Galileo Galilei

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我从未遇到过一个人,愚昧到我无法从他身上学到任何东西。

Galileo di Vincenzo Bonaiuti de' Galilei 是一位意大利天文学家、物理学家和工程师,有时被描述为博学者,来自比萨。Galileo 被称为"观测天文学之父"、"现代物理学之父"、"科学方法之父"和"现代科学之父"。

Galileo 研究速度与速率、重力与自由落体、相对性原理、惯性、抛体运动,同时也从事应用科学与技术工作,描述了摆的特性和"流体静力天平"。他发明了温度计和各种军用罗盘,并使用望远镜对天体进行科学观测。他对观测天文学的贡献包括通过望远镜证实金星的相位变化、观测木星的四颗最大卫星、观测土星环,以及分析太阳黑子。

Galileo 对日心说和哥白尼学说的拥护遭到天主教会内部和一些天文学家的反对。此事于1615年由罗马宗教裁判所调查,裁判所得出结论认为日心说"在哲学上愚蠢荒谬,在形式上属于异端,因为它在许多地方明确违背《圣经》的含义"。

Galileo 后来在1632年的《关于两大世界体系的对话》中为自己的观点辩护,该书似乎攻击了教皇 Urban VIII,因此疏远了教皇和耶稣会士——而此前他们一直支持 Galileo。他被宗教裁判所审判,被认定"有重大异端嫌疑",并被迫放弃自己的主张。他在软禁中度过了余生。在此期间,他于1638年写成《两门新科学》,主要涉及运动学和材料强度,总结了他四十年前完成的研究工作。

早年生活与家庭

Galileo Galilei于1564年2月15日出生于比萨——彼时为意大利 Florence 公国的一部分。他是六个孩子中的长子。父亲 Vincenzo Galilei 是一位鲁特琴演奏家、作曲家和音乐理论家,母亲 Giulia Ammannati 于1562年与父亲成婚。Galileo 自己也成为了一名技艺精湛的鲁特琴演奏家,并早年便从父亲那里习得:对既定权威的怀疑精神、精确测量或量化实验的价值、对时间或节奏的周期性或音乐性度量的理解,以及数学与实验相结合所能产生的成果。

Galileo 的五个弟妹中有三人存活至成年。最小的弟弟 Michelangelo(或作 Michelagnolo)同样成为了鲁特琴演奏家和作曲家,但在 Galileo 青年时期给他带来了经济负担。Michelangelo 无力支付父亲承诺给姐妹们姐夫的嫁妆中应由他承担的那部分,后者随后试图通过法律途径索要欠款。Michelangelo 还时常需要向 Galileo 借款以支持自己的音乐事业和远游。这些经济负担可能促使 Galileo 早早就萌生了开发发明以增加收入的愿望。

当 Galileo Galilei 八岁时,他的家人迁往 Florence,但他被留在 Jacopo Borghini 门下接受了两年教育。1575年至1578年间,他在距 Florence 东南约30公里的 Vallombrosa 修道院接受教育。

### 姓名

Galileo 习惯只用名字称呼自己。在当时的意大利,姓氏并非必需,而他的名字与他偶尔使用的家族姓氏 Galilei 同源。他的名与姓最终都源自一位祖先 Galileo Bonaiuti——15世纪 Florence 的一位重要医生、教授和政治家。Galileo Bonaiuti 被安葬在 Florence 的圣十字圣殿,约200年后,Galileo Galilei 也安葬于同一座教堂。

 Galileo 的长女 Virginia 对父亲尤为忠诚

当他确实用不止一个名字称呼自己时,有时会用 Galileo Galilei Linceo,这指代他作为意大利精英科学组织山猫学会成员的身份。在十六世纪中叶的 Tuscany 家庭中,以父母的姓氏为长子命名是常见做法。因此,Galileo Galilei 未必是以其祖先 Galileo Bonaiuti 命名的。意大利男性名字"Galileo"以及由此衍生的姓氏"Galilei"源自拉丁语"Galilaeus",意为"加利利的",指以色列北部一个具有圣经意义的地区。由于这一地区,形容词 galilaios(希腊语 Γαλιλαῖος,拉丁语 Galilaeus,意大利语 Galileo),意为"加利利人",在古代尤其被皇帝 Julian 用来指称基督及其追随者。

Galileo 姓名的圣经根源后来成为一个著名双关语的主题。1614年,在 Galileo 事件期间,Galileo 的反对者之一、多明我会神父 Tommaso Caccini 针对 Galileo 发表了一场争议性且影响深远的布道。其中他特意引用《使徒行传》1:11:"加利利人哪,你们为什么站着望天呢?"

### 子女

尽管是一位虔诚的罗马天主教徒,Galileo 与 Marina Gamba 未婚生育了三个孩子。他们有两个女儿,Virginia 生于1600年,Livia 生于1601年,以及一个儿子,Vincenzo 生于1606年。

由于私生子的身份,Galileo 认为女儿们无法出嫁,且若不是会造成高得令人望而却步的抚养费或嫁妆问题——这与 Galileo 此前因两个妹妹而遭遇的严重经济困境类似。她们唯一体面的出路是宗教生活。两个女儿都被 Arcetri 的圣马太修道院接纳,并在那里度过了余生。

Virginia 进入修道院后取名 Maria Celeste。她于1634年4月2日去世,与 Galileo 一同安葬在 Florence 的圣十字圣殿。Livia 取名 Arcangela 修女,一生大部分时间都在病中。Vincenzo 后来被合法化为 Galileo 的法定继承人,并娶了 Sestilia Bocchineri 为妻。

科学家生涯

尽管 Galileo Galilei 年轻时曾认真考虑过从事神职,但在父亲的敦促下,他于1580年进入比萨大学攻读医学学位。1581年,当他学习医学时,他注意到一盏摆动的吊灯,气流使其以或大或小的弧度摆动。他以自己的心跳作为参照,发现无论吊灯摆动的幅度有多大,往返摆动所需的时间似乎是相同的。回家后,他设置了两个等长的摆,一个大幅摆动,另一个小幅摆动,结果发现它们的摆动周期完全一致。直到近一百年后 Christiaan Huygens 的研究,摆的等时性才被用于制造精确的计时器。在此之前,Galileo 一直被刻意隔离于数学之外,因为医生的收入高于数学家。然而,在偶然旁听了一堂几何学讲座后,他说服了不情愿的父亲,让他改学数学和自然哲学,放弃医学。他制作了一个测温器,即温度计的前身,并于1586年出版了一本关于他发明的流体静力学天平设计的小册子,这使他首次引起学术界的关注。Galileo 还研究了 disegno,一个涵盖美术的术语,并于1588年在 Florence 的 Accademia delle Arti del Disegno 获得教职,教授透视法和明暗对照法。受该城市艺术传统和文艺复兴艺术家作品的启发,Galileo 形成了审美思维。在 Accademia 担任青年教师期间,他与 Florence 画家 Cigoli 建立了终生的友谊。

 Galileo 的"cannocchiali"望远镜,藏于 Florence 的 Museo Galileo

1589年,他被任命为比萨大学数学系主任。1591年,父亲去世,他承担起照顾弟弟 Michelagnolo 的责任。1592年,他转往帕多瓦大学,在那里教授几何学、力学和天文学,直到1610年。在此期间,Galileo 在纯基础科学(如运动学)和天文学以及实用应用科学(如材料强度)方面都取得了重大发现,并在望远镜领域开创先河。他的多元兴趣还包括占星学研究,这在当时是与数学和天文学研究紧密相关的学科。

### 天文学

#### Kepler 超新星

Tycho Brahe 等人曾观测到1572年的超新星。Ottavio Brenzoni 于1605年1月15日致 Galileo 的信件,将1572年的超新星和1601年亮度较低的新星引起了 Galileo 的注意。Galileo 于1604年观测并讨论了 Kepler 超新星。由于这些新星未显示出可检测到的周日视差,Galileo 断定它们是遥远的恒星,从而推翻了亚里士多德关于天体不变性的信念。

#### 折射望远镜

仅凭 Hans Lippershey 于1608年在荷兰试图申请专利的第一台实用望远镜的模糊描述,Galileo 在次年制造了一台放大倍率约3倍的望远镜。他后来制作了改良版本,放大倍率可达约30倍。使用 Galileo 式望远镜,观察者可以看到地球上放大的正立图像——这就是通常所说的地面望远镜或窥远镜。他也可以用它观测天空;在一段时间内,他是少数能够制造出足以用于此目的的优质望远镜的人之一。1609年8月25日,他向威尼斯立法者展示了一台早期望远镜,放大倍率约为8或9倍。望远镜也成为 Galileo 盈利的副业,他将其出售给商人,这些商人发现望远镜在海上和贸易中都很有用。1610年3月,他在一篇题为《Sidereus Nuncius》(星际信使)的简短论文中发表了最初的望远镜天文观测结果。

#### 月球

1609年11月30日,Galileo 将望远镜对准月球。虽然他并非第一个通过望远镜观测月球的人——英国数学家 Thomas Harriot 在四个月前就已完成,但只看到了"奇怪的斑点"——Galileo 却是第一个推断出月相盈亏不均的原因是月球山脉和陨石坑的光遮挡。在研究中,他还绘制了地形图,估算了山脉的高度。月球并非如亚里士多德所言是一个半透明的完美球体,也绝非如但丁所说的第一颗"行星",一颗"华丽升入天国九重天的永恒明珠"。Galileo 有时被认为在1632年发现了月球纬度天秤动,尽管 Thomas Harriot 或 William Gilbert 可能更早完成。

 《Sidereus Nuncius》中的月球插图,1610年于威尼斯出版

Galileo 的朋友、画家 Cigoli,在他的一幅画作中描绘了月球的写实形象,尽管他可能使用了自己的望远镜进行观测。

#### Jupiter 的卫星 1610年1月7日,Galileo Galilei用他的望远镜观测到了他当时描述为"三颗因极其微小而完全不可见的恒星",它们都靠近木星,并位于一条穿过木星的直线上。随后几个夜晚的观测显示,这些"恒星"相对于木星的位置在不断变化,如果它们真是恒星,这种现象将无法解释。1月10日,Galileo注意到其中一颗消失了,他将这一观测归因于它被木星遮挡。几天之内,他得出结论:它们正在环绕木星运行——他发现了木星四颗最大卫星中的三颗。1月13日,他发现了第四颗。Galileo将这四颗卫星命名为美第奇星,以纪念他未来的赞助人、托斯卡纳大公科西莫二世·德·美第奇及其三位兄弟。然而,后来的天文学家为纪念发现者,将它们重新命名为Galileo卫星。这些卫星由西蒙·马里乌斯于1610年1月8日独立发现,现在被称为木卫一、木卫二、木卫三和木卫四,这些名字由马里乌斯在其1614年出版的《木星世界》中给出。

 正是在这一页上,Galileo首次记录了对木星卫星的观测。

Galileo对木星卫星的观测在天文学界引发了一场革命:一颗行星周围环绕着更小的行星,这不符合亚里士多德宇宙学的原则——该学说认为所有天体都应围绕地球旋转。许多天文学家和哲学家起初拒绝相信Galileo可能发现了这样的事物。他的观测得到了克里斯托弗·克拉维乌斯天文台的证实,1611年他访问罗马时受到了英雄般的欢迎。Galileo在接下来的十八个月里继续观测这些卫星,到1611年年中,他已经获得了关于它们运行周期的惊人精确估算——这一壮举曾被约翰内斯·开普勒认为不可能实现。

#### 金星的相位

从1610年9月起,Galileo观测到金星呈现出一整套类似月球的相位。尼古拉·哥白尼发展的太阳系日心说模型预言,由于金星围绕太阳的轨道会使其被照亮的半球在位于太阳对面时朝向地球,而在位于地球一侧时背离地球,因此所有相位都应可见。在托勒密的地心说模型中,任何行星的轨道都不可能与承载太阳的球形壳层相交。传统上,金星的轨道被完全置于太阳的近地侧,在那里它只能呈现新月相和新相。也可以将其完全置于太阳的远地侧,在那里它只能呈现凸月相和满相。在Galileo用望远镜观测到金星的新月相、凸月相和满相之后,托勒密模型变得站不住脚。17世纪初,由于他的这一发现,绝大多数天文学家转向了各种地-日心行星模型,如第谷模型、卡佩拉模型和扩展卡佩拉模型,每种模型都有地球自转或不自转两个版本。这些模型都能解释金星的相位,而无需面对完全日心说所预言的恒星视差这一"反驳"。因此,Galileo对金星相位的发现,是他在从完全地心说经由地-日心说过渡到完全日心说这一两阶段转变中,最具实证影响力的贡献。

#### 土星与海王星

1610年,Galileo还观测了土星,起初误将其光环当作行星,认为那是一个三体系统。当他后来再次观测这颗行星时,土星的光环正对着地球,使他以为其中两个天体消失了。1616年当他再次观测这颗行星时,光环重新出现,令他更加困惑。

 Galileo于1610年观测到的金星相位

Galileo在1612年观测到了海王星。它在他的笔记中只是众多不起眼的暗淡恒星之一。他没有意识到那是一颗行星,但在失去追踪之前,他确实注意到了它相对于恒星的运动。

#### 太阳黑子

Galileo对太阳黑子进行了肉眼和望远镜研究。它们的存在对正统亚里士多德天体物理学所假定的天界永恒完美性提出了又一难题。弗朗切斯科·西齐和其他人在1612-1613年观测到的太阳黑子轨迹明显的年度变化,也为反对托勒密系统和第谷·布拉赫的地-日心系统提供了有力论据。围绕太阳黑子发现优先权及其解释的争议,导致Galileo与耶稣会士克里斯托夫·沙伊纳之间产生了长期而激烈的宿怨。居中调停的是马克·韦尔泽,沙伊纳曾向他宣布自己的发现,而韦尔泽则向Galileo征询意见。事实上,毫无疑问他们两人都被大卫·法布里修斯和他的儿子约翰内斯抢先了。

#### 银河与恒星

Galileo观测了此前被认为是星云的银河,发现它是由密集排列的大量恒星组成,从地球上看起来像云雾。他定位了许多其他肉眼无法看见的遥远恒星。1617年,他观测到了大熊座的双星开阳。 在《星际信使》中,Galileo Galilei 报告称,恒星在望远镜下仅呈现为光点,外观本质上未被望远镜改变,并将其与行星进行对比——望远镜揭示行星呈圆盘状。但此后不久,在他的《太阳黑子书简》中,他报告称望远镜揭示了恒星和行星的形状都"相当圆"。从那时起,他继续报告望远镜显示出恒星的圆形,以及通过望远镜观测到的恒星直径为几角秒。他还设计了一种不用望远镜测量恒星视大小的方法。正如他在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中所描述的,他的方法是在视线与恒星之间悬挂一根细绳,并测量能完全遮挡该恒星的最大距离。通过测量这一距离和绳子的宽度,他可以计算出恒星在其观测点所张的角度。

在他的《对话》中,他报告称他发现一等星的视直径不超过5角秒,六等星的视直径约为5/6角秒。与他那个时代的大多数天文学家一样,Galileo 没有意识到他测量的恒星视大小是虚假的,由衍射和大气扰动引起,并不代表恒星的真实大小。然而,Galileo 的数值远小于此前对最亮恒星视大小的估计,例如第谷·布拉赫所做的估计,这使 Galileo 能够反驳反哥白尼论证,如第谷提出的——这些恒星必须大得荒谬才能使其年周视差无法探测。其他天文学家如西门·马里乌斯、乔瓦尼·巴蒂斯塔·里乔利和马丁努斯·霍滕修斯也对恒星进行了类似测量,马里乌斯和里乔利得出结论认为,较小的尺寸仍不足以回答第谷的论证。

### 潮汐理论

红衣主教贝拉明曾在1615年写道,哥白尼体系若无"太阳不绕地球而地球绕太阳的真正物理论证"便无法得到辩护。Galileo 认为他的潮汐理论提供了这样的证据。这一理论对他如此重要,以至于他原本打算将《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》称为《关于海洋涨落的对话》。有关潮汐的提法后经宗教裁判所命令从书名中删除。

 Galileo Galilei,多梅尼科·丁托列托绘

对 Galileo 而言,潮汐是由海水来回晃动引起的,这是因为地球表面上的一点由于地球自转和绕太阳公转而加速和减速。他于1616年首次传阅了关于潮汐的论述,致红衣主教奥尔西尼。他的理论首次洞察了海洋盆地形状对潮汐大小和时间的重要性;例如,他正确解释了亚得里亚海中段潮汐微不足道而两端潮汐显著的现象。然而,作为潮汐成因的一般性解释,他的理论是失败的。

如果这一理论正确,每天应只有一次高潮。Galileo 及其同时代人意识到了这一不足,因为威尼斯每天有两次高潮而非一次,相隔约12小时。Galileo 将这一异常归咎于若干次要原因,包括海洋形状、深度及其他因素。阿尔伯特·爱因斯坦后来表示,Galileo 发展出他的"迷人论证",并出于渴望获得地球运动物理证据而不加批判地接受了它们。Galileo 还否定了月球引起潮汐的观点——这一观点自古代便已知晓,其同时代人约翰内斯·开普勒也持此观点;Galileo 对开普勒的行星椭圆轨道理论也不感兴趣。Galileo 继续主张他的潮汐理论,认为这是地球运动的终极证明。

### 彗星争议与《试金者》

1619年,Galileo 卷入了与耶稣会罗马学院数学教授奥拉齐奥·格拉西神父的争议。争议始于对彗星性质的分歧,但到1623年 Galileo 出版《试金者》(Il Saggiatore)——他在这场争论中的最后一击时,它已演变成关于科学本质本身的更广泛争议。该书扉页将 Galileo 描述为托斯卡纳大公的哲学家和"首席数学家"。

由于《试金者》包含了 Galileo 关于科学应如何实践的大量思想,它被称为他的科学宣言。1619年初,格拉西神父曾匿名出版了一本小册子《关于1618年三颗彗星的天文争辩》,讨论了前一年11月末出现的一颗彗星的性质。格拉西得出结论,该彗星是一个火热天体,沿着与地球保持恒定距离的大圆弧段运动,且由于它在天空中的运动速度慢于月球,它必定比月球更远。 Grassi的论点和结论在随后一篇名为《彗星论》的文章中遭到批评,该文以Galileo Galilei的一位门徒——佛罗伦萨律师Mario Guiducci的名义发表,尽管文章主要由Galileo Galilei本人撰写。Galileo Galilei和Guiducci并未就彗星的本质提出自己的确定性理论,尽管他们确实提出了一些试探性推测,而这些推测现已被证实是错误的。关于彗星研究的正确方法当时已由Tycho Brahe提出。在Galileo Galilei和Guiducci的《彗星论》开篇段落中,他们无端侮辱了耶稣会士Christoph Scheiner,并且在全文中散布了各种对罗马学院教授们的贬损言论。耶稣会士们深感冒犯,Grassi很快便以化名Lothario Sarsio Sigensano——声称是他自己的一名学生——撰写了一篇论战性文章《天文学与哲学天平》作为回应。

《试金者》是Galileo Galilei对《天文学天平》的毁灭性回击。这部作品被广泛认为是论战文学的杰作,其中"Sarsi"的论点遭到了无情的嘲讽。它受到广泛赞誉,尤其令新任教皇Urban VIII感到满意,该书正是献给他的。在此前十年间,未来的Urban VIII——Barberini曾在罗马站在Galileo Galilei和山猫学会一边。

Galileo Galilei与Grassi的争论永久性地疏远了许多此前同情他观点的耶稣会士,Galileo Galilei及其友人深信正是这些耶稣会士导致了他后来的定罪。然而,这方面的证据充其量也只是模棱两可的。

### 日心说争议

在Galileo Galilei与教会冲突的时期,大多数受过教育的人信奉亚里士多德的地心说观点,即地球是宇宙中心且所有天体都围绕其运行,或者信奉Tycho Brahe融合地心说与日心说的新体系。对日心说以及Galileo Galilei相关著作的反对结合了宗教和科学上的异议。宗教上的反对源于《圣经》中暗示地球固定不动的段落。科学上的反对来自Brahe,他认为如果日心说为真,应当能观测到恒星的周年视差,但当时并未观测到。Aristarchus和Copernicus曾正确地假设,由于恒星距离遥远,视差可以忽略不计。然而,Tycho反驳称,既然恒星看起来具有可测量的角直径,如果恒星真的如此遥远,且其表观大小源于其物理尺寸,那么它们将远大于太阳。事实上,在没有现代望远镜的情况下,不可能观测到遥远恒星的物理尺寸。

Galileo Galilei基于他1609年的天文观测为日心说辩护。1613年12月,佛罗伦萨大公夫人Christina以《圣经》对地球运动的反对意见质问Galileo Galilei的一位朋友兼追随者Benedetto Castelli。受此事件促动,Galileo Galilei给Castelli写了一封信,在信中他论证日心说实际上并不违背《圣经》文本,且《圣经》是信仰和道德方面的权威,而非科学。这封信虽未公开发表,却广为流传。两年后,Galileo Galilei给Christina写了一封信,将他先前八页的论证扩展至四十页。

 Cristiano Banti于1857年创作的画作《Galileo Galilei面对罗马宗教裁判所》

到1615年,Galileo Galilei关于日心说的著作被神父Niccolò Lorini提交给了罗马宗教裁判所,Lorini声称Galileo Galilei及其追随者试图重新解释《圣经》,这被视为违反特伦托公会议的行为,并且危险地类似于新教主义。Lorini特别引用了Galileo Galilei致Castelli的信。Galileo Galilei前往罗马为自己和自己的观点辩护。1616年初,Francesco Ingoli主教发起了与Galileo Galilei的辩论,向他发送了一篇反驳哥白尼体系的文章。Galileo Galilei后来表示,他认为这篇文章对随后针对哥白尼主义的行动起到了关键作用。Ingoli可能受宗教裁判所委托就这一争议撰写专家意见,该文章为裁判所的行动提供了基础。文章集中阐述了十八条反对日心说的物理和数学论据。它主要借鉴了Tycho Brahe的论证,特别是日心说将要求恒星看起来比太阳大得多。文章还包含四条神学论据,但Ingoli建议Galileo Galilei专注于物理和数学论据,他并未提及Galileo Galilei的《圣经》观点。

1616年2月,宗教裁判所委员会宣布日心说"在哲学上愚蠢而荒谬,在形式上属于异端,因为它在许多地方明确contradicts《圣经》的含义"。宗教裁判所认定地球运动的观念"在哲学上受到同样的判决……在神学真理方面,它至少在信仰上是错误的"。教皇Paul V指示Bellarmine枢机将这一裁定传达给Galileo Galilei,并命令他放弃日心说。2月26日,Galileo Galilei被召至Bellarmine的住所,被命令"彻底放弃……太阳静止于世界中心而地球运动的观点,此后不得以任何方式——无论口头还是书面——持有、教授或捍卫它。"圣职部禁令索引禁止了Copernicus的《天体运行论》及其他日心说著作,直至修订。 在接下来的十年里,Galileo Galilei 刻意远离争议。1623年,红衣主教马费奥·巴尔贝里尼当选为教皇乌尔班八世,这让他重燃撰写相关著作的计划。巴尔贝里尼是 Galileo 的朋友和仰慕者,曾反对1616年对 Galileo 的训诫。Galileo 由此创作的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》于1632年出版,获得了宗教裁判所的正式授权和教皇许可。

 Justus Sustermans 绘制的 Galileo Galilei 肖像,1636年。佛罗伦萨乌菲兹美术馆藏。

此前,教皇乌尔班八世曾亲自要求 Galileo 在书中列举支持和反对日心说的论据,并务必谨慎,不要为日心说辩护。无论是无意还是刻意,《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中为亚里士多德地心说辩护的辛普利西奥常常陷入自相矛盾,有时显得像个傻瓜。事实上,尽管 Galileo 在书的序言中说明这个角色以著名的亚里士多德哲学家辛普利修斯(拉丁文)命名,即意大利文的"Simplicio",但"Simplicio"在意大利语中也有"笨蛋"的含义。对辛普利西奥的这种刻画使《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》看起来像一本倡导性著作:对亚里士多德地心说的攻击和对哥白尼理论的辩护。

大多数历史学家认为 Galileo 并非出于恶意,他对自己著作引发的反应感到措手不及。然而,教皇对这种疑似的公开嘲讽以及对哥白尼学说的支持并不宽容。

Galileo 疏远了他最大、最有权势的支持者——教皇,并于1632年9月被召至罗马为其著作辩护。他最终于1633年2月抵达,被带到宗教裁判官文森佐·马库拉尼面前受审。在整个审判期间,Galileo 坚称自从1616年以来,他一直忠实地遵守承诺,不持有任何被谴责的观点,最初他甚至否认为这些观点辩护。然而,他最终被说服承认,尽管违背他的真实意图,但《对话》的读者确实有可能得出这是在为哥白尼学说辩护的印象。鉴于 Galileo 相当难以置信地否认他在1616年后曾持有哥白尼观点或曾打算在《对话》中为其辩护,他在1633年7月的最后一次审讯中被威胁,如果不说实话就会遭受酷刑,但他仍坚持否认。

宗教裁判所的判决于6月22日宣布。判决包含三个核心部分:

- Galileo 被认定"有异端重大嫌疑",尽管从未被正式指控为异端,从而免于遭受肉体惩罚,嫌疑即持有太阳静止于宇宙中心、地球不在宇宙中心且在运动的观点,以及在某一观点被宣布违背《圣经》后仍可将其作为可能性加以持有和辩护。他被要求"放弃、咒骂和憎恶"这些观点。 - 他被判处由宗教裁判所决定的正式监禁。次日,刑罚减为软禁,他终其余生都处于软禁之中。 - 他的违规著作《对话》被禁;在审判中未宣布的一项行动中,他的所有作品都被禁止出版,包括他未来可能撰写的任何作品。

据民间传说,在公开放弃地球围绕太阳运转的理论后,Galileo 据称低声说出了那句反叛性的话:"但它确实在动"。一幅1640年代由西班牙画家巴托洛梅·埃斯特班·穆里略或其学派画家创作的画作中,这些字句在1911年修复工作前一直被隐藏,画中描绘了被囚禁的 Galileo 显然凝视着牢房墙上写的"E pur si muove"。关于这一传说最早的书面记载可追溯到他去世后一个世纪,但斯蒂尔曼·德雷克写道:"毫无疑问,这句名言在 Galileo 去世前就已经被归于他了"。

在与友好的锡耶纳大主教阿斯卡尼奥·皮科洛米尼共处一段时间后,Galileo 于1634年被允许返回佛罗伦萨附近阿尔切特里的别墅,在那里度过了他软禁生涯的部分时光。Galileo 被要求在接下来的三年里每周诵读《七首忏悔诗篇》一次。然而,他的女儿玛丽亚·切莱斯特在获得教会许可后,将这一负担承担到自己身上,从而减轻了他的负担。

 归属于 Murillo 的肖像画,描绘 Galileo 凝视着"E pur si muove"字样

正是在 Galileo 被软禁期间,他将时间投入到他最杰出的作品之一《两门新科学》中。在这本书里,他总结了四十年前完成的研究成果,涉及现在称为运动学和材料强度的两门科学,并在荷兰出版以规避审查。这本书受到 Albert Einstein 的高度赞扬。由于这项工作,Galileo 常被称为"现代物理学之父"。他在1638年完全失明,并饱受疝气和失眠的痛苦折磨,因此被允许前往佛罗伦萨寻求医疗建议。

达瓦·索贝尔认为,在 Galileo 1633年因异端受审和判决之前,教皇乌尔班八世已经全神贯注于宫廷阴谋和国家问题,并开始担心遭受迫害或生命威胁。在此背景下,索贝尔认为 Galileo 的问题是由宫廷内部人士和 Galileo 的敌人呈交给教皇的。在被指责保护教会不力后,乌尔班出于愤怒和恐惧对 Galileo 进行了反击。

Galileo 在中国的认知

汤若望于1626年用中文和拉丁文出版了《远镜说》。

逝世

Galileo Galilei 持续接待访客直至1642年。在遭受发热和心悸折磨后,他于1642年1月8日去世,享年77岁。托斯卡纳大公Ferdinando II希望将他安葬在圣十字圣殿的主体部分,紧邻其父亲和其他祖先的墓穴,并为他建造一座大理石陵墓以示敬意。

 Galileo之墓,佛罗伦萨圣十字教堂

然而,这些计划最终搁浅,因为教皇Urban VIII及其侄子、红衣主教Francesco Barberini提出抗议——Galileo曾因"严重异端嫌疑"遭天主教会定罪。他被安葬在圣殿南翼廊通往圣器室走廊尽头、紧邻见习修士礼拜堂的一间小室内。1737年,在为他建立纪念碑后,遗骸被迁葬至圣殿主体;在迁移过程中,三根手指和一颗牙齿从遗骸中被取出。这些手指目前在意大利佛罗伦萨的Museo Galileo展出。

科学贡献

### 科学方法

Galileo通过实验与数学的创新结合,为运动科学做出了开创性贡献。当时更典型的科学研究是William Gilbert关于磁学和电学的定性研究。Galileo的父亲Vincenzo Galilei是一位鲁特琴演奏家和音乐理论家,他进行的实验确立了物理学中或许最古老的非线性关系:对于拉紧的弦,音高随张力平方根变化。这些观察属于毕达哥拉斯音乐传统的范畴——乐器制造者对此非常熟悉——其中包括用整数细分琴弦可产生和谐音阶这一事实。因此,少量数学长期以来将音乐与物理科学联系起来,年轻的Galileo能够看到自己父亲的观察在这一传统上的拓展。

 Galileo右手中指

Galileo是最早明确指出自然法则具有数学性质的现代思想家之一。在《试金者》中,他写道:"哲学书写在这部宏伟巨著——宇宙——之中……它以数学语言书写,其文字是三角形、圆形和其他几何图形……"他的数学分析是中世纪晚期自然哲学家所采用传统的进一步发展,Galileo在学习哲学时接触到这一传统。他的工作标志着科学最终从哲学和宗教中分离出来的又一步——这是人类思想的重大发展。他常常愿意根据观察改变自己的观点。为了进行实验,Galileo必须建立长度和时间标准,以便在不同日期、不同实验室进行的测量能够以可重复的方式进行比较。这为使用归纳推理确认数学法则提供了可靠基础。

Galileo展现了对数学、理论物理学和实验物理学之间恰当关系的现代理解。他理解抛物线,既从圆锥曲线角度,也从纵坐标y随横坐标x的平方变化的角度理解。Galileo进一步断言,在没有空气阻力或其他干扰的情况下,抛物线是匀加速抛射物在理论上的理想轨迹。他承认这一理论的有效性存在局限,从理论上指出与地球尺度相当的抛射物轨迹不可能是抛物线,但他仍然坚持认为,对于他那个时代的火炮射程范围内的距离,抛射物轨迹偏离抛物线的程度将非常轻微。

### 天文学

在Galileo对1604年Kepler超新星的观测中,他得出结论认为那是一组遥远恒星,由此推翻了亚里士多德关于天体不变性的观念。

 Galileo向威尼斯总督展示如何使用望远镜(Giuseppe Bertini壁画)

1609年末,Galileo使用折射望远镜观测到月球表面并非光滑。次年初,他观测到Jupiter的四颗最大卫星。1610年晚些时候,他观测到Venus的相位变化——这是日心说的证据——以及Saturn,尽管他认为该行星的光环是另外两颗行星。1612年,他观测到Neptune并注意到其运动,但未将其识别为行星。

Galileo对太阳黑子、银河系进行了研究,并对恒星做出了各种观测,包括如何在不用望远镜的情况下测量其视大小。

### 工程学

Galileo对现在被称为工程学——有别于纯物理学——的领域做出了诸多贡献。1595年至1598年间,Galileo设计并改进了适用于炮手和测量员的几何军用罗盘。这是对Niccolò Tartaglia和Guidobaldo del Monte早期设计仪器的拓展。对炮手而言,它不仅提供了更安全准确地抬升火炮的新方法,还提供了快速计算不同尺寸和材质炮弹所需火药装填量的方法。作为几何仪器,它可以构造任何正多边形,计算任何多边形或扇形的面积,以及进行各种其他计算。在Galileo的指导下,仪器制造商Marc'Antonio Mazzoleni生产了100多个这样的罗盘,Galileo以50里拉的价格出售,并附带他编写的使用手册,还提供收费120里拉的罗盘使用课程。  Galileo Galilei的几何与军用圆规,据信由其私人仪器制造师Marc'Antonio Mazzoleni于1604年前后制成

1593年,Galileo制造了一支温度计,利用球体内空气的膨胀与收缩来推动附着管中的水移动。

1609年,Galileo与英国人Thomas Harriot等人一同成为最早将折射望远镜用作观测恒星、行星或卫星的仪器的先驱之一。"望远镜"(telescope)这一名称由希腊数学家Giovanni Demisiani为Galileo的仪器命名,当时是在1611年Federico Cesi亲王为接纳Galileo加入其Accademia dei Lincei而举办的宴会上。1610年,他在近距离使用望远镜放大昆虫的各部位。到1624年,Galileo已使用复式显微镜。同年5月,他将其中一台仪器赠予Zollern枢机主教,以呈献给巴伐利亚公爵;9月,他又将另一台送给Cesi亲王。一年后,Linceans在命名"显微镜"(microscope)时再次发挥了作用,当时的同院会士Giovanni Faber用希腊词μικρόν(micron,意为"微小")和σκοπεῖν(skopein,意为"观看")为Galileo的发明创造了这个词。该词意在与"望远镜"形成类比。1625年发表的使用Galileo显微镜之一绘制的昆虫插图,似乎是复式显微镜使用的首次明确记录。

1612年,在确定了木星卫星的轨道周期后,Galileo提出,若拥有足够精确的轨道知识,就可以将它们的位置用作通用时钟,从而实现经度测定。在其余生中,他时常研究这一问题,但实际困难极为严重。该方法于1681年由Giovanni Domenico Cassini首次成功应用,后来被广泛用于大规模土地测量;例如,该方法曾用于测绘法国,后来又被Zebulon Pike于1806年用于测绘美国中西部。对于海上航行,精密的望远镜观测更为困难,经度问题最终需要开发实用的便携式航海计时器,如John Harrison的设计。在晚年完全失明时,Galileo为摆钟设计了一种擒纵机构,称为Galileo擒纵装置,但直到1650年代Christiaan Huygens制造出第一台完全可运行的摆钟之后,才有使用该装置的时钟被制造出来。

 现存最早的Galileo Galilei望远镜复制品,陈列于Griffith天文台

Galileo曾多次应邀就缓解河流洪灾的工程方案提供咨询。1630年,Mario Guiducci可能在确保他参与Bartolotti关于为佛罗伦萨附近Bisenzio河开辟新河道的方案咨询方面发挥了关键作用。

### 物理学

Galileo关于物体运动的理论与实验工作,连同Kepler和René Descartes在很大程度上独立进行的工作,是Isaac Newton爵士发展的经典力学的先驱。Galileo进行了多项摆实验。根据Vincenzo Viviani的传记,人们普遍相信这些实验始于他观察比萨大教堂青铜吊灯的摆动,并用脉搏计时。后续实验在其《两门新科学》中有所描述。Galileo声称简单摆具有等时性,即其摆动总是花费相同的时间,与振幅无关。事实上,这只是近似正确,后来被Christiaan Huygens发现。Galileo还发现周期的平方与摆长成正比。1642年,Galileo之子Vincenzo根据其父理论绘制了一座时钟草图。该时钟从未制成,而且由于其冠状擒纵装置需要大幅度摆动,计时性能会很差。

 《Galileo与Viviani》,1892年,Tito Lessi

Galileo较少为人所知但仍被认可的贡献之一,是成为最早理解声音频率的人之一。通过以不同速度刮擦凿子,他将产生的声音音高与凿子跳动的间距(频率的度量)联系起来。1638年,Galileo描述了一种测量光速的实验方法,安排两名观察者各持配有遮板的灯笼,在一定距离处相互观察对方的灯笼。第一名观察者打开其灯笼遮板,第二名观察者看到光后立即打开自己灯笼的遮板。从第一名观察者打开遮板到看到第二名观察者灯笼的光之间的时间,表明光在两名观察者之间往返所需的时间。Galileo报告称,当他在不到一英里的距离尝试此方法时,无法确定光是否瞬间出现。在Galileo去世至1667年间的某个时候,佛罗伦萨Accademia del Cimento的成员在约一英里的距离上重复了该实验,得到了同样不确定的结果。我们现在知道,光速太快,无法通过地球上由人工开关遮板的此类方法测量。

Galileo提出了相对性基本原理,即物理定律在任何以恒定速度沿直线运动的系统中都相同,无论其特定速度或方向如何。因此,不存在绝对运动或绝对静止。该原理为Newton运动定律提供了基本框架,也是Einstein狭义相对论的核心。

#### 落体 Galileo的学生Vincenzo Viviani在一部传记中称,Galileo曾从比萨斜塔上抛下材料相同但质量不同的球,以证明它们的下落时间与质量无关。这与Aristotle的教导相悖:重物比轻物下落更快,速度与重量成正比。尽管这个故事在大众叙述中被反复提及,但Galileo本人并未留下任何关于此类实验的记载,历史学家普遍认为这至多是一个思想实验,并未真正发生。Drake是个例外,他主张实验确实发生了,大致如Viviani所描述的那样。这个实验实际上是由Simon Stevin(通常称为Stevinus)和Jan Cornets de Groot于1586年在Delft的教堂钟楼进行的。然而,Galileo大多数关于落体的实验都是在斜面上进行的,这大大减少了计时和空气阻力的问题。无论如何,大小相似但重量不同的物体以相同速度下落的观察,早在六世纪John Philoponus的著作中就有记载,而Galileo对此是知晓的。

在1638年的《Discorsi》中,Galileo笔下的角色Salviati——被广泛视为Galileo的代言人——认为所有不等重量的物体在真空中都会以相同的有限速度下落。但这一观点此前已由Lucretius和Simon Stevin提出。Cristiano Banti笔下的Salviati还认为,这可以通过比较铅摆和软木摆在空气中的运动来实验验证,二者重量不同但其他方面相似。

Galileo提出,只要落体穿过介质的阻力可以忽略不计,或在极限情况下穿过真空,它就会以匀加速度下落。他还推导出了从静止开始匀加速运动所经过距离的正确运动学定律——即距离与经过时间的平方成正比 d ∝ t²。在Galileo之前,14世纪的Nicole Oresme就推导出了匀加速变化的时间平方定律,16世纪的Domingo de Soto则提出物体在均质介质中下落会匀加速。然而,Soto并未预见到Galileo落体理论中包含的许多限定条件和精细之处。例如,他没有像Galileo那样认识到,物体只有在真空中才会以严格的匀加速度下落,否则最终会达到匀速的终端速度。Galileo使用几何构造和数学上精确的语言表达了时间平方定律,遵循当时的标准。将这一定律用代数术语重新表达的任务留给了后人。

他还得出结论:在没有任何运动阻碍的情况下,物体会保持其速度,从而反驳了被普遍接受的Aristotle假说——即物体只有在变化的施动者即"推动者"持续作用下,才能保持所谓的"暴力"、"非自然"或"强制"运动。关于惯性的哲学思想曾由John Philoponus和Jean Buridan提出。Galileo说:"想象任何粒子沿无摩擦的水平面投射;那么我们从前面几页更充分的解释中知道,这个粒子将沿同一平面做匀速永恒的运动,只要平面没有边界。"这被纳入了Newton运动定律的第一定律,但运动方向不同:Newton的是直线,Galileo的是圆周,例如行星围绕太阳的运动,按他的说法,与Newton不同,这是在没有引力的情况下发生的。

### 数学

虽然Galileo将数学应用于实验物理学是创新之举,但他的数学方法是当时的标准方法,包括数十个从Fibonacci和Archimedes传承下来的反比例平方根法的例子。分析和证明严重依赖于Euclid《几何原本》第五卷中阐述的Eudoxian比例理论。这一理论在一个世纪前才因Tartaglia等人的精确翻译而得以问世;但到Galileo生命末期,它已被Descartes的代数方法所取代。

现在以Galileo悖论命名的概念并非他原创。他提出的解决方案——无限数不可比较——已不再被认为有用。

遗产

### 后世教会的重新评估

Galileo事件在Galileo去世后基本被遗忘,争议也平息了。宗教裁判所对重印Galileo著作的禁令于1718年解除,当时获准在Florence出版他的著作集,但不包括被谴责的《Dialogue》。1741年,教皇Benedict XIV授权出版Galileo的完整科学著作集,其中包括经过温和审查的《Dialogue》版本。1758年,反对日心说著作的总体禁令从禁书目录中移除,但对《Dialogue》和Copernicus《De Revolutionibus》未经审查版本的具体禁令仍然存在。1835年,当这些著作最终从目录中删除时,教会对日心说的所有官方反对痕迹都消失了。 对Galileo事件的兴趣在19世纪初复苏,当时新教论战者利用该事件以及西班牙宗教裁判所和地平说神话等其他事件来攻击罗马天主教。此后,人们对此的兴趣时起时伏。1939年,教皇庇护十二世在当选教皇数月后向宗座科学院发表首次演讲,将Galileo描述为"最无畏的研究英雄之一……不畏前路的绊脚石和风险,也不惧墓碑般的纪念物"。他共事40年的密切顾问Robert Leiber教授写道:"庇护十二世非常谨慎,不会过早对科学关闭任何大门。他在这一点上态度坚决,并对Galileo案深感遗憾。"

1990年2月15日,在罗马智慧大学发表的演讲中,后来成为教皇本笃十六世的Ratzinger枢机主教援引了当时关于Galileo事件的一些观点,称其构成了"一个症候性案例,让我们看到现代、科学和技术的自我怀疑今日有多深"。他引用的部分观点来自哲学家Paul Feyerabend,他引述道:"Galileo时代的教会比Galileo本人更贴近理性,她还考虑到了Galileo学说的伦理和社会后果。她对Galileo的裁决是理性且公正的,对该裁决的修正只能基于政治权宜之计来辩护。"枢机主教并未明确表示他是否同意Feyerabend的断言。不过他确实说过:"在这种观点的基础上构建冲动的辩护是愚蠢的。"

1992年10月31日,教皇约翰·保罗二世承认教会因谴责Galileo主张地球围绕太阳旋转而犯错。"约翰·保罗表示,谴责Galileo的神学家们没有认识到《圣经》与其解释之间的正式区别。"

2008年3月,宗座科学院院长Nicola Cabibbo宣布了一项计划,将在梵蒂冈城墙内竖立Galileo雕像以示敬意。同年12月,在纪念Galileo最早望远镜观测400周年的活动期间,教皇本笃十六世赞扬了他对天文学的贡献。然而一个月后,宗座文化委员会主席Gianfranco Ravasi透露,在梵蒂冈场地竖立Galileo雕像的计划已被搁置。

### 对现代科学的影响

据Stephen Hawking所说,Galileo对现代科学诞生的责任可能比任何人都大,而Albert Einstein称他为现代科学之父。

 比萨主教座堂圆顶与"Galileo之灯"

Galileo的天文发现和对哥白尼理论的研究留下了持久遗产,包括将Galileo发现的木星四颗大卫星——Io、Europa、Ganymede和Callisto——归类为Galileo卫星。其他科学成就和原理也以Galileo命名,包括Galileo号航天器(首个进入木星轨道的航天器)、拟议中的Galileo全球卫星导航系统、经典力学中惯性系之间的变换(称为Galileo变换)以及Gal单位(有时称为Galileo,一种非国际单位制的加速度单位)。

部分由于2009年是Galileo首次用望远镜进行天文观测记录的四百周年,联合国将其定为国际天文年。国际天文学联合会(IAU)制定了全球方案,并得到联合国负责教育、科学和文化事务机构UNESCO的认可。2009国际天文年旨在成为天文学及其对社会和文化贡献的全球庆典,激发全世界对天文学乃至整个科学的兴趣,特别侧重于年轻人。

Galileo行星和小行星697 Galilea以他的名字命名。

### 在艺术和流行媒体中

在Queen乐队歌曲《Bohemian Rhapsody》的"歌剧"部分,Galileo被多次提及。他在Indigo Girls演唱的歌曲《Galileo》以及Amy Grant专辑Heart in Motion中的《Galileo》里占据重要位置。

20世纪出现了关于Galileo生平的戏剧,包括德国剧作家Bertolt Brecht的《伽利略传》(1943年),及其改编电影(1975年),Barrie Stavis的《午夜之灯》(1947年),以及2008年的戏剧《Galileo Galilei》。

Kim Stanley Robinson创作了科幻小说《伽利略之梦》(2009年),其中Galileo被带到未来帮助解决科学哲学危机;故事在Galileo的时代与假想的遥远未来之间来回穿梭,包含大量传记信息。

Galileo Galilei最近被选为高价值收藏币的主要图案:2009年铸造的25欧元国际天文年纪念币。该币还纪念Galileo望远镜发明400周年。正面展示了他的部分肖像和望远镜。背景显示他最早绘制的月球表面图之一。在银环中,描绘了其他望远镜:Isaac Newton望远镜、Kremsmünster修道院天文台、现代望远镜、射电望远镜和空间望远镜。2009年,Galileoscope也问世了。这是一款批量生产、低成本的教育用2英寸(51毫米)望远镜,质量相对较高。

著作

Galileo Galilei 早期描述科学仪器的著作包括 1586 年题为《小天平》La Billancetta 的论文,描述了一种在空气或水中精确称量物体的天平,以及 1606 年印刷的手册《几何与军用圆规操作法》Le Operazioni del Compasso Geometrico et Militare,介绍几何与军用圆规的使用方法。

 乌菲兹美术馆外的雕像,佛罗伦萨

他关于动力学——运动科学和力学——的早期著作有约 1590 年的比萨时期作品《论运动》De Motu 和约 1600 年的帕多瓦时期作品《力学》Le Meccaniche。前者基于亚里士多德-阿基米德流体动力学,认为物体在流体介质中的重力下落速度与该物体比重超出介质比重的部分成正比,由此推论在真空中,物体下落速度将与其比重成正比。该著作还赞同菲洛波努斯的冲力动力学,其中冲力会自我消散,且在真空中自由落体经过初始加速期后,会根据比重达到本质上的终极速度。

Galileo 于 1610 年出版的《星际信使》Sidereus Nuncius 是第一部基于望远镜观测发表的科学论著。书中报告了他的诸多发现:

- Galileo 卫星 - 月球表面的粗糙性 - 大量肉眼不可见的恒星的存在,特别是那些形成银河外观的恒星 - 行星与恒星在外观上的差异——前者呈现为小圆盘,而后者则显示为未放大的光点

Galileo 于 1613 年发表了题为《论太阳黑子书信集》的太阳黑子描述,暗示太阳和天界是可朽坏的。《论太阳黑子书信集》还报告了他在 1610 年用望远镜观测到的金星完整相位变化,以及他发现的土星令人困惑的"附属物"及其更加令人费解的随后消失。1615 年,Galileo 准备了一份手稿,即《致克里斯蒂娜大公夫人的信》,直到 1636 年才以印刷形式出版。这封信是《致卡斯特利的信》的修订版,后者因提倡哥白尼学说既符合物理真实又与《圣经》一致而被宗教裁判所谴责为对神学的侵犯。1616 年,在宗教裁判所命令 Galileo 不得持有或捍卫哥白尼立场之后,Galileo 以私人信件形式写给 Orsini 枢机主教《论潮汐》Discorso sul flusso e il reflusso del mare,基于哥白尼的地球理论。1619 年,Galileo 的学生 Mario Guiducci 出版了一篇主要由 Galileo 撰写的演讲稿,题为《论彗星》Discorso Delle Comete,反驳耶稣会对彗星的解释。

1623 年,Galileo 出版了《试金者》Il Saggiatore,抨击基于亚里士多德权威的理论,提倡实验和科学思想的数学表述。此书大获成功,甚至得到基督教会高层的支持。继《试金者》成功之后,Galileo 于 1632 年出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo。尽管谨慎遵守宗教裁判所 1616 年的指令,书中支持哥白尼理论和非地心说太阳系模型的主张仍导致 Galileo 受审并遭禁止出版。尽管遭到出版禁令,Galileo 仍于 1638 年在荷兰出版了《关于两门新科学的对话与数学证明》Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze,该地不在宗教裁判所管辖范围内。

### 已出版著作

Galileo 的主要著作如下:

- 《小天平》1586 年;意大利文:La Bilancetta - 《论运动》约 1590 年;拉丁文:De Motu Antiquiora - 《力学》约 1600 年;意大利文:Le mecaniche - 《几何与军用圆规操作法》1606 年;意大利文:Le operazioni del compasso geometrico et militare - 《星际信使》1610 年;拉丁文:Sidereus Nuncius - 《论浮体》1612 年;意大利文:Discorso intorno alle cose che stanno in su l'acqua, o che in quella si muovono,"论停留在水面或在水中运动的物体" - 《太阳黑子的历史与证明》1613 年;意大利文:Istoria e dimostrazioni intorno alle macchie solari;基于《论太阳黑子三封信》Tre lettere sulle macchie solari,1612 年 - 《致克里斯蒂娜大公夫人的信》1615 年;1636 年出版 - 《论潮汐》1616 年;意大利文:Discorso del flusso e reflusso del mare - 《论彗星》1619 年;意大利文:Discorso delle Comete - 《试金者》1623 年;意大利文:Il Saggiatore - 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》1632 年;意大利文:Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo - 《关于两门新科学的对话与数学证明》1638 年;意大利文:Discorsi e Dimostrazioni Matematiche, intorno a due nuove scienze