镜子的历史-第15章
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不久伽利略离开帕多瓦回到家乡佛罗伦萨，在那里获得了托斯卡纳公爵科西莫·德·梅迪契殿下的首席数学家和哲学家的职位。但是这位永远好奇的科学家并不满足于仅用望远镜观看船只。他于1610年发表了《星际使者》。在书中他写道，“我放弃了在地上的观察，而转向了对太空的观察。”尽管他的望远镜所观看到的月球表面并非像镜子般的完美球体，而是“到处凸凹不平，就像地球的表面一样，既有高山，也有沟壑和峡谷，” 但是他仍认为，“能看到月球的实体是一件非常美好的事情，是一顿大饱眼福的美餐。”
这位观察家也推算出，照亮月球阴影部分的弱光来自于从地球反射过来的太阳光即地球反照。开普勒也意识到了这同一现象。我们整个世界本身就是一面天体镜子，是明亮的、犹如跳着盛大圆舞的宇宙的一个部分。“地球不能被排除在跳着旋转舞姿的众星之外，”伽利略肯定地说。相反，地球是“一个比月球更加光辉灿烂的运行天体，而不是宇宙中所有废料的垃圾箱。”
接着伽利略将望远镜对准了银河系。“银河系只不过是数不清的、簇成一群群的恒星的聚合地。不管将望远镜对向其中的哪一个部分，一大群恒星就会立即展现在你的面前。” 最后，伽利略披露了他的最令人震惊的发现。1610年1月7日，他在观测木星时注意到有三颗新星与它排成一排。第二天晚上，新星移动了。经过许多夜晚的观测，他得出结论，木星本身有四颗卫星，从而宣判了托勒密宇宙学说的死刑。伽利略兴致勃勃地宣布，“困扰哲学家们长达如此多个世纪的争执都被解决了，我们终于从口舌之战解脱了出来。”
其实不然。尽管开普勒热烈支持伽利略的工作，但是其他的科学家们却奋力保护托勒密和亚里士多德的学说免受这个持异端邪说者的攻击。他们肯定地说，月球上的高山是被无形的水晶球体所包围着，因此，那只是看上去好像不完美。批评家们也对伽利略在太阳表面上所发现的难看的瑕疵即太阳黑子说进行了同样的抨击。最初曾经支持过他、甚至对他十分热情的罗马天主教廷逐渐开始反对起这个口无遮拦的科学家。1633年，伽利略于69岁时被带到罗马教廷宗教裁判所，被迫放弃他的哥白尼信念，而且有生之年均在软禁中度过。他慢慢双目失明，但是仍努力写完了他的关于力学的杰作。他在即将度过78岁生日死于佛罗伦萨他的寓所里。人虽死去，但他却改变了整个宇宙。
尽管伽利略的命运不佳，但是若将所有当代的宗教人物都划为反动分子那也不完全正确。最仰慕他的人之一就是伯纳万图拉·卡瓦列里（Bonaventura Cavalieri）。卡瓦列里是耶稣会成员，在天主教本笃会修士卡斯特利门下学习，在此之前也曾是伽利略的学生。卡瓦列里熟读欧几里得、阿基米德和阿波罗尼奥斯的著作，成为那个时代最主要的数学家之一。1632年即伽利略被罗马教廷宗教裁判所审判的前一年，卡瓦列里写完了著作《燃烧镜》。他在书中探讨了阿基米德是否会在叙拉古城燃烧了敌船，也为能建造反射望远镜做了理论阐述。20年之后，另一位罗马天主教耶稣会成员尼克罗·祖基声称，他早在1616年时就用透镜作为目镜，提出了在望远镜里使用凹透镜这种方法。
因为凹透镜可以使图像变大这一事实已经众所周知，所以，将这种镜子放在望远镜里就是显而易见的一个步骤。伽利略也在琢磨这个问题。但是这个问题却没有人能够解决：如果你的头部阻挡住了视线，你在镜子里怎么会看到东西呢？
1636年，另一位修士，数学家马林·梅森（Marin Mersenne）提出了一个绝妙的解决方法。梅森为反射望远镜做出了两个设计，提出在大的主要抛物面反光镜上钻一个孔，再将另一个小的抛物面反光镜放在它的前面，以便将光线通过孔眼反射到眼睛。当然，小的抛物面反光镜会阻挡进来的一些光线，但是，大部分光线却会被重新转到望远镜末端的目镜处，而在目镜处，人们都习惯于用折射器来观测天空。
在他的一个设计方案中，放在聚焦平面外面的一个小的附属凹透镜抛物面反射器可截住光线，并以平行线的方式通过针孔将其反射出去。在另一个设计方案中，放在主聚焦前的一个附属凸透镜通过针孔将光线反射回来。不过，很明显，梅森没有意识到抛物面形的器具在这里并不管用。如若平行地将光线反射回去得需要一个双曲面反射器。
许多年来，没有人继续作梅森的发明设计，这主要是因为镜子制作艺术还不能产生可操纵的模式，但是也有另外的原因，即梅森最有影响的朋友之一勒内·笛卡尔（René Descartes）不赞成镜子的设计工作，并劝他的朋友放弃这种愚蠢的想法。
第三部分 理性的镜子第32节 笛卡尔的钟表装置宇宙
笛卡尔才华横溢、充满了自信，既经常出错又常有先见之明，但他却几乎只身一人将欧洲的知识界推进了一个机械力学的宇宙里，从而使魔法与科学完全分离开了。这个世界里的镜子和透镜帮助科学家们理解了光就是简单的因果。
笛卡尔1596年出生时不久母亲即死去。笛卡尔继承的万贯家产足可以使他永远不用工作。他被送到一所良好的耶稣会学校学习。身体羸弱、受惯了宠爱的他可以整天上午躺在床上看书和冥想，还学会了怀疑数学之外的所有事情，“因为他做的各种试验和演示都是那么肯定无误。” 当伽利略的《星际使者》改变了宇宙说时，笛卡尔才14岁，但是他却成为了新一代人中最杰出的代表，他们摒弃了古代的教义，渴望为自己的真理做出新的定义。
1619年11月10日，这位23岁的青年“整天独自一人呆在温暖的屋子里，有充分的时间来做各种思考。” 他得出了结论，“一个有良好意识的人很自然可以作出他所经历的事情，这一简单推理” 绝对要好于传统。
但是笛卡尔觉得他自己还太年轻，没有什么经验，因而还不能得出自己的体系。“在那之后的九年中，我在世界各地游荡，试图做一个观察者，而非什么表演者。” 1628年，他搬到了荷兰定居，在那儿一呆就是20年。1633年，他写出了杰作《世界，或者关于光的论文》。在文章中，他提出了自己的宇宙说，即宇宙是如何从一片混沌中发展而来的。他假定了一个上帝。这个上帝“只不过给自然界提供了普通的支持，并让自然界按照他所制定的规律去发展。”
这些规律与光有很大的关系：“在太阳和恒星中可以发现什么样的光，这种光如何会瞬间跨越浩瀚的太空运行，光如何被行星和彗星反射到地球上来。” 但是，当他正要发表这篇文章时，他听到了年老的伽利略被带到了罗马教廷去接受审判。笛卡尔没敢把自己的哥白尼宇宙体系交给出版界。他的这部书在他的有生之年一直没有发表。
四年之后，笛卡尔发表了一部比较温和的作品，里面汇集了四部短作：《方法论》、《光学》、《几何学》和《计量学》。在《方法论》中，他揭示了在他附属的科学作品中所使用的逻辑方法学：“第一条原则就是，决不能接受我所不知道的任何定义…除非让我清晰无误地明白以至于对它没有任何怀疑。” 从这些先验的真理中，他可以得出一切验证，就像在数学演算中一样。实际上，他在努力想成为第二个系统化大师亚里士多德。同他的希腊老前辈一样，笛卡尔的体系也有其致命的缺点。他宣称，“没有什么（真理）遥远得令我们获取不到或者隐藏之深令我们发现不了。” 尽管他十分自信，但是他那些不证自明的真理却并非总是正确的，他的推理也同样并不总是对的。
但是他的那些真理和推理也并非总是错误的。除了别的东西外，他还发明了分析几何学。他解释了镜子反射的原理，揭示了折射的正弦定律，为眼睛提供了一种工作模式，分析了双曲面和椭面透镜聚光的方式，建议改进了折射望远镜，并且解释了彩虹是如何形成的。
笛卡尔的成就到底有多少归功于以前的研究者这并不清楚，因为他很少赞誉别人。他重复了弗莱堡的狄特里希的彩虹试验，阐述了开普勒的视网膜倒置图像理论并将其据为己有，并且拒绝承认托马斯·哈里奥特和荷兰科学家维里布劳德·斯涅尔早已发现了折射的正弦定律。但是笛卡尔也很有可能完全是自己重新发现了所有这些。尽管他的演绎推理方法可能会误导他，但是他也意识到了做试验的价值。他说，“随着我们的知识的增进，做试验就变得越来越重要了。”
为了学会解剖学，他解剖过人的尸体、狗、猫、兔子和鱼。为了证明人类的视觉和照相机的暗盒具有同样的功能，他把“一个刚死去的人的眼睛” 挖出来，小心翼翼地将后部摩擦掉，直到只剩下薄薄的视网膜。在一间黑屋子里，他将眼球举到一个孔眼前，用薄薄的白纸将眼球包起来以充作视屏。他向日光中望去，“充满赞美和快意地”看见了通过眼球折射过来的倒置的图像。他用手轻轻地挤捏眼球，发现这样可以调试焦距。
不过，笛卡尔通过实验不能确认的东西就加以编造。在视网膜上形成的图像是由“轻如微风和空气的动物精灵”所带来的，图像被带到了大脑里，带到了松果体腺，在这里，再由灵魂或者“常识”来加以重新构建。笛卡尔继续说，“有时候图像可以从那里穿过孕妇的动脉血管，一直传到她子宫里胎儿的某个器官，并在那儿形成胎记。”
说得更貌似有理的是，笛卡尔竟然给光下的定义是“某种非常迅速和非常活跃的运动或者行动。” 他不能解释光的“真正特性，”因此他就用三个有些相互矛盾的比喻来处理这个问题。第一，光瞬间运行。正如盲人的拐杖所碰之处立即有感觉一样，来自一个物体的光撞击眼镜上。这样，笛卡尔摒弃了德谟克利特和培根所假设的“那些在空气中掠过的小图像。” 第二，他把光的传播作用比作葡萄酒桶里被半挤压的葡萄粒，目的是为了解释一种“非常微妙、非常液体状的材料，这种材料从恒星和行星不间断地向我们流过来，” 而光正是通过这种材料运行的。第三，他要求他的读者将光粒子看作是小型的网球。他的书里有这样一幅插图：一个小个子网球选手正向一面镜子上击小型的网球，网球从镜子上反弹回来，生动地展示了反射的定律。
笛卡尔也用网球解释了折射原理，不过，他得出了这样的结论即光不同于网球，在水中和玻璃中折射是因为其运行速度要比在空气中快。他对颜色的解释十分绝妙：色彩的形成是因为对光粒子给予了不同的旋转度，就像网球选手削球或者打上旋球一样。他在研究彩虹时，让日光穿过一个棱镜以产生光谱。他受到了困惑，将彩虹的形成这样构思出来：“小球在地球上各种物体的孔隙中滚动……根据确定它们的不同情形进行不同的滚动。” 急速旋转的粒子为红色；较慢的分别为黄色、绿色和蓝色。笛卡尔得出结论：“我认为，怀疑我刚才解释的这件事情是不可能的。”
1649年，笛卡尔最终放弃了幸福的隐居生活，成为瑞典克里斯蒂娜女王的宫廷哲学家。克里斯蒂娜女王当时只有23岁，精力十分充沛，有时候骑在马背上一骑就是十个小时。她不仅对自己要求严格，同时对她的属下也十分严厉。笛卡尔一生的习惯都是躺在床上直到九、十点钟，可是这时却发现自己必须在早上五点钟就得来上课。仅过了几个月，他就得了肺炎，经过大量放血之后，于1650年死于斯德哥尔摩，还没有来得及过他的54岁生日。
笛卡尔留下的遗产可谓毁誉参半。“通过炼金术士的许诺，占星家的预测和魔法师的招摇撞骗，”都没有发现真理。他的自称为笛卡尔主义者的追随者们只看重于毫无疑问的事实。笛卡尔主义思想的极端一面是令人可怕的虚无主义即任何事情都不能确定。正如梦幻、光学幻觉和魔镜所展示的那样，感官可以受到欺骗，因此说，这个世界以及人的躯体都有可能是虚幻的。世上可能没有什么上帝。“我是什么？”笛�
