仰觀蒼穹400年 閱讀伽利略

周慧珠 |2009.08.30
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十八世紀偉大的數學家、天文學家拉普拉斯曾在他名垂千古的作品《宇宙體系論》中感歎:「人類雖然在極渺小的地球上測量天體,而人類自身是何等偉大!」

靈長類動物在脫離蠻荒僅僅數千年後,竟向周圍廣大的太空深淵進行窺測,遠溯往古,探尋宇宙的結構和演化。拉氏能有如此豪邁的論調,很大程度得益於當時已經誕生了讓人類能夠『高瞻遠矚』的偉大設備--天文望遠鏡。

然而,自然科學的突破,多半來自傑出心靈超越日常直覺的敏銳觀察,但有了突破之後,常常困難才開始。因為要顛覆世人心中的定見,遠較爬上斜塔往下丟東西困難得多。

四百年前,伽利略將望遠鏡指向天空,挑戰了舊有的學說,人類的視野首次拓展到無垠的宇宙。據說伽利略曾在比薩斜塔上進行重力加速度實驗,推翻了兩千多年前亞里斯多德的主張。當伽利略提出地球繞著太陽轉的「日心說」,觸怒了教導人民地球才是宇宙中心的天主教會,被迫接受宗教審判,終生軟禁在家。然而伽利略並沒有放棄求真求知的精神,仍然堅持自己的信仰,利用剩下的餘生紀錄他的重大發現。

傳說中,伽利略曾經爬上斜塔,從頂樓陽台上朝下丟東西。這個聽起來十分缺乏公德心的行為,其實是個劃時代的物理實驗,主要在彰顯一個事實:無論物體輕重,從同一高度落地的時間是一樣的。當時的人們直覺地認為重的東西像是石塊、鉛球掉得快,而輕的東西像是紙片、羽毛要飄飄盪盪好一陣子才落地。這是因為空氣浮力的關係,如果沒有了大氣,無論輕重,從同樣高度鬆手,都會同時著地。因為決定落地時間是「重力加速度」,而在地球表面,每個物體所感受到的重力加速度是一樣的。

今年年初農曆春分的夜晚,在中正紀念堂民主大道、兩廳院自由廣場,由國立台灣大學天文物理研究所孫維新教授的規畫、編劇,整合戲劇、舞蹈、人聲合唱團及多媒體影像,在浩瀚的星空下,再現伽利略著名的重力加速度實驗,以及他所接受的宗教審判。

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