伽利略(15)_學達書庫

一五

　　伽利略對數學在物理學中的地位的看法既不同于柏拉圖的觀點，也不同於亞裡士多德的見解。柏拉圖認為，純數學觀念的領域值得單獨研究；如果物理客體與純數學觀念不相符合，那是物理客體太糟糕了，因為無論如何物理客體並不是完美無瑕的。亞裡士多德認為，數學運算與物理學是不相容的，因為數學完全不考慮物質。兩位哲學家都對數學的抽象特徵與具體物質世界的巨大差異感到震驚。相反地，伽利略卻為數學可以作為研究物理學的有效工具而感到興奮。

　　即使計算與觀察不能精確一致，也沒有理由褒一個貶一個。不甚符合可能說明人們還有些東西沒有考慮到，並不意味著人們應該無視數學或無視觀察。

　　這個觀點一經掌握，正如17世紀的情形一樣，物理學家的需要就會極大地刺激數學的進步。伽利略、笛卡兒和牛頓每個人都提出了某些對物理學有用的數學運算，從而大大豐富了數學家們所掌握的數學。無需說，作為回報，物理學家又從數學家那裡得到了新的數學工具。柏拉圖和亞裡士多德設置的舊的哲學障礙已經讓位於對物理學和數學的新理解。

　　伽利略的理論除了與當時流行的哲學觀點相衝突外，與歷史的天文學觀點和現實的天文學家、神學家也發生了衝突。與神學家的衝突尤其尖銳。

　　正當伽利略著書論述水中浮力問題時，德國耶穌會會士沙伊納用筆名寫了一本論述太陽黑子的書，他的上司怕危害其修道會的名譽而禁止此書出版。沙伊納只好將書以信的形式寫給奧格斯堡的韋爾塞，韋爾塞先前曾把德國人攻擊月球山的事告訴了伽利略。韋爾塞是一位支持耶穌會的銀行家，不久又成為林賽學會的會員。他用阿佩爾斯的筆名發表了沙伊納的信，並送給伽利略評閱。韋爾塞評論說，他認為太陽黑子對意大利來說並不是什麼新東西。

　　伽利略在把自己的新書送佛羅倫薩交付印刷時，收到了這份材料。他以前的一個學生卡斯特利當時是基督會的修道院院長，前來幫助伽利略，伽利略要他監督書的印刷，並每天盡可能仔細地觀察太陽黑子。

　　卡斯特利的記錄非常精確，以致可以測量黑子每天的運動，這使伽利略能夠證明黑子必定是在太陽表面上，太陽大致每月自轉一周。沙伊納推斷說，所謂太陽黑子實際上是繞地球或太陽旋轉而擋住了人們視線的微小行星。他又另外寫了幾封信，韋爾塞把這些信也付印出來了；伽利略同樣作了答覆，其中三封《關於太陽黑子的信》在林賽學會的贊助下於1613年在羅馬發表。林賽學會堅持要加上一個伽利略不喜歡的前言，其中申明伽利略對這一發現有優先權。

　　1611年，伽利略還向當時在羅馬的其他一些人證實了太陽黑子，後來耶穌會數學家古爾丁說，他那時已經把有關太陽黑子的論述寫信告訴了沙伊納。

　　甚至在沙伊納的書出版以前，另外一個名叫J．法布裡修斯的人也論述過太陽黑子。沙伊納對林賽學會在前言中作的優先權申明感到氣憤，其他許多耶穌會會士也有同感。從此，他們與伽利略結下了不解之仇，終於給伽利略帶來嚴重後果。

　　沙伊納和伽利略兩人爭端的問題不只限於太陽黑子，還涉及到天文學和其他一些問題。伽利略認為解釋天上的現象應該採用與解釋地上的現象相類似的方法，他反對亞裡士多德天地之間有本質區別的基本假想，他還斷言事物的本質是無法弄清楚的，科學所關心的僅僅是事物的特性和可見事件，這等於是科學應擺脫哲學的獨立宣言。

　　這是伽利略第一次，也是唯一一次在出版的作品中明確表示支持哥白尼天文學。他在《星際使者》一書中回避了這個問題，甚至在他發現了金星的盈虧以後，他也沒有從天文學上反對第穀體系。他只是在《太陽黑子通信集》的附錄中，才提到對他來說什麼才是無可爭辯的事實。這一事實就是木星衛星蝕的發現及其預測的簡單方法，其重要性就在於它是簡潔說明哥白尼體系的合理性的一個科學證據。但伽利略卻很少提到這一點。

　　為了預測木星衛星的位置，必須要考慮地球的運動，在舊天文學中是考慮太陽的運動，而帶來了誤差。

　　這一步驟在哥白尼體系中的意義是顯而易見的，因為忽視了這一點就等於把觀察者移到太陽上去了。當時1612年伽利略第一次意識到會有木星衛星蝕發生時，就是在考慮了地球運動之後才立即抓住了預言木衛蝕的關鍵。現在從純數學角度看，第穀體系與哥白尼體系是等價的。然而在1614年，當梅爾首先聲明發現了木星衛星，並發表了木星衛星運動圖表——比伽利略在1612年所使用的表稍微精確一些——時，他卻承認從未見過木衛蝕，也無法提供預測它們的方法。雖然他在圖表中對太陽運動引起的誤差進行了修正，但對這位第谷學派的天文學家來說，這一修正只不過是把「太陽的運動」在經驗上作了一些調整。梅爾簡直不能想像自己也在繞太陽運動，也不會去想一想人們從太陽上會看到什麼。天文學家們若不把地球的運動看作真實的運動，就很難理解他們所觀察到的現象，而不論「數學等價性」如何。

　　伽利略除了在《太陽黑子通信集》的附錄裡談到過木衛蝕以外，再沒有發表過這方面的文章。這有兩個原因，第一，他希望賣出一些他為確定經度而製作的圖表，因而他對自己的計算方法保密。第二，由於下文將詳細敘述的一些事件，不允許伽利略再把地球的運動作為真實的來論述；並且像衛星蝕這樣極其深奧的問題是不可能向《對話》的一般讀者解釋清楚的。

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