【星空特輯】伽利略不愛實驗嗎？

2009星空協奏曲‧第六講 特稿

今年是伽利略利用望遠鏡進行觀測的四百週年，因此也是聯合國認定的國際天文年。但仔細回顧歷史，我們卻會發現，伽利略其實不愛做實驗？也不曾在比薩斜塔上把球往下丟？那麼究竟是什麼使伽利略在科學史上的地位如此崇高？

撰文 ∣ 高英哲

今年是伽利略「改良」（注意喔，不是發明）望遠鏡，進行第一次觀測的四百周年紀念。他透過改良式望遠鏡，確實觀察到天體並非如同亞里斯多德所認為的那般完美無缺，進而挑戰維持近兩千年的宇宙觀。聯合國將2009年訂為「國際天文年」，其來有自。

當然，儘管他在天文觀測方面成就璀璨，但若問起大家對伽利略印象最深刻的行誼是什麼，榮登榜首的大概還是在比薩斜塔頂端將球往下丟，驗證自由落體的身影。幾乎每一本教科書都告訴我們，伽利略身體力行，用實驗結果反抗千年權威。這些年來，伽利略一直以實驗科學家的前驅者之姿，存活在我們的心中。

所以當姚珩教授在這場演講中告訴我們，真正主張實驗至上的人其實是亞里斯多德，伽利略反倒認為光靠實驗結果不足以揭露宇宙真理的論點，著實有一種認知被顛覆的感覺——什麼，伽利略是個反對實驗的人！？

這樣說當然又矯枉過正了，不過箇中的來龍去脈，深究起來卻頗為有趣。原來伽利略挑戰傳統權威的方法，竟然是搬出更傳統的東西：亞里斯多德凡事都崇尚實驗結果，以唯名論挑戰他那非常看重數學的老師柏拉圖，而伽利略整個反亞里斯多德學派的論述中心，就是「柏拉圖是對的」這麼一句話。伽利略在仿柏拉圖大作《對話錄》的著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界的對話》裡，藉兩名針鋒相對的主角之口，畫龍點睛地道出這兩派觀點的根本不同之處：

辛普利丘（亞里斯多德派）：「你做過實驗嗎？沒有做實驗，討論就沒有意義，只有實驗可以決定事實真相。」
薩維亞提（柏拉圖派）：「只要找出事物的數學因果關係，就可以推論導證，不需要進行實驗。」

但若伽利略只是一個勁地推崇柏拉圖，那麼現代物理學之父一詞就只是徒負虛名。伽利略真正的成就，並不在於他發明了什麼劃時代的創見，事實上他支持的許多重要理論，包括自由落體與物體重量無關此一論點在內，皆並非由他首創；替這些論點建立數學推導體系，才是他對現代科學最偉大的貢獻。他是第一個用數學關係串接理論與實驗，奠定三者彼此之間適當關係的人；現代科學先建立概念，再以可供量化的方法，進行實驗為之佐證的發展模式，是他留給後人最偉大的思想遺產。

今天我們回顧伽利略的生平，會發現很多未臻圓滿之處：他的自由落體實驗推論，理論基礎不紮實，實驗過程很含糊，數學推導又不佳；對於運動的概念一開始就搞錯了假設，造成後來他探究這個主題很難有所突破；姑且不論他很可能根本沒有做過比薩斜塔的著名實驗，他甚至曾經支持亞里斯多德的重物論長達數十年，直到生平最後一本著作才更改了論點。然而時至今日，我們卻不會因為這些事情，而對他的偉大地位有絲毫質疑，因為他所留下的這套科學方法，讓科學從此擁有了完備的面向。伽利略被尊為近代物理學，甚至是現代科學之父，實至名歸。

（作者為英國約克大學經濟學碩士）

■ 本系列文章將陸續推出，多位寫手將為第二期探索講座「2009星空協奏曲」留下文字記錄。歡迎在此留下迴響！

責任編輯：MissZoe