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卓越的贡献。
（5）伽利略的发现
当刻卜勒正在孜孜以求地计算行星轨道、进行天文学理论的改造之时，
在意大利，另一位伟大的科学家伽利略（1564—1642年）也在从事天文研究。
①望远镜中的星空。在用望远镜观察天体并宣布一系列重大发现之前，
伽利略已是享有盛誉的物理学家和数学家。
1564年2月15日，伽利略出生于意大利的比萨。他的父亲是个破落贵
族，酷爱音乐和数学。伽利略幼年时期就已表现出对周围事物的强烈兴趣，
而且喜欢探寻究竟。父亲希望他学医，认为这样既能发挥他的才能，也可找
到收入丰厚的职业。18岁时，伽利略尊从父命进入比萨大学攻读医学，但数
学和物理更使他着迷。在数学教师的帮助下，他从学医改为学数理。
在天文学方面，伽利略很旱就接受了哥白尼的学说。他在1597年给刻卜
勒的信中写道：“我许多年来已经是哥白尼理论的信徒。这个理论给我解释
了许多现象的道理，而若按照那些公认的观点，则它们根本无法理解。我已
搜集了许多论据来驳斥这些观点，但我不敢公布这些论据。”伽利略在信中
提到，伟大的哥白尼成为人们嘲笑的对象，这使他担心公开发表自己的见解
会造成麻烦。很显然，这种担忧并非是多余的，布鲁诺就是由于信奉包括哥
白尼学说在内的“异端邪说”而在三年后被宗教法庭烧死的。
然而，作为一个科学家，伽利略不能不同他已证实的谬误作斗争。1604
年，一颗新星的出现和对它的观测，使他同刻卜勒紧密合作，同亚里士多德
派进行了论战。根据亚里士多德派的观点，这颗新星是不可能存在的。
1608年诞生的一项发明，为天文学开辟了一条新的道路。这一年，有个
名叫汉斯·利帕希的荷兰制镜工匠制成了一种奇妙的“眼镜”即后来所称的
望远镜，用它看远处的物体就象近在眼前一样。伽利略听到这个消息后受到
启发，立即动手自己制造这种仪器。最初制成的望远镜结构比较简单，即把
透镜安置在铜管的两端，用它进行观察，比用肉眼观察可以近3倍、放大9
倍。后来经过改进，观察距离可近30倍，形状放大可达1000倍。
当伽利略把他的望远镜对准天空时，他获得了前所未有的重大发现。1610
年3月，他出版了一本名为《星的使者》的小册子，报道了自己从望远镜中
看到的一切。望远镜清楚地把无数前所未见的恒星展现在他眼前，这些恒星
的数量比已知的要多10余倍。望远镜中的月球表面，并不象人们原来认为的
那样平滑和光亮，而是粗糙不平，就象地球表面一样到处是巨大的突起物、
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深深的峡谷和蜿蜒弯曲的东西。望远镜使有关银河系或银河的争论有了结
果，因为银河系只不过是无数聚集在一起的星星而已。伽利略还宣布了一个
他认为是最重要的发现，即有4颗星围绕着木星按自己的轨道运行。伽利略
指出，这是最令他惊奇并促使他提醒所有天文学家注意的现象，因为它证明
地球不是宇宙中唯一有自己卫星的行星，也证明一个像地球那样的星体可以
在别的星体围绕其运行的同时，自己又围绕另一个星体运行。他认为，这是
支持哥白尼体系的显著而又极好的证据。
在《星的使者》发表之后，伽利略继续用自己的望远镜发现了一些重要
的现象，并为证实哥白尼体系提供了更多的依据。按照托勒密的学说，金星
光亮的一面将始终朝着太阳，而不可能完全朝向地球；而哥白尼曾预言，金
星像月亮那样也会出现相变。约在1610年底，伽利略发现了金星的周相：当
它呈圆形盘状时，比它呈月牙状时小得多。这一发现有助于说明金星也是环
绕太阳运行的。伽利略还注意到了土星的外形。他在1610年7月30日给朋
友的信中写道：“我已经发现，土星由3个球体构成，他们几乎相触，从不
改变相对位置，并沿着黄道带排成一行，中间的球3倍于另外两个。”但他
后来又注意到，中间大球两边的小球消失了。实际上，他是首次发现了土星
环，只是由于其望远镜的能力所限，而未能确定，因为从地球上看，土星环
的形状是变化不定的。1610年10月，伽利略还观察到了太阳黑子。在此前
后，刻卜勒和法布里修斯以及沙伊纳等人也注意到了太阳黑子的存在。伽利
略确认了黑子位于太阳本身之上的观点，并根据太阳黑子由东向西的移动而
确定太阳围绕自己的轴转动。
伽利略的成功使他声名远播。1611年他前往罗马，在那里受到教皇保罗
五世的接见和耶稣会神父们的欢迎。未来科学协会的先驱天猫座学会为他举
行了宴会并向他表示敬意。但是，还有许多教会权威人士和学者或者拒绝用
望远镜来观察天体，或者认为通过望远镜得到的观察结果是虚幻的和不真实
的，或者不接受伽利略对于望远镜中看到的一切所作的解释。
但伽利略对哥白尼学说的热情有增无已，因为他的发现证明了哥白尼关
于地球只不过是太阳系中“另一颗行星”的观点是正确的。1613年，他发表
了《关于太阳黑子的信》，表达了自己对哥白尼学说的信念。此书在欧洲广
为流传，也引起了教会的不安。虽然伽利略力图证明《圣经》和哥白尼的理
论都是正确的，说上帝通过《圣经》的语言和自然的语言这两种形式来沟通
真理，他还是在1615年受到警告。次年初，有关太阳位于宇宙中心和地球在
运动的观点，也被宗教法庭宣布为虚妄的异端邪说。
②《关于两种世界体系的对话》。在此后的10余年间，伽利略潜心于自
己的研究工作而很少发表言论。但到1632年，他发表了《关于两种世界体系
的对话》这部新著，再次震动了学术界和思想界。为了使自己的见解能为平
民百姓所理解，伽利略此书没有使用当时学术著作惯用的拉丁语，而使用了
意大利语。为了避免过于直接的表态触怒教会，他以三个朋友谈话的形式表
达了支持或反对哥白尼体系的辩论。
《对话》没有公开为哥白尼的体系辩护，但在实际上为这个体系作了有
力的说明。书中以望远镜观察到的月球表面、新星、太阳黑子等无可回避的
事实，驳斥了亚里士多德的学说。在谈到是所有天体24小时内绕地球旋转一
周、还是地球在这个时间内绕自己的轴转动一周而引起星空的视运动问题
时，《对话》使人感到，地球转动的说法更可信服。《对话》解释了人们观
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察到的行星的停止和逆行现象，认为这是由于地球的周年旋转而引起的。
当时，被奉为权威的亚里士多德学说，阻碍人们接受太阳居于中心和地
球运动的新体系。亚里士多德认为，如果地球沿着绕太阳的轨道运行，那么
恒星的视在位置就应发生变化；如果地球是转动的，那么一个垂直上抛的物
体不应落到把它抛出的那个位置而应稍为偏西，因为该物体在空中时地球已
朝东转过了一点，但在事实上物体一般都落到原来的位置；如果地球是转动
的，那么地球表面不很靠近两极的物体将被离心力甩出地球表面。《对话》
一一反驳了这些观点。该书认为，由于恒星与地球的距离极为遥远——至少
是太阳与地球距离的1万倍，所以地球绕太阳运行时的恒星视差不易被觉
察。该书引用惯性定律解释了上抛物体落回原地的问题。例如，从一艘静止
的或正在航行的船只的桅杆顶部落下的石头，都是落在桅杆脚下。在船只静
止的情况下，桅杆、石头和空气同等地共有地球的自转运动，因此石头坠落
时通过的空气将不影响其坠落的方向。如果在船只航行时石头的坠落有微小
的偏离，那就是由空气的阻力所引起的，因为相对于航船来说，空气处于静
止状态。至于离心力的问题，《对话》认为，由于地球绕自己的轴转动的速
度较慢，所以离心力比引力要小得多，地球表面的物体