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書友吧第1章 伽利略(1)
1.貧困的少年
伽利略·伽利萊,1564年2月15日出生于意大利西部偏北的一個小城——比薩。
伽利略的家族在歷史上是一個很有名氣的名門貴族,在多斯卡尼省,這個族系中有很多杰出的官吏、藝術家和軍人,但是。到伽利略出生的時候,這個族系就已經沒落了。他的父親文森西奧,曾經是一位非常出色的音樂家,也寫過好幾本關于音樂的理論與實踐相結合的著作,這些書充分表明文森西奧是一個具有非凡的創造力和嚴密的邏輯推理能力的人,這與他早年的學習是分不開的。
因此,文森西奧常常在家里進行他的觀點演說,父親的觀點對伽利略有著潛移默化的影響,尤其是強調實踐和蔑視權威這兩點,對伽利略以后的科學研究產生了極大的影響。
伽利略從小就嘗到了生活的艱辛,因為到他出生的時候家境已經衰落了。他們家就住在比薩一條狹窄的巷子里。
由于生活的壓力,文森西奧的脾氣也越來越暴躁,他經常把孩子當成發泄內心不滿的出氣筒。但是有一天,文森西奧遇到一個乞丐,這個乞丐給文森西奧很大的啟示,他從失望和頹廢中振作了起來,他想到了自己的兒子伽利略。他覺得伽利略是一個聰明的孩子,于是,他把希望寄托在了兒子的身上。
孩子在一天天地長大,家里的消費越來越多。文森西奧拿回到家里的錢,越來越不能維持生計了。因為在伽利略之后,文森西奧又有了女兒維吉莉婭、莉維姬和一個兒子米開朗基羅。他很快就發現,光靠音樂并不能養活一家人。于是他打算放棄他的音樂事業,和他的妻子商量決定到佛羅倫薩去做生意。1574年,當伽利略10歲的時候,他們全家遷到了佛羅倫薩。
在佛羅倫薩,文森西奧覺得伽利略很有音樂感覺。于是他高興地當起了兒子的音樂老師。他發現這個孩子很有天賦,當他給兒子講了一些初學的樂理知識之后,伽利略竟很快地就可以彈一手流利的風琴。
雖然伽利略在音樂上表現出了一定的天賦,可是他更加喜歡的是繪畫,他一直夢想著自己可以成為像達·芬奇、拉斐爾一樣的畫家。佛羅倫薩的一流畫家多得數不清,在這里處處都可以享受到繪畫精神和技巧的陶冶。所以,伽利略有這樣的想法也是不足為奇的。
伽利略除了有想當畫家的理想之外,他還有眼前最現實的愿望,那就是自己能做點兒什么來幫助母親料理這個家。每當他看到父親破舊的大衣,緊鎖的眉頭,他就痛上心頭。伽利略背上了與他年齡極不相稱的負擔。
在伽利略成長過程中,文森西奧深切地感受到,兒子雖然聰明能干,但是他太張狂,不知收斂,這樣出言不遜、鋒芒畢露的一個人在今后的生活中是很容易遭人暗算的。
文森西奧幾經考慮之后,最終決定把兒子送到瓦隆布羅薩的卡馬多斯修道院里去學習。
就這樣,10歲的伽利略進了修道院。
文森西奧的這個計劃當時看來是十分正確和成功的,因為這個聰明伶俐的金發少年很快就贏得了神父們的喜愛。伽利略的記憶力特好,思維十分敏捷。而且,平時好動的伽利略居然對教授的課程十分感興趣,他每天全力以赴地學習,這一點,讓所有的神父們都感到格外地吃驚。
伽利略完全沉醉于知識的世界了,他決心要做一名修道士,他想在瓦隆布羅薩安靜的圖書館里度過自己的一生。他不再對修道院以外的任何事情感興趣,除了讀書,他會在空閑時間到修道院里種滿松樹、胡桃樹,空氣芬芳的園地上去散步,伽利略守衛在與喧囂世界完全隔絕的地方。
伽利略越來越明顯的變化讓文森西奧也著實吃了一驚。他真是沒有想到,修道院竟把一個活潑、聰明、執拗的孩子變成一個老修士。伽利略整天走火入魔一般地沉浸在神學經典當中,他把自己牢牢地封鎖在修道院的高墻之內,他整天就是禱告、念經,還有聆聽鐘樓低沉的鐘聲。
文森西奧可又不希望兒子在修道院里度過一生,做一個一輩子低頭彎腰、整天口中念念有詞的修道士。他認為,像伽利略這樣聰明過人的年輕人,以后一定會大有作為的。
小兒子米開朗基羅也是他的一個希望。因為兒子從小就表現出了非凡的音樂才干,而且他發現米開朗基羅的音樂才干甚至超過了自己。因此,文森西奧決定讓小兒子去學習音樂,如果學有所成的話,說不定會成為宮廷的首席樂師呢!可是,學習音樂是需要很大一筆費用的。到哪里去籌這筆錢呢?于是他把這個希望寄托在了長子的身上。
可是,如果讓伽利略這樣沉浸在神學經典里,讓他從此棄絕塵世的一切親情、一切追求,完全在青燈古經中去尋找人生的幸福,那么,他所有的計劃不是全都化為泡影了嗎?文森西奧知道自己必須采取一些行動來“拯救”伽利略。他經過再三考慮之后,決定讓兒子從醫。
就這樣,在1581年,伽利略帶著全家人的希望回到了他曾經生活過10年的城市——比薩,成了一名醫科大學生。
伽利略是反對學習醫學的,因為他對當時即使最有名望的醫生使用的那種行醫方法和迷信感到厭煩。可是,父親低三下四地跟別人借了錢來供他讀書,他豈有反抗的理由。可是,伽利略所處時代的醫學教育是極其落后的。
伽利略再也忍受不了這樣的桎梏了。解剖課時老師只是站在講臺上照本宣科地講一些器官的組成,然后由幾名高年級的學生幫忙,老師把擺在前面的肢體講解一下,伽利略努力去聽著。可是,他學士服下面的手指總是蠢蠢欲動。他不禁憤怒地問:“為什么,為什么只是根據古代權威的書來上課,為什么不鼓勵學生自己去動手實踐呢?為什么不讓學生在實踐中去發現事實的真相呢?”
伽利略這樣日復一日地煎熬著,他的那股注重實踐的精神讓他再也忍受不了老師的紙上談兵了。伽利略繼續在比薩大學的課堂里出現著,可是,他的腦子里想的都是那些讓他感興趣的問題。
有一天,伽利略郁郁寡歡地走進了離大學不遠的比薩大教堂。
站在教堂的門口,伽利略看到從教堂遠處的石柱后面。一位穿著黑色長袍的教堂司事拿著一根細長的火把緩步走了過來。遠遠的那束火把像一顆星,忽明忽暗地閃爍著。漸漸地,大廳里有了光亮。他看到大廳里有一盞古銅吊燈在那兒悠閑地擺來擺去。
伽利略的心有些煩躁,他定定地看著那盞燈,它有多么悠閑啊,伽利略長時間地看著、看著,伽利略突然覺得這盞燈好怪啊,到底怪在哪兒呢,伽利略被這盞燈吸引了全部的注意力,他開始認真觀察這盞燈的擺動。突然,一束光亮沖進了他的腦子里。對啊,這盞燈的擺動雖然在慢慢變小,可是,它每次往返的時間都是一樣的。怎么會這樣呢?伽利略陷入了深深的思考。
他想起曾經看過亞里士多德的一本談物理學的書。這本書伽利略反復地讀過,他對亞里士多德說的重的物體下落得快,而輕的物體下落得慢感到懷疑。可是,僅僅是懷疑而已,他從來沒有聽過有人對亞里士多德的話表示過懷疑和批評。至少,他沒有聽到有人公開說過這樣的話。伽利略想:怎么才能做一個稍微精確一些的證明呢?他想到了達·芬奇,在他看過的一本書上,達·芬奇說,血液好比是山川江河里的流水,從海里上升到空中而變成云,云散到大陸山川又變為雨,下落到山川河流中又返回大海。如此反復,循環不已,形成了有規律的運動。
對啊,伽利略想到了,人體的血液也是在血管里生生不息地運動著,很有規律地撞擊著血管壁。對!可以用血管的跳動來做一個證明。
想到這兒,伽利略伸出自己的右手,按著左手的手腕,他一邊數著脈搏的跳動,一邊盯著那盞擺動的吊燈看。
他的猜想被證實了:吊燈每次擺動的時間都是相同的,這說明亞里士多德一定是錯了。可是,向亞里士多德發起挑戰是需要勇氣的,要比德國傳教士馬丁·路德攻擊天主教時的勇氣還大。于是他決心進一步做實驗來證明自己的觀點。
2.偉大的發明
伽利略帶著興奮快步地跑回了宿舍,他把門鎖好。他整夜想著他所看到的情形,想著他的下一步實驗。
第二天一早,他根本沒有去上課,而是到商店找他的實驗用品——兩條鐵鏈。然后他回到宿舍。
他仍舊把門關上,用鐵鏈把兩只球分別拴好。可是怎么才能讓它像教堂里的吊燈那樣擺起來呢?他仰起頭尋找著合適的地方,那根又粗又結實的屋椽解決了這個問題。于是,他又跑回到商店買了兩個鐵鉤。一切都已經準備就緒了,兩個鐵球已經被他拴在了屋椽上。他的兩只手分別拿著兩個球,他把其中一個抬到很高的位置,而另外一個呢,則只把它抬到了一半的高度。這時,他同時放手了。
伽利略屏息凝視,他仔細觀察著小球的擺動,兩個小球一會兒向左,一會兒向右,擺個不停。慢慢地,它們越擺幅度越小,逐漸停止了……幾乎是在同一時間停止。
伽利略反復做了好多次這個實驗,結果都是一樣的。伽利略的想法被自己證實了,他高興極了,躺在床上用顫動的手指揩拭著額頭上的汗珠。他太興奮了,他努力抑制著自己的激動。忽然,他又從床上跳起來,走到桌子前想象著不久的將來,他要在全校師生的面前發表自己的見解。
擺動特性的發現大大刺激了伽利略潛藏著的創造力。他的生命力完全爆發了出來,他的腦子迅速地運轉著。他很快發現,如果拴鐵球的鏈子的長度不同,也就是說擺長不同,那么他便可以得到不同的擺周期。同時,他聯想到如果他用這種特性來當鐘表,那么不就可以作為測量脈搏的儀器了嗎?他把他的想法告訴了一位同學,那位同學還勸他把發明賣了。
據說,后來比薩城里確實采用了這種設備來測量人的脈搏,而且頗受歡迎,但是,伽利略卻沒有因為他的發明發一筆小財。
父親不再支持伽利略讀書了,這個消息對于伽利略來說其實是一個好消息。這樣,他以后不用再看著老師們的臉色和同學們的冷嘲熱諷了,他也不必勉強自己再去上那些枯燥乏味的課,不必沿著這條自己并不喜歡的路走下去,以后再進入一個他并不喜歡的行業。他被父親帶回了家,既然兒子對醫學不感興趣,那就子承父業,讓他學著做生意吧。
1584年,伽利略沒有拿到大學文憑,就從比薩回到了佛羅倫薩的家中。他幫著父親站站鋪子,出去進進貨,里里外外打個下手。閑暇時候,他就會拿出他喜歡的書,繼續在那兒琢磨單擺的奧秘。
伽利略當然也是不喜歡做生意的,站在鋪子里,只是他為這個家庭出一份力,為父母減輕一份負擔。所以,鋪子里的他表現當然不會令人滿意。看到他總是一副若有所思的樣子,文森西奧和吉烏莉婭就氣不打一處來,他們覺得這個兒子一點責任心都沒有,又不勤快,每天走火入魔一般陷入深思,口中還念念有詞,在紙上胡涂亂畫著。于是,他們給伽利略一些暗示,希望他能慢慢認識到這一點。可是,收效并不大。
伽利略在研究了阿基米德的浮力實驗以后,想到一個巧妙的方法,可以計算出物體的比重值。于是,他在1585年和1586年之間,寫了幾篇關于流體靜力學方面的文章,還寫了一篇論述“比重秤”的“天才學術論文”。這些論文讓伽利略在佛羅倫薩和羅馬的學術界有了一定的聲譽。于是,他開始向自己的目標靠近了。
佛羅倫薩實在太讓伽利略失望了。這是一個人才濟濟卻又人才相伐的城市,他再也不想進入那些對他沒有尊重態度的豪門大宅了。太多的失望和無奈,迫使伽利略不得不考慮新的方向了。經過幾天的思考,他決定到別處去尋找快樂。
幾個月以后,伽俐略回到了佛羅倫薩。他雖然身體上很疲憊,但是精神上顯得無比充實。吉烏莉婭看著曬得黝黑的兒子,不禁有一些心疼。可是,看到兒子高高興興地說著他的見聞和收獲,吉烏莉婭稍稍安了點心。1587年的羅馬之行是伽利略的第一次羅馬之行。
羅馬之行給了伽利略許多珍貴的記憶。他在那兒見到了克勒菲神父,他對伽利略的發明十分欣賞,并給了伽利略很多支持和鼓勵。
可是,現實終歸是現實,伽利略回到佛羅倫薩,他的前途仍然一片迷茫,他仍沒有找到自己的用武之地。不久,宮廷數學家里奇給他帶來了一個好消息。
原來,不只里奇,另外還有好幾位佛羅倫薩的知名學者對伽利略的科學論文和流體靜力學分析十分贊賞。可是,比薩大學沒有數學教授的席位,于是,這幾位名流一同向托斯卡納大公提出建議,在比薩大學設立這一教席,并聘請伽利略來擔當這個職位。
于是伽利略帶上母親給他準備的行李上路了,給在佛羅倫薩的父母留下一片朦朧的企盼。
比薩大學的學生,一向都有一個傳統,那就是自由選擇一位教授作為自己的家庭教師。伽利略本來打算到了比薩大學可以多收幾個私人學生,這樣可以增加收入,可是,事與愿違。他不但在這方面缺乏名氣,而且,由于缺乏經驗,所以他的演講也并不十分出色,因此,選伽利略來當私人老師的學生寥寥無幾。
當然,還有一些學生不選擇伽利略做私人老師是因為他的個性。伽利略這個人愛憎分明,對學生也不例外。他對那些聰明、又有天分的孩子特別地喜歡,面對這些學生的時候,伽利略會立刻變得十分和藹可親。他是一個十分富有同情心的老師,常常不厭其煩地為學生解釋那些最難懂的題目,他甚至可以把自己的事情放在一邊,然后花掉大部分的時間和學生們一起研究他們的那些古怪的想法。伽利略對少數與他意氣相投的學生十分地溺愛,他會忘記自己的身份,和他們打成一片,和他們一起談天說地。相反,伽利略對于那些反應遲鈍和接受新觀念較慢的學生卻實在難以忍受。伽利略會在課堂上對他們顯出不耐煩的情緒。他實在是克制不了自己,他不明白這些學生怎么會那么迂腐。于是,這些資質較差的學生對于這位不比他們大多少的老師的辛辣非難,就變得陰沉不高興起來,并且滿腹牢騷。
伽利略是一個有勇氣有批判精神的人,所以他在授課中常常講述一下自己的新觀點。這一行為讓那些已經習慣了照本宣科的老學者們十分不滿。他們幾乎都是亞里士多德的忠實信徒,他們是不允許被自己奉為神明一樣的偶像被像伽利略這樣的年輕人當作靶子的,而且,他們極不喜歡伽利略發表觀點時的挑戰態度。他們認為,伽利略本可以緩和一點來表達他的觀點。
也就是在這期間,伽利略做了著名的比薩斜塔實驗,正是挑戰亞里士多德的理論。
托斯卡納大公的私生子約范尼德美第奇王子一心想著有一天自己會創造出一個奇跡,讓佛羅倫薩乃至整個歐洲大吃一驚。他歷經兩年的時間制造出一臺挖泥機,并請伽利略來對這臺機器進行質量、效能方面的審查。