实验科学之父伽利略

周铁楼

伽利略（Galileo Galilei, 1564-1642）是意大利物理学家、数学家、天文学家和哲学家。他在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并且改变了人类对物质运动和宇宙的认识。

身世和教育

伽利略出生于意大利比萨城一个没落的贵族家庭。他出生那一年，波兰天文学家哥白尼已去世21年，英国物理学家牛顿要到79年以后才出生。伽利略的父亲文森西奥是音乐家和数学家，著有《音乐对话》，对拉丁文、希腊文造诣很高，可是这些学问并没有为他带来财富，他们家境仍然贫困。后来文森西奥改行从商，做羊毛生意，家境才得以改善。因此他不希望伽利略作音乐家和数学家，而是鼓励他去学医。

伽利略于1572年入学，1575年举家迁往佛罗伦斯，他在修道院就读。1581年伽利略17岁，在比萨大学读医科；但是他对医学不感兴趣，更感兴趣的是数学、物理、天文学和制造科学仪器。1585年他因为家贫而退学，担任家庭教师，仍奋力自学，专心研究古希腊的科学著作，发明了测定合金成分的流体静力学天平。1586年他出版论文〈天平〉，引起了全国学术界注意。1589年再写一篇论固体的重心的论文，获得新的荣誉。比萨大学因此聘他担任数学教授，当时他仅25岁。期间进行了著名的比萨斜塔实验，将两个不同重量的东西从比萨斜塔上丢下去，发觉两者同时到达地面，因此推翻了亚里士多德关于物体落下的速度与重量成正比的学说，总结出自由落体定律、惯性定律，并确立了伽利略相对性原理等。伽利略在比萨大学任教三年（1589-1591），28岁到意大利北部的帕多瓦（Padua）大学教授天文数学，一共教了18年（1592-1610）。

1609年天文学界发生了两件大事，其一是德国科学家开普勒（Kepler）著书讲解天体运动；其二是伽利略因为得知荷兰光学家力普照（Lippershey）用凹凸两块镜片成功地制造了望远镜，便立刻着手改良，制造了一台能放大32倍的望远镜，借此能看到月亮表面上的平原,也看到许多环形山；次年，他发现了木星的四颗卫星；接着又先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成等等。伽利略的发现为哥白尼的日心学说找到了确凿的证据，有力地反驳托勒密（Ptolemy）的地心说（又称天动说）；开创以实验为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，同时为牛顿的理论体系奠定了基础。他是实验科学的奠基者之一，被誉为现代实验物理学之父。史蒂芬•霍金曾说：“自然科学的诞生要归功于伽利略。”

不幸的是，当时的罗马教廷因为误把地心说看为真理，下令伽利略悔改，不得再发表日心说。只是伽利略坚持真理，不向强权屈服，其结果是受到教廷和四方八面而来的攻击。教廷诬蔑他是异端，1633年他接受宗教法庭审讯，被判在家终生软禁。

1638年以后，伽利略双目逐渐失明，晚景凄凉。1642年初逝世，葬仪草率简陋。一年后，牛顿在英国誕生。牛顿说他是站在巨人的肩膀上才有如此伟大的成就，而伽利略就是这些巨人中的一位。

1992年天主教教宗若望•保禄二世公开发表讲话，承认当年教会迫害伽利略的行为是错误的，伽利略长达三百年的冤屈终于获得洗雪。

至圣无伪的基督徒

伽利略是一位很热诚的基督徒；他虽然曾受教廷迫害，但是他对真理的追求和忠心却从未改变过。他指科学和圣经真理互不抵触，因为真理是不会相互抵触的。如果物理学的理论是正确的，所得的结果必定是由对圣经的正确认识而印证。1613年他对卡斯得利神父说：圣经与自然界都出自上帝的圣言，前者是出于上帝的默示，后者是藉上帝的命令而造成。圣经不是告诉我们世界上所有的事，好比说，圣经没有提到天体运动的理论，这是人要用自己的智慧去发掘的。圣经告诉人的是人智慧所不及的地方，尤其是救赎方面。关于这方面，人要凭信心去接受。圣经是告诉人怎样藉着救恩去到天国的途径，它不是讲解宇宙的星球怎样运转……。我不相信上帝赐给我们感官、言语和理智，却不容许我们使用这些恩赐，或要我们忽略经由这些恩赐而得来的物理知识，特别是圣经没有涉及的科学知识。

对于他在科学上的发现，他说：有人指控我的发现暗示圣经有错误，我却认为我在物理上的精确研究，更印证圣经的正确。……只有相信圣经是绝对真理的人，才有勇气对世界上任何伟大的理论提出挑战。

熟知伽利略的维瓦居说：伽利略终其一生是热诚的基督信徒，而且是至圣无伪的。