哈佛出版,一本一口氣獲得400年智慧的書,看完人都開闊了

一個人理論上的物理壽命,最多不過一百之數。
但精神壽命就不盡然,只要你努力,通過閱讀,可以毫無阻礙地繼承過去數十億年的記憶,成爲一個真正博古通今的智者。
但一口吃成個胖子終究不是好事兒,所以今天,我們就先給自己微微續個400年的命吧!
阿信要說的這本重磅新書,叫——《伽利略的望遠鏡:一件天文儀器引發的變革》

對於不愛理科類題材的讀者來說,光看書名心裏就已經打起了退堂鼓。

但這正是《伽利略的望遠鏡》的書齋趣味之所在。

因爲,只要聊到我們每天感知到的這個現實世界的一切,背後的底層原理都建立在一個人身上——伽利略。

愛因斯坦就對此有着一錘定音的概括:“他是現代物理學之父,實際上,他是整個現代科學之父。

伽利略

現代科學以實驗事實爲根據並具有嚴密邏輯體系的方法論,由伽利略一手確立。每個中國孩子在成長過程中,都讀到過的伽利略在比薩斜塔上做的“兩個鐵球同時落地”的實驗,就是這一事實的最佳力證。

但你肯定不會想到,這個中國孩子最爲熟悉的歐洲老頭,在中國卻幾乎找不出什麼關於他的一手圖書,大多數不過是轉手過無數次的翻譯資料而已,看似豐富,但內容高度同質。

迄今爲止既得到國際伽利略研究學界肯定,又獲得全球大衆讀者認可的經典在國內翻譯出版的堪稱寥若晨星,俄羅斯科學史巨匠亞歷山大·柯瓦雷1939年出版的《伽利略研究》便是其中之一。

今天介紹這本《伽利略的望遠鏡》是進入21世紀爲全球公認的研究伽利略的佳作之一,英文首版由哈佛大學出版社於2015年出版。

本書三位作者的文化和學術背景尤其值得關注:

馬西莫·布錢蒂尼,意大利錫耶納大學科學史和意大利當代文學史教授。研究方向爲伽利略在意法兩國的神話和科學。另出版作品《伽利略和開普勒》等。
米凱萊·卡梅羅塔,意大利卡利亞里大學科學史教授。主要研究方向爲文藝復興和近代早期的科學,曾編輯出版《伽利略·伽利雷文集》。
弗蘭科·朱迪切,意大利貝加莫大學科學史教授。曾出版《牛頓的光譜》闡釋牛頓關於光和顏色的理論。
《伽利略的望遠鏡》的三位作者蒐集了海量的日記、筆記、信件、檔案、年表等文獻,再現了400多年前伽利略對星空的觀察、《星空報告》的發表與傳播,以及顛覆性觀點引發的一系列戲劇性故事,還原了一段完整而傳奇的歷史。


在目前翻譯出版的中文伽利略傳記中,能像《伽利略的望遠鏡》的三位作者這樣,真正深入伽利略所處的歷史文化背景,對伽利略的原始手稿進行精讀的,應該還沒有第二本。

讀這本《伽利略的望遠鏡》在這樣一個呼喚科技創新,突破基礎科學“卡脖子”困境的今天,或許還有另外一重現實作用——“祛魅”。

從伽利略望遠鏡中鏡片,再到EUV光刻機中的鏡片,西方從基礎科學到科技應用都全面領先世界,背後靠的不是不可戰勝的聖人神蹟。

是像伽利略這樣的科學家,一代一個腳步,每代人都盯在一個簡單卻極度耗人的重大課題上,數代人延綿不停地積累,逐漸壘起的科學高塔。

《伽利略的望遠鏡》帶我們回到西方科學革命的原點,讓我們重新審視這樣一個根本課題——讓伽利略這樣看起來沒有什麼瑰偉之姿的學者發揮出應有作用,究竟需要哪些條件?
01
從“玩具”望遠鏡到天文望遠鏡


1608年,一位荷蘭的眼鏡製造商漢斯·李普希在商店前看到兩個小孩正通過前後兩塊透鏡看遠處教堂上的風標,便也開始嘗試。

他發現用兩片透鏡觀察時,遠處的風標被放大了許多,於是進一步將兩個鏡片組裝在一起,用一根管子作爲骨架,經過多次實驗,最終成功組裝出了歷史上第一架望遠鏡。

漢斯·李普希

漢斯·李普希的這一發明被廣泛認爲是現代望遠鏡的起源,並申請了專利,標誌着望遠鏡開始被廣泛應用。

李普希也就被認爲是望遠鏡的發明者。

將兩塊不同的透鏡組合起來,內置於一根管子的兩端就可以達到放大遠處物體的效果,這一點衆人皆知,而李普希的成功之處在於:在鏡片上裝了一個小孔徑的紙質光圈,解決了因鏡片邊緣打磨不充分而導致的光學失真問題。

這是一個極爲簡單的計策,而這種方法也迅速被他人發現和掌握,其中就包括我們的主角伽利略。

當時,有一位不知名記述者預測到:望遠鏡不僅能夠在日常和軍事上大有用途,這一成果也可擴展至天文學的觀測範圍,藉助這個新儀器,人們就能看見“一些通常情況下肉眼看不見的星星,因爲它們太小,而我們的視力有限”。

伽利略

如何將望遠鏡的性能進一步加強,以應用在更深遠的領域呢?看準瞭望遠鏡強大潛力的伽利略,開始埋首研究。

他把信封當作便條使用,有時在上面記錄意想不到的觀測結果,有時在信封上寫下購物清單,他計劃採購的不僅有衣食,還有高質量玻璃以及其他一切製造工作需要的物品。

他頻繁往返於威尼斯街頭探訪制鏡工匠和玻璃工人的作坊,到後來甚至親手製作鏡片。

最終,伽利略將基礎的光學知識同工匠們制鏡時高效的生產過程結合起來,製造出了更爲先進的望遠鏡,他也成了一名熟練的工匠。

伽利略的望遠鏡

1609年8月底,伽利略的“望遠管” 已經比歐洲市場上任何的“管子”都要強大至少5倍。

但是,他遠不只是優化了其性能:當時幾乎所有人都認爲這一裝置將應用於軍事或航海領域,而伽利略卻在短短3個月的時間裏,將這個基礎的光學裝置改造成了精密巧妙的天文儀器。

這是一個新紀元的開始:天體新發現將永久改變人們對宇宙的印象和認知。
02
用望遠鏡探祕天空


一臺可以觀察月球的望遠鏡誕生了,月球上那些當時無人知曉的細節就此揭開面紗。

1609年9月至10月,伽利略開始嘗試用望遠鏡觀測月球。在11月末,他啓動了系統的觀測計劃。

當時,他成功地設計了一個能夠放大20倍的儀器,並在短短几天內就做出了成品。

原來月球表面並不是像衆多人相信的那樣,一馬平川、光滑潔淨。一眼看去,它是陡峭嶙峋、高低錯落的,總而言之,月球的溝壑同地球表面散佈的山川河谷類似,但要比地球上的大得多。

這一“最新發現”表明,月球表面起伏不規整,溝壑縱橫,這無疑是一個具有劃時代意義的轉折。


但與教會的觀點相矛盾,教會宣稱天堂是自然原始、恆久不變的,不像墮落無常的地球。人們不得不重新思考傳統觀點對於宇宙空間的等級劃分,推翻根深蒂固的認知,即地球和其他天體之間有本質上的區別。

然而,伽利略沒有停止腳步。

1610年1月,又有一顆星球吸引了伽利略的注意,那就是木星。與其他星體不同的是,木星的身邊還有另外三個天體。

1月15日對伽利略來說是意義非凡的一晚。在觀察木星至深夜後,伽利略得出結論:這些星星“並不完全在一條直線上運動”,而是有自己獨特的排列方式。

伽利略連續追蹤了7個晚上,終於茅塞頓開:那些運動軌跡怪異的星星正是圍繞木星旋轉的衛星。

接着,伽利略又把他的望遠鏡對準了金星。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,並且會出現盈虧變化。

金星相位

在當時,主流的地心說模型無法解釋金星的盈虧現象,而哥白尼的日心說模型卻能很好地解釋。金星的盈虧變化很好地證明了日心說。
03
伽利略望遠鏡引發的世界性變革


伽利略將他的發現一一收錄進了他的著作——《星空報告》中。這份改變西方文明史的報告於1610年3月13日週六晚間正式問世。

《星空報告》的影響力之盛是當時任何解讀方式都削弱不了的。書中講述了伽利略製造天文望遠鏡的過程,以及他的觀測成果。

書裏描繪了月球上的山脈山谷,描繪了英仙座和獵戶座星雲周圍小星環繞的清晰輪廓,還詳述了圍繞木星的四顆衛星的發現,將日復一日對其運動軌跡和確切位置的觀測呈現給讀者,故此書在當時的同類書籍中可謂獨樹一幟。

這本書不僅提供了看待地球的別樣視角,還讓人以不同的方式看待人與世界、與自然的關係。縱觀現代思想史,其傳播範圍之廣、速度之快,沒有任何其他作品可以匹敵。

實際上,“閱讀”它並不重要,因爲只要翻開這本書,瀏覽5張月球插圖、4張銀河插圖和按時間順序排列的木星衛星“繪畫”,就能體會到這本書與其他描述天體和測量行星間距的書的不同之處。

伽利略描繪的月球

《星空報告》的革新性和獨創性就在於此:所有的文字都是爲圖像服務的,而不是圖像爲文字服務。

1610年3月19日,此書出版僅過了6天,印出的550冊書就售罄了,而伽利略自己從印刷廠本應收到30冊書,但只拿到了6冊。伽利略計劃不久後出版第二版,這版用俗語寫作,增補新的觀察結果,尤其是插入完整的月球圖像。

伽利略的發現席捲歐洲大陸,他帶着他的望遠鏡出發,開啓了周遊各國的旅途。

他先後獲得了數位學者的肯定,在開普勒撰寫的《與〈星空報告〉的對話》中,他表現出對伽利略及其發現的堅定支持:

我反對那些固執批評新發現的人,對他們來說,所有未知的事物都難以置信,所有超出亞里士多德學派慣有的狹隘眼界之物都是瀆神和可恥的。

然而,反對的聲音也掀起了浪潮。

伽利略望遠鏡及《星空報告》的問世嚴重衝擊了神學、哲學、天文學等各個領域。

承認新天體不僅會破壞蒼穹的秩序和美麗,如莎士比亞所言,“華麗的天穹中綴滿金色火焰”,還會侵蝕世界的本質,威脅上帝構想並創造的人與自然間的和諧與尺度。

彼時的羅馬教會堅定地推崇托勒密的地心說理論, 日心說與天主教義完全不符。無須多言,伽利略的發現中科學與信仰的衝突清晰可見,這樣的衝突將伽利略和羅馬教會明置於對立

《宗教法庭對伽利略的審判》,法國,約瑟夫-尼古拉斯·羅伯特-弗勒裏繪

伽利略毫不忌諱地四處宣傳哥白尼的日心說,越來越多的人站到了哥白尼的陣營。羅馬教廷終於坐不住了,如果任由事態繼續發展下去,教會對人們的精神統治將發生動搖。

1616年3月5日,哥白尼學說受到審判,伽利略以此爲基礎揭示的宇宙論含義也遭到沉重打擊。彼時《星空報告》問世已6年,同樣爭議不斷的《關於太陽黑子的書信》也已出版3年。

望遠鏡的熱潮席捲各地,然而這股熱潮沒有令伽利略和哥白尼的宇宙觀成爲普世守則。世人接受了望遠鏡,卻不接受新的天空,要讓人們接受全新的世界體系,任重道遠。
04
來自星空的邀請


在伽利略赴羅馬4年後,以“陽瑪諾”之名爲人熟知的葡萄牙耶穌會士曼努埃爾·迪亞士(Manuel Dias)在北京出版了一本名爲《天問略》的小冊子,首次用中文詳述了最新的望遠鏡發現。伽利略和他的望遠鏡正式傳向了世界。

人類對宇宙無盡的好奇心驅使我們觀測更加遙遠且闇弱的天體,因此,就需要造出更大口徑的望遠鏡。伴隨着工業技術的提升,人們展開了製造望遠鏡的競賽,這場競賽至今仍在繼續,勢頭正盛。

自從1609年伽利略發明了第一臺應用於天文觀測的光學望遠鏡後,四百多年來,天文望遠鏡經歷翻天覆地的發展變化,從折射式到反射式,從小到大,從單口徑到多口徑,從地面到空間,如今,望遠鏡家族也不僅僅只用於天文觀測了。

“詹姆斯·韋伯”空間望遠鏡

幾百年的時間裏,天文學家靠着越來越先進的望遠鏡獲得了巨大的成果,使得我們對太陽系、銀河系、河外星系乃至整個宇宙的認識,經歷了一次次重大飛躍,極大地推動了現代天文學和物理學理論的發展。

2016年中科院率領建成的FAST 500米口徑球面射電望遠鏡,成爲所有國人的驕傲。它不僅帶我們領略了遙遠的外太空的陰晴雨雪,還探測到了那神祕的“地外文明”的微弱信號,它讓幾萬光年外的世界將不再陌生。

FAST射電望遠鏡

2023年9月,由中國科學技術大學和中國科學院紫金山天文臺聯合研製的墨子巡天望遠鏡正式投入觀測。它拍攝了仙女座星系照片,爲研究宇宙深處提供了寶貴資料。

望遠鏡還發現了兩顆近地小行星2023 WX1和2023 WB2,對太陽系天體普查貢獻顯著。此外,它在黑洞潮汐撕裂恆星事件等領域也取得突破,展現了中國在時域天文研究的領先地位……

望遠鏡的發展史是人類探索宇宙的縮影。

從伽利略的時代開始,科學家們不斷突破技術瓶頸,將宇宙的邊界一步步拓寬。

與伽利略所處的時代不同,現代人類秉承探索真理的心,用開放的心態接受一個個迭代的全新理論,準備迎接未來的發展。

而這一切,都始於那些看似不起眼,實則隱藏着無窮奧祕的小小鏡片。


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