人文科普:望遠鏡誕生413周年,伽利略用它到底看到了什麽秘密?
來源:北京科協
發布時間:2022-08-24
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2022年8月21日,是人類曆史上第一架望遠鏡展出的413周年紀念日。1609年,伽利略創製了天文望遠鏡,並用來觀測天體(ti) 。1610年1月7日,伽利略用自製的天文望遠鏡發現了木星的四顆衛星,為(wei) 哥白尼學說找到了確鑿的證據,標誌著哥白尼學說開始走向勝利。

借助於(yu) 望遠鏡,伽利略還先後發現了土星光環、太陽黑子、太陽的自轉、金星和水星的盈虧(kui) 現象、月球的周日和周月天平動,以及銀河是由無數恒星組成等等。這些發現開辟了天文學的新時代。

公元1609年,在歐洲兩(liang) 處相距352公裏的城市中幾乎同時發生了兩(liang) 件意義(yi) 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(shu) ,正式向世人宣布了行星運動第一和第二定律。第二件事發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曆史上第一架按照科學原理製造出來的望遠鏡。

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

伽利略對這個(ge) 發現很感興(xing) 趣,他用數學進行計算,研究用什麽(me) 樣的鏡片、怎樣組合在一起效果比較好。最後,伽利略做了兩(liang) 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裏麵,能夠自由滑動。這樣觀察的時候,就可以來回調節,選擇合適的距離。經過反複的研製和試驗,終於(yu) 在1609年發明了世界上第一架能放大32倍的望遠鏡。

至於(yu) 望遠鏡的真正價(jia) 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(cong) 朋友的信中了解到利珀希製造望遠鏡的消息後,他回到帕多瓦就動手製作天文望遠鏡。不到3個(ge) 月的時間,這位45歲的教授已經仿造出了兩(liang) 架望遠鏡,更不同尋常的是,他不光是把它們(men) 當作文人墨客、富商巨賈們(men) 尋歡作樂(le) 的玩具,隻是看看遠山風景,而是把它指向了星空。從(cong) 此,一扇通往宇宙奧秘的大門在天文學家麵前打開了。

1609年12月,伽利略用他自製的望遠鏡觀測月球。他發現月球表麵並非像亞(ya) 裏士多德說的那樣完美無缺,而是坑坑窪窪,凹凸不平。月球上布滿了一些四周高、中間低的環形結構,這就是後人所稱的“環形山”。更重要的是,他由此知道,月球並非是上帝創造的,天堂中的東(dong) 西也不一定是盡善盡美的,他相信月球和地球一樣,是一個(ge) 有著實地的世界,說不定,在那些山洞內(nei) 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,盡管在望遠鏡裏觀察“星星還是那個(ge) 星星”,但星體(ti) 明顯地變得更加明亮了,而且還出現了眾(zhong) 多原先肉眼無法見到的小星,由此他也成為(wei) 世界上最早識破漫漫銀河奧秘的人——這不是“牛奶路”,而是無數星體(ti) 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(men) 極其遙遠”可能是句至理名言,不然為(wei) 什麽(me) 望遠鏡無法把它們(men) 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麵,這說明行星確實比恒星近得多。同時他馬上又發現木星旁邊始終有4個(ge) 更小的光點,它們(men) 幾乎排成一條直線,連續幾個(ge) 月的跟蹤觀測使他確信,像月亮繞地球那樣,它們(men) 都在繞木星轉動,應當是木星的衛星。這說明,不是所有天體(ti) 都在繞地球!所以也就成為(wei) 哥白尼日心說的第一個(ge) 觀測依據。

為(wei) 了紀念伽利略這個(ge) 發現,後人還把這4個(ge) 比較大的木星衛星稱為(wei) “伽利略衛星”。除了木衛二略小於(yu) 月球外,其他3顆都比月亮還大,而木衛二則是天文學家的掌上明珠,因為(wei) 它的冰層之下有著由液態水組成的海洋!

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

伽利略是為(wei) 維護真理而進行不屈不撓鬥爭(zheng) 的科學戰士。當時,人們(men) 爭(zheng) 相傳(chuan) 頌:“哥倫(lun) 布發現了新大陸,伽利略發現了新宇宙”****。

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

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