中外科学家发明家丛书:伽利略-第2章
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下，就能求出空气的重量。
伽利略把一根长34英尺，口径是一平方英寸的管子装满水，然后秤了水
的重量，这些水恰好是15磅。
伽利略认为。因为空气的重量总要把水往下压，而水又总是想法往上涌，
所以物体在水中会减少重量。任何物体入水后，水就从它下面把物体往上推。
水就是这样帮助人游泳，帮助船舶在海上航行。坚实的物质一般不能在水中
漂浮，往往沉入水底，因为它们比水重。但木材通常比水轻，因此能在水中
漂浮，不会下沉，所以人们通常用木材造船。
伽利略还认为，每种物质都由粒子组成。在气体中，粒子并不紧密地聚
集在一起，所以气体很轻；液体中，粒子聚集得较紧密，所以液体要重一些；
在固体金属中，粒子聚集得很紧密，所以很重；但是在固体的木材中粒子排
列的并不很紧密，所以木材比铁轻。
伽利略在同事中有几位挚友，但他得罪了那些亚里士多德派的教授，他
还尖锐地批评了一项改善里窝诺港口的方案，在托斯坦纳宫廷中树了劲敌。
1591年，伽利略的父亲文森西奥去世了，他不得不抚养弟妹，特别是他
为其大妹费吉尼娅置办了丰厚的嫁妆，使他经济拮据，入不敷出。伽利略不
得不当上了私人教师，虽然增加了收入，但使他不能有很多空余的时间来做
实验。
伽利略考虑解决问题的办法只能是离开比萨大学到薪金比较高的地方做
大学教授。
伽利略告别了比萨，回到了佛罗伦萨，用了几个月的时间，处理家里的
困难。
1592年，伽利略给一些大学和要人写了信，向他们求助。不久，从威尼
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斯来了一封信，邀请他去帕多瓦大学执教数学，薪水是在比萨时的三倍。
帕多瓦属于威尼斯邦国，距威尼斯陆路20英里。威尼斯是座水上名城，
城里大街小巷是由河流组成的，居民们使用船只。河流流往各所住宅的围墙，
家家户户的门前都停泊着船只。
威尼斯的人民很勤劳，这里生产闻名全欧的玻璃器皿；威尼斯的商品在
欧洲和亚洲都有出售。1271年，马可·波罗从威尼斯出发，经陆路到达中国，
使整个欧洲掀起了到东方寻找黄金的热潮；威尼斯拥有很多船只，是地中海
最强大的国家。
意大利的很多邦国都惧怕罗马教皇，但威尼斯不怕他。
威尼斯人认为，教皇是教会的领袖，但不是威尼斯的领袖，他不应该对
威尼斯的医生和教师发号施令。
威尼斯政府比较开明，威尼斯人乐意学习新思想，帕多瓦大学是意大利
的著名学府，威尼斯和帕多瓦人欢迎伽利略到他们那里去，而伽利略也盼望
着到威尼斯来。
四、温度计的发明
帕多瓦大学医学院闻名于全欧洲，曾在这里执教的有比利时医生和解剖
学家，近代解剖学的奠基人维萨留斯（1514—1564），意大利解剖学家和医
生，发现静脉瓣的法布里修斯则刚刚在那里执教。在哲学方面，1589年去世
的扎巴瑞拉是亚里士多德自然哲学方法的主要倡导者，继承他的克雷蒙尼
尼，坚定不移地捍卫亚里士多德学说。在数学方面，仅次于波洛那大学，在
意大利所有大学中排名第二。
伽利略来到帕多瓦大学后，参加了在意大利博物学家潘因里 （1535—
1601）家里的一个活跃的知识团体，潘因里一直是伽利略的亲密朋友。伽利
略还在潘因里家里住过一段时间，并且在这里结识了意大利科学家萨比（1552
—1623）和意大利神学家、红衣主教贝拉明（1542—1621）。
潘因里去世后，这个团体中的文学爱好者主要聚会场所移到意大利著名
拉丁诗人和外交家奎伦格（1546—1633）家，伽利略十分喜爱奎伦格的诗歌。
1593年，伽利略在帕多瓦大学写了力学和筑城学课程大纲，目的是为了
辅导在这里就学的外国青年贵族。
1597年，伽利略发明了“军用测位罗盘”的机械计算器，起初是为了解
决炮击问题，后来经改进，几乎能快速解决任何可能遇到的应用数学问题。
1599年，伽利略雇了一名工匠，专门制造这些仪器来出售，并开始每年
开办讲座来介绍用法。
伽利略在这所以医学闻名的大学里，接触到很多医生，因此，他常想造
一些对医生有帮助的仪器。
伽利略用手握住了一根试管的底部，过了一会儿，他把试管的上端插入
一罐冷水中，然后把手松开，管子变冷了，把水吸上来了。
伽利略又用手握住试管，空气逐渐变热了，管内的水下去了。
伽利略在试管上标出一道一道的刻度，在每道刻度上标明数字。
伽利略让他的学生都自己做实验。当每个学生把手放到玻璃管上后，水
总是达到同一刻度。伽利略告诉他的学生，这是因为他们的血液始终是同一
热度——即相同的温度。
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伽利略认为，这个实验能帮助医生工作，人生病时，血液里的温度通常
都要升高，病人握着试管，管内的水就会由于病人血液温度的升高而升到较
高的刻度，这样，医生就知道病人血液的热度了。
这就是伽利略发明的最初的温度计。
伽利略对他的温度计并不满意，他想水在寒冷的天气要结冰，水结冰时
体积就会膨胀，冰就会把试管崩裂。
伽利略又试验了许多种液体，最后，他试验了一种酒精，冬天不会结冰，
成为制造温度计的良好液体。
伽利略的温度计不是最理想的，但是，伽利略的思想对我们今天护理病
人仍然是有帮助的。
五、望远镜的发明
伽利略在帕多瓦认识了一位漂亮的威尼斯女子，名叫马丽娜·甘芭，1600
年和1602年，她为伽利略生了两个女儿，1606年又生了一个儿子，名叫文
森西奥。
伽利略和玛丽娜并未正式结婚，他们不住在一起，而是分别住在临近的
街上，但是，伽利略对玛丽娜和孩子们照料得很周到。
伽利略的工作需要安静，因此他不愿和她们住在一起。
伽利略依旧喜欢夜晚坐在户外，观察星星，不和她们住在一起，也就不
需要早早地上床睡觉了。
1609年7月，伽利略去了一趟威尼斯，在威尼斯遇到了萨比，萨比向伽
利略讲述了这样一件事：荷兰人发明了一种仪器，它可以使远处的物体显得
很近，并于1608年向荷兰政府申请了专利。伽利略又收到了一个他以前的学
生的来信，信中说，有个叫利珀希的荷兰人，制造了一种特殊的镜片，这种
镜片，能把隔着一条河的一个姑娘的脸庞看得就像近在咫尺。
伽利略把这封信读了两遍，紧接着从椅子上跳了起来，他发誓要做一块
更好的，做一块能看见月亮面貌的。
伽利略很快就造出他的镜片，但是只是个能放大二、三倍的玩具。伽利
略写信给在威尼斯的萨比，保证不久就造出一架更好的。
8月下旬，伽利略又给威尼斯带去一架，用它比训练有素的了望员用肉
眼观察可以早两个小时发现进港船只。伽利略把它送给了总督，他获得了终
身教授的职位，薪水增加了将近一倍。伽利略知道，它对威尼斯的重要性不
亚于一支海军。
伽利略并没有接受总督的馈赠，匆忙赶到佛罗伦萨，向科西默大公展示
了他的新仪器。
12月1日，伽利略造出一架放大20倍的镜片。这架镜片可以看到天上
的东西。
伽利略用他做好的镜片去观察月球，他清清楚楚地看到了月球的表面。
1611年4月，伽利略访问罗马，意大利博物学家塞西（1585—1630）组
织的林赛学会 （猞猁眼或山猫眼学会，比喻科学家目光敏锐）设宴招待伽利
略，在第1次宴会上创造出了“望远镜”一词。
伽利略75岁时，教会了一个朋友制造特殊镜片“透镜”。
伽利略心爱的望远镜，还在佛罗伦萨。
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伽利略还制造了另一种镜片，命名为显微镜，送给德国国王的儿子一架
当玩具，并为此而写了一封信。
六、天文观测
在天文学的研究中，古希腊科学家阿里斯塔克斯 （公元前3世纪），认
为地球是围绕太阳旋转，而托勒密 （公元2世纪），则认为太阳是围绕地球
旋转。意大利的罗马教会是托勒密学说的忠实捍卫者，他们禁止教员讲解任
何其他不同观点；因为托勒密体系最容易与亚里士多德学说相吻合。
但持有不同观点的人终究是有的，波兰有才华的科学家哥白尼 （1473—
1543）在他逝世那一年，问世了他的著作《天体运行说》一书。哥白尼认为
阿里斯塔克斯讲的是对的，地球的确是在围绕太阳旋转，地球就像金星、木
星、水星、火星和土星一样，是个行星。这些行星都在围绕太阳旋转，因为
太阳的重力吸引着它们。这些行星不是炽热的，只有当太阳光照耀着它们时，
才能发光。
哥白尼不能证明他的学说。因此，有些亚里士多德派的学者竟这样反驳
哥白尼说：“一星期有七天，一个人有七窍——两个眼睛，两个耳朵，两个
鼻孔，一张嘴巴，因此，七是唯一重要的数字，只能有七颗行星，哥白尼列
举了五个行星的名字，如果加上太阳和月亮，正好是七个了。”
伽利略嘲笑这种说法，他常说：“眼睛啦，鼻子啦！有些人就只看见鼻
子底下的那点东西。我要证实，哥白尼是正确的。”
现在，伽利略有了望远镜，他可以证实了。
伽利略首先用望远镜研究月球，他发现，月球上有奇异的斑点，有些斑
点老是黑暗的，它们一定是海 （实际是火山口）有些斑点不断改变颜色，他
们亮了几个小时后，逐渐变黑，然后又变得明亮了，因此这些斑点一定是山
脉。
伽利略认为，月球在旋转，因此太阳光在不同时间就照射在山脉的不同
部位上。
伽利略还注意到，当月亮只有半边发亮时，注意观察，另半边好像不在
这里。但如果使劲看，就能看见。这是因为地球将太阳光反射到月球上。我
们接收月亮的光，月球接收来自我们地球的光；地球和月亮自身都不发光，
它们只能反射太阳的光。
接着，伽利略开始研究行星。他用望远镜观察行星，发现行星显得比较
大，用望远镜观察恒星，它们并不显得大，因此，伽利略认为，恒星离地球
一定比行星远得多。
1610年1月7月，是伽利略生命中最伟大的一天，当他把望远镜对准木
星时，他发现木星附近有三个像小月亮一样较小的星球。
第二天晚上，这三个星处在不同的位置上。过了几个晚上，出现了第四
颗星。这四颗星每天晚上都改变位置。
伽利略明白，他可以肯定哥白尼是正确的了。亚里士多德派的学者说，
月球绕地球旋转，因此太阳也一定绕地球旋转。但这些“月亮”却绕木星旋
转，而太阳并不绕木星旋转。因此他们的理由是站不住脚的，现在可以证明
他们错了。
1610年3月，伽利略的《星球的使者》一书出版了。他在这本书里解释
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了月亮、行星及星星的许多事实，阐述了哥白尼的学说，为它提出了许多很
好的理由，相当清楚地表明，哥白尼是正确的。
伽利略通过托斯坦纳驻布拉格大使征求当时在布拉格的德国天文学家和
物理学家开普勒（1571—1630）的意见，开普勒立即写了“与《星球的使者》
讨论”的长篇文章，文中承认伽利略的发现是真实的。几个月以后，开普勒
用伽利略送给科隆选侯的望远镜亲自进行了观察，撰文证实了木星卫星的存
在。
但是，伽利略认为，他还不能完全证明这些论点，他还需要继续观察木
星几年，所以他没有完全公开宣布接受哥白尼的学说。
9月，伽利略搬到了佛罗伦萨，又开始观察金星和水星，在晚上和黎明
前，他常常见到金星和水星离太阳很近，也能清楚地看到金星和水星绕太阳
旋转。
伽利略注意到，这两颗行星像月球一样改变其形状，当它们处于太阳的
这一边时，其形状不是圆的，这是因为太阳只照射到这两颗星的表面，而我
们则处在它们的背面。
伽利略还注意到，每当这两颗行星绕到太阳对面一边时，它们呈圆形，
但要显得小一些，因为它们距离我们很远。金星离我们最近，它发出的光最
亮。只有金星和水星运行在地球和太阳之间，所以也只有它们会改变形状。
1610年7月，伽利略观察到土星旁边有两颗大卫星。第二年这两颗卫星
变得小多了；1612年，这两颗卫星杳无踪影，1613年再次出现。1616年这
两颗卫星在土星周围几乎形成一个圆环，然后又开始逐渐变小。
伽利略将以前未曾发现的几个星座中的恒星标在星图上，他还观察到，
银河是由千百万颗小星星组成的。
伽利略给各国的要人送了一百本书，随同每书还附上一架望远镜，以便
让他们能够亲眼证实他的见解。
伽利略在佛罗伦萨着手研究的第一个课题是确定木星四颗卫星的轨道周
期，这项工作非常艰巨。
12月，伽利略写了一封信给开普勒，信中说他已获得有关卫星周期的线
索。
1611年3月，伽利略掌握了推算所必需的基本数据。在4月访问罗马期
间，他开始编制卫星运动表。
七、太阳黑子
伽利略每年到佛罗伦萨度假。伽利略休假时，经常给他的好朋友，大公
的儿子——年青的考锡摩讲授数学。1609年大公去世，19岁的考锡摩即位。
伽利略送给考锡摩一架望远镜，考锡摩也开始研究月球，并给伽利略写
了一封信，让伽利略来佛罗伦萨工作，在比萨大学担任数学教授，但用不着
执教。
伽利略很高兴地接受了这个提议。
1611年，伽利略到了罗马，给教会看了望远镜。他们用望远镜观看行星
和月亮，证实了伽利略的发现。但是有些人害怕望远镜，连看都不看。
伽利略返回佛罗伦萨，开始研究太阳。他注意到太阳表面有些奇异的黑
点，这些黑点缓慢地横移过太阳表面，因此，他认为太阳一定在缓慢地旋转，
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他计算出太阳旋转一周需要25天。
伽利略在1613年出版了《关于太阳黑子的信札》，�
