半生风光,半生孤苦:物理学巨匠伽利略不为人知的一面
伽利略·伽利雷
Galileo Galilei
(1564年2月15日—1642年1月8日)
这是一个耳熟能详的名字。他代表着光,如同那个星云的巨人一般,照耀着现代科学。他是梦开始的地方。
基督教会
在谈及伽利略之前我们先来了解一下当时的社会,以便更好的感受这位科学巨人的伟大之处。
公元四世纪的时候,罗马帝国还未灭亡,著名的君主君士坦丁皈依基督教。君士坦丁怎么也不可能想到,自己这一信仰将欧洲带进了黑暗时代。具体内容初高中历史书都有写。我相信咱们物理竞赛的选手们这些基础的知识不会缺乏的。只是书上一直强调的精神禁锢,我们老师并没有详细解答,毕竟这也不会详细考。
希腊时代人们物质精神都很丰富,吟诗作对,风花雪月,不想当将军的哲学家不是好国家领导人。小日子过的有滋有味。到了罗马时期,人们一天基本上就干三件事:看戏,聚会,泡澡堂子。没有任何的思想限制这一说。
可是中国老祖宗早就明白了居安思危的道理,西方人愣是晚了很久才明白。罗马帝国理所当然的灭亡,欧洲在澡堂子里掉进了黑暗,一掉就是一千年。
这一千年里,欧洲人都在思考一件事:我要是死了 ,该怎么办。为什么?因为基督教。因为基督教提倡来生,它自己就是和天堂和虚无缥缈的上帝打交道。君士坦丁同志的决策,搞得当时全欧洲几乎都信奉基督教,思考“我”死了会怎样。这时我想到孔子说的:未知生,焉知死?
感谢夫子,中华民族少走了一千年弯路。
你看,还是咱中国人实在,先活明白了再说。而欧洲人活明白,源于一场黑死病,至于宗教政治原因,都不如一场黑死病来的彻底。病死的是底层人民,而历史是由人民创造的。
十四世纪,黑死病来袭。英国人口少了三分之一,意大利更是少了一半。隔壁王叔叔昨天还活蹦乱跳,今天就无了。人们惊醒:是不是该过好今天,别想那些有的没的。而人口锐减使得物价下跌,生活水平一夜奔小康。精神的创造是要建立在物质的富足之上。米开朗基罗,达芬奇,等等巨匠就是这样在吃饱喝足之后进行了创作。史称“文艺复兴”。一场与教会长期以来的思想统治所进行的斗争就这样开始了。伽利略是给了教会狠狠一击的斗士。顺带一提,黑死病是怎么消失的呢?是因为宿主死亡速度快于病毒感染速度。怎么感觉很熟悉?印度:你礼貌吗?
比萨城
中国人的历史中,每当一位不同凡响的人物诞生时,都会天降异象。我不知道伽利略出生时,比萨城旁的大海有没有乌云密布、电闪雷鸣。我只知道,这个孩子将会度过贫困的前半生。。伽利略的祖上曾是佛罗伦萨显赫的贵族,甚至可能和达芬奇这些人还有些交情。但到了他爸那一代,已经没落的差不多了和普通平民无异。伽利略的父亲受过良好的音乐教育,且精通数学,受文艺复兴进步思想的影响,具有自由思想。可以说,伽利略有这样的成绩,其父万桑佐功不可没。
虽然没钱,但万父却懂得:苦啥不能苦孩子,穷啥不能穷教育。在他八岁时就斥巨资送伽利略进了附近一所条件优越的小学。在那里,伽利略如鱼得水。在各个领域都展现出天赋。然后,万桑佐打算让他学医。因为这是一门报酬高又体面的工作。毕竟家里还是穷的只剩下墙了。不久,伽利略家迁徙至佛罗伦萨,一个诞生了文艺复兴三杰的地方。伽利略在这里系统的学习了自然科学。可渐渐的,其父发现儿子画风不对,开始向往神学。这可不行,还指望这小子以后赚钱养家呢,怎么能当清贫的僧侣呢?于是赶忙将儿子接回比萨城。
1581年,伽利略十七岁,按照老父亲的意愿进入比萨大学修读医学。说实话如果伽利略坚持下去,西医进程可能会提前几十年甚至上百年,奈何伽利略志不在此。他先是反感教学只会纸上谈兵,从不给你实践,他连小白鼠都没得解剖。这一想法也为他后来的实验物理学奠定了基础。而后他开始对课本的内容产生质疑,有着自己独到的见解。而那时,所有大学都要求学生学习亚里士多德的著作。亚里士多德被认为无所不知的圣人,他的著作被奉为真理,不容置疑。
后面发生的事情大家都能猜到了。伽利略发现亚里士多德很多结论都是推断,并未经过实验。他开始怀疑亚里士多德。另一件事则为后来的科学研究打下了基础。
那是1583年的夏天,伽利略与宫廷数学家里奇相识。伽利略在里奇的指导下,学得大量系统的数学知识,熟读了欧几里得的著作。两人也成为相谈甚欢的好友。
在伽利略的后人为其写的传记中,伽利略某天在教堂通过看吊灯的摆动发现了简谐振动。这一说法被广泛采用。而我在收集资料时发现,当时教堂里可能还没有吊灯。实际上现在那个礼堂里,最古老的吊灯都安装在伽利略离开比萨大学的多年之后。所以故事的真伪也无从考证,只知道出自伽利略学生维维安尼之手。就像后人说刘备脚下有八颗还是九颗痣,这些很可能只是后人的美化。
无论如何,伽利略确实在大学期间发现了简谐振动。可是,亚里士多德没发现。这在当时很要命的。圣人怎么会有不知道的事情呢?综合这事还有伽利略平时表现以及医学成绩。他没拿到大学文凭。
1585年。伽利略失魂落魄回到家乡。这对本不富裕的家庭来说更是雪上加霜。他被老爹安排到一家店铺当伙计。正如周公说过,天将降大任于斯人也。忍耐吧,伽利略,世俗不会蒙蔽你的初心,你的才华也会在后世被世人所肯定。
事情的转机还是来自伽利略的良师挚友里奇。
下班后的伽利略总是一头扎进房间里研究。“液体静力天平”诞生了。这个天平可以很快测出金属的比重。很多人慕名而来,店铺的生意也变得火爆。而他的论文《论固体重心》的发表,更是为他后来担任大学教授提供了说服力。此时里奇开始提携这位年轻人。将他介绍给学术界的人认识,还想办法将其搞进比萨大学任教。
1589年,伽利略如愿以偿,时年25岁。而在两年前,里奇已经已经离世,未能见证这一时刻。倘若里奇泉下有知,也会高兴的吧。
作为教授的伽利略,在现在看来并不称职,却也无可厚非。他只对天资聪颖的学生关照有加,对笨拙的缺乏耐心,经常在课堂上为难他们。教师们也对他颇有微词,原因方方面面,结合当时保守的环境,以及他在学生时代的表现,大家应该能想象的出来。
接着,便是耳熟能详的比萨斜塔实验。
课本上讲完这个实验就结束了,可实际上,它的意义非常深远。相当于把亚里士多德从棺材里拉出来,打了一顿再放回去。而亚里士多德是圣人,更是教会思想体系的一部分。间接的,教会的脸也被伽利略狠狠抽打了。于是他迎来了教会的打压,还有,惨遭大学辞退。
一般人,这个时候,都应该放弃梦想,老老实实回家种田或者去厂里找个班上上。何况彼时,万父已然阖然离世。一家七口的重担压在伽利略一个人的身上。妹妹出嫁还要嫁妆钱。
摆在伽利略面前的,是一个很难做的抉择。
帕多瓦
我们总是说现在的小说主角个个仿佛开挂一样,一路逆袭成长,千篇一律,毫无意义。其实换个角度看,不是小说主角千篇一律,而是说,小说记载了某位牛逼的人物成长的经历。不是小说成就了他,而是他和别人不一样的地方成就了自己,也就自然而然地被记录下来,成为别人口中的传奇。
如果伽利略选择了找个班上上,那么他自然成不了主角,也不会被后人所记录下来。
他卖掉了父亲的店铺,除了路费,其他都做家用。背水一战,没有撤退可言了。
在另外一位贵人吉杜巴多公爵的帮助下,伽利略得以进入帕多瓦大学任职教授。教授天文学和数学,时年28岁。感谢当时帕多瓦大学开放的学术氛围,这对伽利略帮助极大。在这里,他也改变自己以前的教学态度,克制了自己的傲慢,有了十足的耐心,每天教室都是座无虚席。事业蒸蒸日上,名誉金钱两手抓。
1597年,一个女人出现在帕多瓦附近三十公里威尼斯的一次宴会上。玛丽娜·甘芭。郎才女貌,两人迅速坠入情网。很快同居。可或许骨子里穷怕了吧,伽利略并不愿意结婚,他或许怕自己的科学家身份无法同时兼顾事业和家庭,只是把玛丽娜安置在自己开办的学校旁边一栋住宅里。下了班就去找她,两人度过了美好的十年时光。期间玛丽娜为他诞下二女一子。十年之后,因为志趣不合,分道扬镳。
人心都是肉长的,伽利略想必那时也悲痛万分。如果再给他来一首陈医生的《十年》,他可能会说:这词谁写的,太好了,完全就是在说我啊。其实怪不得伽利略,哪个男人不想自己心爱的女人能有安定优渥的生活?他的薪水虽然不薄,但是要支撑的还有家里的七口人。何况当时妹妹爱上了一个一文不名的青年无赖。嫁妆全是伽利略一人操办,刚新婚不久妹夫还把他告上法庭,要求支付拖欠的嫁妆。属实是过分了。
诸如此类的事情还有很多,在此不再赘述。总之,伽利略的日子依旧辛苦。而在帕多瓦的十八年,可以说是伽利略一生最幸福的时光,也是他事业的黄金期。成就有:惯性定律、自由落体运动定律、抛射体运动规律、伽利略相对性原理、实验科学方法。而这只是物理学方面,还有天文学。在这里,我不得不对他升起由衷的敬佩。
1609年,伽利略已有二女一子。这一年,曾经帮助他在帕多瓦大学某得职位的贵人吉杜巴公爵去世了。千里马常有而伯乐不常有。很遗憾,为世界自然科学作出间接推动的伯乐与伽利略阴阳两隔了。公爵的儿子即位,他是伽利略的朋友也是学生。众所周知,公爵,是这个城市最大的领导者。地位相当于中国古代的土皇帝。这对伽利略来说,是再好不过的事情了。
也是在这一年,开普勒同志在后台等了许久终于 登场了。他的《新天文学》于此年发表。激起了伽利略的兴趣,二人也对哥白尼的日心说深信不疑。跑完龙套,开普勒,该把场子继续留给伽利略了,你的表演如果大家想看的话,我会为你专门安排一场的。
这时一位河南,不对,荷兰人发明的“窥探镜”闯入伽利略的视线。他只是道听途说,通过只言片语,没有实物和图纸的情况下,复制了出来。是的,伽利略真的只通过描述,将其结构推测了出来。虽然我们现在都知道他很简单,两片透镜就可以做到,可在当时,这方面它全是空白的。于是,世上第一个“天文”望远镜诞生了。
顺带着,伽利略在期间对透镜的研究填补了人类在这一领域的空白。也就有了初中物理书上的透镜成像内容。而这样的奇珍异宝,在献给威尼斯大公后,伽利略获得了终生教授职位,薪水大涨。如果大家有机会去佛罗伦萨,在那里的博物馆还能看到它。
顺带一提,伽利略在次年,也就是1610年,发行了第一本天文学著作《星际使者》。五年后被传教士带入了北京。从前书信远,车马慢,可只是五年时间,大洋彼岸的北京已经有人知道伽利略这个名字。可以说,他是我们中国人的老朋友了。
太阳黑子和天主教会
也是在1610年,伽利略发现了太阳脸上的雀斑。这引起了他的注意。于是长时间观察太阳,这也导致了他晚年双目失明。对太阳黑子的观察使他得出了一个结论:太阳在绕着自身的轴在转。哥白尼若是知道,肯定会欣喜若狂吧。
过了两年,《关于太阳黑子的信》出版,人们开始广泛关注。亚里士多德的迷弟们忍无可忍了,爱豆的棺材板已经被伽利略拆的差不多了。于是对伽利略群起而攻之。教会参与了进来,公开指责他,给他扣上异端的帽子。他会是下一个布鲁诺吗?
伽利略还是怂了,留的青山在,不怕没柴烧。他当即前往罗马请求原谅,并且写下了违心的保证书。哥白尼的日心说被视为异端,《天体运行论》成为禁书,被悉数烧毁。
不难明白教会为何如此紧张。一直以来,圣经都认为地球是世界的中心,人类是万物的主宰。这个宇宙都是围绕着地球转的。现在看来过于狂妄自大。然而如果人们因为伽利略而怀疑教会,怀疑信仰,那么,这对教会是一个很大的损失。要知道,当时的教会庞大到可以和一个国家相比。一些小国国王在教皇面前甚至都要行礼。教会和世俗君权合作,国王提供金钱资助,教会通过精神控制,让民众为国家服务,二者相辅相成。而如同现在的直播带货,都是尽量找粉丝多的主播进行合作,教会底下有多少信徒或者说粉丝,直接关系到教会能获得多少赞助商的资助。而这些赞助,大部分都流入到教会上层人物的口袋里。那时候,赎罪卷已经被取消,除了信徒的“十一奉献”敛财,剩下的,都是国家赞助。耶稣:这香火钱我这么久了都没拿到过。
所以,伽利略已经触犯到了教会最根本的利益了。
没办法,伽利略隐居避风头。一避就是八年。八年后,一位伽利略的老朋友当上了教皇。这时罗马已然淡忘了八年前的禁令,和对伽利略的封杀。伽利略来到 罗马,祝贺老友,还提出复出哥白尼的学说。老友也很给面子,只是要他注明赞成和反对的论据,并且不应该得出地球绕着太阳转的结论。能复出已经很不错了,伽利略很知足。
《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》完成。这本书很让人惊叹,有兴趣的同学可以去看看。然后,鼠疫来了。出版被搁置。
1632年,年过花甲的伽利略,终于迎来了《对话》的出版。它与《天体运行论》、《自然哲学的数学原理》并称为近代天文学三部最伟大的著作。而新的危机也到来了。
教会的人不是傻子,彼时,新的教皇上任。他也不是傻子,马上发觉书不对劲。于是,《对话》被查禁了。两个月后,伽利略前往罗马接受审判。可怜的老人,已经年近古稀,还要跑去罗马,怕不是半路上就先去和耶稣掰扯掰扯了。伽利略以病情为由,延迟了半年。终于在第二年二月被迫到达罗马受审。刚下马车,就尝到了铁窗泪。审讯可以说是欲加之罪何患无辞。还对他采用各种酷刑。老人扛不住,认罪了。六月,出狱。
1979年,11月10日。罗马教皇在世界主教会议上正式提出重审“伽利略案件”。三百年的冤案终得平反。只是公平来的实在太晚了。我仍然替这位老人感到不平,惋惜,愤怒。
但是,真理永远不会被埋没的 。
最后的挽歌
回到家,饱受折磨的伽利略,此时已经风烛残年。接着最爱的大女儿去世,而二女儿平时不怎么来往,小儿子拿他当提款机。伽利略此时和晚年的杜甫、苏轼何其的相似。
还是有一个好消息。禁书反而引发了人们的好奇,卖的火热。《对话》甚至被翻译成多门语言。如果大清知道大洋彼岸早已实行过文字狱,并且效果是这样的话,会不会还搞这一套呢?
总而言之,伽利略精神大受鼓舞。他看着毕生成就,整理,写下了最后一本著作《关于力学和位置运动的两种新科学的对话和数学证明》。它是此生所有研究的系统总结。凝聚了毕生心血。这是伽利略最有价值的一本书。
1637年,书稿完成,左眼失明了。1638年,付印,拿到成书时,右眼也失明了。老人摸着纸,和上面的文字,流下了泪水。这是属于他自己的挽歌,也象征着一个时代的开启。人类科学不再蒙昧无知,不再黑暗中彷徨。
这一年年底,学生维维安尼前往照顾伽利略,并为他写下传记。1641年,另一名学生,托里拆利,后来测出标准大气压的那位,也加入这个家庭。此时,《两种新科学的对话》已然大卖,在科学界引起巨大反响。托里拆利在此期间得到伽利略的指点,后来据此改良了水银气压计。
1642年1月8日凌晨4时。一代巨匠与世长辞。怀中抱着最爱的著作《两种新科学的对话》虽然没有记载,但我相信,这位老人一定是笑着离开这个世界,去见自己斗争了半辈子的教会所信仰的耶稣去了。
不为人知的一面
我们都熟悉伽利略,也都不熟悉伽利略。我们在小学初中的课本都太了解他了,可是在戏剧化脸谱化的科学家形象之外,我们又知道多少?在伽利略和大女儿玛利亚之间的124封信件中,我发现,除了“科学宗师”。他还是个“嘴炮大师”,喜欢嘲讽学术对手。也是个对“金主爸爸”毕恭毕敬的宫廷学者。这不奇怪,能屈能伸才能做成大事,而人向来 是复杂的,正如后面讲到的牛顿,其实毕生都研究神学,还贪污腐败,小肚鸡肠。
只是这些形象都加起来,才让伽利略不再那么干瘪,不再离我们那么疏远。他终究还是个人。
他在比萨大学任职时,讲自己对神曲的读后感,他说自己反复研究,算出了坠天使路西法的身高约为1800米上下(奥特曼:???)
他还推算出,地狱位于地心,是一个螺旋圆锥状结构,质量约为地球的十二分之一。他做教授时不喜欢穿教授袍,原话是:这东西穿起来太神圣了,不好意思去ji院。
总之都是一些让人迷惑的骚操作。也难怪当时人们对他各种排挤。毕竟天才都是孤独的,不为人所理解的。其实换作现在我依然会对他的操作感到:老人、地铁、手机。