本书是意大利著名物理学家伽利略的早期作著作之一,是一部记录通过光学望远镜发现月球表面状况、银河系的情况以及木星卫星特点的科学史作品。全书由译者序、两篇英文版序言和一篇导言、正文以及结语六个部分组成,其中正文部分除了“献辞”之外,被划分为“关于望远镜的介绍”“观测月面”“对月面现象的猜测”“月球上的山脉比地球上的山更高”“解释月面灰光现象”“对和性和银河的观测和讨论”“对银河系的观测和讨论”“发现卫星的四颗卫星”八个部分,详细记录了伽利略通过望远镜重新理解“宇宙”的科学过程,具有一定的科学价值和历史价值,是一部不可多得的兼具历史色彩和科普作用的著作。
神十四乘组进驻天和核心舱
北京时间2022年6月5日20时50分,神舟十四号3名航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲全部顺利进入天和核心舱。
6月5日上午,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号f遥十四运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火升空,成功将航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲顺利送入太空,中国空间站建造阶段首次载人飞行任务发射告捷。
今天,看看“观测天文学之父”、“现代科学之父 ”伽利略的成名作《星际信使》,此书的问世改变了宇宙论以亚里士多德理论为代表的教条主义传统,开辟了天文学研究的新篇章,既是科学经典著作,又是上好的科普读物。看看伽利略与望远镜在17世纪引起的争议。
伽利略引起的争议
《星际信使》让伽利略几乎在一夜之间成为国际名人。虽然在17世纪新闻并没有像今天这样瞬间传达,但它通过外交和商业渠道散布之快仍出乎意料。发自威尼斯的信件到达德国南部需要不到两星期的时间,到达遥远的英格兰需要大约一个月。在1610年的春天,通过这些渠道传递的一些信件中提到了帕多瓦大学那位数学教授所做出的惊人发现。因此,很快从欧洲各地饱学之士的口中就可以听到伽利略的名字了。然而,人们首先听到的只是传闻,等到这本书寄到之后,人们才知道了伽利略究竟发现了什么。直到那时,学者们才得以亲自读到伽利略提出的主张,开始对这本书作出评估。
伽利略
但是,很少有科学家可以接触到窥镜,仅有的也只是一些普通的低倍率产品,甚至其中最好的仪器也完全不能与伽利略制造的那些相提并论。因为高质量的玻璃本就很难获得,而眼镜制造工艺过于拘泥于传统,无法对超出正常屈光强度范围的镜片的要求作出快速反应。在科学家们验证或否定这些发现之前,他们必须采购适当仪器,这需要时间。在1610年秋天之前,无论在意大利还是国外,还未进行独立检验,不过之后就有了。然而,这并不是说,在有独立检验之前,没有人对伽利略的声明表达任何意见:在《星际信使》离开印刷厂之后,关于这些发现的争议很快就爆发了。
伽利略的发现引起争议有好几个原因。首先,望远镜提出了方法论和认识论方面的问题。当时流行的亚里士多德方法论是基于通过不借助工具的感官收集来的信息进行推理和推断。在一些学科,如解剖学和生理学(它们从16世纪成为重要的研究领域),亚里士多德的方法论在当时开始产生了一些重要成果。但是伽利略声称的是,窥镜揭示了肉眼看不见的现象。这是非常迷人的,但是人们怎么才能确定该仪器没有欺骗伽利略,并且这些现象在天空之上确实存在?
伽利略亚里士多德
从我们的视角往回看,问题在于传统上分配给数学的角色。在亚里士多德的科学中,这种方法与自然的相关性受到严重限制。例如,数学可以预测某个行星特定时间在天上的位置,但它无法告知我们天宇是如何建造的。数学家(这是当时对天文学家的称呼)用以获得预言的模型或构造被认为与现实没有任何关系:它们仅仅是工具。在我们可能称之为应用数学的其他领域,情况大致相同。伽利略以数学家的身份谋生。就像在他之前的哥白尼一样,他坚持将他的主题突破传统的学科界限,从而对世界实际构建的方式发表了看法。根据伽利略的说法,这种新的光学工具和光学是数学的一个分支,证明了天宇实际的样子,即便它们是用肉眼看不见的。从方法论上讲,这是一个非常大胆的声明,因为没有光学理论可以证明该工具没有欺骗感官,甚至大体上尚未承认光学理论对现实有很大影响。现在,这种态度在16世纪正在发生变化,但是哲学教授们并没有打算在未经战斗的情况下为这位数学家提供这样的基础。
当我们认识到望远镜是第一种能放大感官因而使此前看不见的东西变得可见的科学仪器时,我们可以更好地理解这个问题的重要性。虽然今天我们很容易接受这样的工具(事实上,我们认定它们是科学的重要组成部分),可在1610年情况是不同的。望远镜的合法性是值得商榷的,因此,它所呈现的证据也是如此。它似乎创造了全新的信息,并且是通过我们尚未很好理解的光学原理实现了这一点。科学必须为这种新型仪器及其产生的证据腾出空间。由于缺乏好的工具,这个过程变得非常困难。木星的诸卫星就是仪器性能的测试案例,关于它们是否存在的问题主导了关于新发现的讨论。虽然对这部分的评估到1611年春天就结束了,但为望远镜提供充分的理论以证明通过它看到的现象确实存在这个问题在17世纪剩下的时间里继续令科学界为之焦虑不安。
而且,新仪器提供的证据是公然违反了以往哲学建构所珍视的宇宙论思想的。显然,如果这些新现象的真实性被接受了,那么将其融入传统宇宙学和哲学里是非常困难的。如果人们接受了伽利略声称月球就像地球一样遍布着山脉和山谷的声明,那将无法保持天宇的完美性。哥白尼假说,当时仍然只有很少的追随者(尽管他们的数量正在增长),可以更好地容纳这些发现,尽管没有一个发现能证明这个假说是正确的。望远镜开辟了各个世界体系之间斗争的又一条战线,现在战斗开始愈演愈烈。
1609年8月伽利略写给威尼斯总督莱昂纳多·多纳托(leonardo donato)的一封信的草稿,以及伽利略对木星卫星观测的第一批记录,由密歇根大学提供。
甚至在《星际信使》出版之前,伽利略天文发现的新闻已经开始传播。3月12日,也就是伽利略签署了他书上献辞的当天,阿尔卑斯山另一边的奥格斯堡银行家马克·韦尔瑟写信给罗马的耶稣会罗马学院的资深数学家克里斯托夫·克拉维乌斯:
此时此刻,我得告诉您一件确定无疑、不容忽视的事情,有人从帕多瓦写信给我,该城大学的伽利略·伽利雷先生依靠一种被很多人称为“窥镜”(visorio)的新仪器,写了一本书,他已经发现了我们没见过,此前也从未有任何人见过的四颗新行星,还有许多恒星,也是以前不知道且看不见的,以及关于银河的诸多神奇之事。我非常理解“智慧的力量在于不要轻信”,因此我还没有对它们下任何结论。不过,我请求阁下,凭借信心直言不讳地告诉我您对这件事情的看法。
当《星际信使》接下来公之于众时,先是在意大利,然后在欧洲其他地区的统治者和教会高层向他们的学者们询问如何看待这些说法,学者们常常不知所措。有些人接受了,有些人不假思索地拒绝了,大多数人没有表态。欧洲已经有很多窥镜了,但放大能力都很普通,可能仅仅能够不完美地显示一些月球现象,无法看到木星的卫星。认识到这个问题后,伽利略开始在送出他的书的同时,再赠送放大能力更强大的窥镜,通过这个方法改变欧洲学者们的态度。
如我们目前所知,伽利略很有可能在1609年秋天访问佛罗伦萨期间,请大公科西莫二世用早期望远镜看了月亮的样子,并且在3月16日,即《星际信使》出版后还不到一星期,又送给大公一架望远镜(并派他的私人秘书埃内亚·皮科洛米尼指导使用方法),用这架望远镜可以看到那几颗美第奇行星。伽利略意识到,即使用一架他的优良工具,要观察这些也很困难,而且他必须让他的赞助人美第奇大公相信他的发现的真实性。要做到这一点,最好的方法是既用他的仪器,还要由他亲自演示新的现象,因此伽利略在复活节假期去了托斯卡纳。到4月底,他成功地使大公亲眼证实了他的发现。托斯卡纳人对伽利略非常友好,但即使在这里,也开始出现对这些发现的其他解释。3月初,伽利略的一位旧友写信给伽利略,解释说月亮上的斑点本质是由于地球上散发的气体所致。
在撰写著作、下厂付印,并继续他的天文观测的连轴转期间,伽利略仍在继续制作望远镜。在他3月16日之前制作的众多成品中,只有少数足以展示木星的卫星。在3月19日给托斯卡纳宫廷的信中,他概述了他的如下计划:
为了维系和提升这些发现的声望,看来我有必要……通过效果本身,让尽可能多的人看到并认识到真相。我在威尼斯和帕多瓦已经做过,现在也正在做这项工作。但是非常精致且能够显示所有观察结果的窥镜非常罕见,即使在我以极大的成本和努力制成的60架中,我也发现只有少数几架能奏效。不过,我计划这几架送给伟大的君主们,特别是最尊贵的大公的亲戚们。现在最尊贵的巴伐利亚大公和科隆选帝侯,以及最杰出的尊敬的德尔蒙泰红衣主教已经要我送上窥镜,我将尽快随书一起送去。我的愿望是将窥镜送到法国、西班牙、波兰、奥地利、曼图亚、摩德纳、乌尔希诺以及任何其他能够令最尊贵的殿下高兴的地方。
伽利略把望远镜送给了统治者而不是科学家们,我们不必为此感到惊讶,因为这里所提到的人都对伽利略持友好态度,又是科学事业的赞助人,并且会让他们自己的专家使用这些仪器,从而几乎保证伽利略拥有公平的辩解机会。
本文摘自《星际信使》,上海人民出版社2020年8月出版,略有编辑,以原文为准。部分图片来源于网络,侵删
资料:东方学习读书会
编辑:沈阳
上观号作者:书香上海