伽利略传:现代科学之父的探索与抗争

前言作为一名天体物理学家，我一直被伽利略深深吸引。毕竟，他是现代天文学与天体物理学的奠基人。他让一个古老的专业成为一扇了解宇宙深处奥秘和惊人奇观的窗口。不仅如此，他还是为学术自由而战的象征。伽利略将透镜固定在一个空心圆柱体两端，仅用这样简单的组装就彻底颠覆了我们对宇宙的理解、对人在宇宙中位置的理解。在他身后400 年，我们发明出了伽利略望远镜的玄孙——哈勃太空望远镜。我作为一名科学家，运用哈勃太空望远镜工作了几十年（直到2015 年）。经常有人问我，为什么哈勃望远镜能获得科学史上*知名项目之一的标杆地位？目前我至少找出6 个让哈勃望远镜广受欢迎的主要原因。这些原因的顺序不分先后，它们分别是：· 这架太空望远镜可以产生超乎想象的图像，它被一位记者称为“ 科学时代的西斯廷教堂”。· 哈勃太空望远镜为实际的科学发现做出了重大贡献：从确定太阳系外行星大气层的构成，到发现宇宙膨胀正在加速的惊人事实。· 围绕哈勃望远镜有个戏剧性事件：在望远镜发射升空几星期后，人们发现它的反射镜存在缺陷，这件事*初被认为是灾难性的失败，后来却转变为一次巨大的成功。· 科学家与工程师的聪明才智，加上宇航员的勇气，共同克服了难以想象的技术挑战，他们在地球上空几百千米的地方维修和升级望远镜。· 哈勃望远镜的寿命很长，它在1990 年成功发射升空，2019 年依然在出色地工作。· 哈勃望远镜项目的传播与推广计划效果卓著，它以高效的、引人入胜的、方便快捷的方式，将研究成果传播给科学家、教育工作者与公众。在我仔细研究伽利略的生平与成就时，我惊讶地发现我脑海中出现了相同的关键词：图像、发现、戏剧性、独创性、勇气、持久性以及传播。首先，伽利略运用他对月球表面的观察，创造出令人叹为观止的图像。其次，虽然他对太阳系和银河系的惊世发现并不能确证世界符合哥白尼的地球绕日运动学说，但这些发现摧毁了托勒密地心说宇宙观的稳固地位。*后，伽利略的一生充满戏剧性；他在力学实验中表现出杰出的独创性，在捍卫自己观点时则表现出莫大勇气；他成功地传播了他的研究成果，让人们能够获取这些知识；他的思想也成为现代科学建立的基础，这些使得伽利略及其故事永垂不朽。你可能会好奇，既然已经有不少关于伽利略的优秀传记以及对他成就的分析，为什么我会觉得有必要再写一本关于伽利略的书呢？我的决定背后有三个主要原因。首先，我意识到现有的这些传记很少是由研究型天文学家或天体物理学家撰写的。我认为，或者至少希望，一个积极从事天体物理研究的人，能够给这个似乎已经过度发掘的领域带来新的视角与见解。在这本书中，我特别尝试将伽利略的发现放在今天的知识、思想与学术背景下讨论。其次，也是*重要的一点，现在的读者会惊讶地发现，伽利略的时代与今天的情况十分相似。反对科学之人身居高位，并在政治上采取反科学态度；科学与宗教之间存在着不必要的冲突；人文科学与自然科学的分裂不断扩大。我们今天就生活在这样一个世界里。伽利略的故事强有力地提醒了我们思想自由的重要性。与此同时，他复杂的性格是在文艺复兴后期意大利与佛罗伦萨的社会背景下形成的，他完美地证明了人类思想的所有成就，都是某一种文化的一部分。*后，许多优秀的学术性传记中有些内容读起来相当深奥，又过分详细，受过教育但没有专业知识的人读来也是如此。我想为这个举世瞩目之人的生平与成就提供准确又简洁易懂的记述。从某种意义上说，我是在愚拙地尝试追随伽利略的脚步。他坚持用意大利语而非拉丁语发表众多科学发现，正是为了让每一个受过教育的人从中受益，而不是为少数精英人士服务。我希望这部伽利略的生平故事也能做到这一点，并能传达其中的重要意义。