伽利略(3)〈近代物理学的奠基者〉 江铭辉 五梦网
十、离开比萨大学的伽利略
伽利略回家以后,他得开始赚钱谋生,因为父亲已不再供应他了。他一方面作家庭教师赚钱,另一方面继续他心爱的科学研究,1585年,他发明浮力天平,写了一篇叫「小天平」论文,叙述他发明的浮力天平。二年后,1587年,他又写了一篇立体的重心的论文,叙述重心的计算方法。此外他也写了一本「流体力学」的书,赢得人们称他为「当代的阿基米得」。
1587年,伽利略带着自己关于重心计算法的论文,到罗马大学求见著名数学家和历法家克拉维乌斯,受到了称赞和鼓励,克拉维鸟斯把罗马大学教授瓦拉的逻辑学讲义和自然哲学讲义赠给伽利略,这对伽利略以后的工作大有帮助。
1588年,伽利略在佛罗伦萨研究院做关于但丁《神曲》中炼狱图形构想的学术演讲,其文学及数学才华大受赞扬。
十一、重回比萨大学教数学
一个机会,伽利略遇到了一位对他前途影响重大的人,那就是基多巴度侯爵 (Marquis Guidobaddo del Montel),基多巴度是一位富有的数学家,同时也是许多科学及哲学研究的赞助者,他对伽利略的钟摆理论以及著作,都大为赞赏。
这位富有的赞助人尽可能地提供伽利略所需的一切,他试图推荐伽利略前往他的母校帕度亚(Padua)大学担任教授,可惜没成功。但是没有多久,传出了比萨大学数学系教授出缺的消息,基多巴度透过他一些有影响力的朋友的关系,向学校当局力荐伽利略。
1589年,伽利略重返那所四年前没有发给他文凭的比萨大学。并展开新的事业。而这一切,都得感谢他朋友的游说奔走。
这份教职薪给微薄,而且被视为所有教授中最无足轻重的职务。伽利略当时的薪水,比起同所大学享有重望的医学院教授,少到只有他们的三十分之一。但是与勉强糊口的私人教师一职相比,已改善许多。
十二、比塞塔的自由落体实验
1590年,伽利略将自己在物体运动及落体上所衍生出来的看法,写成一本书:<<运动>>(De Motu)。在这书中,他提到一个有关落体的基本定律。亚里士多德曾说过,物体下降会因不同的重量而产生不同的速度。
亚里士多德(Aristotle)是古代著名的哲学家, 2000多年来,整个欧洲都信服在亚里士多德的知识权威下,没有人胆敢反抗。伽利略在比萨大学是出名反亚里斯多德主张的人,伽利略对于比萨大学的师生墨守成规的观念甚为生气,他们不但否定伽利略的研究,也拒绝去听伽利略任何发表与亚里士多德的不同意见。
伽利略发现有一个物理现象,亚里士多德没有经过实验,就断然认为二个重量不等的球,从同一个高度,同时落下时,重的会先到达地面。亚里士多德更进一步认为落体的速度和它的重量成正比。亚里士多德的说法,被认为是天经地义而流传了二千年。譬如:我们拿二个球,其中一个比另一个重十倍。我们把他们从30英尺的高度同时丢下来,轻的球所花的时间是重球的十倍。
于是伽利略决定作一项惊人的实验,来证明这一位希腊的哲学家是错的。他选择了当地的比塞塔做实验。
伽利略在1590年的一天,当着比萨大学全校师生的面前,在比塞塔的七层阳台上做了落体实验,证明物体无论轻重,他带着二名助手从比塞塔的七层阳台上丢下二个重量不同的铅球,但都同时间到达地面(图2)。这个实验,毫无疑证明亚里士多德是措误的。这件事的记载是来自伽利略的学生维维安尼 (Vincenzo Viviani,1622~1703)在1654年写的《伽利略生平的历史故事》。
图2:伽利略曾经从比塞塔上端同时将两个重量不同的金属球落下,证实了物体降落的速率与重量无关,它们确实同时抵达地面。
十三、离开比萨大学转往帕度亚大学
尽管实验无可指责,但亚里士多德的权威已在人们心中根深柢固,人们不能接受这个狂妄的年轻人竟想动摇多少年来的科学基础的现实。也因此在学校竖立不少敌人。
1591年冬天,伽利略的父亲突然过世,没有留下任何遗产,身为长子的他,只有咬紧牙关负起家庭重责,但很不幸的,这个学期的任期结束后,三年的聘任合约已到期,学校没有继续聘请伽利略。伽利略只好离开比萨大学回到佛罗伦萨,另谋生路。
这时曾经帮助过伽利略的那位基多巴度侯爵,出于对科学界负责精神,再次为加利略争取到了威尼斯附近的帕度亚(Padua)大学的数学科学和天文学教授的职位,薪金是比萨大学的一倍半。28岁的伽利略这时达到了他事业的新高峰。
十四、加入「潘诺利社团」
帕度亚大学对伽利略这么一位激进派思想家而言,无异是个天堂乐园。学术讨论不再局限于大学之内,而逐渐地向外扩展到其他知识分子聚集的地区,在这儿可以尽情地讨论新潮前卫的思想,因为这种讨论在这里是受鼓励的。
此时的伽利略己赢得了 「反亚里士多德思想家」及 「激进派数学家」的称呼。当他到达此处,立刻受到帕度亚知识分子的热诚欢迎。
很快的,他在城里就结交了许多德高望重的朋友和哲学家,特别是在一次偶然的巧遇.认识了潘诺利(Gianvincenzo Pinelli),一位富有贵族,而彼此成为亲密的朋友。潘诺利可说是具有文艺复兴气质的代表人物,对知识的探求甚为热切。他在城里拥有一幢豪华大宅,而且还有一个超过八万册藏书的图书馆,是当时欧洲最具规模的图书馆之一。
经由潘诺利的引荐,伽利略加入由这位富商所赞助的「潘诺利社团」,那是个在帕度亚社交固中极具影响力的团体。
伽利略很快的就成为社团中十分重要且受人尊重的人物。