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本文摘自北大物理学教授秦克诚先生的著作《方寸格致》(原名《邮票上的物理学史》)第七章——《邮票中的伽利略》
上一节我们已经分享了伽利略贡献一,
今天我们将继续跟大家分享
伽利略贡献二——光学的贡献
我们再来说说伽利略在光学的贡献
1. 伽利略不仅是第一批制造望远镜的人之一,而且于1609年首先用望远镜观察天空,开创了天文学的新纪元,从肉眼观测进入望远镜观测的时代。这是一件了不起的大事,400年后,联合国将2009年定为国际天文年。当年的欧罗巴邮票的主题也定为国际天文年,这使得在2009年出了不少伽利略望远镜的邮票。
伽利略制作的折射望远镜如图下所示。
这是伽利略的像和他的折射望远镜。
下图上有伽利略、望远镜和太阳系八大行星,不过在伽利略的时代,人们只知道太阳系内连地球在内只有六个行星,天王星和海王星是后来才发现的。
通过望远镜观测,伽利略得到一系列发现:银河是由大量恒星组成;太阳黑子和太阳自转;月面上的地貌起伏和陨石坑;木星有四个卫星和土星的“附属物”(伽利略没能分辨出土星的光环,以为是两颗卫星,土星光环是后来由惠更斯发现的);金星的盈亏变化等。伽利略将这些新发现都写在“星界报告”一书中。这些发现引起了轰动,人们纷纷说,哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。
下面这些邮票上有这些内容。
下面的邮票综合表现伽利略的成就。
巴拿马1965年为纪念伽利略诞生400周年发行的三角邮票,有伽利略像的邮票上,像下面的文字是“实验物理学和近代力学的奠基者”,其他是比萨斜塔、引力、弹道曲线、流体静力学天平(即前述的浮力天平)、摆的等时性等,是伽利略的物理学工作;有望远镜的邮票上,望远镜后面的书是《星界报告》,有地球绕太阳的公转和月亮绕地球的转动,木星的四个卫星,左边的文字,下面是“天文学发现”,上面是“银河中的星星”,即伽利略发现银河是由大量恒星组成的,这张邮票是伽利略的天文学工作。
几内亚-比绍2008年发行的天文学发现小全张中的一枚票,背景上穿红衣服的人的图就是威尼斯执政官用望远镜看远景的图,但是左右反转。邮票上的文字是:“在科学革命中起重要作用的物理学家、数学家、天文学家和哲学家”。这句话可以用作伽利略一生的论定:他彻底完成了哥白尼日心说革命,告别了中世纪的玄学思考,奠立了近代物理学和近代天文学。
据称是西撒哈拉解放阵线于1992年发行以纪念伽利略逝世350周年的。全套5张。第一张是伽利略的肖像。第二张是他的折射望远镜,背景是太阳上的黑子。第三张上有摆的等时性、木星的4个卫星、月亮上的陨石坑、繁星组成的银河、显微镜(伽利略也是第一批制造显微镜的人之一,他用透镜组合成显微镜)等内容。第四张上是伽利略的著作:1610年出版的《星界报告》和的1699年版的《对话》。第五张是伽利略在佛罗伦萨的故居,他最后的日子便是在这里度过的。
伽利略用望远镜在天空的这些新发现为哥白尼学说提供了最确凿的证据并且发展了哥白尼学说:太阳黑子和月面起伏表明天体不是完美的,而表面同样满布皱折的地球也有资格成为天体的一员,天和地并没有本质的区别;木星连同其卫星本身就是一个小哥白尼系统。金星星相的变化尤其有说服力。伽利略发现:不同季节里观察到金星的大小变化好几倍,并且伴随有星相变化,当它显得很大时呈月牙形,显得很小时呈正圆形。用哥白尼学说很容易说明这种现象,前一情况发生在金星处于太阳与地球之间时,后一情况则发生在金星与地球分处太阳两侧时。而在托勒密体系中,金星永远在太阳与地球之间,并且由于金星是内行星,它总是在太阳邻近,那么从地球上看它只能呈现月牙形而不能有完整的盈亏圆缺变化。
伽利略才华横溢。对于他拥护的理论,他是一个很好的宣传家。他的著作,文笔酣畅,立论周密,很有说服力。为了让更多的读者读懂,他的《关于两大世界体系的对话》是用生动的意大利文写成,而不是按当时的习惯用拉丁文写。“伽利略不像哥白尼那样仅仅为学者写作,而是为所有人写作,因此吸引了许多学生和信徒。”“他以非凡的文学才能,用极其鲜明生动的语言,向他那个时代受过教育的人进行宣传,克服他同时代人的人类中心论和神秘思想,并且引导他们恢复从客观的和因果关系的角度来看待宇宙。”经过他对日心说的大力宣传和对经院哲学的辛辣批判,加上前面所说的新发现的证据和开普勒的工作,使日心说广为流传,深入人心,也引来了教会的嫉恨和迫害。他又非常自负,说话尖刻,得罪了当局不少人,这也是他受迫害的一个原因。
今天就先跟大家分享到这里,明天我们继续为大家分享——伽利略的贡献三。
《方寸格致》的介绍:
方寸,可跨越时空,可俯仰宇宙。
格致,需潜心治学,需蓦然顿悟。
然而,迥异的名词,却在这本《方寸格致》(原名《邮票上的物理学史》)中完美契合。
本书作者秦克诚先生自幼开始集邮,入读北京大学后,他将这一业余兴趣与专业志趣结合起来。经历新中国的建立,经历十年浩劫,也曾飘洋过海去斯坦福大学进修,去德国访问,无论何时何地,他始终坚持这一兴趣,集邮迄今已逾甲子轮回,占据了他年岁的近九成。
秦克诚先生崇尚古希腊璀璨的文明,更崇尚亚里士多德响彻云霄的“吾尤爱真理”的宣言;他热爱文艺复兴的波澜壮阔,不忘达芬奇神来之笔下的黄金分割;他赞美被苹果引发灵感的牛顿,也赞美牛顿同时代的群星荟萃;他向爱因斯坦的幽默与豁达致敬,尤其是72岁生日留影时伸出的舌头……这些都记录在一格一格的方寸之上,格物的态度、致知的精神,在方寸间追溯了古往今来,跨越了须弥芥子。
本书是秦先生毕生的蒐求,是艺术对科学的回响,也是赠予世界的礼物。
他的书曾经获得这样的评价:
诺贝尔奖得主杨振宁教授2006年7月5日主持吴大猷奖颁奖典礼时的讲话——
作者用深入浅出的文笔,把邮票上的物理事件、重要发现、主要人物和事件发生的经过,写成这本图文并茂的书,很有意思,这种科普书会影响很多人。
清华大学 陈难先院士——
秦克诚的必然独到之处就在于是用他的心向读者作奉献的,他写的书当然和别人不会一样,因为他的工作条件没有别人那么好,但是他对物理和邮票坚持特有的兴趣和品味。它的命题,它的内容,它的陈述,它的意义都是与众不同的。创新来自积累和想象力,哪来条条框框可以套用?他今天写的和昨天写的也不会一样。
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