沉冤昭雪的天文学家伽利略

伽利略（Galileo，1564～1642）是欧洲“文艺复兴”时期意大利伟大的物理学家、力学家和天文学家。他对人类自然科学的发展做出了卓越的贡献。

伽利略1564年出生在意大利西部海岸的比萨城。伽利略的父亲是当时一位有名的音乐家和数学家。但是父亲希望自己的儿子学习医学而不是学习数学，于是伽利略在17岁那年进入了比萨大学学习医学。比萨大学当时已是有二百多年历史的老学校，藏书非常丰富，这对于好学的伽利略是一个十分难得的好机会。他孜孜不倦地学习。特别是对数学、物理学等自然科学更感兴趣。1583年由于听了关于欧几里得几何学的演讲，伽利略很快对数学着了迷。他执意不学习医学了。他开始学习古希腊欧几里得和阿基米德的著作，从中吸收了大量的知识。一次他从比萨教堂的走廊里经过，无意中抬起头看见一个吊灯被风吹得不停地摆动。从来没有人注意的现象，却引起了伽利略的注意。他发现吊灯的摆动，不管摆动幅度是大还是小，摆动一次的时间总是相等的，他用自己的脉搏计时验证了这一现象。回到家后，他还亲自动手再做这个实验。最终他极为准确地证实了摆的等时性，这一年伽利略才刚刚19岁。正当伽利略刚刚走近科学领域的门口时，他的家不幸破产了，一贫如洗，他只好辍学在家。但伽利略的学习兴趣和探索自然的决心丝毫不减，他在缺少图书资料和仪器设备，又没有老师指导的条件下开始了刻苦的自学。伽利略在家中度过了四年的时光，他在学业上却有了极好的转机。他写的《论固体重心》的论文受到了科学界的好评。于是25岁的伽利略被聘当上了比萨大学的数学教授。三年后他又转到帕多瓦大学，他在这里度过了18年比较稳定的生活。这段时间里他主要从事力学研究。自由落体运动是伽利略全力以赴研究的问题。这方面的研究成果在伽利略整个业绩中占有极为重要的地位。他经过反复周密的实验，认真的思考分析，终于正确地掌握了物理学上最重要的自由落体的定律，即“坠落距离与坠落的时间的平方成正比。”伽利略又把自己的研究活动从落体运动扩大到抛物体的运动。在这些研究中，伽利略第一次明确提出了加速度的概念，把加速度与速度区别开来，使力学建立在实验与理论计算的基础上。

从1604年开始，伽利略改变了研究方向。那年冬天，在南部天空出现了一颗从未见过的亮星，一直到第二年的秋天才逐渐消失。这个不寻常的天文现象，使伽利略放下了物理学的研究，转而去探求天文学的问题。1608年，荷兰有一位眼镜商人偶然发明了一种可以放大物体的眼镜，这个消息被伽利略知道了，他立即研究了这种眼镜的原理，并且进行了实验，最后制作成功放大率为30倍的能够实际应用的伽利略望远镜。伽利略发明的望远镜立即博得了科学界的赞誉，据说仅半年时间他就制作了100台。望远镜的发明是科学史上的一件大事，它把人对空间的观察范围大大扩展了，这对于探索和认识宇宙起了巨大的推动作用。

伽利略开始利用自制的望远镜观察天体。他把这犀利的武器指向了广阔的天空，从而揭开了天文学史上崭新的一页。伽利略首先把望远镜对准了皎洁的月亮，他从望远镜里观察到月亮表面上起伏不平的状态，有高山、有峡谷。他又把望远镜对准了使人们感兴趣的银河系，他发现银河实际是由众多的星体构成的。在伽利略以前，很少有人发现五大行星的周围居然还有一些小星星在运转。伽利略通过观察木星，发现了木星的两侧有四个亮点，以后他又注意到这些亮点是围绕着木星的小星星，这就是木星的四颗卫星。伽利略又进一步计算了它们的运行周期。伽利略对自己的发现非常高兴，很快写信告诉了德国天文学家开普勒，开普勒马上给他回信，给予他热情的支持。这在伽利略的一生中是难得的。过去人们认为天空中的星星是单个的天体，伽利略从望远镜中看到了星团，有的是几十颗星星聚集在一起。伽利略把自己对星团的观测结果画成了星图，这是科学史上第一批星团图。伽利略还用望远镜观察了太阳，发现了太阳上竟然有暗处，像黑斑，现代天文学称之为“黑子”。伽利略从黑子的缓慢移动推断出太阳在自转，周期为25年。伽利略的观测结果，证实了哥白尼学说的正确。1613年伽利略出版了《太阳的黑子》一书，这本书因为有利于哥白尼的学说，遭到教会的攻击。伽利略的行为刺激了封建教会，他们对哥白尼学说的传播感到非常恐慌，决定采取断然措施对伽利略实行制裁。1616年，臭名昭著的宗教裁判所把伽利略传到罗马进行审讯，严厉警告他不许再宣传哥白尼的学说。这件事对伽利略是个非常沉重的打击，在他科学研究的道路上投下了阴影。

伽利略虽然在罗马被迫表示放弃哥白尼学说，但他内心是坚信不移的。1623年乌尔班八世任教皇。这位教皇很早就对科学感兴趣，对伽利略也很友好。伽利略感到处境稍有好转。他经过慎重考虑，决定继续坚持宣传哥白尼的学说。他为了不把事情弄糟，采取一种非常巧妙的方式把自己的观点加以隐蔽。他写了一本书叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。书中以三个人对话的形式讨论关于托勒密地心学说与哥白尼日心学说哪个正确的问题。其中一个人叫辛普利丘，代表托勒密；另一个人叫菲利普·萨尔维阿蒂，是哥白尼的代言人；还有一个风趣而无偏见的第三者叫沙格列陀，对前两个讨论作出判断，这位公正人实际代表伽利略自己。表面上好像看不出伽利略本人站在哪一边，而从事实和论据来看，他都强有力地支持了哥白尼学说，同时又严厉地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论。对话分四天进行，第一天批评了亚里士多德自然哲学的基本原则，还讨论了月亮表面的地貌特征；第二天以运动的相对论反驳了对地球自转的责难；第三天讨论了地球的公转；第四天用地球的运动解释潮汐。这本书从1626年开始写，到1629年完成。伽利略在对话里充分利用他20年前从望远镜中所观察到的全部事实和其他实验，有力地支持了哥白尼学说。书中表现了他的自发唯物主义观点，强调自然科学的结论必须是正确的，是不以人的意志为转移的。这本书在1632年3月获准出版，但8月份教会突然下令禁止发行伽利略的这本书，而且传讯伽利略。伽利略虽为自己作了一些辩护，但无济于事。法庭判决时年70岁的伽利略终身监禁。被监禁后的伽利略在恶劣的环境中，在悲凉凄惨的心情下仍然继续研究他的力学问题，写出《两门新科学》一书。

长期的摧残使已到了风烛残年的伽利略身体状况日益恶化。终于在1642年1月8日，这位一生为科学而奋斗的伟大科学家在监禁中与世长辞了。

三个多世纪过去了，人间历尽沧桑，社会不断前进，真理终究要战胜邪恶。在1979年11月召开的世界主教会议上，罗马教皇提出重新审理“伽利略案件”。为此，世界著名科学家组成了审查委员会，为伽利略沉冤昭雪。