望远镜诞生413周年，伽利略用它到底看到了什么秘密？

2022年8月21日，是人类历史上第一架望远镜展出的413周年纪念日。1609年，伽利略创制了天文望远镜，并用来观测天体。1610年1月7日，伽利略用自制的天文望远镜发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、月球的周日和周月天平动，以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。

公元1609年，在欧洲两处相距352公里的城市中几乎同时发生了两件意义深远的事情。第一件事是38岁的开普勒出版了《新天文学》一书，正式向世人宣布了行星运动第一和第二定律。第二件事发生在意大利的威尼斯，1609年的8月21日，意大利科学家伽利略展出了人类历史上第一架按照科学原理制造出来的望远镜。

其实最早发现望远镜秘密的不是伽利略，而是一位叫利波塞的荷兰眼镜商人。这个人在制造镜片的时候，把一块凸透镜和一块凹透镜合在一起往外看，远处的东西就变近了。

伽利略对这个发现很感兴趣，他用数学进行计算，研究用什么样的镜片、怎样组合在一起效果比较好。最后，伽利略做了两根管子，一根管子的一端放凸透镜，另一根管子的一端放凹透镜，其中一根稍微细一点，正好可以套在另一根管子里面，能够自由滑动。这样观察的时候，就可以来回调节，选择合适的距离。经过反复的研制和试验，终于在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜。

至于望远镜的真正价值，是由伽利略的科学实验加以证实的。1609年，正在威尼斯的伽利略，从朋友的信中了解到利珀希制造望远镜的消息后，他回到帕多瓦就动手制作天文望远镜。不到3个月的时间，这位45岁的教授已经仿造出了两架望远镜，更不同寻常的是，他不光是把它们当作文人墨客、富商巨贾们寻欢作乐的玩具，只是看看远山风景，而是把它指向了星空。从此，一扇通往字宙奥秘堂的大门在天文学家面前打开了。

1609年12月，伽利略用他自制的望远镜观测月球。他发现月球表面并非像亚里士多德说的那样完美无缺，而是坑坑洼洼，凹凸不平。月球上布满了一些四周高、中间低的环形结构，这就是后人所称的“环形山”。更重要的是，他由此知道，月球并非是上帝创造的，天堂中的东西也不一定是尽善尽美的，他相信月球和地球一样，是一个有着实地的世界，说不定，在那些山洞内还可能栖息着神秘的“月球人”呢。

接着，伽利略又把目标指向了灿烂的星星，尽管在望远镜里观察“星星还是那个星星”，但星体明显地变得更加明亮了，而且还出现了众多原先肉眼无法见到的小星，由此他也成为世界上最早识破漫漫银河奥秘的人——这不是“牛奶路”，而是无数星体交织在一起的光辉。这一切也使他相信，哥白尼所说的“恒星离我们极其遥远”可能是句至理名言，不然为什么望远镜无法把它们放大呢。

伽利略的目光又投向了行星。1610年1月7日，他已见到了木星那淡黄色的小小圆面，这说明行星确实比恒星近得多。同时他马上又发现木星旁边始终有4个更小的光点，它们几乎排成一条直线，连续几个月的跟踪观测使他确信，像月亮绕地球那样，它们都在绕木星转动，应当是木星的卫星。这说明，不是所有天体都在绕地球！所以也就成为哥白尼日心说的第一个观测依据。

为了纪念伽利略这个发现，后人还把这4个比较大的木星卫星称为“伽利略卫星”。除了木卫二略小于月球外，其他3颗都比月亮还大，而木卫二则是天文学家的掌上明珠，因为它的冰层之下有着由液态水组成的海洋！

1610年，他又发现了金星存在阴晴圆缺的位相变化。这一发现有力证明了哥白尼日心说的正确性。他把新的发现写成《星界的报告》一书，这本书的出版引起了巨大的反响。然而，神学家们却咒骂望远镜是“魔鬼的发明”，伽利略也因宣传日心说而受到教会的迫害。但他的成就开辟了科学的道路，动摇了宗教的统治地位，伽利略本人也成了近代实验科学的奠基人。

伽利略是为维护真理而进行不屈不挠斗争的科学战士。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。恩格斯称他是“不管有何障碍，都能不顾一切而打破旧说，创立新说的巨人之一”。史蒂芬·霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。”

综编：科普中国、“宇宙时空”微信公众号