回到波蘭後,哥白尼在費洛恩堡大教堂任職,幾次擔任教堂總管。白天他是位神職人員,晚上便在他的天文台上觀察星相。他的天文台原來是個作戰用的箭樓,三樓是他的工作室,樓下是他的臥室,頂上的露台就是他的天文觀測台。
通過觀測月蝕的陰影,或者觀察漸漸遠去的船帆都證明地球是圓的,海平麵也是弧形的。
哥白尼用最簡陋的儀器,包括觀測日食時運用的小孔成像法和水麵倒影法,對日食、月食、火星、金星、木星和土星的方位和運行規律,作了五十多次觀察,並作了詳細的記錄。他在望遠鏡發明前能作出如此精確的觀測,充分表現了他對科學的認真態度。
在大量觀察的基礎上,哥白尼用全部精力來撰寫他的不朽著作《天體運行論》。在這本書裏,他首先證明了地球是圓的,指出了物質是由不可分的原子組成的,介紹了地球的繞軸運行和周年運行,同時闡明了日食、月食形成的原因。在這些論述的基礎上,哥白尼進一步提出,地球隻是宇宙中微不足道的一顆行星,而太陽才是所有行星中相對不動的中心。這就從根本上推翻了地球中心說,革新了人們的宇宙觀。
44.伽利略發明體溫表
你們知道醫院用的體溫表嗎?300年前是沒有的,醫生隻能憑經驗給病人診斷。
有一天,伽利略在給學生上實驗課時,一邊操作一邊提問:“當水溫升高時,試管裏的水為什麼會上升呢?”學生回答說:“因為體積增大,水就膨脹上升。”“那水冷卻後呢?”“體積就會縮小,試管裏的水又會下降。”
這一回答,使伽利略突然想到:“既然水的溫度變化會引起體積的變化,那麼反過來,從水的體積變化中不就可以測出溫度的變化嗎?”
他迫不及待地開始了自己的實驗。先用手握住試管的底部,讓管內的空氣逐漸變熱,然後倒過來插入水中,再鬆開手,這時,水被吸入試管。當他重新握住試管,水又被壓了下去。然後,伽利略將一支極細的試管灌上水,在排出空氣後密封,並刻出刻度。世界上第一支體溫表誕生了。
45.伽利略由鐵球落地證實自由落體定律
一天晚上,伽利略和他的學生們在一起飲酒聊天,酒至酣處,伽利略對大家說了他的想法:
“我要用實驗向大家證明一個真理,我要讓那些最頑固的老學者們親眼看到我的實驗,然後讓他們信服。”
“老師,您想什麼時候做實驗啊?”
“明天,不,不行,得後天,噢,也不行,下個禮拜的今天最合適,這樣,我會有足夠的時間先進行一下實驗。我要請學校的全體師生,還有比薩的全體公民來觀看這次實驗,讓大家一起來為我做見證。屆時大家會看到,兩個大小不等的鐵球同時落地。”
其中一個平時頗被伽利略寵愛的學生,這時候有些放肆起來,他借著酒興說:
“老師,您說您的那兩個鐵球中,會不會有一個砸在我這個不幸的腦袋上?”
伽利略冷冷地回答說:“最好還是砸在上麵,這樣,說不定會把你的腦子砸出一些智慧的火花來。好了,現在你們都各自回去吧,我會把我的計劃公布在中央講演大廈的公告欄裏,到時候,可以請你們的朋友一起來,我也將邀請各位教授到場。”
一個禮拜很快就過去了。在教堂的大鍾敲響十二下前,伽利略滿懷興奮地進入了公共廣場。比薩斜塔下麵站滿了高聲談笑的學生,看他們的勁頭兒,倒更像是來看鬥雞表演的。伽利略找了半天,沒有見到校長和一些資曆較深的教授,可能他們害怕有損身份吧。不過,在人群中,伽利略還是看到了幾位教授,他們的臉上掛著藐視的神情,還有一點不懷好意的冷笑。
在人群的最外圍,是一些披著披巾要走向教堂的老婦人,她們看到有這麼多人在這裏集會,不知道要發生什麼,於是四下裏問,什麼事情,要看什麼,什麼時候開始?
在斜塔的入口處,一位老教授正在和一位年輕的教授熱烈地交談著。他們看到伽利略走過來,便一下子停住口,分開了。伽利略沒有理會他們,徑直進入了斜塔中。
伽利略對已經等得有些著急的群眾說:
“請大家看清楚,現在,我手中有兩個鐵球,左手的這一個重一磅,而右手的這一個則重十磅,如果有人不相信,可以親自上來掂一掂,看看是不是屬實。讀過書的人都知道,亞裏士多德認為:如果兩個重量不同的物體同時下落的話,那麼,它們到達地麵的時間是不一樣的。”
這時,人群裏有人嚷著:
“那是當然,十磅的鐵球一定會比一磅的快十倍。”
伽利略沒有理會這個人的話,繼續說:
“現在,請大家稍稍往後站一點,我會讓這兩個鐵球直線落下去,不會傷害到大家的。請大家幫我一起觀察這兩個鐵球落地的時間。”
說完,伽利略登上了塔頂,現在剛好是正午時分,鍾聲剛剛響過,下麵的人群一片靜寂。伽利略手裏拿著兩個鐵球,伸開手臂,讓兩個手臂在同一個水平線上,喊了聲“放!”
於是,兩個鐵球便從半空中直落下來,擊落到地麵,並且揚起一小堆灰塵。
兩個手執滴漏計時的學生大聲喊道:“時間相同,沒有絲毫的差別!”
人群立刻轟動起來,無論如何,這麼多人的眼睛都看到了一個事實——兩個鐵球同時落地。
“的確啊,是兩個同時落地的。”
“我們大家都親眼看見了,是相同的時間啊。”
“對,不會錯的,我們隻聽到一個落地的聲音,說明一定是同時的,不會有錯。”
伽利略從斜塔上走下來,他的兩個學生過來向他祝賀:“老師,祝賀您,您的實驗成功了!”
“老師,我感到很光榮,能為您效力,並且親眼看到您的成功。”
人群在慢慢散開,那幾個站在群眾中的教授早已經走了,他們並不想讓伽利略看到他們的疑惑,也不想就此承認自己的錯誤。
46.哈維受築水壩啟發撰寫《心血運動》
公元前5世紀,古希臘恩培多克勒首次提出了血液流進流出說,並指出心髒是人體的中心。但由於沒有科學的論證和實驗驗證,所以尚米得到大眾的認可。
公元2世紀,古代最偉大的醫學家、解剖學家蓋倫則認為,血液在活機體內是流動的,血液產生於肝髒,存在於靜脈之中進入右心室後由室壁滲透流入左心室,經過全身並在周身耗盡。他的權威地位,使他不正確的血液流動說持續了一千多年。
直到16世紀,意大利的達·芬奇才首次對蓋倫學說提出異議,他經過對70多具人屍體解剖後得知,心髒是四腔而不是蓋倫所說的兩腔。
1543年,意大利維薩裏在《人體的構造》一書中第一次用係統的人體解剖事實揭示了人體的結構,為人體血液流動學說的研究提供了解剖學的基礎。
16世紀,西班牙生理學家塞爾維特發現,血液從右心室流到肺,再由肺送回左心室的循環過程。
英國醫生哈維就出生在16世紀對血液循環眾說紛紜的時代。
哈維16歲就讀於劍橋大學,讀書時得了一場病,當時請來的醫生用流行的“放血法”治療,即割開右臂上的靜脈血管放出一點血來,包紮好。經幾次放血治療,病果然好了。雖然哈維並不相信“放血法”,但通過這次偶然治病的機會,卻使他知道血在體內是流動的。但是,究竟是怎樣流動的?原動力又來自何處?這一係列問題,便成了他終身研究的課題。
哈維首先研究了當時主要學者的一些觀點:食物在心髒內轉變成血液;心髒給血液加熱;動脈裏充滿了空氣;心髒產生“元氣”;靜脈血和動脈血都有漲有落,它們有時流入心髒,有時從心髒流出。
一次偶然的機會啟發了哈維的研究。一天雨過之後,他偶然發現幾個小孩子在街上的“小溪”築起小壩攔水玩。一會兒,壩的“上遊”水越積越多,“下遊”卻幹涸了。這種兒童遊戲使哈維受到啟發:用這種方法研究血液流動的情況不是很好嗎?於是他用繩子紮住動物的動脈,結果在血管的“上遊”即離心髒近的部位,血管鼓了起來,而“下遊”即離心髒遠的部位,血管癟了下去。將繩子放開後,血管又恢複了正常。用同樣的方法結紮靜脈血管,正好鼓起和癟下的地方與結紮動脈時的情況相反,這就使哈維對血液的流向有了一個大致的了解。
如想弄清血液的原動力,就需要解剖屍體加以研究。可是,解剖屍體是當時宗教所絕對禁止的。沒有辦法,哈維隻有去盜屍,加以研究。但是到哪裏去尋找屍體呢?哈維的朋友說:“巴黎效外離法國總監獄不遠有一片荒地,是官方處決犯人的刑場我們可以到那裏去試試運氣。”
於是哈維和幾個朋友,在一天夜裏來到高高的絞架下,絞架上掛著一具具犯人的屍體,空氣中彌漫著令人惡心的屍臭,景象使人毛骨悚然。但是這些並不能妨礙哈維的工作,他和朋友們迅速解下屍體,裝入布袋,放入馬車,駛回城中。
通過解剖屍體哈維終於弄清了心髒是血的原動力產生之地。
經過30多年的研究,威廉·哈維終於在1628年發表了《心血運動》這部“生理學史上最重要的名著”,為醫學作出了劃時代的貢獻。他在這部名著中提出了著名的血液循環流動說,其要點是:人體內的血液不停地通過一個閉合的血管循環體係,使血液流動的力量是由心髒提供的。
血液循環說的意義不但在於直接應用,更重要的還在於使人們對人體的工作原理有了一個正確的、基本的了解:它是現代生理學的起點。
哈維的血液循環說著作發表以後,雖然在歐美名聲大噪,但當時並未得到普遍承認。他死後四年即1661年,意大利馬爾比基用顯微鏡發現毛細血管之後,哈維的學說才得到普遍的承認。科學和事實終於戰勝了無知和偏見。