伽利略·伽利萊

伽利略·伽利萊（意大利文：Galileo Galilei，1564年2月15號—1642年1月8號）係意大利物理學家、天文學家、占星學家同哲學家。佢對後世科學框架有好大影響。

伽利略·伽利萊
姓名原文	Galileo Galilei
出生日	1564年2月15號
出生地	比薩
本名	Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei
死亡日	1642年1月8號  （77歲）
死亡地	Arcetri (Grand Duchy of Tuscany)
國籍	Duchy of Florence、Grand Duchy of Tuscany
識嘅語言	拉丁文、意大利文
信奉	Latin Church
母校	University of Pisa
職業	天文學家、哲學家、數學家、物理學家、發明家、astrologer、全才、大學教員、科學家、工程師、哲學家
僱主	University of Padua、University of Pisa
名作	Galilean transformation、equations for a falling body
仔女	Vincenzo Gamba、Maria Celeste
阿爸	Vincenzo Galilei
阿媽	Giulia Ammannati
兄弟姊妹	Michelagnolo Galilei
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佢鄉下喺意大利比薩，專門研究物理。佢引用咗數學概念嚟度解釋科學原理，其中佢研究嘅力學更加影響咗牛頓嘅運動定律。佢又發展咗一啲儀器，好似用嚟測量溫度嘅溫度計就係由伽利略製造，叫做伽利略溫度計；而佢又發明咗「擺」嚟度測量時間；伽利略改良咗折射式望遠鏡，重用望遠鏡嚟進行天文觀測。

伽利略嘅研究好支持哥白尼嘅日心說，同當時羅馬教廷所講嘅地心說有所衝突。羅馬教廷唔妥佢，所以拉咗佢去審判，要伽利略承認自己嘅講法唔啱。但係伽利略誓死都唔從，結果佢一直俾羅馬教廷軟禁。直到佢過身前一刻，伽利略重仍然話：「就算我過咗身，地球重喺度轉緊」。

嗰陣時冇咩其他研究支持伽利略嘅講法，但隨著後世歐洲科學家越嚟越多，日心說開始越嚟越多人信。最後到咗1741年，伽利略終於得到平反，教宗本篤十四世授權出版佢所有嘅科學著作。

早年同家庭

伽利略喺1564年2月15號出世喺比薩（當時係佛羅倫斯公國嘅一部分），^[1]佢係文森佐·伽利萊同朱莉亞·阿曼納蒂嘅六個仔女入面最大嗰個。佢老豆係一個出色嘅魯特琴手、作曲家同音樂理論家，而佢阿媽係一個有名生意人嘅女。佢哋喺1562年結婚，當時佢老豆42歲，阿媽24歲。伽利略自己都成為咗一個好叻嘅魯特琴手，好可能係喺細個嗰陣就跟佢老豆學識咗質疑權威嘅態度。^[2]

伽利略五個兄弟姊妹入面有三個熬過咗嬰兒期。最細嗰個，米開朗基羅（或者叫米開朗基奧羅），都成為咗一個魯特琴手同作曲家，佢一直都係伽利略一生嘅經濟負擔。^[3]米開朗基羅冇畀到佢應該出嘅份子錢俾佢哋兩個妹夫，後尾佢哋仲要告上法庭討錢。米開朗基羅仲要時不時喺伽利略度借錢去支持佢嘅音樂事業同出遊。呢啲經濟壓力可能係伽利略想發明啲嘢賺多啲錢嘅原因之一。^[4]

伽利略八歲嗰陣，佢一家搬到咗佛羅倫斯，但係佢俾人留喺穆齊奧·泰達爾迪度兩年。伽利略十歲嗰陣，佢離開比薩去佛羅倫斯同佢家人團聚，喺嗰度跟住雅各布·博爾基尼讀書。^[1]佢喺1575年到1578年期間喺瓦隆布羅薩修道院讀書，主要學邏輯，呢個修道院喺佛羅倫斯東南大約30公里。^[5][6]

　名　

伽利略成日淨係用佢個名嚟講自己。喺嗰個時候，意大利啲姓係可有可無嘅，而佢個名同佢有時用嘅姓「伽利萊」都係同一個來源。佢個名同姓都係源自佢嘅一個祖先，伽利略·博奈烏蒂，佢喺15世紀嘅佛羅倫斯係一個好出名嘅醫生、教授同政治家。^[7]伽利略·博奈烏蒂同大約200年之後嘅伽利略·伽利萊都埋喺佛羅倫斯嘅聖十字聖殿度。^[8]

當佢用多過一個名嚟講自己嘅時候，有時會叫自己「伽利略·伽利萊·林切奧」，呢個係因為佢係林切學院嘅成員，林切學院係一個喺教皇國成立嘅精英科學組織。喺16世紀中葉嘅托斯卡納，啲家庭成日會用父母嘅姓嚟做大仔個名。^[9]所以，伽利略·伽利萊唔一定係因為佢祖先伽利略·博奈烏蒂而改名。意大利男性名「伽利略」（同埋個姓「伽利萊」）係嚟自拉丁文「Galilaeus」，意思係「嚟自加利利」。^[10][7]

伽利略個名同姓嘅聖經根源後來成為咗一個好出名嘅雙關語嘅主題。^[11]喺1614年，即係伽利略事件期間，伽利略嘅一個對手，多明我會嘅神父托馬索·卡奇尼，發表咗一個具爭議同影響力嘅講道，攻擊伽利略。佢特登引用咗Template:Bibleref2-nb：「加利利人哪，你哋為乜企喺度望住天呢？」^{[未記出處或冇根據]}

仔女

相信係伽利略大女維珍尼亞嘅肖像，佢特別鍾意佢老豆。

儘管伽利略係一個真心嘅天主教徒，^[12]佢同瑪麗娜·甘巴生咗三個私生仔女。佢哋有兩個女，維珍尼亞（1600年出世）同麗維亞（1601年出世），仲有一個仔，文森佐（1606年出世）。^[13]

因為佢哋係私生仔女，伽利略覺得佢兩個女無得嫁，就算有得嫁都要畀好多嫁妝，呢個同伽利略之前同佢兩個妹有關嘅經濟問題好相似。^[14]佢哋唯一值得嘅選擇就係入修道院。兩個女都俾阿爾切特里嘅聖馬特奧修道院收咗，一直住到死為止。^[15]

維珍尼亞入修道院之後改名叫瑪麗亞·切萊斯特。佢喺1634年4月2號死咗，同伽利略一齊葬喺佛羅倫斯聖十字聖殿度。麗維亞改名叫修女阿爾坎傑拉，佢一世人都病。文森佐後來俾人合法化做咗伽利略嘅合法繼承人，仲娶咗塞斯蒂莉亞·博基內里。^[16]

事業同埋最初嘅科學貢獻

雖然年輕嘅時候，加利略認真考慮過做神父，但係喺佢老豆嘅催促下，佢喺1580年入咗比薩大學讀醫科。^[17]佢受到吉羅拉莫·博羅同佛羅倫斯嘅弗朗切斯科·布奧納米奇嘅講座影響。^[6]1581年，佢讀緊醫科嗰陣，留意到一盞擺嚟擺去嘅吊燈，因為空氣流動而擺動嘅幅度有大有細。佢覺得，同自己心跳比較，無論個吊燈擺幅幾大幾細，來回嘅時間都係差唔多。返到屋企之後，佢擺咗兩個長度一樣嘅鐘擺，一個大擺，一個細擺，發現佢哋嘅時間都係一樣。直到差唔多一百年之後，克里斯蒂安·惠更斯先至用到鐘擺嘅等時性質嚟整準確嘅計時器。^[18]

喺呢之前，加利略一直俾人刻意阻止接觸數學，因為醫生嘅收入比數學家高。但係，喺無意中聽咗一堂幾何學講座之後，佢說服咗佢個心不甘情不願嘅老豆，俾佢轉讀數學同自然哲學，唔再讀醫科。^[18]佢發明咗一個溫度計嘅前身——溫度示計，仲有喺1586年出版咗一本關於佢發明嘅靜水力學天平嘅小冊子（呢個發明令佢首次得到學術界嘅注意）。加利略仲研究過disegno，呢個詞包括咗美術，喺1588年，佢喺佛羅倫斯藝術學院得到一個講師嘅職位，教授透視法同明暗對比法。同年，佢應佛羅倫斯學院嘅邀請，發表咗兩個講座，題目係《論但丁地獄嘅形狀、位置同大細》，嘗試為但丁嘅地獄提出一個嚴謹嘅宇宙學模型。^[19]受到城市藝術傳統同文藝復興藝術家作品嘅啟發，加利略形成咗一種美學思維。喺學院做年輕老師嘅時候，佢同佛羅倫斯畫家奇戈利開始咗一段終生嘅友誼。^[20][21]

1589年，佢喺比薩獲委任為數學教授。1591年，佢老豆過身，佢要負責照顧細佬米開朗基羅·加利萊。1592年，佢搬到帕多瓦大學，喺嗰度教幾何學、力學同天文學，直到1610年。^[22]喺呢段時期，加利略喺純基礎科學（例如運動運動學同天文學）同實用應用科學（例如材料強度同望遠鏡嘅先驅工作）方面都有重大發現。佢有好多興趣，包括研究占星學，當時占星學係同數學、天文學同醫學研究相關嘅學科。^[23][24]

天文學

開普勒超新星

第谷·布拉赫同其他人觀察到1572年超新星。奧塔維奧·布倫佐尼喺1605年1月15日寫俾加利略嘅信，提到咗1572年嘅超新星同1601年嗰個冇咁光嘅新星。加利略喺1604年觀察同討論過開普勒超新星。由於呢啲新星冇明顯嘅晝夜視差，加利略得出結論，認為佢哋係遙遠嘅恆星，因此推翻咗亞里士多德關於天體不變性嘅信念。^[25]

折射望遠鏡

加利略嘅「cannocchiali」望遠鏡，現藏於佛羅倫斯嘅伽利略博物館

單憑漢斯·利珀斯海喺1608年喺荷蘭嘗試申請專利嘅第一部實用望遠鏡嘅不確定描述，^[26]加利略喺第二年就整咗一部放大約3倍嘅望遠鏡。之後佢仲整咗放大到30倍嘅改良版。^[27]用伽利略望遠鏡，觀察者可以睇到放大咗嘅直立地球影像——呢個就係大家熟悉嘅陸用望遠鏡或者叫千里鏡。佢仲可以用嚟觀察天空；有一段時間，佢係少數幾個可以整到夠好嚟做呢個用途嘅望遠鏡嘅人。1609年8月25日，佢向威尼斯嘅立法者示範咗佢早期嘅一部放大8或9倍嘅望遠鏡。望遠鏡仲係加利略嘅一條好賺錢嘅副業，佢將佢哋賣俾商人，喺海上同做貿易都好有用。佢喺1610年3月出版咗佢最初嘅望遠鏡天文觀察，係一本叫做《星際信使》嘅簡短論文。^[28]

《星際信使》入面嘅月球插圖，1610年喺威尼斯出版

月球

1609年11月30日，加利略將佢嘅望遠鏡對準咗月球。^[29]雖然佢唔係第一個用望遠鏡觀察月球嘅人（英國數學家托馬斯·哈里奧特比佢早四個月，但佢只係見到「奇怪嘅斑點」），^[30]加利略係第一個推斷出月球表面不平嘅原因係月球山脈同撞擊坑遮擋咗光線。喺佢嘅研究中，佢仲整咗地形圖，估算山嶺嘅高度。月球唔係好耐以嚟大家所認為嘅透明完美球體，正如亞里士多德所講，更加唔係第一個「行星」，一個「永恆嘅明珠華麗地升上天堂」，就好似但丁所講。加利略有時被認為喺1632年發現咗月球緯度天平動，^[31]雖然托馬斯·哈里奧特或者威廉·吉爾伯特（天文學家）可能喺佢之前已經發現咗。^[32]

加利略嘅朋友，畫家奇戈利，喺佢嘅一幅畫作中加入咗一個真實嘅月球描繪；佢可能用咗自己嘅望遠鏡嚟進行觀察。^[20]

木星嘅衛星

1610年1月7日，伽利略用佢嘅望遠鏡觀察到佢當時形容為「三粒固定嘅恆星，因為太細而肉眼完全睇唔到^[a]」，全部都好接近木星，而且成直線排列。^[33]喺隨後幾晚嘅觀察中發現，呢啲「恆星」相對木星嘅位置以一種如果佢哋真係恆星就無法解釋到嘅方式改變緊。1月10日，伽利略發現其中一粒消失咗，佢認為係畀木星遮住咗。幾日之內，佢得出結論，呢啲星係圍繞住木星運行：佢發現咗木星四大衛星中嘅三粒。^[34]佢喺1月13日發現咗第四粒。伽利略將呢四粒衛星命名為「美第奇星」，以紀念佢未來嘅贊助人科西莫二世·德·美第奇，托斯卡納大公同科西莫三個兄弟。^[35]不過，後嚟嘅天文學家將佢哋重新命名為「伽利略衛星」，以紀念發現者。呢啲衛星由西蒙·馬里烏斯喺1610年1月8日獨立發現，而家分別叫做艾奧、歐羅巴、蓋尼米德同卡利斯托，係馬里烏斯喺1614年出版嘅《木星世界》中命名嘅。^[36]

1684年呈現嘅法國地圖，顯示舊地圖（淺色輪廓）同用木星衛星作為精確時間參照進行嘅新測量（深色輪廓）嘅對比

伽利略對木星衛星嘅觀察喺天文學界引起爭議：一粒有細行星圍住轉嘅行星唔符合亞里士多德宇宙學嘅原則，佢認為所有天體都應該圍住地球轉，^[37][38]好多天文學家同哲學家起初都拒絕相信伽利略可以發現呢啲嘢。^[39][40]更麻煩嘅係，其他天文學家難以確認伽利略嘅觀察。當佢喺博洛尼亞示範望遠鏡時，參加者都好難睇到啲衛星。其中一個叫馬丁·霍基嘅人仔發現有啲恆星，例如室女座α星，透過望遠鏡睇起嚟係雙星。佢將呢個當做證據，話呢件儀器睇天體時會產生錯覺，令人懷疑衛星嘅存在。^[41][42]克里斯托弗·克拉維烏斯喺羅馬嘅天文台確認咗呢啲觀察，雖然唔知點解釋，但當伽利略第二年去參觀時，佢哋都當佢係英雄咁迎接。^[43]伽利略喺隨後嘅十八個月繼續觀察呢啲衛星，到1611年年中，佢已經得到相當準確嘅軌道周期估計——呢個係約翰內斯·開普勒認為無可能做到嘅事。^[44][45]

伽利略睇到佢嘅發現有實際用途。要確定船隻喺海上嘅東西方位置，就要將船上嘅時鐘同本初子午線嘅時鐘同步。解決呢個經度問題對安全航行好重要，西班牙後來荷蘭都為解決呢個問題設立咗大獎。因為佢發現嘅衛星食比較頻密，而且可以好準確預測時間，所以可以用嚟校準船上嘅時鐘，伽利略就申請咗呢啲獎金。喺船上觀察衛星證明太困難，但呢個方法用嚟做陸地測量，包括重新繪製法國地圖。^{[46]:15–16[47]}

金星嘅相位

1610年，伽利略·伽利萊用望遠鏡觀察到金星有相位變化，儘管喺地球睇嚟金星一直喺太陽附近（第一張圖）。呢個證明咗金星係圍住太陽而唔係地球轉，正如哥白尼嘅日心說模型所預測嘅，而否定咗當時慣用嘅地心說模型（第二張圖）。

由1610年9月開始，伽利略觀察到金星展示咗同月球相似嘅完整相位變化。哥白尼開發嘅太陽系日心說模型預測咗所有相位都會可見，因為金星圍住太陽轉會令到佢嘅發光半球喺太陽另一邊時面向地球，而喺地球呢一邊時背向地球。喺托勒密嘅地心說模型中，任何行星嘅軌道都唔可能同載住太陽嘅球形殼相交。傳統上，金星嘅軌道完全放喺太陽嘅近側，喺嗰度佢只能展示新月形同新月相。亦都可以將佢完全放喺太陽嘅遠側，喺嗰度佢只能展示凸月形同滿月相。伽利略用望遠鏡觀察到金星嘅新月形、凸月形同滿月相之後，托勒密模型就變得唔可能維持。喺17世紀初，因為佢嘅發現，大多數天文學家轉向各種地球-太陽中心行星模型，^[48][49]例如第谷、卡佩拉同埋擴展卡佩拉模型，^[b]每一種都可以有每日自轉嘅地球或者冇。呢啲全部都解釋到金星嘅相位，而唔需要「反駁」完全日心說對恆星視差嘅預測。因此，伽利略發現金星相位係佢對經過地球-太陽中心說嘅兩階段轉變——由完全地心說轉變到完全日心說——最具經驗實際影響力嘅貢獻。^{[未記出處或冇根據]}

土星同海王星

1610年，伽利略都觀察咗行星土星，一開始佢將佢嘅光環誤認為係行星，^[50]以為係一個三體系統。當佢後來再觀察呢粒行星時，土星嘅光環正好同地球呈直角，令佢以為兩粒天體消失咗。1616年佢再觀察呢粒行星時，光環又再出現，令佢更加混亂。^[51]

伽利略喺1612年觀察到行星海王星。佢喺筆記簿入面記錄咗呢粒行星，當成係眾多平平無奇嘅暗淡恆星之一。佢冇意識到呢係一粒行星，但係佢注意到佢相對恆星嘅運動，然後就跟丟咗佢。^[52]

太陽黑子

伽利略用肉眼同望遠鏡研究過太陽黑子。^[53]太陽黑子嘅存在為正統亞里士多德天體物理學中假設嘅天體恆常完美帶來另一個難題。弗朗西斯科·西齊同其他人喺1612-1613年間觀察到嘅明顯年度軌跡變化，^[54]都為反對托勒密系統同第谷·布拉赫嘅地球-太陽中心系統提供咗有力嘅論據。^[c]喺發現太陽黑子嘅優先權同解釋方面嘅爭議，令到伽利略同耶穌會士克里斯托弗·舍納陷入一場長期同激烈嘅爭執。夾喺中間嘅係馬克·韋爾瑟，舍納向佢宣布咗自己嘅發現，而佢就問伽利略嘅意見。佢哋兩個都唔知道約翰內斯·法布里修斯早先觀察同發表過太陽黑子。^[58]

紀念

• 伽利略·伽利萊發現咗木星嘅四粒最大嘅衛星，為咗紀念佢，呢四粒衛星一齊叫做伽利略衛星。
• 伽利略·伽利萊響天文學、物理學方面做咗好多貢獻，為咗紀念佢，歐洲建造緊嘅新衛星導航系統嗌做伽利略導航系統。

參考

文獻

一覽

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