人文科普:望遠鏡誕生413周年,伽利略用它到底看到了什么秘密?
發(fā)布時間:2022-08-24
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2022年8月21日,是人類歷史上第一架望遠鏡展出的413周年紀念日。1609年,伽利略創(chuàng)制了天文望遠鏡,并用來觀測天體。1610年1月7日,伽利略用自制的天文望遠鏡發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星,為哥白尼學說找到了確鑿的證據(jù),標志著哥白尼學說開始走向勝利。

借助于望遠鏡,伽利略還先后發(fā)現(xiàn)了土星光環(huán)、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧現(xiàn)象、月球的周日和周月天平動,以及銀河是由無數(shù)恒星組成等等。這些發(fā)現(xiàn)開辟了天文學的新時代。

公元1609年,在歐洲兩處相距352公里的城市中幾乎同時發(fā)生了兩件意義深遠的事情。第一件事是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。第二件事發(fā)生在意大利的威尼斯,1609年的8月21日,意大利科學家伽利略展出了人類歷史上第一架按照科學原理制造出來的望遠鏡。

其實最早發(fā)現(xiàn)望遠鏡秘密的不是伽利略,而是一位叫利波希的荷蘭眼鏡商人。這個人在制造鏡片的時候,把一塊凸透鏡和一塊凹透鏡合在一起往外看,遠處的東西就變近了。

伽利略對這個發(fā)現(xiàn)很感興趣,他用數(shù)學進行計算,研究用什么樣的鏡片、怎樣組合在一起效果比較好。最后,伽利略做了兩根管子,一根管子的一端放凸透鏡,另一根管子的一端放凹透鏡,其中一根稍微細一點,正好可以套在另一根管子里面,能夠自由滑動。這樣觀察的時候,就可以來回調節(jié),選擇合適的距離。經(jīng)過反復的研制和試驗,終于在1609年發(fā)明了世界上第一架能放大32倍的望遠鏡。

至于望遠鏡的真正價值,是由伽利略的科學實驗加以證實的。1609年,正在威尼斯的伽利略,從朋友的信中了解到利珀希制造望遠鏡的消息后,他回到帕多瓦就動手制作天文望遠鏡。不到3個月的時間,這位45歲的教授已經(jīng)仿造出了兩架望遠鏡,更不同尋常的是,他不光是把它們當作文人墨客、富商巨賈們尋歡作樂的玩具,只是看看遠山風景,而是把它指向了星空。從此,一扇通往宇宙奧秘的大門在天文學家面前打開了。

1609年12月,伽利略用他自制的望遠鏡觀測月球。他發(fā)現(xiàn)月球表面并非像亞里士多德說的那樣完美無缺,而是坑坑洼洼,凹凸不平。月球上布滿了一些四周高、中間低的環(huán)形結構,這就是后人所稱的“環(huán)形山”。更重要的是,他由此知道,月球并非是上帝創(chuàng)造的,天堂中的東西也不一定是盡善盡美的,他相信月球和地球一樣,是一個有著實地的世界,說不定,在那些山洞內還可能棲息著神秘的“月球人”呢。

接著,伽利略又把目標指向了燦爛的星星,盡管在望遠鏡里觀察“星星還是那個星星”,但星體明顯地變得更加明亮了,而且還出現(xiàn)了眾多原先肉眼無法見到的小星,由此他也成為世界上最早識破漫漫銀河奧秘的人——這不是“牛奶路”,而是無數(shù)星體交織在一起的光輝。這一切也使他相信,哥白尼所說的“恒星離我們極其遙遠”可能是句至理名言,不然為什么望遠鏡無法把它們放大呢。

伽利略的目光又投向了行星。1610年1月7日,他已見到了木星那淡黃色的小小圓面,這說明行星確實比恒星近得多。同時他馬上又發(fā)現(xiàn)木星旁邊始終有4個更小的光點,它們幾乎排成一條直線,連續(xù)幾個月的跟蹤觀測使他確信,像月亮繞地球那樣,它們都在繞木星轉動,應當是木星的衛(wèi)星。這說明,不是所有天體都在繞地球!所以也就成為哥白尼日心說的第一個觀測依據(jù)。

為了紀念伽利略這個發(fā)現(xiàn),后人還把這4個比較大的木星衛(wèi)星稱為“伽利略衛(wèi)星”。除了木衛(wèi)二略小于月球外,其他3顆都比月亮還大,而木衛(wèi)二則是天文學家的掌上明珠,因為它的冰層之下有著由液態(tài)水組成的海洋!

1610年,他又發(fā)現(xiàn)了金星存在陰晴圓缺的位相變化。這一發(fā)現(xiàn)有力證明了哥白尼日心說的正確性。他把新的發(fā)現(xiàn)寫成《星界的報告》一書,這本書的出版引起了巨大的反響。然而,神學家們卻咒罵望遠鏡是“魔鬼的發(fā)明”,伽利略也因宣傳日心說而受到教會的迫害。但他的成就開辟了科學的道路,動搖了宗教的統(tǒng)治地位,伽利略本人也成了近代實驗科學的奠基人。

伽利略是為維護真理而進行不屈不撓斗爭的科學戰(zhàn)士。當時,人們爭相傳頌:“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸,伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”****。

恩格斯稱他是“不管有何障礙,都能不顧一切而打破舊說,創(chuàng)立新說的巨人之一”。史蒂芬·霍金說:“自然科學的誕生要歸功于伽利略,他這方面的功勞大概無人能及。”

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