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学医救不了欧洲人:现代科学之父的故事,你听过吗?

2024-10-07科学

今天我们要介绍的这位大佬就厉害了,罗素称他是「现代科学最伟大的奠基人」。爱因斯坦则不吝称他为:「他是现代物理学之父——实际上,他是整个现代科学之父。」这两位大神的赞誉,似乎都显得有些过于夸大了,毕竟在群雄林立的科学界,有谁敢称「科学之父」?又有谁能称为「最伟大」呢?

可是啊,罗素和爱因斯坦两位科学家都没有吹捧别人的习惯,他们所称赞的这个人,确实能够担得起这一系列的名号。

这个人为人类开启了宇宙的视窗,同时也为人类找到了破译自然密码的方法。他就是近代物理学之父、现代科学之父、科学方法之父、近代天文之父——伽利略·伽利雷。

「学医救不了欧洲人」

1564年,伽利略出生于比萨,他的父亲名叫温琴佐,是意大利的一位音乐理论家、作曲家和演奏家,同时还是一名数学家。他在音乐领域曾写过一本名为【关于基奥贾和扎利诺作品的对谈】的书,后来这本书的内容直接影响了音乐界挂王巴赫。

他的父亲毫无疑问是个牛人,这种社会精英人物,对于自己的子女那自然也是要求极高。从伽利略懂事开始,他的父亲就给他确立了一个远大的职业目标——布商,是的,你没有听错——布料的布,商贩的商。而且他可谓是对着伽利略千嘱咐万叮咛:「一定不要误入歧途,走上了音乐家或者数学家的道路,不然啊,没你好果子吃!」

如此魔幻的操作是为什么呢?虽然温琴佐是个外表光鲜靓丽的音乐家、数学家,但实际上这两个行业在当时的意大利可是连饭都吃不饱的。尽管温琴佐算是个行业中的佼佼者,但薪资也仅够他们一家人达到温饱水平,所以温琴佐希望自己的儿子能够找一个安分的工作,别走了自己的老路。

然而,伽利略的天赋就如同一匹脱缰的野马,温琴佐是想摁都摁不住。年幼的伽利略在父亲身边没过多久就学会了弹琴,而且对拉丁语、希腊语、哲学、绘画全都有了兴趣,可唯独就是对经商没兴趣。温琴佐也逐渐意识到了,伽利略的头脑十分聪明,将来去当布商确实有点大材小用。于是他给伽利略设定了一条新的道路。这项职业需要一定的脑子,同时也能让伽利略在将来能够凭此养家糊口,这条道路就是学医。

伽利略在父亲的安排下进入了比萨大学的医学系读书,这听上去似乎不错,医生可是个救死扶伤的高尚职业,可是在16世纪,这话就不一定了。对于当时的社会境况而言,「学医救不了欧洲人」不是白说的,而且医生是各种层面上的「救不了」。当时的医学主要是依靠着盖仑的理论,这个盖仑当然不是挥着大宝剑大喊德玛西亚的那位,而是古罗马的一位解剖学家。盖仑的医学理论其实更偏向与某种古典哲学,基本是那种一拍脑门想出来的,那些医学学说大概都有啥呢?

头疼,割开手腕,放放血就好了。

肚子疼,割开手腕,放放血就好了。

得了个小感冒,割开手腕,放放血就好了。

应该说,这所谓的「治病」其实和拿大宝剑砍人已经大差不差了,原先没病的能整出病来,原先有病的能给患者往极乐世界争取。为什么这种离天下之大谱的医学理论会在当时会大行其道呢?很简单,谁让这是盖仑提出来的呢?当时人们对于学术的基本理念就是:大学者、大权威说的就是对的,你我这等凡夫俗子只需要理解,如果理解不了,那就是修为不够。在这样的学习氛围里,年轻的伽利略同学可谓是相当emo。

所幸,伽利略在大学时认识了一位好朋友——里奇,此人非常擅长数学,职业是给小孩子们讲数学课。一天,伽利略去往里奇工作的地方找他,见他还没下课,就站在门口旁听了他的讲课内容。他听着听着,突然就入迷了,这天底下居然有这么好玩的学问!就这样,温琴佐最最担心的事情还是发生了。一天,伽利略找到了他,表示自己要学数学,一向听话的儿子,终究还是做了那个违背祖宗的决定。

「去做数学家吧,不过也要做好做穷光蛋的准备,做事业最重要的是要让自己开心,我不能控制你的命运。」

在这一番语重心长的话语后,老数学家最终选择了释怀。上一代的现实最终包容了下一代的理想,此时的温琴佐还不知道,这将是他人生当中最重要,也是最正确的决定。

开挂生涯

温琴佐允许了伽利略学习数学,但同时也停止了对伽利略学医的资助。没有了学费的伽利略只能从比萨大学里边辍学了,可是没过多久,伽利略就又回去了。为啥呢?这并不是伽利略认怂了,而是他从比萨大学出来之后,自己搞出了一些小科研成就——比如发明浮力天平,研究出计算固体重心的方法,再顺道提出了几个静力学的定理。比萨大学看了这些成果后不禁表示:

「哥,你不用给我钱了,我给你钱,你来讲课好不好?」

于是伽利略只能勉为其难地回去了,在比萨大学里担任起了天文学与几何学讲师。当然,这份工作并没有多少薪酬,但伽利略表示自己对钱没兴趣,好玩就完了。

但是啊,伽利略在比萨大学的师资队伍当中显然不太讨喜,因为他好像和那些古代的哲学家有仇一般,动不动就要和那些权威人物刚正面。就例如说,古希腊哲学家亚里士多德提出一重一轻两个物体同一高度向下落,那肯定是重的先落地。伽利略就偏不服,当着众人的面把两个不同重量的铁球从高处扔下来,证明两个东西是同时落地的。可以说是在众目睽睽之下,把亚里士多德祖师爷整的一点面子都没有。

这个实验的意义,大概相当于在现代通过一个实验推翻了爱因斯坦的相对论,干出了这事别说清华北大招生办要把你们家的门槛踏破,就是诺贝尔奖委员会都要在你家门口跪倒着求你出来领个奖啊。可是,伽利略在当时受到的待遇则是天差地别,他的独树一帜只给他带来了人们的冷眼和排挤,让他成为了其他大学老师眼中的「异类」。

而伽利略也是果断,在比萨大学受到排挤的他直接润了,在不远万里的帕多瓦大学谋求了一份新职位,那里的工资是比萨大学的三倍,而且更加重要的是,这里的学术氛围要比比萨大学好多了。来到这,伽利略可谓是如鱼得水——因为没人对他开挂有意见了。

他在帕多瓦当地考察了许多工厂作坊,写出了探讨几何、杠杆、滑轮、防御工事的多篇论文,同时还总结出了许许多多重要的力学原理,惯性定理就是伽利略在这个时间段发现的,这为往后牛顿力学的出现奠定了基础。这一系列的贡献让伽利略走上了那个时代科学领域的顶点,也让他成为了全意大利薪资水平最高的数学家,真的是完成了温琴佐当年想都不敢想的事——靠着科学实现了财富自由。发财了之后的伽利略也没有花天酒地,而是自己开了一个小作坊,专门制作各种科学仪器。

1609年,伽利略听说了一件非常好玩的事——荷兰有一个眼镜商,靠着两枚镜片制造出了一台「望远镜」,用这个东西看远处的物体就像是它近在眼前一样。这要是让一般人听了,可能会觉得这并没有什么卵用,毕竟这东西只是放大了视觉效果,又不能真的把钱包放大。但伽利略则不同,得知制造方法的他第二天就用一个管风琴的琴管当镜筒,自己制造出了一个望远镜,这个望远镜起初的放大倍数为三倍,后来伽利略又将放大倍数改进到了八倍,从而制造出了人类历史上最早的「八倍镜」。凭借着这一项发明,帕多瓦大学直接给伽利略发了终身教授职位。

伽利略望远镜

伽利略造这个望远镜的初衷可绝对不是为了升官发财。他在八倍镜的制造技术当中精益求精,最终竟然将望远镜的放大倍数提升到了32倍。他的梦想是靠着这项发明去更好的探索世界,按理说,伽利略已经可以靠着帕多瓦大学给他的福利让自己的后半生过得衣食无忧,但是他却偏偏选择了走上那条最为艰难的道路。

挑战上帝的「眼睛」

在当时的欧洲,大多数的人们都信仰「地心说」,认为地球在宇宙的中心静止不动,而太阳和月亮都围绕着地球旋转。这个理论极其符合人们对生活现象的认知,也与当时教会所宣扬的天主教的教义相呼应。在这种环境当中,波兰天文学家哥白尼提出了一个非常「危险」的理论——日心说,即认为太阳是宇宙的中心,地球一直在围绕着太阳旋转,而月亮则是地球的一颗卫星。如今的我们都知道,日心说相比于地心说更加先进,但是在当时,谁要是敢支持日心说,那是要被教会给「查水表」的,弄不好还会被教会采取一些在物理上极为「热情」的做法(指火刑)。

一天晚上,伽利略将自己研究出的望远镜对准了月亮,这不看不知道,一看吓一跳。亚里士多德曾说——天空是一座完美的穹顶,每一个天体都是完美的,可是伽利略看到了月亮之后,发现这个东西表面坑坑洼洼的,好像和亚里士多德当初说的那是天壤之别啊。

几个月的时间里,伽利略在夜空当中观察了各个天体,结果发现了木星的旁边有四颗卫星,而且这四颗卫星还一直围绕着木星运转。这是从古至今人类在太阳系发现的第一批新星体,原来,其他的行星也是可以有卫星的。这件事对哥白尼的日心说有着很大的佐证作用。

伽利略将这些观测结果发表之后,引起了非常大的响应。这些发现可以说在当时是非常先进的,可是人们都是怎么理解伽利略呢?那些顽固坚持地心说的人,用各式各样的方法去否定伽利略的发现,其中不乏一些逻辑清奇的「专家言论」,比方说一个名叫辛济的天文学家就这么推论道:

「木星的卫星对地球没有影响,所以它就毫无用处,因为它毫无用处,所以他就不存在。」现代的我们在听到别人说这种话之后,都会觉得对方是在搞笑或者玩梗,可是当时的人们真的认为这种说法是合理的,毕竟人家辛济是专家、是权威。

而罗马教廷的人更坐不住了,在他们眼里,伽利略这个疯子会颠覆掉人类对地心说以及上帝的崇拜。伽利略也明白,教会不是好惹的,为了防止他们找上门来,伽利略主动去往了罗马表明立场,声称自己不反对宗教与上帝。教皇见伽利略主动过来认怂,于是没有故意刁难他,只是责令他不准宣传日心说,这就是著名的「1616年禁令」,但是,伽利略会就此放弃自己的信仰吗?那显然是不可能的。

在那个给予伽利略警告的教皇去世后。伽利略写了一本名为【关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话】的书,书的内容里面,他没有直接表达自己支持日心说的立场,而是设置了三个人物,通过他们口吻婉转地表达了日心说的合理性。书中的三个人物分别是支持日心说的沙格列陀和萨尔维阿蒂,以及支持地心说和亚里士多德传统理论的辛普利邱。三人针对宇宙的问题展开了一场辩论,辩论完了之后辛普利邱发现对面两个人的想法也很有道理,后来三人开开心心的一起吃饭去了,画面相当和谐,其实,这才是一场学术辩论应有的样子。伽利略之所以这么写,就是为了能够让人们缓和地接受日心说。

可尽管这样,反对日心说的人还是不买账,他们瞅准了机会,拿着这部作品的内容无中生有、大作文章。他们说,这部书当中的辛普利邱实际上是在影射教皇,伽利略之所以写这本书是想要暗示教皇无能。

非常不幸,教皇听信了这些流言蜚语,把伽利略传唤了过去。那年的伽利略已经七十多岁了,他终其一生都希望人们能够相信自己的眼睛而非教条,可在当时的社会环境当中,这种勇气却只为他带来了灾难而已。当他再次来到罗马后,等待这位老人的只有禁闭的指令。此后的他接受了一次又一次的审判,教会对他软硬皆施,逼迫他放弃口中的「异端邪说」,但伽利略依旧坚持:宗教不应当干预科学。

欲加之罪何患无辞,其实在对伽利略进行审判之前,裁判所就已经定了伽利略的罪,并且还向着所有的基督徒宣布了他的罪行。或许伽利略明白,自己给一群不讲道理的人讲道理,是无济于事的。在两个月的坚持之后,伽利略签下了悔过书。但不可否认的一点是,即使在那张荒谬的悔过书上签了字,伽利略也从没有真正放弃过自己对于科学的信仰。

最后的时光

认罪后的伽利略被软禁了起来。祸不单行,他心心念念的女儿也在不久之后因病离他而去。对于一个年逾古稀的老人来说,这是何等的打击!但伽利略的精神不久又重新振作了起来,他在软禁之中撰写了【关于两种科学的对话】,书中他更加详细的描述了之前自己曾思考过的合力定律,抛射体定律等,其中甚至还有许多关于材料力学的内容。与那些作茧自缚的教会成员相比,被软禁起来的伽利略才拥有真正的自由。我们都知道运动的三大定律是牛顿提出来的,但实际上伽利略在晚年就已经思考出了运动三大定律的雏形。但在那个时代,几乎没有人明白这些理论对于人类而言是何等的重要,他们只将这些宝贵的理论当做是挑战上帝的歪门邪说罢了。

在完成【关于两种科学的对话】之后,伽利略的右眼失明了,第二年,伽利略双眼都完全失明,并且此生再也没有恢复。在他写给朋友的信中,这位科学巨人伤心地说道:

「曾经,我仔细观察过美丽的夜空、我们生活的地球,还有那辽阔的宇宙,让人们能够了解到更多的东西,而现在,我什么都看不见了,只有大脑还可以思考。」

11月5日,伽利略高烧不止,同时还忍受着失眠、心悸的痛苦,留给他的时间已经不多了,在生命的最后几个月,伽利略的学生托里拆利和维维安尼担任了伽利略口述的记录者,将伽利略的故事记载了下来,后来,这两个人成为了气压概念的提出者,并且在此基础上发明了水银气压计,影响了帕斯卡,1642年1月8日,伽利略永远告别了世界,终年78岁。

伽利略

1979年,伽利略已经去世了300多年,梵蒂冈教皇保罗二世代表罗马教廷,公开向伽利略道歉,教皇保罗二世承认,300多年以前罗马教廷对伽利略的迫害是严重的错误,同时承认了伽利略当时坚持的主张——宗教不应该干预科学是正确的。这份迟来300年的道歉,虽然已经无法让伽利略听见,但是至少可以说明,那位老人曾经的心愿实现了——如今的时代,人类对科学的看法已经焕然一新。