一个小，另一个远

因此，在17世纪早期天文望远镜发明以前，人类用裸眼进行了大量观星活动，无论是图个开心（毕竟那时候没有电视，也没有智能手机），还是出于宗教或实用的目的。如果说20万年前天文学就已经有了雏形，那么天文学作为一门真正严谨的科学不断发展向前，还需要从那时起再过19.96万年。真是漫长的等待。

天文望远镜的发明让人类能够看得更远。和大多数科学进步一样，一项新的技术或一种新的设备能让我们超越自身能力，观察到以往看不到的事物。

获得此项殊荣的人是荷兰米德尔堡的眼镜制造商汉斯·利伯希。这个荷兰人于1608年10月2日申请了一项“能视远物如在身边”的专利。对一项发明来说，这种描述简直精炼得令人感动。我感觉《神父特德》的编剧可能读过这个专利名称，启发他们创作了一场戏：特德神父举起一只玩具牛，向道格尔神父解释说，它很小，不过就像远处真正的牛一样。

关于利伯希如何想到这个发明，有许多版本的描述。其中一个故事说，他看见孩子们用做眼镜的透镜玩，孩子们跟他说，透镜能让远处的风向标看上去更近。利伯希的“荷兰式透镜”（或者用利伯希本人的叫法“kijker”，意为“观看者”）中弯曲的玻璃透镜可以让光的路径弯折，从而可将物体放大3倍，让物体与观察者的距离看上去缩短到原本的1/3。

尽管这项发明归功于利伯希，不过很多人可能都用过这些透镜，并且通过使用多个透镜增强放大效果，做出了望远镜。未能成功脱颖而出者中，有另一个荷兰人扎哈里亚斯·扬森，还有英国人伦纳德·迪格斯和法国人朱昂·罗热。大多数科学领域的首创荣誉都很难确认归属，不过这并没有让人们停止尝试。一旦荣誉归属了某个人，总有别的人跳出来喊：“嘿！那本该是我的！”

接下来，肯定会发生一件事。欧洲各地的许多人都开始制作望远镜，并把它们对准夜空，以便能更清楚地观星。这成了时下最时髦的事。我们人类，特别是科学家，非常喜欢赶潮流。

1608年，当利伯希描述自己的望远镜时，人类已经用裸眼研究了很多天文学问题。但现在，人类取得了火箭发射升空式的进步。望远镜的发明为人类打开了宇宙视野。能够分得这一功劳的是史上最赫赫有名的科学家之一——伽利略·伽利雷。1609年，他在威尼斯听说了“荷兰式透镜”。他第二天就返回帕多瓦，马上制作出了自己的望远镜。他不断地换用不同的透镜和不同长度的筒管，以改进望远镜，然后返回威尼斯，将它呈献给当时的总督莱昂纳多·多纳托。这让他稳稳地拿到了帕多瓦大学的学术职位，而且薪水翻倍了。如果现在升职加薪能有这么简单就好了。

伽利略对荷兰式透镜的改进包括将凸透镜作为物镜，将凹透镜作为目镜，并把两块透镜装在了一根长管子的两头，这样一来，望远镜的放大效果增强了20倍。这样的结果很可能是通过试错获得的，不过如今我们知道，其原理是折射和聚焦光线。随后，伽利略开始进行观测。到那一年的年末，他已经观察到了木星的卫星、月球上的山丘和山谷，以及太阳黑子——太阳磁活动导致太阳表面出现的深色斑块。他用的不是直接观测法，而是投影法（他不会直视太阳，他可没那么傻）。

后来，人们才知道“望远镜”（telescope）这个名字，希腊诗人乔瓦尼·德米西亚尼于1611年4月14日在为伽利略举行的宴会上提出了这个词。我很喜欢这种为了庆祝某项发明而举行盛大晚宴的主意，然后宴会上的某位宾客为它起一个人人喜爱的名字，掌声雷动。这场宴会由费代里科·切西亲王在罗马的山猫学会举办。直至今日，它依然在继续（我说的是学会，而不是宴会），它是世界上最古老的科学机构之一。

伽利略的观测结果捍卫了尼古拉·哥白尼的观点，哥白尼于60多年前提出地球围绕太阳转动，而不是太阳绕着地球转。这是科学家要做的一项重要的工作：让前人的工作获得应有的功劳。今天，我们把这种事称为引用。古希腊、印度和阿拉伯的天文学家此前就提出过这种观点，比如古希腊哲学家阿利斯塔克在公元前230年提出了这种观点。哥白尼的结论就建立在他们的观察基础上，他在自己的工作中提到了一些阿拉伯的天文学研究。有意思的是，尽管哥白尼的工作被视为各个学科的基础研究，但它并没有太多支持证据。它主要来自尝试让观测结果契合地球等行星绕太阳转动的模型。他的著作《天体运行论》于1543年出版时引发了不小的震动。在这部著作送到他手上的当天，他便死于中风（脑卒中），据说他昏迷后还短暂地清醒过一段时间，看了一眼自己的书，然后平静地离世了。我希望这个故事不会发生在我和我的这本书上。

地球围绕太阳转动，这个发现是被已故的刘易斯·沃尔珀特称作“科学的非自然性”的例子之一。沃尔珀特也是伟大的科普作家。我们的眼睛告诉我们，太阳会在天空中移动，所以动的肯定是太阳，而不是地球。但是，科学无可辩驳地告诉我们，这并不符合事实，最终的证据（必要的话）肯定是从太空观察地球。

时至今日，说服人们相信某些事实依然困难重重，正如我们在新冠疫情防控中所见的，很多人拒绝相信注射疫苗比感染疾病的结果要安全，甚至有人认为新冠病毒压根儿就不存在。

除了支持了哥白尼的观点，伽利略的工作有重要意义，也是因为这一工作发现木星有绕其转动的卫星。但更重要的是，伽利略基于对太阳黑子运动的观察，证明了太阳本身也在转动。

伽利略提到自己时只引用自己的名，这并不是因为他将自己视为文艺复兴版的斯汀或雪儿，而是因为当时的人都这样做。事实上，他的生活方式非常狂放。他有三个非婚生子女，有两个女儿进入了圣马特奥修道院，因为作为非婚生子女她们无法结婚。

1609年11月30日，伽利略将自己的望远镜对准了月球，他所看到的现象令他惊讶不已。此前，已经有人尝试用望远镜观察月球了，包括英国数学家托马斯·哈里奥特。哈里奥特做这件事的时间比伽利略早4个月，他称自己只能看到一种“奇怪的斑驳”。哈里奥特肯定漏掉了什么。伽利略描述了月球上的山脉和陨石坑，他甚至尝试根据山脉投下的阴影计算其高度。这跟当时人们对月球的认知形成了反差，在当时人们的想象中，用亚里士多德的话说，月球像“一颗永存的珍珠”。亚里士多德的诸多观点自公元前330年起就占据主导地位，比如认为太阳绕着地球转。

当伽利略看到木星的卫星时，他将其命名为“美第奇星”，这个名字来源于其资助者科西莫二世·德·美第奇的姓氏。伽利略也是第一个观察到土星和海王星的人，他觉得土星周围的星环可能是卫星。他还是第一个描述银河系的人，他意识到银河系中包含海量的恒星，而人们此前认为它们是云。他列出了许多肉眼看不见的恒星。

但是，可怜的伽利略跟天主教会起了冲突。这可能主要是因为他惹恼了教皇。教皇原本是伽利略的朋友，但是感觉自己在伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书中被抹黑成了一个傻瓜（辛普利邱一角）。就连科学家也得注意自己会把谁惹恼。负责调查违抗罗马天主教法律者的罗马宗教裁判所于1633年对伽利略展开了调查，最后得出结论：日心说是“愚蠢、荒唐的异端邪说”，因为它与《圣经》相悖。伽利略不得不公开认错，否则就要面临酷刑、监禁甚至更可怕的后果，他余生都遭到软禁。传说他公开认错之后，嘟囔道：“但地球就是在动。”好样的，伽利略！他也被命令连续三年每周背诵一次《七首忏悔诗篇》，不过对他来说，好在他的女儿玛丽亚·切莱斯蒂能替他背诵。她肯定无聊得要死了。

伽利略被软禁期间，写下了重要的学术著作《关于两门新科学的对话》，这本书主要探讨了物理学的不同领域。正是这部作品，让爱因斯坦称伽利略为“现代物理学之父”。伽利略死后被葬在佛罗伦萨圣十字教堂，不过人们切掉了他的三根手指，还拔掉了他的一颗牙齿，今天你能在佛罗伦萨的伽利略博物馆中看到他竖起的中指。即便死后，伽利略仍然在向宗教裁判所表明自己的态度。

尽管伽利略的著作上了罗马教廷发布的《禁书目录》，但是他永远不会被人遗忘。他在数学、物理学、天文学领域的研究让他成为17世纪帮助欧洲科学确立的关键人物之一。19世纪，新教徒利用他被迫认错的故事攻击天主教廷。最终，1992年教皇圣·若望·保禄二世承认，罗马天主教廷对伽利略的审判确实错了。2008年，罗马天主教廷宣布计划在梵蒂冈建造一座伽利略的雕像。出于某些原因，这座雕像至今仍不见踪影，所以这个故事尚未结束。