望远镜的到来打破了我们的夜空理想
我手边有一本小书《
星空先驱》 （最初是拉丁文，
Sidereus Nuncius ），由意大利数学家和科学家伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）于1610年撰写。第一版印刷了550册，其中有一百五十册至今保存至今。 几年前，在
佳士得拍卖行上，这本书的第一版价格在60万至80万美元之间。我的平装本是1989年印刷的，要价12美元。
尽管科学史没有像牛顿的
《自然哲学的
数学原理》或达尔文的《
物种起源 》一样给人以赞誉，但也使韦斯特尼克获得了荣誉，但我相信这是有史以来最具影响力的科学著作之一。 伽利略（Galileo）在这本小书中报告了他将新望远镜转向天堂时所看到的一切：清楚的证据表明天体是由普通物质组成的，例如群岛上的冬冰。 结果导致思想发生了革命，使天地分开，引起了物质世界领土的惊人扩大，并挑战了
绝对 。 恒星的物质性，再加上能量守恒定律，表明恒星注定要灭绝。 天空中的恒星是永生与恒久不变的最显着标志，将有一天终结其生命并死亡。
他在1610年使用伽利略望远镜观察天空。现在在佛罗伦萨的伽利略博物馆中。伽利略出生于比萨，在佛罗伦萨长大。 自1592年以来，他在帕多瓦大学教授数学。 由于无法仅用一个工资就能偿还债务-他需要偿还姐妹的抚恤金，还需要抚养情妇的三个孩子-他出租了房屋并买卖了科学仪器。 在1580年代后期，他进行了运动和下落物体的著名实验。 1609年，年仅45岁的他听说了最近在荷兰发明的新型放大镜。 他甚至没有看到这个奇迹，便迅速发展并自己制造了望远镜，他的力量比荷兰人强几倍。 显然，他成为第一个将这种东西送上天堂的人。 荷兰的望远镜被称为“间谍眼镜”
小望远镜 我们有一个“望远镜” /大约。 佩雷夫 ]，这引起了对其使用的某些怀疑）。
伽利略独自打磨和抛光镜片。 他的第一个工具将物体放大了约12倍。 结果，他能够创造出增加了30倍的望远镜，并且其中的物体似乎比实际距离近一千倍。 在佛罗伦萨鲜为人知的加利利博物馆中可以看到他幸存的望远镜。 他的第一架望远镜长93厘米，宽4倍；它是由木头和皮革制成的管，一侧是凸透镜，另一侧是凹目镜。 我最近研究了他的复制品。 首先，我感到惊讶的是，它的视野很小，只有一枚硬币的大小，只有一臂之遥。 和无聊。 但是，只要稍加斜视，我就可以在昏暗的硬币中辨认出微弱的图像。 通过将一台原始望远镜对准一百米外的一栋建筑，我就能分辨出肉眼看不见的砖头。
很难想象伽利略的兴奋和惊讶，当他第一次用仪器抬头看着“天体”时就可能经历过。数百年来，伽利略被描述为月亮，太阳和行星的旋转球体。 在它们的后面是旋转的水晶球，上面挂着恒星，最远的球体Primum Mobile由上帝亲自用手指旋转。 所有这些都必须包含以太，这是亚里斯多德的第五个元素，在形式和组成上无可挑剔且理想，米尔顿在诗作《
失乐园 》中将其描述为“
天堂的短暂精华”。 所有这一切与上帝的意识是一致的。 实际上，伽利略透过月球上的小陨石坑和太阳上的黑斑看到了。
几个世纪以前，
托马斯·阿奎那 （
Thomas Aquinas）成功地将亚里斯多德的宇宙学与基督教教义相结合，其中包括天体的短暂性质以及不可移动地悬挂在地球宇宙中心的想法。 托马斯只有一个人离开了亚里士多德：根据亚里士多德的说法，宇宙的生命是无限的，而根据基督教的教条则是有限的。 伽利略发现的天体缺陷给教会带来了严峻的挑战。 但是望远镜本身是一个挑战。 伽利略的量管是增强人的感觉，显示自然眼睛和耳朵看不见的世界的最早工具之一。 在此工具出现之前，尚无同类产品。 许多人对此表示怀疑，怀疑这种装置的真实性以及对他的发现的评估。 有些人认为奇怪的烟斗是神奇的，不是这个世界上的东西，就像有人在19世纪看到过智能手机一样。 伽利略本人甚至以科学家的身份，也不十分了解这件事是如何运作的。
必须记住，在16世纪和17世纪，欧洲普遍相信魔术，巫术和黑魔法。 仅在这两个世纪中，就有40,000人被烧死在木桩上，绞死绞架上或斩首，其中大部分是涉嫌巫术的妇女。 1597年，苏格兰的詹姆士六世国王（1603年成为英格兰的詹姆士一世）抱怨“当时，在这个国家，这些恶魔般的邪恶奴隶，巫婆和耍弄者的数量惊人”。 人们相信，巫师可能会咒骂他人，损坏一簇头发或受害者的指甲。 是意大利数学家的巫术工具吗？
其他人则对伽利略的发现持怀疑态度，并不是因为他们闻到了黑魔法或与神学学说相矛盾，而是因为他们挑战了个人对世界观和哲学观念的看法。 帕多瓦大学亚里士多德哲学教授，伽利略大学的同事塞萨尔·克雷莫尼尼（Cesare Cremonini）拒绝了他关于月球坑和太阳上斑点的指控，但他本人拒绝探究管道。 随后，引用克雷莫尼尼的话说：“我不想支持我不了解任何事情和我从未见过的事情的陈述……而通过这些眼镜进行的观察使我感到头痛。 够了！ 我不想再听到任何其他消息。” 比萨的亚里士多德哲学教授朱利奥·里布里（Giulio Libri）是另一位伽利略时代的当代艺术家，他也拒绝看管。 伽利略在给他的同事
约翰内斯·开普勒的一封信中回答了这些拒绝：
亲爱的开普勒，我想让我们嘲笑这个普通百姓的愚蠢行为。 对于这个学院的主要哲学家，您会说些什么，尽管驴固执，不知所措，又不想通过望远镜看行星或月球，尽管我是自愿地专门为他们提供了上千次的机会？ 的确，就像驴子压在耳朵上一样，这些哲学家闭上了眼睛，露出了真理的光芒。
一本伽利略的小书专门献给托斯卡纳大公爵美第奇科西莫二世。 标题页上写着：“ STAR BULLETIN展现出奇妙的景色，并向所有人，特别是哲学家和天文学家展示了佛罗伦萨贵族和加多利多大学（University of Padova）数学教授GALILEO GALILEI所看到的事物，最近他使用望远镜，在书中，伽利略展示了他自己的月球图，可通过望远镜看到，该图显示了月球的明暗部分，山谷和丘陵，火山口，山脉和山脉。 他甚至通过阴影的长度来估计月球山的高度。
当他看着分隔月亮的明暗部分的线（所谓的
终结者）时 ，结果证明它并不是一条平滑的曲线，这是理想的球体从神学加工中可以预期的，而是弯曲且不均匀的。 伽利略写道：“每个人都将能够理解，并充满一定的感觉，月球绝不会有光滑而光滑的表面，而是粗糙，不平坦的，而且像地球本身一样，到处都是巨大的壁架，深深的裂缝和弯曲。” 。 他还报道了在木星上观测到的卫星，这给出了令人信服的关于其他行星与地球相似性的假设。 换句话说，地球不再特殊。 所有这些都证实了67年前哥白尼的假设，即太阳而不是地球位于行星系统的中心。 对于这么小的书，有很多想法。 并没有向亚里斯多德或教堂道歉。
Sidereus Nuncius出版几个月后，伽利略在整个欧洲广为人知-特别是因为该望远镜除科学望远镜外，还具有军事和商业价值。 正如伽利略写给朋友的话：“在威尼斯最高的钟楼上，您可以观察到如此遥远的帆和船，他们需要两个小时或更长时间才能完全驶向港口，而如果没有我的望远镜就可以看到它们。” 关于本发明的谣言以书面和口头形式散发。
伽利略宣布太阳下存在黑点，这是对天堂的神圣完美的更大挑战。 现在我们知道这些斑点是由于太阳外层中的暂时性磁能集中引起的。 由于它们是暂时的，因此这些斑点会出现或消失。 1611年，施瓦本（德国西南部）的耶稣会著名数学家克里斯托弗·施纳（Christopher Scheiner）为自己拿出了其中一个装置，并证实了伽利略（Galileo）观察到的太阳前移动暗点的现象。 但是，席纳（Scheiner）将亚里士多德（Aristotle）对太阳理想性的毫无疑问的假设作为基础，因此他开始提出各种可疑的论据，认为这种现象是由围绕太阳公转的其他行星或卫星引起的，而不是照明本身所固有的。
如他的书的书名页所示，伽利略是一位数学家。 人们普遍认为数学存在于抽象和逻辑的世界中。 数学家帮助科学家计算和预测“现实世界”，但是数学与这个世界不同。 特别是，与神学模型相抵触的天体系统仅用作描述可见度而非实际的便捷计数设备。 因此，以地球为中心的亚里斯多德和托勒密的行星系统与以太阳为中心的哥白尼系统可以彼此等同地视为不同的计算方法，因为它们两个都给出了行星位置的相当准确的结果。 但是第一个对应于神学和哲学信仰，因此人们认为它反映了现实。
当伽利略的观察结果广为人知时，教堂的代表对此表示怀疑。 1611年3月19日，罗马学院院长
罗伯托·贝拉明枢机主教给他的耶稣会兄弟和数学家写了一封信：
我知道您的牧师们听说过一位杰出的数学家的新天文观测。 我需要知道，因为我听到了不同的意见，并且您，在数学科学领域有丰富经验的尊敬的父亲，可以轻松地告诉我这些新发现是否合理，还是所有与现实无关的表象。
尽管教会的数学家对伽利略发现的细节争论不休，但他们一致接受了这些观察的现实。 然而，伽利略使用望远镜发现的发现以及他对哥白尼日心说模型的支持被认为是对神学教条的不可原谅的攻击。 为此，宗教法庭对伽利略这个正义的罗马天主教徒进行了认真的考虑，他曾经认真考虑过成为一名牧师的可能性，迫使他放弃了大部分的天文陈述，他一生中的最后几年被软禁。
现在，我不想集中在地球在宇宙中心的错误位置，而是集中在当时关于天上的物质的新概念上。 正是这种物质化，即对所谓天体的侵犯，侵犯了恒星的绝对本质。 破坏从观察月球坑和缝隙开始。 1610年之后，许多思想家和作家开始考虑将月球与行星，土壤，空气和水相结合的地方，这些土地适合于人形生物，尽管与众不同。 1630年，伽利略（Galileo）写信给约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler），完成了广受欢迎的奇幻幻想曲《梦境》（Dream）的工作，男孩和母亲在太空中进行了名为Levania的太空旅行。 在莱瓦尼亚，一切都超过了尘世间的对立面。 山脉比地球高得多，平原比地球低。 在莱瓦尼亚（Levania）的热区中，有活着的生物，它们很大，一天就活着。 这些动物漂浮，飞行和爬行，寿命不足以建造城市或政府，但能够维持生命。 由于开普勒是一位杰出的科学家，科学界在十七，十八甚至十九世纪都认真对待了这个故事。
还有许多其他类似的幻想。 在这首诗
《月球上的大象》中 ，一位业余科学家
塞缪尔·巴特勒 （
Samuel Butler）通过望远镜注视着月亮，在那里发生了一场军事战斗，在此期间，登月象在短短几秒钟内从一排士兵跳到了另一排士兵（可能是由于月亮重力降低了）。 1698年，荷兰数学家和科学家
克里斯蒂安·惠更斯 （
Christian Huygens）撰写了《宇宙宇宙》（Cosmoteoros）一书：开放的天体世界，或有关行星和行星的居民，植物以及生命的假说。 这些书和诗是为普通人写的。 他们对十七世纪的人们如何开始考虑行星是由普通物质组成的问题给出了一些想法。 大象不会跳到短暂的精髓的神圣境界。
但是最大的影响可能是发现了伽利略恒星的性质。 意大利哲学家和作家
佐丹奴布鲁诺 （
Giordano Bruno ）提出了星可以是太阳的想法。 布鲁诺在1584年出版的《论无限，宇宙与世界》一书中写道：“可以有无数其他条件相似的世界（土地），无数种性质相似的太阳或光”。 出于这些天文学的假设并否认其他天主教教义，布鲁诺在1600年被火刑烧死。
到17世纪初，各种思想家都在思考恒星可能是太阳的想法。 因此，当伽利略报告太阳上的斑点时，他的发现极大地影响了所有恒星的性质。 与所有尘世事物相反，恒星不再被认为是理想的物体，它由一些永恒不变的物质组成。 太阳和月亮看起来就像地球上其他物质一样。 在19世纪，天文学家开始分析恒星的化学成分，使用棱镜将其光分成不同的波长。 不同的颜色可能与发光的各种化学元素相关。 结果发现，恒星包含氢，氦，氧，硅和许多其他常见的地球元素。 星星只是物质-原子。
伽利略（Galileo）和其他人宣布这些恒星为简单物质后，就对它们的日子进行了编号-因为所有物质都受能量守恒定律的约束。 无论是在适用性的宏伟领域还是在定量和逻辑公式中，该定律都是所有自然定律的典范。 实际上，法律说不能创造或破坏能源。 能量可以从一种形式转移到另一种形式，例如，当火柴的化学能转化为热量和火焰的光时。 但是封闭系统中的总能量保持不变。
一颗星星看起来像一场巨大的比赛。 有限的能量存储在其中-仅在恒星中，这种能量不是化学的，而是核的。 当原子进行合成并生成更重的原子时，会释放出核能。 但是，就像火柴中的化学能储备一样，恒星中的核能储备是有限的。 在恒星“燃烧”核燃料的过程中，能量主要以光的形式散发到太空中。 如果我们想象将一颗恒星放在一个巨大的盒子中，那么盒子中的总能量将保持恒定，但是它将逐渐从恒星流向盒子中的光，并逐渐吸收吸收该光的所有事物的热能和化学能。
当然，星星不在大盒子里。 但是原则仍然存在。 布鲁诺和伽利略说，由物理物质组成的恒星以及随后的科学家拥有有限的能量供应。 恒星将能量辐射到太空，最终消耗核能。 结果，这种珍贵的恒星产品将被消耗掉，之后恒星燃烧并变暗。 正如我们的太阳将在约50亿年内发生的情况一样。 在大约1万亿年之后，天空中的所有星星都会变冷。
之后，夜空将完全黑暗。 而且白天的天空将是黑暗的。 天空中无数的星星曾经被认为是法老王的最后安息之地，是永久性，永生性和“绝对”的其他特性的体现，最终将变成漂浮在太空中的冷煤。
艾伦·莱特曼（Alan Lightman）是麻省理工学院的物理学家和作家，人文科学教授。这本书的节选：在马恩岛上搜寻星星（c）2018（在缅因州的一个岛屿上搜寻星星）