另一个难以置信的传说是,他曾率领叙拉古人民手持凹面镜,将阳光聚焦在罗马军队的木制战舰上,使它们焚烧起来。罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战,草木皆兵。一见到有绳索或木头从城里扔出,他们就惊呼“阿基米德来了”,随之抱头鼠窜。
罗马军队被阻入城外达三年之久。最终,于公元前212年,罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈,大举进攻闯入了城市。此时,75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题。一个罗马士兵闯入,用脚践踏了他所画的图形,阿基米德愤怒地与之争论,残暴无知的士兵举刀一挥,一位璀璨的科学巨星就此陨落了。
推动地球旋转的人哥白尼
人们时常可见日出东方、日落西山的自然景观,久而久之,在古人的眼中,太阳被看成了围绕地球而旋转的天体,而地球则成了宇宙的中心。这种陈腐的观念直到16世纪才被一位波兰天文学家所打破,他就是近代天文学革命的旗手哥白尼。
哥白尼1473年2月19日生于波兰东部的托伦。他的父亲是一位曾经当过市长的商人,母亲是一位富商的女儿。在他10岁时,父亲染上瘟疫死亡。全家由舅父接济。哥白尼在文化名城沃茨瓦维克读了中学,1491年哥白尼进入克拉科夫雅盖隆大学,在天文学家勃鲁泽夫斯基的指导下研读天文学和数学。
1496年,为了进一步深造,哥白尼前往欧洲文艺复兴的中心意大利留学,先后就读于波伦亚大学、帕多瓦大学和法拉腊大学,继续钻研数学、天文学、医学和法学。他有幸结识了文艺复兴的杰出人物达·芬奇,并且拜敢于向旧观念挑战的学者诺瓦拉为师。正是在诺瓦拉的影响下,他开始对地心说产生了怀疑。
1506年哥白尼回到波兰,一面在里兹堡从医,一面从事天文学的研究。1512年舅舅去世,哥白尼移居弗洛恩堡,在大教堂任僧正。哥白尼从护卫大教堂的城墙上选一座箭楼做宿舍,并选择顶上一层有门通向城上的平台作为天文台。他自制了各种仪器,在上面孜孜不倦地从事天文观测和研究,时间长达30多年。这地方后来被称为“哥白尼塔”,自17世纪以来被人们作为天文学的圣地保存下来。
1510年,哥白尼写成《浅说》初稿。在这本书中,他毫不含糊地指出:太阳是宇宙的中心体,地球和行星都围绕着太阳运动,只有月亮才真正围绕地球旋转。1530年,他终于圆满地完成了日心说的建立工作。
由于托勒密的地心说在当时已经成为维持教会统治的神学理论基础,哥白尼深知发表日心说的后果,他这样写道:“我清楚地知道,一旦他们弄清楚我在论证天体运行的时候认为地球是运动的,就会竭力主张我必须为此受到宗教裁判……”;“他们就会大叫大嚷,当即把我轰下台”。因此,哥白尼迟迟不愿意发表他的著作《天体运行论》。直到1539年春天,在德国青年学者雷迪卡斯和其他几个朋友的敦促下,哥白尼才同意发表。1541年秋天,雷迪卡斯把修改稿带到纽伦堡,请路德派的一位神学家奥幸德匿名撰写一篇前言,宣称“这部书不可能是一种科学的事实,而是一种富于戏剧性的幻想”。在这样的情况下,才于1543年3月出版,这本书从写成初稿到出版,前后竟搁置了近“4个9年”。1543年5月的一天,已经双目失明的哥白尼抚摸着刚刚出版的《天体运行论》说:“我终于推动了地球。”7月26日,哥白尼逝世。
《天体运行论》共分六卷。第一卷是宇宙论,论述了日心说的基本思想;第二卷全是数学公式,以三角学论证了天体运行的基本规律;第三卷用数学描述地球的运动;第四、五、六卷讨论了月亮和其他行星的运行规律。
《天体运行论》出版后很少引起人们的注意。一般人不能了解,而许多天文工作者只把它当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》在出版后70年间,虽然遭到马丁·路德的斥责,但未引起罗马教廷的注意。后因布鲁诺和伽利略公开宣传日心地动说,危及教会的思想统治,罗马教廷才开始对这些科学家加以迫害,并于公元1616年把《天体运行论》列为禁书。然而经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作,哥白尼的学说不断被证明和发展。恒星光行差、视差的发现,使地球绕太阳转动的学说得到了令人信服的证明。
实验物理学的奠基人伽利略
1590年,在驰名遐迩的比萨斜塔上,进行了一次重要的科学实验:两个重量分别为1磅和10磅的铁球从塔顶同时下落,居然又同时到达地面。这项实验推翻了亚里士多德的经典性结论,即如果把两件东西从空中扔下,必定是重的先落地,轻的后落地。同时证明了实验者伽利略所提出的自由落体定律的正确性。
伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家,科学革命的先驱。历史上他首先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、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。为了证实和传播哥白尼的日心说,伽利略献出了毕生精力。由此,他晚年受到教会迫害,并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此,他被称为“近代科学之父”。他的工作,为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。
伽利略1564年生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。他在科学上的创造才能,在青年时代就显示出来了。当他还是比萨大学医科学生时,就发明了能测量脉博速率的摆式计时装置。后来,他的兴趣转向了数学和物理学,26岁就担任了比萨大学的数学教授。由于他在科学上的独创精神,不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突,遭到对手们的排挤,不得不在1591年辞去比萨大学的职务,转而到威尼斯的帕多瓦大学任教。
伽利略很早就相信哥白尼的理论,但只有当他发现了证据来支持这一学说时,才公开表示支持。他用意大利文写有关哥白尼理论的文章,并且他的观点很快就广泛地得到大学界之外的支持。这惹怒了亚里士多德派的教授们,他们联合起来反对他,并极力说服天主教会禁止哥白尼主义。
伽利略为此而担心,他赶到罗马去向天主教权威当面申诉。他争辩道,《圣经》并未试图告诉我们任何关于科学理论的东西,通常都是假定,当《圣经》和常识发生矛盾时,就成为比喻。但是教会害怕这丑闻可能伤害它对新教徒的斗争,所以采取了镇压的手段。1616年,教会宣布哥白尼主义是“虚伪的、错误的”,并命令伽利略不准再“保卫或坚持”这一学说。伽利略勉强接受了。
1623年,伽利略的一位长期朋友成为教皇。伽利略立即试图为1616年的判决翻案。他失败了,他设法获得了准许,在两个前提下写一本叙述亚里士多德派和哥白尼派理论的书:他不能有倾向,同时要得出结论,表明人类在任何情况下都无法决定世界是如何运行的,因为上帝会以人类不能想象的方法来达到同样的效果,而人类不能限制上帝的万能。
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