16世紀的曠世奇才:大學棄醫叢數,僅用20年就獨立發明了溫度計、軍事羅盤、天文望遠鏡,後半生雙目失明還能寫出驚人科學著作

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傳說,在崇尚絕對權威的中世紀裏,有這麼一位敢於質疑權威的年輕人。

在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的實驗,得出了重量不同的兩個鐵球同時下落的結論。

從此推翻了亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學說,糾正了這個持續了1900多年之久的錯誤結論。

而這位年輕人就是大名鼎鼎的“近代科學之父”:伽利略。

棄醫從數 成爲最年輕的教授

1564年,伽利略出生於意大利比薩的落魄貴族之家。家中有五個兄弟姐妹,但只有三個孩子倖存下來。

 

他是家中老大,懂事的他,經常幫忙照顧弟弟妹妹,其中老幺後來成爲了著名的魯特琴手、作曲家。

話說伽利略·伽利雷的拗口名字是根據他的祖先伽利略·博尼圖來命名的。而他的祖先生前是佛羅倫薩醫生、大學教授、政治家。

他的父親是著名的魯特琴手、作曲家和樂理學者。他從小耳濡目染,繼承了父親的音樂細胞,也成爲了一位靈巧的魯特琴手。

最重要的是,他還繼承了父親對現有權威的懷疑態度、對時間或韻律週期的好奇,這對他未來職業發展帶來了一定的影響。

八歲時,他和家人搬到了佛羅倫薩,他開始在修道院接受教育,長大後成爲了虔誠的天主教徒。

在修道院生活的那段美好時光,吸引着伽利略未來想要當一名傳教士,造福普羅大衆。

然而,美好的夢想卻被他爹扼殺在搖籃裏了。

他爹表示強烈反對,反而讓他去比薩大學學醫。

一來繼承祖先的醫師職位光耀門庭,二來他爹已飽經滄桑,混口飯喫不容易,不希望伽利略陷入“貧窮循環”。

但是,奈何他對醫學實在是感冒不起來,上醫學課總是心不在焉,反而經常花心思旁聽數學課和自然哲學課。

傳說某一天,在他上醫學課時,他突然開小差,擡頭仰望,吊燈的搖擺晃動吸引住了他。

於是他靈機一動,他用右手按着左腕的脈,計算着吊燈擺動一次脈搏跳動的次數,以此計算吊燈擺動的時間。

經過計算後,他發現了一個祕密:不論吊燈搖擺的圓弧大小如何,它們的週期時長都是相同的。

這讓他腦子突然炸開了鍋,瘋狂跑回家中,他建立了兩個等長的木球,一個擺着一個大擺,另一個擺着一個小擺,發現擺動週期都是一樣的。

直到一百多年後,荷蘭科學家惠更斯利用曲線擺動原理創造了世界上第一個擺鐘。

惠更斯發明的遊絲擺輪系統的繪圖

估計伽利略都沒想到,偶然的一次科學發現,竟然能使後人從中獲取靈感發明物件。

偶然一次機會,他聽了宮廷數學家瑪竇·利奇的關於歐幾里得數學課。

伽利略被利奇的超羣智慧和淵博的學識深深打敗了,成爲了利奇的忠實聽衆和小徒弟。

接連不斷的科學發現與相遇,從此激發了他內心想要探索科學奧妙的決心。

1583年,他鼓起勇氣跟父親說棄醫叢數,父親卻固執己見,執意讓他學醫。

然而,伽利略爲了追逐數學夢,只好拜託懇請數學家利奇勸服他的父親讓他學數。

幾番口水轟炸下,最終他的父親作出妥協,同意伽利略放棄醫學位轉攻數學。

兩年後,他離開比薩大學,沒有獲得文憑,只好做家教爲生。一邊賺點小錢補貼家用,一邊深入研究奇妙的數學世界。

1586年夏天,伽利略設計了一個溫度測量器(溫度計的前身),並出版了小冊子,上面還記錄了他設計發明的液壓秤,這使他一下子獲得學術界的關注。

兩年後,伽利略受邀在佛羅倫薩學院講授關於地獄的尺寸和位置的著名演講。

不到一年,憑藉先前驚人的表現和他人的大力推薦,25歲的他被任命爲比薩大學的數學主任。

這位年輕的數學家重返母校當老師,回到夢想開始地方,受衆人讚譽,成爲母校風雲人物。

發表驚人曠世之作

令人可惜的是,幸福生活並沒有持續多久。教學不到兩年後,他突然收到父親去世的消息。

由於他是家中長子,只能扛起家庭重擔,爲家庭其他成員提供經濟支持,尤其是爲他的兩個妹妹提供嫁妝費用。

然而,在比薩擔任數學教授的薪水不高,因此他不得不趕緊尋找更高薪水的職位。

雖然這一下子讓他不知所措,但好在他人脈廣。

1592年,在朋友建議下,他被任命爲威尼斯帕多瓦大學終身制數學教授,最關鍵的是薪水是他在比薩的三倍。

這不僅解決了他的燃眉之急,也爲後期職業生涯大計做好了打算。

安頓好自己的工作和家事後,在擔任教授期間的他開啓了一段隱蔽的戀愛模式。

然而,他的這段風流韻事,曾被人們議論紛紛。

因爲他作爲一名忠實的天主教徒,違反了天主教禁忌:結婚前不可偷生小孩。

他跟一位威尼斯女人瑪麗亞建立了長期戀愛非婚姻的關係,而且他們竟然還生下了三個私生子女。

但是一想,畢竟伽利略並非神仙,也只是一介擁有七情六慾的凡人而已。

但是他一直堅持將三個孩子養大成人:長女弗吉尼亞,二女利維亞,小弟溫琴佐。

但是,後續麻煩的事情接連不斷。

由於他的兩位女兒是私生的,所以他擔心女兒會嫁不出去。在當時,這種情況只能由高昂的嫁妝來彌補。

頓時,這讓伽利略感到非常頭疼。畢竟,他的兩個姐姐都曾在這個問題上都給他帶來不少的麻煩。

後來他左思右想,想出了個下下策:讓女兒出家當尼姑?NONONO!他把兩位女兒送進了修道院當修女度過餘生。

在安頓好子女的後半生,了卻一樁心事之後,他把更多的注意力放到了科學事業上。

1592年到1610年間,伽利略在基礎性純科學(如運動學和天文學)與應用科學(如材料力學、望遠鏡改良)上都有重大突破。

此外,他也有許多其他興趣愛好,如研究占星術,這在當時是數學與天文學的交叉學科。

1597年,他收到了開普勒寄來了的《神祕的宇宙》,隨後伽利略在致開普勒的信中闡述了他對日心說的主張。

開普勒

1600年,越來越多科學家傾向於日心學說,羅馬天主教見勢不妙。

於是將哥白尼體系的支持者布魯諾判處異端並且狠下毒手,當衆活活燒死了他,殺雞儆猴。

消息一傳,衆多支持日心說的科學家都驚呆了。

爲了免遭其害,他決定暫時宣揚日心說,專心投入其他方向的科研。

1609年5月,伽利略收到了朋友保羅的來信,並告訴他關於有位荷蘭人在威尼斯展示望遠鏡的故事。

這引起了他的注意,喜歡研究占星術的他,心想既然可用望遠鏡看遠處的事物,那我何嘗不做個更厲害的望遠鏡來看星星呢?

1610年,他決定動手製造望遠鏡,經過幾次改良後,終於發明了全世界第一個天文望遠鏡。

同年5月,他出版了《星空信使》,書中描述了他用望遠鏡所做的天文發現:

發現月球環形山,木星上的四顆衛星,金星水星的盈虧,遙遠的海王星,活躍的太陽黑子以及超新星彗星等宇宙物質。

這項工作引起了很大轟動,因爲他從中獲取了更多支撐日心說的證據了。

於是,伽利略經常寫信給他的學生卡斯特利探討哥白尼日心說。

爲真理而戰 在所不惜

然而,人紅是非多。

伽利略在佛羅倫薩有幾個反對者,偷偷把《給卡斯特利的信》的副本寄給羅馬宗教裁判所,舉報伽利略涉嫌推翻關於宇宙結構的基督教信仰。

 

幸運的是,經天主教會檢查後,認定不追究伽利略。

 

因爲他們並沒有發現大量煽動性的內容,認爲伽利略只是純粹研究數學理論,並無私心詆譭宗教信仰。

 

於是,1616年伽利略寫了一封給大公爵夫人的信,該信大力抨擊了亞里斯多德的信徒。

 

然而,這一次就沒有那麼走運了,這封信很快就傳到了羅馬教廷那兒。

 

經羅馬教廷討論後,一致同意後向世人公開,禁止任何人宣揚哥白尼學說,這成爲了當時著名的“1616禁令”。

 

後來,伽利略的崇拜者巴貝里尼當選爲烏爾伯八世教皇,經常邀請他參加教皇聽衆會議。

 

正因如此,漸漸地他產生了一種錯覺:有了小迷弟教皇爲我撐腰,老子就可以大膽開口宣揚日心說。

 

最重要的是,他一直堅信:“如果科學家們被權勢嚇倒,那科學就會變成一個軟骨病人。”

 

1630年,他出版了《關於世界兩個主要制度的對話-托勒密和哥白尼》,竟然觸碰了宗教的敏感神經。

 

1633年,羅馬教廷特地召集古稀之年的伽利略接受審判,經裁決他被禁止出售該書。

 

同時,由於他違反了1616禁令,被判處終身軟禁,在錫耶納大主教的監視下生活。

 

五年後,他的身體每況愈下,不僅雙目失明,還得了嚴重的疝氣和失眠,因此他被准許回到佛羅倫薩接受治療。

 

回到家中,交由他的女兒弗吉尼亞照顧。

 

然而不到一年,他的女兒因病去世,這使他遭受了沉重打擊。

 

好在經過一段時間的調整,他的小宇宙再次爆發。

 

在被軟禁期間,伽利略致力於完成他最經典的著作之一《兩種新科學》,並總結了過去40年中所做的一切工作。

 

這兩個新科學今天被叫做運動學和材料力學。伽利略還因此被愛因斯坦稱爲“現代科學之父”。

 

名聲大噪,伽利略的來訪者源源不斷,直到1642年爲止。

 

1642年1月8日,伽利略在經歷高燒與心悸後不幸離開人間,享年78歲。

 

最慘的是,由於伽利略的“有強烈異端嫌疑”之判決,他被葬在教堂隔壁的小屋旁。

 

後來1737年,伽利略的紀念碑被重新樹立,他的遺體被改葬在聖殿。

 

1992年,教宗若望·保祿二世發表了一份聲明承認教會對伽利略在科學的錯誤判決。

 

生前爲追求科學真理而飽受屈辱,死後才被重新洗刷冤屈,拿回了本該屬於自己的衆多光環頭銜。

 

他的一生真實寫照,也是應了那句話:“生命猶如鐵砧,愈被敲打,愈能發出火花。”

寫在最後

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本文系網易新聞·網易號“各有態度”特色內容

部分資料來源於網絡

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