阿基米德最优秀的学生

1564年2月15日，伽利略·伽利雷^［83］（图3-7）在比萨市出生。他的父亲文哲森（Vincenzo）是一位音乐家，他的母亲朱丽叶·爱玛汀（Giulia Ammannati）是一个风趣的人，颇有点急性子，受不了别人愚蠢的行为。1581年，伽利略听从了父亲的建议，进入比萨大学的文科系学习医学。然而，他对医学并不感兴趣，相反却十分喜欢数学。在1583年的暑假期间，伽利略请托斯坎的宫廷数学家奥斯台利·里奇（Ostilio Ricci）去见见他的父亲，在这次会面中，里奇极力劝说伽利略的父亲，他说伽利略天生注定会成为一名数学家。这个问题事实上很快就被解决了，这位充满激情的年轻人完全被阿基米德的著作所吸引，他说：“凡是阅读了阿基米德著作的人，都会有一种高山仰止的感觉，与阿基米德相比，其他所有人的思想都不值一提，哪怕只是想做些与阿基米德的发现相似的工作也没有多少希望。”^［84］当时，伽利略自己并没有意识到，他本人却正是那些为数不多的能与这位古希腊数学大师相提并论的人物之一。受到阿基米德与国王王冠的传奇故事的启发，伽利略在 1586年出版了一本名叫《小平衡》（The Little Balance）的小册子，在这本小册子里他提出了他所发现的一种流体静力学中的平衡理论。后来，伽利略在佛罗伦萨学院的一次公众演讲中更多地引用了阿基米德的理论。就是在这次演讲中，他讨论了一个极不寻常的题目，那就是但丁在叙事诗《地狱》（Inferno）中提到的地狱的位置和大小。

图3-7

1589年，伽利略被任命为比萨大学的数学教授，这有一部分得益于德高望重的罗马数学家和天文学家克里斯托弗·克拉维思（Christopher Clavius，1538—1612）的极力推荐。伽利略曾经于1857年拜访过他，并马上得到了他的赏识。一颗年轻的数学新星冉冉升起，前途无量。在这之后的 3年里，伽利略着手进行他的第一项研究，这项研究是关于运动定律的。很明显，在此期间他发表的那些文章，是受到了亚里士多德著作的启发，里面既包含着有趣的思考，也混杂着许多错误主张。例如，伽利略开创性地认识到在检验物体运动定律时，人们可以利用倾斜平面减缓物体运动速度。但是，与此同时他又错误地声称，如果有两个物体同时从塔上落下，“当刚开始下落时，木球要比铅球下落速度更快”^［85］。在某种程度上，伽利略的第一位传记作者文森罗·维维安尼（Vincenzio Viviani，1622—1703）错误地描写了伽利略在这一阶段的爱好和一般思维过程。维维安尼塑造了一个广为流传的形象^［86］，在他的笔下，伽利略是一位一丝不苟、不达目的誓不罢休的实验主义者，他对新生事物的敏锐洞察完全来自于他对自然现象仔细的观察。事实上，直到1592年伽利略迁居帕多瓦（Padua）之前，他的研究方向和研究方法主要集中在数学领域之中。他信奉思想实验，信奉阿基米德以几何图形的方式对世界的描述，这些几何图形遵循数学的规律。在当时他对亚里士多德最主要的不满是他在后来所讲的：“（亚里士多德）不仅对几何学中的那些深刻和深奥的发现不太重视，甚至对这门科学最基本的规律也不太关注。”^［87］伽利略还认为亚里士多德太过于依赖感觉的体验了，“因为它们提供的是客观真相的表象”。事实上，伽利略提出：“在任何时候，都要运用推理而不是实例（因为我们寻找的是结果的原因，而这不会从经验中得出）。”

1591年，伽利略的父亲去世了，家庭的重担一下子落在了这位年轻人的身上。为了减轻生活压力，他接受了帕多瓦的一个职位，因为在那里他的收入是在比萨大学时的3倍。随后的18年是伽利略一生中最快乐的时光。在帕多瓦，他认识了马莲娜·甘巴（Marina Gamba），并与她保持了长期的交往，伽利略虽然一直没有娶马莲娜，但他们却育有 3个孩子：维吉尼亚（Virginia）、利维亚（Livia）和文森罗（Vincenzio）^［88］。

1597年8月4日，伽利略给著名的德国天文学家约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）写了一封私人信件，信中他承认自己相信哥白尼学说“已经很长一段时间了”，除此之外，他还提出，许多自然现象如果用地心说来解释的话根本解释不通，但是如果用日心说模型来分析的话这些问题则会迎刃而解。然而，他对哥白尼“看起来似乎被嘲笑，并在观众的起哄声中被赶下舞台”的事实感到哀伤。这封信标志着伽利略与亚里士多德学派的宇宙论之间的巨大裂痕日益加深。从此，现代天文物理学登上历史舞台，初现端倪。