《仰望星空》08 - 伽利略的证明

公元1609年，在欧洲两处相距352公里的城市中几乎同时发生了两件意义深远的事情。第一件事是38岁的开普勒出版了《新天文学》一书，正式向世人宣布了行星运动第一和第二定律。第二件事发生在意大利的威尼斯，45岁的伽利略走进了一家眼镜铺子。

伽利略从眼镜店买回了几块透镜，他开始琢磨怎么能把他们组合起来。经过一番努力，他成功了，伽利略制成了第一架放大倍数为3的望远镜。经过一番改进，他又制成了8倍的望远镜。伽利略把这架望远镜献给了威尼斯议会，那些议员们果然看到了用肉眼根本看不到的船只，这让议员们大为欣喜，他们敏锐地意识到伽利略的这个发明有很重要的国防价值。为了表彰他，议会决定升任伽利略为终生教授。

伽利略把望远镜伸向了夜晚的星空。这是人类历史上的一次意义非凡的举动，套用一个著名的句式，就是：伽利略的一个小动作，却是人类的一个大动作。

伽利略把望远镜最先对准的是月亮。当月亮的圆面通过镜头在伽利略的眼中首次出现时，他惊呆了，用肉眼看上去光滑无暇的月亮居然是一个大麻子，表面布满了坑坑洼洼的圆形坑洞。在对月亮进行了几周的观测后，伽利略把望远镜对准了木星，这将是一个重要的时刻。

经过1610年1月连续多个夜晚的追踪观测，最终他确信，有四颗小星星围绕着木星转动。伽利略把他的天文观测成果以及望远镜的原理写成了《星迹信使》，结果在整个欧洲引起了巨大的轰动。无数业余天文爱好者和专家学者都拿起了望远镜对准月亮和木星观测。当伽利略的观测发现被全欧洲的无数天文爱好者证实后，教会开始坐不住了，为什么？因为教会一直以来支持的托勒密学说首次遭遇到了反证的尴尬。不是说地球是宇宙的中心，日月星辰都绕着地球转嘛。现在，铁证如山，有星星是绕着木星在转，而不是地球。教会该如何面对这个天文发现。

伽利略的发现还让另外一个我们熟悉的人激动不已，他就是开普勒。伽利略的发现让开普勒扬眉吐气，既然木星有能力拉住四个卫星，那么地球当然也就可以拉住月亮了，自己关于行星力量的猜想被伽利略的发现证实了，开普勒实在是太高兴了。

木星四颗卫星的发现，让教会很受伤，也埋下了对伽利略仇恨的种子。此时的伽利略又把他的望远镜对准了金星，很快，他的发现给托勒密的地心说带去了最后的致命一击。

在伽利略的望远镜中，金星不再是一个圆点，而是一个月牙状的形状，并且会出现盈亏变化。这个发现又轰动了整个天文学界，大家纷纷又把望远镜对准了金星，很快，金星的盈亏变化被公认。托勒密的地心说模型无法解释金星的盈亏现象，而哥白尼的日心说模型却能很好地解释。金星的盈亏变化就成了日心说最好的佐证。

伽利略毫不忌讳地四处宣传哥白尼的日心说，越来越多的人站到了哥白尼的阵营。罗马教廷终于坐不住了，如果任由事态继续发展下去，教会对人们的精神统治将发生动摇。1616年2月，罗马教廷宣布哥白尼的《天体运行论》为禁书，日心说的统统观点都是荒谬的，是异端邪说，不许任何人再加以宣扬，否则将被推向宗教裁判所。伽利略首当其冲，成了教会打压的重点对象。在教会的高压下，伽利略不得不退让了，他声明停止宣传哥白尼的理论。

1623年，老教皇驾崩，新教皇乌尔本八世上位，他是一个相对开明的人，并且还是伽利略的朋友。伽利略抓了个机会试探性地建议教皇取消禁令，教皇虽然没答应，但是他也不反对伽利略写一本讨论托勒密和哥白尼主要观点的书，当然，教皇要求伽利略要客观，不得贬低托勒密，吹捧哥白尼，尤其不能在书中作出地球在运动的结论。

伽利略立即回家开始动笔写书，他用了整整5年的时间，写了一本书，叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，他把自己半辈子的研究成果在这本书中集中发表了出来。这本书在物理学史上非常重要，因为伽利略首次解答了那个困扰了学界2000年的问题：地球如果转动，为什么人们体会不倒？整本书设计了三个人物的四天对话，这三个人物分别象征着伽利略自己、托勒密的拥趸和一个居中立场的小白。这三个人你来我往，谈了四天的话，相当于分成了四个章节。第一天他们讨论天上的星星是不是永恒不变的。第二天讨论地球到底是不是在自转。第三天讨论地球有没有绕着太阳公转。第四天讨论潮汐是怎么形成的。从今天的眼光来看，除了第四天的观点是错误的以外，其他三天的内容即使到了今天也不过时，依然可以作为正经的科普读物。其中最为经典的就是第二天的对话内容，伽利略完美地解答了人们对地球自转的所有质疑，正式描述了那著名的伽利略相对性原理：力学规律在惯性系中保持不变。

然而，教皇对此书很不满，下令查禁《对话》。伽利略被判终生软禁在家里，一直要到三百多年后的1980年，罗马教廷才替伽利略翻了案，宣布他无罪。

伽利略虽然“认罪服法”了，但是他所建立的理论学说却像病毒一样，在欧洲的大地上扩散，传播，哥白尼的学说终于成了无冕之王。但我们依然在等待另一个天才的出现，他解开了开普勒心中最后的秘密。