【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?

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這是一幅19世紀的畫作:《宗教法庭之前的伽利略》(Il processo di Galilei, by Joseph-Nicolas Robert-Fleury)

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!?

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伽利略著作《關於托勒密和哥白尼兩大世界的對話》扉頁

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。」

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伽利略繪製的月相圖

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

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One thought on “【星空特輯】伽利略不愛實驗嗎?

  • 2009 年 12 月 01 日 at 20:35:59
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    我也是聽了這次演講,才知道伽利略力圖替柏拉圖翻案的的復古之情。
    不過身為一個化學家,我認為實驗自有其基要的深義。思考與經驗都是人類的知識進路,西方人能找到這條曲徑,不由得我們不佩服。但這是否僅有的一條路,在沒有紮紮實實敲定另一條新路之前,我們也只能拾人牙慧。
    其實拉瓦節(Lavoisier)對元素的定義是,若一種純物質無法再以化學技術從中分離出其他的物質,就是元素。否則就是化合物。這正是典型的經驗知識,這部分就讓我們留待明年來探索吧。

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