心的确定，无一不为后期微积分的发展提供了有益的探索和借鉴。伽利略通过定量方法（定量和变量）、理想化环境、数学模型和理论化体系等，以及与试验相结合验证的科学方法，为近代自然科学开辟了新天地，被誉为“近代自然科学之父”。[35][36]

工程学

伽利略早期发现了摆的周期定律，为后期计时摆钟提供了有益借鉴；利用浮力原理快速测定金银器皿首饰中金银含量比例的浮力天平当时已用于金银首饰器皿的交易中；设计开放式的液体温度计，玻璃管内盛有着色的水和酒精，液面与大气相通。虽然设备简陋且准确率低，但从此有了客观温度物理量，为后来的水银温度计铺平了道路；改进了高倍望远镜并取得大量研究成果，为天文学发展帮助很大；发明了军用指南针等军事部件被大量应用，[37]还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析，指出工程结构的尺寸不能过大，因为会在自身重量作用下发生破坏，为后续的工程建设提供了科学方向。[34]

代表著作

星际信使

《星际信使》是伽利略记录1609年到1611年之间观测报告，内容包括月球的各种观测情况和木星卫星的发现历程，推测出了长期以来为人们所探究的银河的真正成因。还指出月球并非光滑的球体，而是有许多凸起并证明月球是靠地球反射太阳光而发光的。[21]但局限于当时的思想和科研条件，伽利略对一些现象未能做出科学的论断，如月球边缘光滑和“月海”问题等。基于这些发现可以说已经可以证明当时主流思想理论的谬误，为旧有的天文学和占星学打开了一道裂缝。[38]同时只有几十页的小册子，让我们看到了科学家在追求真理的道路不畏错难，勇于挑战的精神，这也是这本科普著作四百年来流行至今的重要因素。[20]

关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话

此作被称为科学元典，即科学发展的基石。[39]在《对话》一书中，伽利略采用三人四天的方式叙述，人物一位是伽利略的朋友萨维阿提，是哥白尼学说的代言人；另一位叫辛普里奇，相传为6世纪时亚里士多德著作的注释者，是托勒密宇宙观的卫护者；第三位叫萨格尔多，也是伽利略在威尼斯的朋友，以公正人面貌出现（实际上是代表伽利略自己，对前面两个人的讨论做出判断）。第一天，萨维阿提引证太阳黑子、月球上的山脉等望远镜观察到的新发现，反驳了“天是不变的，永恒的”这一守旧的天文观点。第二天，讨论地球的自转，以及运动的惯性定律、相对性原理，批驳了地球不动的谬论。第三天，内容涉及地球的周年运动、公转。第四天，谈论潮汐现象，用反证的方式证明地球是运动的事实。[3]整部《对话》以充分的论据和大量无可争辩的事实，有力地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论，科学地论证了地动说，[39]宣传了哥白尼学说，使宗教神学走下神坛。[40]爱因斯坦评价道：他以非凡的文学才能，用极其鲜明生动的语言，向他那个时代受过教育的人进行宣传，克服他同时代人的人类中心论和神秘思想，并且引导他们恢复从客观的和因果关系的角度来看待宇宙。[39]

关于两门新科学的对话

这本书被认为是伽利略最伟大的一部著作。“两门新科学”指的是力学和运动学，这是伽利略对自己一生物理学研究成果的总结。[21]沿用第一部《对话》里的三个人物萨维阿提、辛普里奇和萨格尔多，萨维阿提依然那样机敏，辛普里奇还是那样愚蠢，萨格尔多照样不断发问。著作的前半部分是关于物质结构问题的材料力学,后半部分是关于物质运动规律的动力学。主题是力是如何作用于物体使其能够呈现出其所存在的物质形态并能够引起其位置变化的。著作内容由“四天”两部分完成,“第一天”和“第二天”主要讨论的材料强度的问题,“第三天”和“第四天”主要讨论的物质位置的改变的问题，包括摆的研究、自由落体运动、力的合成，以及牛顿第一、二运动定律的基本思想。[41]著作利用的是“观察和假设、数学和实验相结合”的科学研究方法。[2]著作中还包含了力学、热学、光学、声学、数学、哲学等力学概念与常识及实验, 其中很多知识都为后来人的科学研究打开了大门, 奠定了近代物理学的基础。正是由于有这本书, 伽利略才被誉为“科学实验之父”“近代力学和现代科学的奠基者”“最早把物理与严格的数学结合的第一人”。[42]

其他著作

人物影响

伽利略是神学与科学并存时代的产儿。[51]他第一个在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并彻底改革了科学研究的方法以及在整个宇宙中认识地球的方式。[52]并推翻以亚里士多德为代表的，依靠主观思考和纯推理方法所做出的科学结论，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。[53]他的研究为后世科学许多分支的发展奠定了基础。[21]

相关争议

吊灯钟摆

维维亚尼记载伽利略发现钟摆灵感是在1583年在教堂做弥撒的时候，但故事中的那盏灯是1587年才安装在比萨大教堂的。也有可能伽利略观察的是先前挂在同一位置的另一盏灯。然而，由于伽利略本人在1598年才第一次撰文说明钟摆摆动的恒定性，而且没有任何记载能证明他发明过测量脉搏的仪器，大多数科学史学家都怀疑维维亚尼对伽利略智力超群的生动描述，认为这是当时传记中一种典型的虚构细节。[3]

比萨斜塔落体试验

由于比萨大学和同时代的其他人都没有关于这次实验的记载，[54]代表人物德国学者沃尔维尔和英国科学史家巴特菲尔德对试验的真伪提出了质疑。最早关于伽利略在比萨斜塔做落体实验的记载，出自伽利略的学生维维安尼写的《伽利略传》。维维安尼是伽利略晚年时的学生兼助手，帮助他整理资料作记录，落体试验很可能是维维安尼听伽利略口述的。英国著名的科学史家C·辛格和哲学家怀特海肯定了试验的真实性。意大利伽利略20卷文集国家版的主编安东尼奥·法瓦罗，确信维维安尼的叙述是可靠的。虽然伽利略在自己的著作中从来没有特别引述比萨斜塔实验，但在他的《论运动》论文（收入《伽利略文集》国家版第一卷）中，讲了6次物体从塔上落下的实验，并且主张对亚里士多德采取批判的态度。美国著名科学史权威弗·卡约里很赞成法瓦罗的分析。在伽利略的同时代，也有人做过类似的落体实验。意大利帕多瓦城数学家莫勒第，曾在一本小册子《大炮术》里专门提到落体运动；荷兰的一位工程师西蒙·斯蒂文也进行过落体实验。[21]

潮汐理论

伽利略将潮汐现象当成了地球运动的证据，以为潮水的涨落是地球的公转和自转产生颠簸造成的。他想象海水来回冲击，就像盛在盒子中的水那样晃来晃去。[55]同时代的开普勒曾提出潮汐现象可能跟月球有一定关系，但未深究，伽利略也不以为然。[56]最终在物理学家牛顿的引潮力理论中得到解释。[57]

相关人物

父亲温琴佐：是佛罗伦萨的一名音乐家和音乐理论家，为家人生活兼职从事羊毛生意。音乐理论上反对毕达哥拉斯机械传统，还用琴弦试验得出“琴弦的张力不同，即使长度比不是标准的2∶1也能弹出八度音”的结论。著有《古代音乐与现代音乐的对话》（Dialogue on Ancient and Modern Music）和《关于基奥贾的扎利诺作品的对谈》（Discourse Concerning the Work of Messer Gioseffo Zarlino of Chioggia）表明“应当抛弃权威，也应当将那些看似精彩却与真理相悖的推断放在一边。”的态度。在热衷艺术的“佛罗伦萨同好会”中十分活跃，还接受过古典语言和数学方面的教育，对伽利略影响颇大。[23]

弟弟米开朗琪罗：鲁特琴演奏大师，在波兰和巴伐利亚从事音乐工作，在巴伐利亚期间结婚并把所有积蓄用在了婚礼上，对家庭难有帮助。妻子和四个孩子在1634年因瘟疫去世，伽利略邀请弟弟和两个儿子到蕉耶里别墅相聚。[23]也有说法弟弟全家都死于瘟疫。[24]

玛丽娜·迪安德烈·甘巴：出身寒微，在帕多瓦时期与伽利略结识并保持情人关系有十多年，他们育有两个女儿即弗吉尼亚（改名玛利亚·塞莱斯特修女）和利维娅（改名阿坎吉拉修女）和还有一个儿子温琴佐。伽利略的门第观念、家庭负担和对婚姻的担心使他不愿意和玛丽娜结婚，在伽利略从帕多瓦返回佛罗伦萨之际，玛丽娜最终决定答应一位和她同龄的威尼斯男人的求婚。[3]

人物评价

法国科学家鲁萨尔曾说：“在科学领域里，我们都是伽利略的学生。”[58]

英国科学史家丹皮尔在《科学史》中评价说：“靠着望远镜的帮助，伽利略用人人可以重新观察证实的事实，证明了新天文学的新学说。而在那以前，天文学的学说仅仅建立在先贤简单的数学根据上。”[59]

美国物理学家爱因斯坦写到：他是现代物理学之父——实际上，他是整个现代科学之父。他的发现与他对科学推理方法的运用是人类思想史上最重要的成就之一。[23]

后世纪念

重塑真理

1737年，佛罗伦萨市民在圣十字教堂举行了庄严的仪式，将伽利略的遗骨重新安葬在新墓地里。佛罗伦萨的许多显赫人物都长眠在此，包括一代巨匠米开朗琪罗和但丁与达·芬奇的衣冠冢。旁边，葬着他的学生维维尼安。[21]

1835年，教廷正式将伽利略的《对话》从《教廷禁书目录》中删除。[60]

1979年11月10日，罗马教皇约翰·保罗二世在梵蒂冈举行的世界主教会议上，提出重新审理“伽利略案件”，华裔科学家杨振宁和丁肇中名列委员会。[61]

1989年，美国发射了一颗飞向木星的空间探测器，这颗探测器被命名为“伽利略号”。经过六年漫长的太空飞行，“伽利略号”于1995年12月成功进入围绕木星的轨道。“伽利略号”在茫茫太空飞往木星的途中，1992年罗马教廷公开宣布了给伽利略“平反”，承认三百多年前给伽利略定罪并把他终身监禁是一个错误，伽利略没有错。[62]

2009年经国际天文学联合会(IAU)提议，联合国批准当年为国际天文年，以纪念400年前伽利略把望远镜看向星空，多种形式纪念活动在多个国家广泛展开。[63]

2010年由佛罗伦萨大学创办的科学史研究所经翻修后更名为“伽利略博物馆”，得益于美第奇和罗林家族的帮助，博物馆集展览、科研、出版、国际交流、高等教育于一体，[64]最著名的藏品是伽利略亲手制造和仅存的两台望远镜以及被粉丝盗走的手指[65]。时至今日，关于伽利略的各种纪念活动层出不穷，彰显着他在科学发展史的重要地位。[66][67][68]

影视剧创

以伽利略名字命名的影视剧作品数不胜数，[69]最早是1943年首演的贝托尔特·布莱希特的《伽利略传》仍在上演；[70]多国都曾拍摄电影电视剧展现伽利略生平的《伽利略传》；[71][72][73][74]以东野圭吾小说改编电视剧《神探伽利略》颇受欢迎；[75]1998年和2002年拍摄纪录片《伽利略对话录》和《PBS伽利略:为真理而战》等；[76][77]舞台剧《三堂会审伽利略》、《伽利略传》等；[78]音乐剧《星际信使》等。[79]

文学作品

伽利略的传记很多，以他的学生维维亚尼的《伽利略传》最早也最接近真实。[80]东野圭吾以伽利略作为侦探名字的悬疑小说畅销不衰；[81]科普代表书籍《伽利略的手指》让人快速了解科学；[82]美国诗人梅丹理创作诗歌《伽利略的眼光》等。[83]

艺术传播

意大利画家尼克罗·巴拉宾创作壁画《伽利略的审判》；[2]意大利画家提托·勒西创作木板油画《晚年的伽利略与其弟子兼传记作者温琴佐·维维亚尼》；画家克里斯蒂诺·巴蒂利创作布面油画《伽利略受审》等[84]。1991年中国发行了纪念伽利略发现“惯性质量和引力质量等价”400周年的邮资明信片；1995年意大利发行第14届国家相对论大学在佛罗伦萨召开的纪念邮票，上有伽利略的头像。[2]

注释

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[a]林赛学院成立于1603年，是世界上最早成立的科学社团，发起人是塞西侯爵。林赛科学院的院徽是一只目光锐利的猞猁，取其洞察力之意。在1630年塞西侯爵死后林赛学会自行解散。1874年意大利恢复重建林赛科学院，名为意大利皇家林赛科学院，研究范围扩展到包括人文科学中的历史、文字学、考古学、哲学、经济和法律等。意大利物理学家恩里科•费米是其成员之一。[21]

[b]有的译本翻译为山猫学院[3]

[c]巴贝里尼在派多瓦时曾对伽利略说：“《圣经》告诉我们如何升天堂，却没有说天上是怎么回事。”[21]

参考资料

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