當前位置: 華文世界 > 科學

學醫救不了歐洲人:現代科學之父的故事,你聽過嗎?

2024-10-07科學

今天我們要介紹的這位大佬就厲害了,羅素稱他是「現代科學最偉大的奠基人」。愛因史坦則不吝稱他為:「他是現代物理學之父——實際上,他是整個現代科學之父。」這兩位大神的贊譽,似乎都顯得有些過於誇大了,畢竟在群雄林立的科學界,有誰敢稱「科學之父」?又有誰能稱為「最偉大」呢?

可是啊,羅素和愛因史坦兩位科學家都沒有吹捧別人的習慣,他們所稱贊的這個人,確實能夠擔得起這一系列的名號。

這個人為人類開啟了宇宙的視窗,同時也為人類找到了破譯自然密碼的方法。他就是近代物理學之父、現代科學之父、科學方法之父、近代天文之父——伽利略·伽利雷。

「學醫救不了歐洲人」

1564年,伽利略出生於披薩,他的父親名叫溫琴佐,是義大利的一位音樂理論家、作曲家和演奏家,同時還是一名數學家。他在音樂領域曾寫過一本名為【關於基奧賈和紮利諾作品的對談】的書,後來這本書的內容直接影響了音樂界掛王巴哈。

他的父親毫無疑問是個牛人,這種社會精英人物,對於自己的子女那自然也是要求極高。從伽利略懂事開始,他的父親就給他確立了一個遠大的職業目標——布商,是的,你沒有聽錯——布料的布,商販的商。而且他可謂是對著伽利略千囑咐萬叮嚀:「一定不要誤入歧途,走上了音樂家或者數學家的道路,不然啊,沒你好果子吃!」

如此魔幻的操作是為什麽呢?雖然溫琴佐是個外表光鮮靚麗的音樂家、數學家,但實際上這兩個行業在當時的義大利可是連飯都吃不飽的。盡管溫琴佐算是個行業中的佼佼者,但薪資也僅夠他們一家人達到溫飽水平,所以溫琴佐希望自己的兒子能夠找一個安分的工作,別走了自己的老路。

然而,伽利略的天賦就如同一匹脫韁的野馬,溫琴佐是想摁都摁不住。年幼的伽利略在父親身邊沒過多久就學會了彈琴,而且對拉丁語、希臘語、哲學、繪畫全都有了興趣,可唯獨就是對經商沒興趣。溫琴佐也逐漸意識到了,伽利略的頭腦十分聰明,將來去當布商確實有點大材小用。於是他給伽利略設定了一條新的道路。這項職業需要一定的腦子,同時也能讓伽利略在將來能夠憑此養家糊口,這條道路就是學醫。

伽利略在父親的安排下進入了披薩大學的醫學系讀書,這聽上去似乎不錯,醫生可是個救死扶傷的高尚職業,可是在16世紀,這話就不一定了。對於當時的社會境況而言,「學醫救不了歐洲人」不是白說的,而且醫生是各種層面上的「救不了」。當時的醫學主要是依靠著蓋侖的理論,這個蓋侖當然不是揮著大寶劍大喊德瑪西亞的那位,而是古羅馬的一位解剖學家。蓋侖的醫學理論其實更偏向與某種古典哲學,基本是那種一拍腦門想出來的,那些醫學學說大概都有啥呢?

頭疼,割開手腕,放放血就好了。

肚子疼,割開手腕,放放血就好了。

得了個小感冒,割開手腕,放放血就好了。

應該說,這所謂的「治病」其實和拿大寶劍砍人已經大差不差了,原先沒病的能整出病來,原先有病的能給患者往極樂世界爭取。為什麽這種離天下之大譜的醫學理論會在當時會大行其道呢?很簡單,誰讓這是蓋侖提出來的呢?當時人們對於學術的基本理念就是:大學者、大權威說的就是對的,你我這等凡夫俗子只需要理解,如果理解不了,那就是修為不夠。在這樣的學習氛圍裏,年輕的伽利略同學可謂是相當emo。

所幸,伽利略在大學時認識了一位好朋友——裏奇,此人非常擅長數學,職業是給小孩子們講數學課。一天,伽利略去往裏奇工作的地方找他,見他還沒下課,就站在門口旁聽了他的講課內容。他聽著聽著,突然就入迷了,這天底下居然有這麽好玩的學問!就這樣,溫琴佐最最擔心的事情還是發生了。一天,伽利略找到了他,表示自己要學數學,一向聽話的兒子,終究還是做了那個違背祖宗的決定。

「去做數學家吧,不過也要做好做窮光蛋的準備,做事業最重要的是要讓自己開心,我不能控制你的命運。」

在這一番語重心長的話語後,老數學家最終選擇了釋懷。上一代的現實最終包容了下一代的理想,此時的溫琴佐還不知道,這將是他人生當中最重要,也是最正確的決定。

開掛生涯

溫琴佐允許了伽利略學習數學,但同時也停止了對伽利略學醫的資助。沒有了學費的伽利略只能從披薩大學裏邊輟學了,可是沒過多久,伽利略就又回去了。為啥呢?這並不是伽利略認慫了,而是他從披薩大學出來之後,自己搞出了一些小科研成就——比如發明浮力天平,研究出計算固體重心的方法,再順道提出了幾個靜力學的定理。披薩大學看了這些成果後不禁表示:

「哥,你不用給我錢了,我給你錢,你來講課好不好?」

於是伽利略只能勉為其難地回去了,在披薩大學裏擔任起了天文學與幾何學講師。當然,這份工作並沒有多少薪酬,但伽利略表示自己對錢沒興趣,好玩就完了。

但是啊,伽利略在披薩大學的師資隊伍當中顯然不太討喜,因為他好像和那些古代的哲學家有仇一般,動不動就要和那些權威人物剛正面。就例如說,古希臘哲學家亞里斯多德提出一重一輕兩個物體同一高度向下落,那肯定是重的先落地。伽利略就偏不服,當著眾人的面把兩個不同重量的鐵球從高處扔下來,證明兩個東西是同時落地的。可以說是在眾目睽睽之下,把亞里斯多德祖師爺整的一點面子都沒有。

這個實驗的意義,大概相當於在現代透過一個實驗推翻了愛因史坦的相對論,幹出了這事別說清華北大招生辦要把你們家的門檻踏破,就是諾貝爾獎委員會都要在你家門口跪倒著求你出來領個獎啊。可是,伽利略在當時受到的待遇則是天差地別,他的獨樹一幟只給他帶來了人們的冷眼和排擠,讓他成為了其他大學老師眼中的「異類」。

而伽利略也是果斷,在披薩大學受到排擠的他直接潤了,在不遠萬裏的帕多瓦大學謀求了一份新職位,那裏的薪資是披薩大學的三倍,而且更加重要的是,這裏的學術氛圍要比披薩大學好多了。來到這,伽利略可謂是如魚得水——因為沒人對他開掛有意見了。

他在帕多瓦當地考察了許多工廠作坊,寫出了探討幾何、杠桿、滑輪、防禦工事的多篇論文,同時還總結出了許許多多重要的力學原理,慣性定理就是伽利略在這個時間段發現的,這為往後牛頓力學的出現奠定了基礎。這一系列的貢獻讓伽利略走上了那個時代科學領域的頂點,也讓他成為了全義大利薪資水平最高的數學家,真的是完成了溫琴佐當年想都不敢想的事——靠著科學實作了財富自由。發財了之後的伽利略也沒有花天酒地,而是自己開了一個小作坊,專門制作各種科學儀器。

1609年,伽利略聽說了一件非常好玩的事——荷蘭有一個眼鏡商,靠著兩枚鏡片制造出了一台「望遠鏡」,用這個東西看遠處的物體就像是它近在眼前一樣。這要是讓一般人聽了,可能會覺得這並沒有什麽卵用,畢竟這東西只是放大了視覺效果,又不能真的把錢包放大。但伽利略則不同,得知制造方法的他第二天就用一個管風琴的琴管當鏡筒,自己制造出了一個望遠鏡,這個望遠鏡起初的放大倍數為三倍,後來伽利略又將放大倍數改進到了八倍,從而制造出了人類歷史上最早的「八倍鏡」。憑借著這一項發明,帕多瓦大學直接給伽利略發了終身教授職位。

伽利略望遠鏡

伽利略造這個望遠鏡的初衷可絕對不是為了升官發財。他在八倍鏡的制造技術當中精益求精,最終竟然將望遠鏡的放大倍數提升到了32倍。他的夢想是靠著這項發明去更好的探索世界,按理說,伽利略已經可以靠著帕多瓦大學給他的福利讓自己的後半生過得衣食無憂,但是他卻偏偏選擇了走上那條最為艱難的道路。

挑戰上帝的「眼睛」

在當時的歐洲,大多數的人們都信仰「地心說」,認為地球在宇宙的中心靜止不動,而太陽和月亮都圍繞著地球旋轉。這個理論極其符合人們對生活現象的認知,也與當時教會所宣揚的天主教的教義相呼應。在這種環境當中,波蘭天文學家哥白尼提出了一個非常「危險」的理論——日心說,即認為太陽是宇宙的中心,地球一直在圍繞著太陽旋轉,而月亮則是地球的一顆衛星。如今的我們都知道,日心說相比於地心說更加先進,但是在當時,誰要是敢支持日心說,那是要被教會給「查水表」的,弄不好還會被教會采取一些在物理上極為「熱情」的做法(指火刑)。

一天晚上,伽利略將自己研究出的望遠鏡對準了月亮,這不看不知道,一看嚇一跳。亞里斯多德曾說——天空是一座完美的穹頂,每一個天體都是完美的,可是伽利略看到了月亮之後,發現這個東西表面坑坑窪窪的,好像和亞里斯多德當初說的那是天壤之別啊。

幾個月的時間裏,伽利略在夜空當中觀察了各個天體,結果發現了木星的旁邊有四顆衛星,而且這四顆衛星還一直圍繞著木星運轉。這是從古至今人類在太陽系發現的第一批新星體,原來,其他的行星也是可以有衛星的。這件事對哥白尼的日心說有著很大的佐證作用。

伽利略將這些觀測結果發表之後,引起了非常大的響應。這些發現可以說在當時是非常先進的,可是人們都是怎麽理解伽利略呢?那些頑固堅持地心說的人,用各式各樣的方法去否定伽利略的發現,其中不乏一些邏輯清奇的「專家言論」,比方說一個名叫辛濟的天文學家就這麽推論道:

「木星的衛星對地球沒有影響,所以它就毫無用處,因為它毫無用處,所以他就不存在。」現代的我們在聽到別人說這種話之後,都會覺得對方是在搞笑或者玩梗,可是當時的人們真的認為這種說法是合理的,畢竟人家辛濟是專家、是權威。

而羅馬教廷的人更坐不住了,在他們眼裏,伽利略這個瘋子會顛覆掉人類對地心說以及上帝的崇拜。伽利略也明白,教會不是好惹的,為了防止他們找上門來,伽利略主動去往了羅馬表明立場,聲稱自己不反對宗教與上帝。教皇見伽利略主動過來認慫,於是沒有故意刁難他,只是責令他不準宣傳日心說,這就是著名的「1616年禁令」,但是,伽利略會就此放棄自己的信仰嗎?那顯然是不可能的。

在那個給予伽利略警告的教皇去世後。伽利略寫了一本名為【關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話】的書,書的內容裏面,他沒有直接表達自己支持日心說的立場,而是設定了三個人物,透過他們口吻婉轉地表達了日心說的合理性。書中的三個人物分別是支持日心說的沙格列陀和薩爾維阿蒂,以及支持地心說和亞里斯多德傳統理論的辛普利邱。三人針對宇宙的問題展開了一場辯論,辯論完了之後辛普利邱發現對面兩個人的想法也很有道理,後來三人開開心心的一起吃飯去了,畫面相當和諧,其實,這才是一場學術辯論應有的樣子。伽利略之所以這麽寫,就是為了能夠讓人們緩和地接受日心說。

可盡管這樣,反對日心說的人還是不買賬,他們瞅準了機會,拿著這部作品的內容無中生有、大作文章。他們說,這部書當中的辛普利邱實際上是在影射教皇,伽利略之所以寫這本書是想要暗示教皇無能。

非常不幸,教皇聽信了這些流言蜚語,把伽利略傳喚了過去。那年的伽利略已經七十多歲了,他終其一生都希望人們能夠相信自己的眼睛而非教條,可在當時的社會環境當中,這種勇氣卻只為他帶來了災難而已。當他再次來到羅馬後,等待這位老人的只有禁閉的指令。此後的他接受了一次又一次的審判,教會對他軟硬皆施,逼迫他放棄口中的「異端邪說」,但伽利略依舊堅持:宗教不應當幹預科學。

欲加之罪何患無辭,其實在對伽利略進行審判之前,裁判所就已經定了伽利略的罪,並且還向著所有的基督徒宣布了他的罪行。或許伽利略明白,自己給一群不講道理的人講道理,是無濟於事的。在兩個月的堅持之後,伽利略簽下了悔過書。但不可否認的一點是,即使在那張荒謬的悔過書上簽了字,伽利略也從沒有真正放棄過自己對於科學的信仰。

最後的時光

認罪後的伽利略被軟禁了起來。禍不單行,他心心念念的女兒也在不久之後因病離他而去。對於一個年逾古稀的老人來說,這是何等的打擊!但伽利略的精神不久又重新振作了起來,他在軟禁之中撰寫了【關於兩種科學的對話】,書中他更加詳細的描述了之前自己曾思考過的合力定律,拋射體定律等,其中甚至還有許多關於材料力學的內容。與那些作繭自縛的教會成員相比,被軟禁起來的伽利略才擁有真正的自由。我們都知道運動的三大定律是牛頓提出來的,但實際上伽利略在晚年就已經思考出了運動三大定律的雛形。但在那個時代,幾乎沒有人明白這些理論對於人類而言是何等的重要,他們只將這些寶貴的理論當做是挑戰上帝的歪門邪說罷了。

在完成【關於兩種科學的對話】之後,伽利略的右眼失明了,第二年,伽利略雙眼都完全失明,並且此生再也沒有恢復。在他寫給朋友的信中,這位科學巨人傷心地說道:

「曾經,我仔細觀察過美麗的夜空、我們生活的地球,還有那遼闊的宇宙,讓人們能夠了解到更多的東西,而現在,我什麽都看不見了,只有大腦還可以思考。」

11月5日,伽利略高燒不止,同時還忍受著失眠、心悸的痛苦,留給他的時間已經不多了,在生命的最後幾個月,伽利略的學生托裏拆利和維維安尼擔任了伽利略口述的記錄者,將伽利略的故事記載了下來,後來,這兩個人成為了氣壓概念的提出者,並且在此基礎上發明了水銀氣壓計,影響了帕斯卡,1642年1月8日,伽利略永遠告別了世界,終年78歲。

伽利略

1979年,伽利略已經去世了300多年,梵蒂岡教皇保羅二世代表羅馬教廷,公開向伽利略道歉,教皇保羅二世承認,300多年以前羅馬教廷對伽利略的迫害是嚴重的錯誤,同時承認了伽利略當時堅持的主張——宗教不應該幹預科學是正確的。這份遲來300年的道歉,雖然已經無法讓伽利略聽見,但是至少可以說明,那位老人曾經的心願實作了——如今的時代,人類對科學的看法已經煥然一新。