公元1609年這一年在天文發(fā)現(xiàn)史上具有非凡意義，在歐洲兩處相距352公里的城市中，幾乎同時各發(fā)生了一件意義深遠的事：第一件就是我們上章提到的，在奧地利的林茨，38歲的開普勒出版了《新天文學》一書，正式向世人宣布了行星運動第一和第二定律；第二件發(fā)生在意大利的威尼斯，45歲的伽利略走進一家眼鏡鋪子，沒錯，就是這件事對天文學的發(fā)展意義深遠。

眼鏡店老板認得這位著名的帕杜亞大學的數(shù)學教授，熱情地招呼：

“教授，您來配眼鏡嗎？我肯定給您最大的優(yōu)惠?！?/p>

伽利略搖了搖頭，說：“抱歉，我不是來配眼鏡的，但我確實是來買鏡片的?！?/p>

老板奇道：“不配眼鏡，買鏡片干嗎？哦，明白了，教授是來買放大鏡的，我們這也有，包您滿意?！?/p>

伽利略一笑，說：“我來買一塊凸透鏡和一塊凹透鏡。我聽說，荷蘭人發(fā)明了一種很有趣的東西，可以看清肉眼看不到的很遠的東西。我琢磨了一番，認為這事很有可能是真的，只要把兩塊合適的凹凸透鏡組合起來，就能辦到?！?/p>

老板說：“是嗎？有這么神奇嗎？我這里的鏡子您隨便挑，如果沒有合適的，本店還可以根據(jù)您的要求定制，價格公道，童叟無欺。”

伽利略從眼鏡店出來時，帶著幾塊精心挑選的透鏡，一回到家，他就開始琢磨怎么把它們組合起來。他找來一根長長的的圓筒，把兩塊透鏡安置在圓筒的兩端，然后不斷地調(diào)換各種鏡片，調(diào)整兩塊鏡片的間距。經(jīng)過一番努力，他成功了，現(xiàn)在，利用這根圓筒，可以讓300米外的物體看起來就像在100米的地方，原本不可能看清的很多細節(jié)，都清晰可見。自此，伽利略制成了世界上第一架放大倍數(shù)為3的望遠鏡，經(jīng)過一番改進，又制成了8倍的望遠鏡。伽利略極為聰明地把這架望遠鏡獻給了威尼斯議會，那些議員們爬上樓頂，在伽利略的指導下，果然看到了用肉眼原本看不清的船只，這讓議員們大為欣喜，這可不僅僅是個玩具??！這些議員們敏銳地意識到，伽利略的這個發(fā)明有很重要的軍事價值，為了表彰他，議會決定升任伽利略為終生教授，薪水翻倍，并且鼓勵他繼續(xù)制作更好的望遠鏡。伽利略名利雙收。

當其他人津津樂道于用望遠鏡看清了多遠的一枚銀幣的圖案，用望遠鏡看到多遠處窗戶中的漂亮姑娘時，伽利略把望遠鏡伸向了夜晚的星空。這是人類歷史上一次意義非凡的舉動，套用一個著名的句式就是：這是伽利略的一個小動作，卻是人類的一個大動作。伽利略的這一伸，很快就要掀起天文學界的軒然大波，教會即將被這根小小的圓筒折騰得瑟瑟發(fā)抖。

伽利略把望遠鏡最先對準的是月亮，這很好理解，因為星空中最大、最亮的天體就是月亮。當月亮的圓面通過鏡頭在伽利略的眼中首次出現(xiàn)時，他驚呆了：用肉眼看上去光滑無瑕的月亮居然是一個“大麻子”，表面布滿了坑坑洼洼的圓形坑洞。

“哦，可憐的亞里士多德”，伽利略一邊看一邊嘆道，“他又錯了。顯然天體不都是完美無缺的，至少月亮就不是。”在對月亮進行了幾周的觀測后，伽利略又把望遠鏡對準了木星，這將是一個重要的時刻。

1610年1月7日晚，伽利略在他的天文日志中寫到：木星附近有三顆肉眼看不到的小星星，兩顆在東側(cè)，一顆在西側(cè)，三顆星星恰巧在一條直線上，分毫不差。他隨手又畫下了這樣一張圖：

1月7日

第二天晚上，他又畫了一張圖：

1月8日

畫完以后，伽利略不免覺得有點兒意思，第二天的這三顆星星是不是第一天的那三顆呢？如果是的話，那可有好戲看了，明天晚上接著看，這事有點不簡單??！誰知道，1月9日天空多云，什么星星也看不到，伽利略胸悶了一晚上。好在1月10日又放晴了。第三幅圖是這樣的：

1月10日

接下去三天是這樣

1月11日

1月12日

1月13日

1月13日這張圖一畫出來，伽利略就開始懷疑木星的周圍有四顆小星星而不是三顆。他又孜孜不倦地追蹤觀測了好多天，最終確信，有四顆小星星圍繞著木星轉(zhuǎn)動。

伽利略把他的天文觀測成果以及望遠鏡的原理寫成了一本書——《星跡信使》，很快就出版了，結(jié)果在整個歐洲引起了巨大轟動。眼鏡商們瞅準了商機，紛紛賣起望遠鏡，但想買望遠鏡的人卻更多，一時間一鏡難求，無數(shù)業(yè)余天文愛好者和專家學者都拿起望遠鏡對準月亮和木星進行觀測。科學的偉大力量在于，它是可以被重復檢驗的，而不像那些玄學，宣揚“心誠則靈”，不靈就是心不誠。當伽利略的觀測發(fā)現(xiàn)被全歐洲的無數(shù)天文愛好者證實后，教會開始坐不住了，為什么？因為教會一直以來支持的托勒密學說首次遭遇到了反證的尷尬。不是說地球是宇宙的中心，日月星辰都繞著地球轉(zhuǎn)嗎？現(xiàn)在，鐵證如山，有星星是在繞著木星轉(zhuǎn)，而不是地球，教會該如何面對這個天文發(fā)現(xiàn)呢？

伽利略的發(fā)現(xiàn)還讓另外一個我們熟悉的人激動不已，他就是開普勒。反對日心說的人經(jīng)常拋出的一個質(zhì)疑是：地球如果繞著太陽轉(zhuǎn)動，那月亮怎么辦？月亮豈不是會被地球拋在后面了嗎？開普勒對此的解釋是地球有一種拉住月亮的力量，可以讓月亮在繞地轉(zhuǎn)動的同時也參與地球繞日公轉(zhuǎn)，反對者就嘲笑開普勒是異想天開?，F(xiàn)在，伽利略的發(fā)現(xiàn)讓開普勒揚眉吐氣了，他把月亮和木星周圍的四顆小星都稱為“衛(wèi)星”，既然木星有能力拉住四個小兄弟繞著太陽轉(zhuǎn)，那么地球當然也就可以拉住月亮了。自己關(guān)于行星力量的猜想被伽利略的發(fā)現(xiàn)證實，開普勒實在是太高興了。

木星四顆衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn)，讓教會很受傷，也埋下了對伽利略仇恨的種子，只是暫時還未向伽利略動手而已。此時的伽利略又把他的望遠鏡對準了金星，很快，他的發(fā)現(xiàn)給托勒密的地心說帶去了最后的致命一擊。

在伽利略的望遠鏡中，金星不再是一個圓點，而是一個月牙狀的形狀，并且它真的像月亮一樣，會出現(xiàn)盈虧變化。這個發(fā)現(xiàn)又轟動了整個天文學界，大家紛紛又把望遠鏡對準了金星。很快，金星的盈虧變化被公認。那么，這種盈虧變化說明了什么問題呢？它能證明什么呢？讓我們看一幅圖，先了解一下月亮盈虧的原理：

圖7-1　月亮的盈虧原理

現(xiàn)在我們拿出托勒密的地心說模型：

圖7-2　托勒密的地心說模型

從這個模型中我們可以看到，因為金星的本輪中心始終在日地連線上。換句話說，金星與太陽和地球總是大致位于一條直線上，所以無法解釋金星的盈虧現(xiàn)象。

我們再拿出哥白尼的日心說模型：

圖7-3　哥白尼的日心說模型

這幅圖就很容易解釋金星的盈虧變化，因此，金星的盈虧變化就成了日心說最好的佐證。

伽利略用他的望遠鏡無可爭議地證實了托勒密的地心說是錯誤的，而哥白尼的日心說是對的。伽利略作為一個理性的科學家，他當然相信邏輯和證據(jù)的力量，于是，他毫不忌諱地四處宣傳哥白尼的日心說。此時的伽利略，已經(jīng)是非常知名的大學教授了，因此他的影響力很大，越來越多的人站到了哥白尼的陣營。羅馬教廷終于坐不住了，如果任由事態(tài)繼續(xù)發(fā)展下去，教會對人們的精神統(tǒng)治將發(fā)生動搖，《圣經(jīng)》是絕對不可以有一字半句的錯誤的。1616年2月，一個寒冷的冬天，宗教再次壓制了科學。羅馬教廷宣布：哥白尼的《天體運行論》為禁書，日心說的觀點統(tǒng)統(tǒng)都是荒謬的，是異端邪說，不許任何人再加以宣揚，否則將被推向宗教裁判所。伽利略首當其沖，成了教會打壓的重點對象。在教會的高壓下，伽利略不得不退讓，他聲明停止宣傳哥白尼的理論，教會還煞有介事地給伽利略簽發(fā)了一張證書，證明此人已經(jīng)放棄異端邪說。羅馬教廷的這項禁令一直到300多年后的1992年才取消，那時人類登上月球都23年了。

伽利略被教會壓制了七年，到了1623年，老教皇駕崩，新教皇上位。這位新教皇烏爾本八世是一個相對開明的人，并且還是伽利略的朋友。伽利略抓了個機會試探性地建議教皇取消禁令，教皇雖然沒答應(yīng)，但是他也不反對伽利略寫一本討論托勒密和哥白尼主要觀點的書，當然，教皇要求伽利略要客觀，不得貶低托勒密，吹捧哥白尼，尤其不能在書中做出地球在運動的結(jié)論。

伽利略得了這個口諭后如獲至寶，立即回家開始動筆寫書，他已經(jīng)憋了有七年之久了。然后他用整整五年時間寫了一本書，叫《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》（以下簡稱為《對話》），把自己半輩子的研究成果在這本書中集中發(fā)表出來。這本書在物理學史上非常重要，因為伽利略首次解答了那個困擾了學界兩千年的問題：地球如果轉(zhuǎn)動，為什么人們體會不到？從古希臘的先賢一直到哥白尼，都被這個問題折磨得不行。

讓我花點時間來講一下《對話》這本書吧。當我看到北京大學出版社2006年版的《對話》中譯本時，不由得大吃一驚，實在沒想到這本書這么厚，居然有42萬字之多，我用了整整一周的時間才讀完。伽利略真是一位出色的科普作家，對于300多年前出現(xiàn)這樣的書，我很吃驚，原來我自鳴得意的種種科普寫作手法，比如講講俏皮話，打個有趣的比方，編個故事自問自答，調(diào)侃等等，伽利略早就運用得無比嫻熟了。如果把伽利略擱到今天，也在網(wǎng)絡(luò)電臺當個主播，開個節(jié)目叫《伽利略聊科學》，我打賭他能火。如果把《對話》這本書稍作改編，增加一些時髦的名詞，改換一些地名人名，你絕不會想到這是300年前的古人寫的書。難怪《對話》這本書一出版，就賣到脫銷，人們爭相傳閱。

整本書設(shè)計了三個人物的四天對話，這三個人物分別象征伽利略自己、托勒密的擁躉和一個中立的小白。這三個人你來我往，談了四天的話，相當于分成了四個章節(jié)。第一天他們討論天上的星星是不是永恒不變的；第二天討論地球到底是不是在自轉(zhuǎn)；第三天討論地球有沒有繞著太陽公轉(zhuǎn)；第四天討論潮汐是怎么形成的。用現(xiàn)在的眼光來看，除了第四天的觀點是錯誤的以外，其他三天的內(nèi)容即使到了今天也不過時，依然可以作為正經(jīng)的科普讀物來讀。其中最為經(jīng)典的就是第二天的對話內(nèi)容，伽利略在這里完美地解答了人們對地球自轉(zhuǎn)的所有質(zhì)疑，他正式描述了著名的伽利略相對性原理：力學規(guī)律在慣性系中保持不變。在整個四天的對話中，那個代表托勒密擁躉的家伙顯得特別的無知可笑，常常被代表伽利略的那個人物諷刺得如跳梁小丑一般，明明已經(jīng)理屈詞窮了，還非要無理攪三分。

在今天，任何一個有中學文化程度的人都可以理解為啥人們感覺不到大地的轉(zhuǎn)動，那是因為地球上的一切都參與了地球的轉(zhuǎn)動，整個地球就是一個巨大的慣性系，就好像在封閉的船艙中，人們無法知道船是在勻速航行還是靜止一樣。但是這個道理在當時的人們聽來，無疑是振聾發(fā)聵的。伽利略的邏輯是如此無懈可擊，他為地球自轉(zhuǎn)建立了一個牢固的理論基礎(chǔ)，從此，哥白尼的學說站穩(wěn)了腳跟。

不過，教皇看完了伽利略的《對話》后，龍顏大怒：好個伽利略，把我的忠告都當成了耳邊風，還用我的口諭作擋箭牌，騙過了審查，出版了這么一本大逆不道的徹頭徹尾宣揚日心說的書！更要命的是教皇受人挑撥，說伽利略書中那個顯得特別無知愚蠢的中立的小白影射的是自己，他簡直快要氣瘋了。于是，教皇下令查禁《對話》，把伽利略押解到羅馬受審。可見當時的羅馬教廷比今天的國際刑警還牛，可以隨便地跨國抓人。伽利略在羅馬宗教裁判法庭受到宣揚異端邪說的指控，如果不認罪就會被判死刑，伽利略的骨頭沒有布魯諾硬，他屈服了。我個人非常贊同伽利略的選擇，在這種情況下，生命更重要，有了生命，就還能創(chuàng)造更多的知識財富，至于真理，可以交由時間去裁判。結(jié)果伽利略被判終生軟禁在家里，一直要到300多年后的1980年，羅馬教廷才替伽利略翻了案，宣布他無罪。

伽利略雖然“認罪伏法”了，但是他建立的理論學說卻像病毒一樣，在歐洲的大地上擴散、傳播，哥白尼的學說終于成了無冕之王。但我們依然在等待另一個天才的出現(xiàn)，是他解開了開普勒心中最后的謎團。