伽利略(25)_學達書庫

二五

　　伽利略對許多在數學上極為重要的題目者作注釋，羅科的書也是其中之一，在他1610年移居佛羅倫薩之前，曾據此寫了一篇論文，論文的主題是連續性問題，後來微積分的發明解決了這個問題。伽利略對連續性的幾何分析終使他在1608年弄懂了自由落體的勻加速度，隨後他又將類似的分析運用於物質結構，在他的最後的、也是最偉大的一部科學著作的開始部分可以看到這種分析，他在錫耶納時就已經開始動筆寫這部著作，取名為《兩門新科學》，1638年在萊登由埃勒威爾家族的一名成員出版，這個人當時已經成立了他自己的公司。伽利略從1634年至1637年一直在寫這部書，它包括物理學基礎領域中的兩個獨立課題，即物質結構和運動定律。每一課題作為對話人兩天的談話內容，這些人還是《對話》中的那些人物，伽利略巧妙地把這兩個問題結合在一起，開頭討論物質結構和物體阻力，為最後分析運動先奠定了數學和物理學基礎。

　　書的前半部於1635年年中脫稿，伽利略採納了一位美第奇王子的建議，把這部分手稿的副本送給了佛羅倫薩的一位工程師，這位工程師正要去德國為神聖羅馬帝國皇帝服務。這樣做的目的是要盡可能找到一個不曾聽到過羅馬教庭裁決的出版商，因為裁決規定，任何時候都不得出版或再版伽利略的著作或由他編輯的著作。麥肯齊歐曾向威尼斯的宗教審查官申請出版伽利略的一本與神學毫不相干的新書，審查官把禁令告訴了麥肯齊歐，麥肯齊歐抗議說，這是不可能的，假如伽利略想要編一本「祀禱文」也要被禁止嗎？審查官嚴肅地把禁令拿給他看，此令確實禁止出版伽利略的任何著作，無論是過去寫的還是新編著的都不例外。當麥肯齊歐把這一切寫信告訴伽利略時，伽利略這才意識到問題的嚴重性。

　　那位工程師為尋找出版商在德國和波蘭奔波數個月，但各地的耶酥會士都留心不涉入伽利略事件。具有諷刺意味的是，最終找到的唯一願意出版此書的竟是一位家有印刷機的紅衣主教，但他還未開始工作就去世了。這時，狄奧達提建議讓伽利略去問一下埃勒威爾家族，他們曾出版了伽利略的《致克裡斯蒂娜的信》及其拉丁文譯本和《對話》的拉丁文譯本。此時還有一位法國數學家請伽利略把手稿給他，明確表示他可以找到一位法國出版商，後來，正在經營自己的印刷公司的路易斯·埃勒威爾在意大利的阿聖翠拜訪了伽利略，同意出版此書。在他離開意大利之前，通過在威尼斯的麥肯齊歐取得一部分手稿，其餘手稿由麥肯齊歐分期送給這位萊登的印刷商。至於說伽利略走私手稿，逃脫了監視他的宗教法庭常駐代表的防範這個戲劇性的故事純屬虛構出來的。事實上，從知之不多的材料看，似乎那些代表在與伽利略的共處中逐漸對他產生了好感，通常只是「敷衍了事」地審查和上報來阿聖翠拜訪伽利略的客人。

　　從物理學角度看，《對話》還是饒有趣味的，儘管人們閱讀它可能大都出於它對天文學體系的討論和作為禁書而出名。1634年托馬斯·霍布斯在拜訪伽利略時肯定地說，《對話》已被譯成英文。但卻未見出版，可能是因為伯耐格譯的拉丁文版本適用於英國以及其他國家對它感興趣的學者。1666年牛頓在首次考慮萬有引力的可能性時讀到的是後來於1661年出版的另一個加了注釋的英譯本。伽利略的自由落體定律編入了《對話》，不過只是一帶而過，留待以後進一步闡述，這本書中的物理學方面的其他重要內容還包括後來由惠更斯作了重要發展的運動相對性原理，以及由笛卡兒作了引伸、並由牛頓作為慣性定律確定下來的運動守恆觀念。伽利略當時還不能充分相信這些原理和觀念的科學合理性。但所有這一切儘管很豐富，並沒有闡明伽利略物理學的主體，或者說，沒有像《兩門新科學》那樣系統地闡述這一主題。

　　兩門科學中的第一門確實是嶄新的。在伽利略以前還沒有人討論過物質結構或提出過材料斷裂強度理論。當然，工程師和建築師在工作中積累了大量實際知識，但這在亞裡士多德看來只是技藝。伽利略還在其他著作中闡明了這種實際知識與實用科學的差異。

　　伽利略首先從杠杆定律和固體各部分內聚力均勻分佈的假設入手，提出一系列定理，從而把人們已經掌握的知識系統化，並由數學演繹法進一步得出許多結論。

　　他的一個很有趣味的發現是，以相同材料、相同比例構成的任何物體，其大小都有一定限度。他在《兩門新科學》中說：「大自然不可能造就出高不可測的大樹，因為樹枝因自身的重量總會下落：同樣，具有骨骼的人、馬，以及其他動物生長到極大高度時，要想生存和協調行動也是不可能的。其次，當動物的軀體變小時，其力量卻不會按比例相應減小：相反地，軀體很小的動物其力量卻按較大的比例增長。因而我相信，小狗可以馱載兩三隻與自身同樣大小的狗，而一匹馬卻未必能馱載哪怕是一匹與它同樣大小的馬。」

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