书城传记伽利略——近代科学之父
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第4章 脉搏计数仪

教堂司事拿着火炬在黑暗中缓慢地移动着,他绝没有想到,这摆动的吊灯会对伽利略的事业有这样大的意义。正如意大利探险家百年前初次发现新大陆的绿色海岸一样,年轻的伽利略也不曾料想到,他生命中的一场风暴过后,他的第一个伟大的发现即将产生,因此,摆动的新用途也就从此产生。现在,他心中只有一个念头,他自信地一再重复地说着:“亚里士多德错了!现在我可以证明他错了!”

伽利略眼里虽燃烧着挑战的火焰,但作为20岁的男孩,他也了解到,要公开向亚里士多德挑战是需要更多勇气的,比德国教士路德表现在攻击天主教教堂的勇气还要更大。

亚里士多德,最伟大的希腊哲学家,2000年来统治了学术中心。不论是学者、专家,还是最伟大或者是默默无闻的人,无一不承认他在人类学识中的权威地位。多米尼克竟派修道士阿奎纳,在13世纪后半叶时间内,调和了世间异教徒传道和圣经福音的观点,而在以后,仅只偶尔有人提出些无关紧要的小错误。

在亚里士多德的很多著作中,有一本是谈论物理学的。伽利略一再阅读这本权威书籍,他对亚里士多德所说的“落体到达地面的速度依它的重量而定”感到怀疑。亚里士多德说:“没有人向他挑战过,至少,公开的,没有人敢——重的物体,跌落得快些,轻的物体,落下较慢。”但是现在,伽利略亲眼见到,教堂的吊灯说明这绝无谬误的希腊人是错的。

几世纪以前,亚里士多德运用普通常识观察事物。他是个医生的儿子,对动、植物有十分浓厚的兴趣,搜集了不少从他自己的国家以及从亚细亚弄回来的有价值的动、植物标本。并且他的学生亚历山大大帝,在他的新世界长征旅途中,从远自印度寄回一些标本给他的老师亚里士多德。

在中古时代,亚里士多德这种无止境的搜集事实和他的著作所换来的稳固声誉,足够使世人尊称他是唯一的哲学家。当时很少有人能使希腊所拥有的知识更加丰富些,除了伟大的亚伯特,多米尼克教派修行者,13世纪时他在巴黎大学教书;还有与他同时代的牛津大学的教授培根,他对光学的研究很有名。值得注意的是,他们的方法在当时虽是很激动人心的,但都只能排在魔术师的传奇行列中。

现在,有了伽利略,虽然他公开宣称他对亚里士多德的著述,诸如戏剧和政治,表示十分钦羡,但对这位哲学家的科学理论不敢恭维。他永远渴望着在接受和运用每一个新事物之前,先要证明它的真实性。伽利略这位谦虚的学生,为这个时代中只凭权威就认定事实的作风做了一次大改革。他决定要证明他认为真理的每一件事物,他现在就要以吊灯这件事来证实他的信念。

他赶紧回到他的阁楼里,把门拴上,将同学们喧嚣的嘈杂声挡在外面。整夜,他思考着他所看到的。第二天一大早,他又匆忙地从一家店到另一家店,找寻他所能得到的最廉价的实验用品——两节铁链,一节已生锈但还能使用的链条,总共只花了几文小钱。即使只是这有限的几个钱,也已经占去他父亲所能供给他生活津贴的大部分了。在街上另一家店里,好心的铁匠告诉他,他可以在门口堆着的一大堆废铁中任意挑拣。他很幸运地找到一个铁球,不大,但很重。另一个,只要有它的一半重就够了。

伽利略根本不考虑要去上课,他关上房门,立刻开始研究起来。他用一根铁链连接着较大的铁球,另一根牢系着小铁球。如何才能将它们像教堂中的吊灯一样挂起来呢?头顶上的粗屋椽解决了这问题。他再跑到那家打铁店,好心的铁匠仍旧让他自己去废品中挑选。这次,伽利略发现有两只铁锤,上面满是锈,而且是弯的,好奇也好心的铁匠替他用大铁锤把铁钩敲平了。

虽然很匆忙,但伽利略仍诚挚地谢过铁匠,他几乎是跑着奔回住处的。他只花了几分钟时间就将铁钩螺丝旋紧在横椽上,并且将两个不同重量的铁球用铁链将它们悬挂上去。

伽利略将两个铁球同时推动,他屏住呼吸,看它们摆动,一会儿在左,一会儿在右,来回不停地摆动。慢慢地,它们逐渐停止下来不动了,差不多在同一时间停止了。

伽利略想,不,一次不够,一次也许只是偶然。

他再次推动那两条铁链,它们也再次在相同的时间里停了下来。他一试再试,得到的结果依然相同。

伽利略躺在床上,用颤动的手擦拭着额头上的汗珠,试图压抑住自己的激动。他又爬起来坐在室内唯一的一张坐椅上,紧靠着椅背预想一篇准备向听众演说的文稿,像一位教授向他的学生们授课一样。

他以这样的话语开始的:“亚里士多德犯了很多错误,我现在就要驳斥他在机械学原理上的一个错误。他说(我们的老师们重复着他的错误)当两个物体落下的时候,重的一个需要的时间较少。这里有两个重量不同的物体,我把它们牢系在铁链上,因此它们不会落下,正如同教堂里悬挂着的吊灯。但将这两个铁球中任何一个向空中推动的话,它便有向下跌落的趋势。假如亚里士多德是对的,则重的一个应先恢复静止。但是,诸位观众,你们看着我现在将这两个轻、重不同的铁球同时推动,它仍会在同一时间恢复它们原来的位置。”

这时,伽利略为自己的胜利感到非常兴奋,他觉得要从一个高处来做这项表演是很容易的。他不曾梦想到,那一种非常普通的摆动可以变成用来测量时间的仪器。他感到一阵晕眩,他需要用睡眠来休息一下,冷静一下头脑。

伽利略觉得前额两边的太阳穴好像被一个大铁锤敲击着。他一晚上不曾睡眠,不曾进食,想着:或许是太多的兴奋刺激才使我这样全身火热吧!

伽利略坐了起来,用他仍有些颤抖的右手指按在左手腕上,这是他在医学课上学到的。他记得在他读过的一本达·芬奇的著作上,达·芬奇学过解剖和生理学,他知道如何使自己的人体画画得更完美。

是的,他记起来了,达·芬奇真是一个诗人。他曾将血液比作山川河海的水流,从海里上升为云,由云变成雨而回到山林,现在他的血液冲击得像春天的山泉。然而,伽利略思量着:“在我兴奋的时候,血流里充满着的一股有规律的冲击波,像挂在教堂里的吊灯有规律摆动一样。”

他再次推动铁链,但此刻他不再想如何应付犯有错误的亚里士多德和他的同党了。他沉醉在一个新的观念中,他琢磨着如何计算他手腕上脉搏跳动的时间。

伽利略再次逃课,跑到铁匠的废铁堆里去。此时铁匠变成了他的新朋友,他虽是个没有受过教育的人,却对伽利略解释的新发明十分感兴趣。

铁匠邀请伽利略共餐,有黑面包、汤和酸红酒。虽然伽利略面前摆放着非常美味的餐饮,但是此时他没有一点食欲。虽然他在家一向以食量大而有名,家里的简朴饭菜常不够他吃饱,但此刻他实在太激动了,他连一点东西也吃不下。

伽利略说:“目前,人们是用猜来测量脉搏的跳动次数。如果医生有一只手表,测量结果就会大不相同了。”

铁匠喃喃地说道:“我听说法国国王有一套钻石装的计时器。”

“是的,是的,”伽利略急着说,“听说有一位德国王子,最近到罗马来,送了一架给教皇。但是,最有钱的医生也难与国王和主教相比,医生一定会喜欢我将要替他们做的这个小仪器。来,我画给你看。”他一面说,一面用手指蘸着酒,在桌面上画下一个轮廓,“这不过是一个简单的摆动体,在一条丝线上绑着一个小重锤,但它可以准确地测出脉搏跳动的次数。”

“是啊,每一个医生都会用到它。”铁匠预言说,“你可以将它出售,你可以发财。”铁匠憨笑着,继续说道:“你去买一双新鞋,把你这羞露在外的脚趾头掩盖起来,然后你就可以付给我这些破铜烂铁一些费用了。你一定会成为一个大医生,我从没有见过像你这么头脑好的人。假如我生病了,你一定要来看我,不要收我的医药费,用你这个新发明的小玩意。但愿我有幸能亲眼看到它的发明。”

比萨的医师们对伽利略的发明一致表示敬佩,很多医师很快就用脉搏计数仪来计算病人的脉搏。但伽利略并没有完成他的医科教育,他自己没有机会来证明这项发明的实用价值。