1590年,在馳名遐邇的比薩斜塔上,進(jìn)行了一次重要的科學(xué)實驗:兩個重量分別為1磅和10磅的鐵球從塔頂同時下落,居然又同時到達(dá)地面。這項實驗推翻了亞里士多德的經(jīng)典性結(jié)論,即如果把兩件東西從空中扔下,必定是重的先落地,輕的后落地。同時證明了實驗者伽利略所提出的自由落體定律的正確性。
伽利略是偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家,科學(xué)革命的先驅(qū)。歷史上他首先在科學(xué)實驗的基礎(chǔ)上融會貫通了數(shù)學(xué)、物理學(xué)和天文學(xué)三門知識,擴(kuò)大、加深并改變了人類對物質(zhì)運(yùn)動和宇宙的認(rèn)識。為了證實和傳播哥白尼的日心說,伽利略獻(xiàn)出了畢生精力。由此,他晚年受到教會迫害,并被終身監(jiān)禁。他以系統(tǒng)的實驗和觀察推翻了以亞里士多德為代表的、純屬思辨的傳統(tǒng)的自然觀,開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)。因此,他被稱為“近代科學(xué)之父”。他的工作,為牛頓的理論體系的建立奠定了基礎(chǔ)。
伽利略1564年生于意大利北部佛羅倫薩一個貴族的家庭。他在科學(xué)上的創(chuàng)造才能,在青年時代就顯示出來了。當(dāng)他還是比薩大學(xué)醫(yī)科學(xué)生時,就發(fā)明了能測量脈博速率的擺式計時裝置。后來,他的興趣轉(zhuǎn)向了數(shù)學(xué)和物理學(xué),26歲就擔(dān)任了比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授。由于他在科學(xué)上的獨(dú)創(chuàng)精神,不久就跟擁護(hù)亞里士多德傳統(tǒng)觀點(diǎn)的人們發(fā)生了沖突,遭到對手們的排擠,不得不在1591年辭去比薩大學(xué)的職務(wù),轉(zhuǎn)而到威尼斯的帕多瓦大學(xué)任教。
伽利略很早就相信哥白尼的理論,但只有當(dāng)他發(fā)現(xiàn)了證據(jù)來支持這一學(xué)說時,才公開表示支持。他用意大利文寫有關(guān)哥白尼理論的文章,并且他的觀點(diǎn)很快就廣泛地得到大學(xué)界之外的支持。這惹怒了亞里士多德派的教授們,他們聯(lián)合起來反對他,并極力說服天主教會禁止哥白尼主義。
伽利略為此而擔(dān)心,他趕到羅馬去向天主教權(quán)威當(dāng)面申訴。他爭辯道,《圣經(jīng)》并未試圖告訴我們?nèi)魏侮P(guān)于科學(xué)理論的東西,通常都是假定,當(dāng)《圣經(jīng)》和常識發(fā)生矛盾時,就成為比喻。但是教會害怕這丑聞可能傷害它對新教徒的斗爭,所以采取了鎮(zhèn)壓的手段。1616年,教會宣布哥白尼主義是“虛偽的、錯誤的”,并命令伽利略不準(zhǔn)再“保衛(wèi)或堅持”這一學(xué)說。伽利略勉強(qiáng)接受了。
1623年,伽利略的一位長期朋友成為教皇。伽利略立即試圖為1616年的判決翻案。他失敗了,他設(shè)法獲得了準(zhǔn)許,在兩個前提下寫一本敘述亞里士多德派和哥白尼派理論的書:他不能有傾向,同時要得出結(jié)論,表明人類在任何情況下都無法決定世界是如何運(yùn)行的,因為上帝會以人類不能想象的方法來達(dá)到同樣的效果,而人類不能限制上帝的萬能。
這本題為《關(guān)于兩個主要世界體系的對話》的書,于1632年在檢查官的全面支持下完成并出版了,并且立刻被全歐洲歡呼為文學(xué)和哲學(xué)的杰作。不久教皇就意識到,人們把這本書看作是確認(rèn)哥白尼主義的論證,后悔允許該書出版。教皇指出,雖有檢查官正式批準(zhǔn)出版該書,但伽利略依然違背了1616年的禁令。他把伽利略帶到宗教法庭面前,宣布他終身軟禁,并命令他公開放棄哥白尼主義。伽利略又第二次被迫從命。
伽利略始終是一個忠實的天主教徒,但是他對科學(xué)獨(dú)立的信仰從來未被動搖過。1642年,即他逝世前4年,當(dāng)他仍然被軟禁時,他第二本主要著作的手稿被私下交給了一個荷蘭的出版商。正是這本被稱為《兩種新科學(xué)》的書,甚至比支持哥白尼更進(jìn)一步成為現(xiàn)代物理學(xué)的起源。在這本書中,伽利略首先研究了慣性運(yùn)動和落體運(yùn)動的規(guī)律,為牛頓第一定律和第二定律的研究鋪平了道路。他堅持“自然科學(xué)書籍要用數(shù)學(xué)來寫”的觀點(diǎn),倡導(dǎo)實驗和理論計算相結(jié)合,用實驗檢驗理論的推導(dǎo)。這種研究方法對以后的科學(xué)研究工作具有重大的指導(dǎo)意義。