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關於兩門新科學的對話(絕版) | On the Shoulders of Giants:Dialogues concerning Two New Sciences
站在巨人肩上系列
[1111GI002]
作者:伽利略‧著∕霍金‧編、導讀
Author:Galileo Galilei
譯者:戈革
25開 288頁 平裝
ISBN:986-729-101-8
CIP:320
978-986-729-101-1
初版日期:2005年02月14日
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定價: NT$ 300| 會員價: NT$255

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一六三三年,在哥白尼去世九十年之後,義大利天文學家和數學家伽利略來到羅馬宗教法庭接受異端罪的審判。理由是他違反了一六一六年禁止傳播哥白尼學說的教皇詔令,有力證明了日心體系不僅是一個假說而且是真理。他被教廷當局處以終身監禁於家中的判決。一六三八年出版的《關於兩門新科學的對話》是他的最後一部作品,書中提到的落體加速度定律,咸被認為是近代物理學的基柱之一。這部著作對物理學的貢獻卓著,並開了牛頓運動定律的先河。愛因斯坦讚譽他為「近代物理學之父──事實上是近代科學之父」。遲至這個世紀,教皇若望保祿二世才平反了當年羅馬教廷對伽利略的異端罪名。

Galileo Galilei(伽利略)
伽利略對人類的貢獻從來沒有被低估。當阿爾伯特‧愛因斯坦論及伽利略時,他是認識到這一點的。他寫道:「純粹用邏輯手段得到的陳述,對實在而言是完全空虛的。因為伽利略明白這一點,特別是因為他在科學界反覆鼓吹了這一點,所以他就是近代物理學之父——事實上是近代科學之父。」
一九七九年,教皇若望保祿二世說,羅馬教廷可能錯判了伽利略,於是他就專門成立了一個委員會來重理此案。四年以後,委員會報告說伽利略當年不應該被判罪,而教廷就發表了與此案有關的所有文件。一九九二年,教皇批准了委員會的結論。

Stephen Hawking(史蒂芬‧霍金)
史蒂芬‧霍金被認為是自愛因斯坦以來最傑出的理論物理學家,他也做了許多科學普及的工作,是享譽世界的科普暢銷作家。其《時間簡史》(A Brief History of Time)被譯成四十種語言,銷售了數千萬冊,取得科學史寫作史無前例的成功。他後續出版的還有《胡桃裡的宇宙》(The Universe in a Nutshell),以及與索恩(Kip S. Thorne)等人合著的《時空的未來》(The Future of Spacetime)也都獲得極大的迴響。
一九四二年(伽利略去世後三百年)一月八日,史蒂芬‧霍金出生於英國牛津。他起初在牛津大學學院學習物理,並在劍橋大學獲得宇宙學博士學位。自一九七九年起,他一直擔任著盧卡斯數學教授的職位。這個職位是遵照前大學議會議員亨利‧盧卡斯(Henry Lucas)的遺願於一六六三年設立的。首任者是伊薩克‧巴羅(Isaac Barrow),一六六九年由牛頓繼任。擔任該職位的人都被認為是當時最為傑出的思想家。
史蒂芬‧霍金教授致力於研究支配宇宙的基本定律,他與羅傑‧彭羅斯(Roger Penrose)一起證明了愛因斯坦的廣義相對論隱含著時空起始於大爆炸、終結於黑洞的結論。該結果表明,必須把廣義相對論與二十世紀上半葉的另一偉大科學進展──量子理論統一在一起,他發現這種統一會導致這樣的一個結論:即黑洞不應當是全黑的,而是會不斷地發出輻射直到最終消失。另一個猜想是:宇宙在虛時間中是沒有邊緣或邊界的。
史蒂芬‧霍金擁有十二個榮譽頭銜,還獲得許多獎項與勳章,他是英國皇家學會會員與美國國家科學院院士,他在進行理論物理學研究的同時,並沒有忽視家庭生活(他有三個子女和一個孫子),此外他還計畫做廣泛的旅行,並為公眾作演講。

史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)的導讀

一六三三年,在哥白尼去世九十年以後,義大利天文學家和數學家伽利略被帶到了羅馬,在宗教法庭接受異端罪的審判。指控起源於伽利略的《關於兩大世界體系的對話:托勒密體系和哥白尼體系》(Dialogo sopra Ii due massimi sistemi del mondo: Ttolemaico, e Ccopernicono)一書的問世。在這本書中,伽利略違反一六一六年禁止傳播哥白尼學說的詔令,有力地論證了日心體系不僅是一個假說而且是真理。審判的結果是毫無疑問的。伽利略招供了他在為哥白尼體系辯護時可能做得太過分了,儘管羅馬教廷在以前曾經警告過他。法庭中的多數紅衣主教認為他因為支持並傳授地球並非宇宙中心的想法而有強烈異端嫌疑,於是他們判決他終身監禁。伽利略還被迫簽署了一份手寫的認罪書,並公開否認他的信念。他跪在地上,雙手放在《聖經》上,宣讀了拉丁文的悔過書。
根據傳說,當伽利略站起身時,他輕輕地嘟囔說,「它還是運動著的」(Eppur si muove)。這句話征服了科學家和學者們達若干世紀之久,因為它代表了在最嚴酷的逆境中尋求真理的那種目的對蒙昧主義和高高在上者的有力抗辯。雖然人們曾經發現一幅一六四○年的伽利略油畫像上題有Eppur si muove字樣,但是多數史學家還是認為這個故事是虛構的。不過,從伽利略的性格來看,他還是完全可能在他的悔過書中只對教會的要求作出一些口不應心的保證,然後就回到他的科學研究中去,而不管那些研究是否符合非哥白尼的原理。歸根結柢,把伽利略帶到宗教法庭上去的是他的《關於兩大世界體系的對話》的發表,那是對教會禁止他把哥白尼關於地球繞太陽而運動的學說不僅僅作為假說來傳授之一六一六年教會詔令的一種直接挑戰。Eppur si muove這句話,可能並沒有結束他的審判和悔過,但它肯定加重顯示了伽利略的生活和成就。
伽利略為受審而出現在羅馬。他被迫承認哥白尼學說是異端邪說,並被判終身監禁。伽利略的終身監禁判決很快就減緩為和緩的在家居留,由他從前的學生、大主教阿斯卡尼奧‧皮考勞米尼(Ascanio Picolomini)負責監管。皮考勞米尼允許甚至鼓勵了伽利略恢復寫作。在那裏,伽利略開始了他的最後著作——《關於兩門新科學的對話》(Discorsie Dismostrazioni Matematiche, intorno agrave; due nuoue scienze),這是他在物理學中的成就的一次檢驗。但是在次年,當羅馬教廷聽到了有關這種伽利略受到皮考勞米尼良好待遇的風聲時,他們就把伽利略搬到了位於佛羅倫斯的山區的另一個地方。某些史學家相信,正是在這次轉移時,而不是在審判以後當眾認罪時,伽利略實際上說了Eppur si muove這句話。
這次轉移把伽利略帶到了離他女兒維吉尼亞更近的地方,但是她在患了短暫的一場病後很快就在一六三四年去世了。這一損失壓倒了伽利略,但他終於還能恢復工作來寫《關於兩門新科學的對話》,並在一年之內完成了這本書。然而,教會的審查機關「禁書目錄委員會」卻不許伽利略出版這本書,書稿只好由一位荷蘭出版家路易‧艾耳斯維從義大利私運到北歐新教地區的萊頓,才終於在一六三八年出版。提出了支配著落體的加速運動定律的《關於兩門新科學的對話》一書,被廣泛地認為是近代物理學的基柱之一。在此書中,伽利略重溫並改進了他以前對運動的研究,以及力學的原理。伽利略所集中注意的兩門新科學,就是材料強度的研究(工程學的一個分支)和運動的研究(運動學,數學的一個分支)。在書的前半部,伽利略描述了他的加速運動中的斜面實驗。在後半部中,伽利略考慮了很難把握的問題,即從大炮射出的炮彈的路線計算問題。起初他曾經認為,為了和亞里斯多德的原理相一致,一個拋射體將沿直線運動,直到失去了它的「原動力」(impetus),然後就沿直線落到地上。後來觀察者們注意到,它實際上是沿彎曲路線回到地上的,但是,發生這種情況的原因,以及該曲線的確切描述,卻誰也說不上來——直到伽利略。他得出結論說,拋射體的路徑是由兩種運動確定的——由重力引起的垂直運動,它迫使拋射體下落,以及由慣性原理來支配的水平運動。
伽利略演示了,這兩種獨立運動的組合就決定了拋射體的運動是沿著一條可以用數學加以描述的曲線。他用了一個表面塗有墨水的青銅球來證實這一點。銅球從一個斜面上滾到桌子上,然後就從桌子邊上自由下落到地板上。塗有墨水的球在它所落到的一點留下一個痕跡,該點永遠距桌沿有一個距離。這樣,伽利略就證明了球在被重力拉著垂直下降時仍將繼續以一個恆定速度而水平地前進。他發現這個水平距離是按所用時間的平方而增加的。曲線得到了一種準確的數學形象,古希臘人曾稱之為parabola(後人稱之為「拋物線」)。
《關於兩門新科學的對話》對物理學的貢獻是如此之大,以致長期以來學者們就主張此書開了伊薩克‧牛頓(Isaac Newton)的運動定律的先河。然而,當此書出版時,伽利略已經雙目失明了。他在阿切特里度過了自己的餘年,並於一六四二年一月八日在該地逝世。伽利略對人類的貢獻從來沒有被低估。當阿爾伯特‧愛因斯坦論及伽利略時,他是認識到這一點的。他寫道:「純粹用邏輯手段得到的陳述,對實在而言是完全空虛的。因為伽利略明白這一點,特別是因為他在科學界反覆鼓吹了這一點,所以他就是近代物理學之父——事實上是近代科學之父。」
一九七九年,教皇若望保祿二世說,羅馬教廷可能錯判了伽利略,於是他就專門成立了一個委員會來重理此案。四年以後,委員會報告說伽利略當年不應該被判罪,而教廷就發表了與此案有關的所有文件。一九九二年,教皇批准了委員會的結論。

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