生活猶如鐵砧,愈被敲打,愈能發出火花。
——伽利略
自我介紹
我是伽利略,1564年2月15日生於比薩一個樂師和數學家之家,從小愛好機械、數學、音樂和詩畫,喜歡做水磨、風車、船舶模型。17歲時雖遵父命入比薩大學學醫,但卻不顧教授們反對獨自鑽研圖書館中的古籍和進行實驗。1582年冬,托斯卡納公爵的年輕數學教師裏奇允許我旁聽,使我進入了一個全新的世界。裏奇擅長的是應用力學
比薩大學與應用數學,他用生動的講課引導我學習水力學、建築學和工程技術及進行實驗,在此期間我如饑似渴地讀了許多古代數學與哲學書籍,阿基米德的數學與實驗相結合的方法使我深受感染,因此我常對別人說:“阿基米德是我的老師。”
我對周圍世界的多種多樣的運動特別感興趣,但我發現運動的問題這麼古老,有意義的研究竟如此可憐。我的學生維維安尼在《伽利略傳》中記述了1583年19歲的我在比薩大教堂的情景:
“他以特有的好奇心和敏銳性,注視懸掛在教堂最頂端的大吊燈的運動——它的擺動時間在沿大弧、中弧和小弧擺動時是否相同……當大吊燈有規律地擺動時……他利用自己脈搏的跳動和自己擅長並熟練運用的音樂節拍……測算,他清楚地得出結論:時間完全一樣。他對此仍不滿足,回家以後……用兩根同樣長的線繩各係上一個鉛球做自由擺動……他把兩個擺拉到偏離豎直線不同的角度,例如30°和10°,然後同時放手。在同伴的協助下,他看到無論沿長弧和短弧擺動,兩個擺在同一時間間隔內的擺動次數準確相等。他又另外做了兩個相似的擺,隻是擺長不同。他發現短擺擺動300次時,長擺擺動40次(均在大角度情況下),在其他擺動角度(如小角度)下它們各自的擺動次數在佛羅倫薩雕塑同一時間間隔內與大角度時完全相同,並且多次重複仍然如此……他由此得出結論,看來無論對於重物體的快擺動還是輕物體的慢擺動,空氣的阻力幾乎不起作用,擺長一定的單擺周期是相同的,與擺幅大小無關。他還看到,擺球的絕對重量或相對比重的大小都引不起周期的明顯改變……隻要不專門挑選最輕的材料製作擺球,因為材料太輕擺球會由於空氣阻力太大而很快靜止下來。”
對於偶然機遇下的發現,我不但做了多次實測,還考慮到振幅、周期、繩長、阻力、重量、材料等因素,我還利用繩長的調節和標度做成了第一件實用儀器——脈搏計。
1585年,因家境貧困我被迫退學並回到佛羅倫薩,在佛羅倫薩我擔任了家庭教師,同時努力自學。後來從學習阿基米德《論浮體》及杠杆定律和稱金冠的故事中得到啟示,我自己用簡單的演示證明了一定質量的物體受到的浮力與物體的形狀無關,隻與比重有關。我利用純金、銀的重量與體積列表後刻在秤上,用待測合金製品去稱量時就能快速幾何圖形讀出金銀的成色,這種“浮力天平”用於金銀交易十分方便。1586 年我寫了第一篇論文《小天平》記述這一小製作。1589年我又結合數學計算和實驗寫了關於幾種固體重心計算法的論文。這些成就使我於 1589 年被聘為比薩大學教授,1592 年起我移居到威尼斯任帕多瓦大學教授,開始了我一生的黃金時代。
在帕多瓦大學,為了幫助醫生測定病人的熱度,我製作了第一個溫度計,這是一種開放式的液體溫度計,利用帶色的水或酒精作為測溫物質,這實際上是溫度計與氣壓計的雛形,利用氣體的熱脹冷縮性質通過含液玻璃管把溫度作為一種客觀物理量來測量。
我一直堅信:“神奇的藝術蘊藏在瑣細和幼稚的事物中,致力於偉大的發明要從最微賤的開始。”我深深懂得,隻要一次實驗得到確證,就足以推翻所有可能的理由。
我認真讀過亞裏士多德的《物理學》等著作,認為其中許多是錯誤的。我反對屈從於亞裏士多德的權威,並且鄙視那些“堅持亞裏士多德的一詞一句”的書呆子,我認為那些隻會背誦別人詞句的人不能叫哲學家,而隻能叫“記憶學家”或“背誦博士”。我還認為世界乃是一本打開的活書,真正的哲學是寫在那本經常在我們眼前打開著的最偉大的書裏,這本書是用各種幾何圖形和數學文字寫成的。
我從小好問,好與師友爭辯。我主張“不要靠老師的威望而是靠爭辯”來滿足自己理智的要求。我反對一切不合理的傳統,例如我在比薩大學任教時就堅決反對教授必須穿長袍的舊規,並在學生中傳播反對穿長袍的諷刺詩。我深信哥白尼學說的正確,對於那些認為天體不變的人,那些大捧特捧不滅不變等等的人,我認為隻是由於他們渴望永遠活下去和害怕死亡。