伽利略的女兒(CK0014)
Galileo's Daughter : A Historical Memoir of Science, Faith, and Love

類別： 自然‧科普‧數理>天文
叢書系列：科學人文系列
作者：戴瓦．梭貝爾
       Dava Sobel
譯者：范昱峰
出版社：時報文化
出版日期：2000年09月26日
定價：320 元
售價：253 元(約79折)
開本：25開／平裝／384頁
ISBN：9571332127

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▼  書摘 4

第 3 章　以星辰歌頌大公美德

幾何軍用圓規的發明

17 世紀初，伽利略在帕多瓦的聲譽日增，可是沉重的家計，仍然逼得他必須拚命工作。1600年，弟弟米開朗基羅應邀赴波蘭一位公爵的宮廷演奏，雖然他已是 25 歲的成年人，仍向伽利略要求治裝費用和盤纏。同年伽利略的女兒維吉妮亞出生，伽利略也為妹妹莉維亞選得丈夫。翌年莉維亞出嫁時，他和妹婿談妥嫁妝，支付婚禮以及宴會費用，為莉維亞購置價格超過一百史卡多、配有藍色絲緞的那不勒斯黑色絲絨禮服。1608 年，弟弟米開朗基羅結婚，搬到日耳曼定居。他原先答應分擔兩位妹妹的嫁妝也食言而肥，惹得妹婿蘭度西告到法院，指控兄弟倆欺騙，少付了妝奩。

幸而伽利略憑藉努力，獲得一筆外快，對於家計不無小補。他私下教授學生軍事建築以及碉堡的技術時，於 1597 年發明一項儀器，叫做「幾何軍用圓規」。利用旋軸把佈滿數字和刻度的兩支金屬尺規連結起來，再加上圓弧狀的金屬片，可以把圓規固定在任何角度。經過幾度修改之後，到了 1599 年，它幾乎成了隨身攜帶的小型計算機，可以計算利息、匯率，還可以求取平方根，應用於戰場上軍隊的佈陣和計算砲彈的裝填量。威尼斯兵工廠的造船師也採用這個革命性的新產品，應用於船殼的設計上。

最初的產品都是伽利略親自製造，後來因為供不應求，所以僱用一位技師負責生產。技師帶著妻子和兩個子女住進伽利略家裡，他的酬勞包括食宿、材料以及售價的三分之二。因為售價只有 5 史卡多，所獲利潤相當微薄。所以伽利略又教授學生使用方法，每人收費 20 史卡多。最初他親自書寫使用方法，作為學生的補充教材，然後又僱用書記負責抄寫。 3 年後，他又有新的做法：出版說明書，與圓規一起出售。

他將說明書稱為《佛羅倫斯貴族及帕多瓦大學數學教授伽利略氏幾何及軍用圓規使用手冊》（Operations of the Geometric and Military Compass of Galileo Galilei, Florentine Patrician and Teacher of Mathematics in the University of Padua）。1606 年版說明書的書名頁註明，該書於作者家中印刷。而且還把該書呈獻於未來的托斯卡尼大公科西莫．梅迪奇。

伽利略於獻詞中說：「至尊的殿下，如果鄙人將您及貴家族的才能功績所應得的讚辭，在此完全敘明，所佔份量恐將遠遠超越正文部分；更由於鄙人所能述說的恐將不及萬分之一（遑論完全敘述），所以鄙人將放棄這種徒勞之舉。」

科西莫當時只有 16 歲，可是早在前一年的夏天就成為伽利略最優秀傑出的私人學生了。這位梅迪奇家族的繼承人跟祖父同名。他的祖父科西莫一世把佛羅倫斯境內的敵對和外國力量全部驅除，併吞西恩那（Siena），逼使教宗皮雅士五世（Pope Pius V）於 1569 年授他大公的封號。梅迪奇家族白手起家，原是成功的銀行家，14、15 世紀時都擔任佛羅倫斯共和國的高官，到了伽利略時代已擁有了權力的光環和王室的威權。

爭取王室數學顧問的職位

在帕多瓦大學放假期間，伽利略通常返回佛羅倫斯，爭取推薦，希望成為王室的數學顧問。擔任科西莫的家庭教師後，因為學生家長的權勢如日中天，他的社會地位自然也水漲船高。科西莫的父親是深受愛戴的費迪南多大公一世（Ferdinando I），母親是虔誠的法蘭西女子克莉絲蒂娜（Cristina of Lorraine）。伽利略將軍用圓規的說明書呈獻給科西莫，目的就是希望將來能夠獲得任命，擔任宮廷數學家。這是極具聲望的職位，如果夢想成真，不但可以紓解經濟壓力，而且可以使他在深愛的托斯卡尼如魚得水、出人頭地。

1605 年，伽利略在致科西莫的第一封信中，充滿謙卑和敬意：「多年來唯恐遭人誤會為自大傲慢，所以等待至今，才敢致書於閣下。事實上，由於自認不宜貿然出現於閣下面前，凝視閣下眼中如朝陽般的光芒，藉此獲得信心與保證，所以鄙人已經透過親近的友人以及恩人，表達了對於閣下的無限敬重。」

當時大公和這位科學家之間，並無正式的契約關係。如有需要，他就奉召入宮。情形正如 1605年 8 月 15 日宮廷管家發自布拉托里諾王宮（原註 1）的信件一樣：「公爵夫人希望閣下前來，俾小王爺得以獲得指導，而閣下的健康也可望恢復。公爵夫人希望此地的新鮮空氣對閣下有益。優雅的房間、精緻的食物、舒適的臥床，以及溫馨的歡迎都在等候閣下。閣下可於今日午後或明晨前來，李歐尼多先生已經奉命為閣下備好交通工具。」

1608 年，科西莫和奧地利公主瑪莉亞（Maria Maddalena）結婚時，公爵夫人又派了她的馬車迎請伽利略參加婚禮。婚禮的場所沿著阿諾河兩岸設置，來賓在看台上欣賞戲劇演出—傑森（Jason）取得金羊毛的故事。舞台設在河中的人工小島上，巨型海怪噴出火焰，十分逼真。

1609 年元月，費迪南多大公一世臥病，克莉絲蒂娜請求伽利略查驗他的星象圖命盤。因為醫生必須參考星象圖判斷患者的命運，作為診療的參考、判斷病因，以及確定給藥的吉時。伽利略早期教授醫科學生天文學的時候，曾經涉獵占星術。他本人雖然不信占星術，卻也準備了不少星象圖；連女兒維吉妮亞出生的時候，他都為她繪製了一張。他曾經評論，當預言準確應驗的時候，星象家如何廣為自己宣傳的情況。（原註 2）

伽利略立即非常禮貌的回覆。雖然他預言大公仍有多年歡樂的歲月可活，大公仍在得病三週之後去世。結果他的學生才剛 19 歲，就繼位成為科西莫二世（Cosimo II），統治了整個托斯卡尼。

科西莫的繼位給了伽利略絕好的機會，可以要求多年來夢寐以求的宮廷職位。他在申請書上這麼說：「鄙人只規避必須任憑顧客隨意施捨價碼而辛勞從事的日常工作。然而鄙人卻以為偉大的公侯或其從屬人員服務為榮，而且衷心盼望獲得這種職位。」

他沒有立即獲得派任，所以繼續在帕多瓦大學任教及研究，專注於研究槓桿等簡單機械的數學原理，以及自由落體的加速度。後者是 17 世紀科學界未能解決的重大問題之一。亞里斯多德曾說：「對（物體的）運動無知，就是對大自然無知。」所以伽利略致力於終結對於大自然運動定律的無知。1609 年夏天，伽利略風聞荷蘭有種新奇的物件叫做「間諜鏡片」或「眼鏡」，能夠使遠處的物件顯得比實物還大。義大利還沒有幾個人親眼目睹，可是巴黎的眼鏡商人已經在大量販售了。於是他對運動定律的研究因而中斷，改為研究鏡片。

原註 1：布拉托里諾皇宮（Pratolino）是梅迪奇家族的 17 座王宮之一，位於佛羅倫斯北方數哩處。

原註2：占星術依賴精確決定行星環繞恆星的位置，以決定人間的事務，自古皆然。伽利略年輕時代，天文學侷限於以數學分析行星的運動，然後逐漸擴充到包括所有天體的起源和構造。