第17章 伽利略和通过望远镜得到的证据
在从地心说观点向日心说观点转变的过程中，另一个发挥了核心作用的人物就是伽利略（1564—1642）。伽利略对天文学、物理学和数学都做出了重要贡献，但是在这里，我们最为关心的是他那些影响了天文学的著作。这章的主要目标是理解通过望远镜得到的新数据，研究这些数据如何冲击了不同天文学体系支持者之间的争论，并探讨人们对伽利略的各种发现的接受情况。
我们将看到，随着望远镜的出现，伽利略的研究工作首次提供了与地心说和日心说之争相关的新经验数据。然而，我们同样也会看到，这些新证据本身并没有使这个争论尘埃落定。伽利略认为这些新证据支持了日心说观点，但是其他同样熟悉这些证据的人们则不这么认为。与在前面几章中一样，我们首先从一些背景知识开始。
｜背景知识｜
伽利略与天主教会
望远镜发明于17世纪到来之前不久，伽利略于1609年开始使用望远镜进行天文学观察。伽利略是第一批将望远镜用于天文学观察的人之一，通过使用望远镜，他发现了有趣的新数据，这些数据对地心说和日心说支持者之间的争论产生了极大的影响。伽利略于1610年发表了第一批观察结果，在随后几年又发表了其他观察结果。
这些新数据最终使伽利略卷入了一场著名的与天主教会的争论中。考虑到这一点，接下来将简单介绍一下伽利略时代的宗教状况。
尽管我们在前面并没有对此进行深入讨论，但是对于教会更偏爱地心说观点，我们也不应该感到意外。教会偏爱地心说观点的一个原因（但并不是唯一的原因）与天主教教义中的许多段落有关，这些段落都暗示地球是静止的、太阳围绕地球运转。因此，伽利略与教会之间的争论必然会涉及对教义的解读。
同样值得注意的是，天主教会在历史上总的来说对新科学观点是持宽容态度的。举个例子，在大多数情况下，教会并不反对哥白尼体系。当然，直到由望远镜提供的新证据出现之前，人们通常都用工具主义态度来看待哥白尼体系，因此与教义并没有矛盾之处。不过，重点是教会通常不会反对新科学观点，通常也愿意在新发现需要的时候重新对教义进行解读。
然而，17世纪对天主教会来说却非常棘手。宗教改革已经于16世纪开始，天主教会积极投入其中，试图阻止其认定的异教思想观点传播。因此，伽利略通过望远镜进行研究工作的时候，教会刚好对新科学观点并不像从前那么宽容了。
值得一提的是，伽利略本人是一位虔诚的天主教徒。他当然并没有削弱教会的意思，而对他的某些观点可能会最终被认为是异教思想的担忧，伽利略也没有草率对待。后面我们将会看到，在对教义的解读上，伽利略的观点确实有很多不同点，而这些不同点在他与教会的交锋中扮演了重要角色。
对由望远镜得来的证据性质的说明
关于地心说体系和日心说体系支持者之间的争论，重点是不能忘记仅凭肉眼观察得到的数据无法平息这场争论。事实上，正如我们一直以来所强调的，肉眼观察得到的数据支持的是地心说观点。
值得注意的是，即使有了望远镜，也没有办法直接确定地心说和日心说观点哪个是正确的。我想花一点时间来讨论这一点，因为我认为这一点常常被误解，而且理解了这一点将有助于更好地理解由望远镜得到的证据的性质。
假设我们暂时离开伽利略，跳回到距今400年前的时代。就算是在与400年前相比取得了巨大科技进步的今天，我们仍然没有技术可以直接证明到底是地球围绕太阳运转还是太阳围绕地球运转。我们对于地球围绕太阳运转最为直接的证据是最终于20世纪90年代首次被观测并记录在案的恒星视差。然而，恒星视差这样的证据并不是我们在第3章中所讨论的那种由直接观察所得到的证据。
甚至是从太空拍摄的照片都不能直接证明地球是否围绕太阳运转。要理解这一点，假设我们有一张照片，就像图17-1所示，照片里是太阳、水星、金星和地球。提示一下，实际上我们并没有这样的照片。这样的照片，需要从地球轴线以上或以下的一个制高点来拍摄，但事实上，我们并没有向这两个方向发射太空飞船。我们这个太阳系有趣的特点，包括行星、小行星等的特点，基本或多或少都是由一架沿地球赤道切线飞行的飞机所提供的。因此，我们的太空飞船通常都是随飞机一起发射出去，而不是在地球轴线的方向上。然而，重点是，就算我们有这样的照片，也不能证明地球和太阳到底哪一个才是我们这个太阳系的中心。
要理解这一点，请注意，图17-1中的“照片”与地心说体系和日心说体系都是同等匹配的。也就是说，这张照片与图17-2中展示的日心说观点是相适应的。然而，这张照片同样也可以与图17-3所展示的地心说观点相适应。
图17-1 太阳和行星的“照片”
图17-2 用日心说观点对“照片”的解读
图17-3 用地心说观点对“照片”的解读
简言之，就算我们可以给太阳系拍一张这样的照片，这张照片也不能证明地球或太阳哪个是中心。甚至假设我们拍一段时间很长的视频，并画出太阳和行星在一段时间内的位置变化，这样的视频也将只能证明太阳和行星之间的相对运动。也就是说，这样的视频只能展示出太阳和行星相对于彼此是如何运动的。然而，在以地球为中心的第谷体系中，太阳与行星的相对运动，与日心说体系中太阳与行星的相对运动是相同的。换句话说，就算我们有这样的视频，它们也可以被证明与以地球为中心的第谷体系相一致。（我必须指出这样的视频并不适用于最初的第谷体系，也就是包括周转圆、正圆轨道和匀速运动的体系，但是可以与一个经过修正、已经“现代化”了的第谷体系相一致。这样一个经过了修正的第谷体系与图15-1相似，但运用了椭圆形轨道，而且行星以变化的速度在轨道上运行。在第15章结束时，我们提到过现在仍然有地心说观点的支持者，他们所偏爱的正是这个经过了修正的第谷体系。）
对于这个命题，我进行了较详细的讨论，但这都是为了说明很常见而又很重要的一点：我们通过技术得到的证据很少会像我们通常所认为的那样直接。这是很重要的一点，当我们思考伽利略通过望远镜得到的证据时，需要把这一点记在脑中。
因此，伽利略通过望远镜得到的证据尽管令人陶醉，也十分重要，但是并没有直接解决日心说体系和地心说体系支持者之间的争论。不过，这些证据确实提供了一系列间接证据，对这个争论当然产生了一些冲击。接下来，让我们开始思考伽利略的证据。
｜伽利略通过望远镜得到的证据｜
伽利略发表了一系列通过望远镜得到的新观察结果。对地心说观点来说，其中一些数据提出了相对无关紧要的问题，而另一些数据则让这一观点遇到了大问题。我们会逐一进行讨论，在这个过程中，我们不仅会讨论伽利略发表的观察结果，还会探讨这些新数据如何影响了日心说观点和地心说观点之间的争论。
月球上的山峰
伽利略是首先将望远镜用于观察月球上某些地表特征的人之一，所观察的地表特征包括山峰、平原以及我们现在所说的月坑。从某种程度上说，这些特征可以用肉眼观察到，伽利略之前的人曾经推断月球上有山峰，但只有在望远镜的帮助下人们才能看清这些地表特征的细节。
月球上有山峰这样的地表特征并不能直接证明地球围绕太阳运动。事实上，这一观察结果之所以对地心说与日心说之争有一定影响，原因在于它破坏了亚里士多德世界观中宇宙整体的样子。回忆一下，在亚里士多德世界观中，天空中的物体仅由以太组成，这一点成为亚里士多德世界观解释天体运动的关键点。因此，如果月球似乎是一个巨大的岩石体，且在外观上与地球有很多相似之处，那么这就很清晰地证明了亚里士多德世界观中“天空中的物体都由以太组成”的观点不可能正确。
值得一提的是，这个证据本身绝不足以严重破坏亚里士多德世界观。确实，亚里士多德世界观包括“天体由以太组成”的观点，这个观点，也就是亚里士多德世界观拼图中的一块拼板，可以在不对整个观点体系进行大量改变的情况下得到修改。举个例子，月球是在月上区和月下区的分界线上，因此，如果认为月球既包括月上区的元素，又包括月下区的元素，并不是不合理的。换句话说，关于月球的观点并不是亚里士多德世界观中的核心观点。然而，毫无疑问，月球上有山峰这样的地表特征存在，表明在面对通过望远镜得到的新证据时，亚里士多德世界观不可能保持不变。
因此，对日心说和地心说之争来说，月球表面有山峰的观察结果之所以有影响，很大程度上是在于它表明了亚里士多德世界观存在瑕疵。这个观察结果还从另一个角度表明了日心说观点更有道理。回忆一下有关“地球是静止的”这一论点（我们在第10章中讨论过），这个论点的基础是没有什么可以使地球保持运动状态。如前所述，地球是一个很大的岩石体，很像我家前院里的大卵石，它会保持静止，除非存在什么因素持续使它运动。这个论据似乎非常令人信服。然而，通过望远镜，我们现在可以看到，月球似乎也是一个巨大的岩石体，而且明显月球始终在保持运动。所以，如果像月球这样巨大的岩石体可以围绕地球进行持续运动，也许同样是巨大岩石体的地球也可以围绕太阳进行持续运动。
太阳黑子
伽利略同样是第一批用望远镜观察太阳黑子的人之一。太阳黑子是在观察太阳的时候可以看到的一些黑暗区域。人们不能直接用望远镜来观察太阳，因为这样做会使视网膜受到伤害，但是可以通过往纸上投影的方式来观察望远镜里太阳的图像。
伽利略用这种方法来观察太阳黑子。利用观察所得的结果，伽利略得以令人信服地论证出太阳黑子一定是太阳表面本身就有的区域，而不是其他什么图像，比如说从太阳前面经过的小行星的图像。
与月球表面的山峰情况相同，关于太阳黑子的观察结果并不是可以证明日心说观点的直接证据。不过，太阳毫无疑问在月上区（并不像月球一样在月上区和月下区的边界上）。因此，如果太阳黑子在太阳上，就像伽利略论证的那样，那么月上区肯定不像亚里士多德世界观所认为的那样是没有变化的完美区域。因此，就像月球表面的山峰一样，关于太阳黑子的数据被证明是亚里士多德世界观的另一个瑕疵。
土星的光环或“耳朵”
伽利略关于土星的证据所带来的结果与关于月球和太阳的证据相似。伽利略是第一个观察到土星有时会有边缘凸出现象的人，这个凸出的边缘看起来就像把手或者耳朵。现在我们知道伽利略所观察的就是土星光环，尽管他所使用的望远镜解析度并不足以看清光环，而只能看成是土星边缘的凸起。（后来又过了半个世纪，这个凸起才被正确地假定成围绕土星的一个环形结构。）
同样地，这个数据表明了亚里士多德世界观的又一个小瑕疵。回忆一下，天体由以太组成，以太的天然形状就是正球体。因此，由以太组成的行星一定也是正球体。伽利略的观察结果则表明土星并不像亚里士多德世界观所预期的那样是正球体，月球和太阳也不是。
木星的卫星
在伽利略的望远镜可以观察到的所有现象中，木星的卫星很有可能是观察起来最让人愉悦的。通过望远镜，伽利略观察到了四个小亮点，它们围绕在木星周围，位置随时间变化而变化，伽利略正确地推断出这四个小亮点是围绕木星运转的卫星。就算是在今天，木星的卫星可能仍然是用小望远镜就能看到的最令人愉悦的亮点（跟土星光环一样让人观察起来感到心情愉悦）。
为了谋求一个好的职业发展，伽利略把木星的卫星命名为“美第奇之星”，用来向美第奇家族（意大利最强大的家族之一）致意。当时，伽利略希望能进入美第奇家族宫廷，很快他就获得了成功，随后不久就被任命为美第奇家族宫廷的首席数学家和哲学家（“哲学家”在这里的意思更像是我们现在所说的科学家）。
伽利略花了很多时间来仔细观察木星的卫星，绘制出它们的位置，并确定这些卫星确实是围绕木星运转的物体。这也是一个无法与亚里士多德世界观简单拼合在一起的证据。回忆一下，根据亚里士多德世界观，特别是在托勒密体系中，地球是宇宙中所有圆周运动唯一的中心。所有天体，包括月球、太阳、恒星和行星，都围绕宇宙中心，也就是地球的中心，沿圆形轨道运转。但是，伽利略发现有物体围绕木星运转，这决定性地证明了，与亚里士多德世界观中的观点相反，宇宙中的圆周运动并非都围绕唯一的一个中心。
作为推论，值得一提的是，地心说观点的支持者驳斥日心说观点的一个论据就是“地球卫星的运动模式非常奇怪”。也就是说，如果有物体围绕地球运动，然后地球又围绕太阳运动，那么多少都有些不够优雅。然而，伽利略发现的木星卫星却使这个论据被丢到了一边，因为即使是地心说观点的支持者也必须接受至少有一个天体，也就是木星，在本身运动的同时，还有其他物体围绕自己运动。
金星相位
金星相位提供了某些与地心说和日心说之争有关的最为引人注目的证据。仅用肉眼观察，你不可能观察到金星实际上像月球一样，会经历一个周期性的相位变化。但是，通过望远镜，很容易就可以观察到金星相位，而伽利略就是第一个发现金星相位的人。除此之外，金星不仅会经历周期性的相位变化，而且它的大小也会根据所处的相位发生变化。图17-4展示了金星在不同相位的样子，包括满月位、亏凸月位/盈凸月位、上/下弦月位、眉月位/残月位和新月位。要理解这些数据的重要性，我们需要理解为什么金星在不同的时间会处于不同的相位。由于这个解释从本质上来说与对“为什么月球会经历不同相位”的解释是相同的，所以让我们首先讨论一下月球，然后再回到金星。
图17-4 金星相位
月球相位是太阳、月球和地球三者间相对位置变化的结果。在任意一个给定的时间点，月球的一半会被太阳照亮，另一半会在黑暗中。当月球和地球所处的位置使我们可以完整地看到月球被太阳照亮的表面时，我们所看到的就是满月。当我们只能看到月球被太阳照亮的表面的一半时，我们所看到的就是弦月，当我们只能看到月球被太阳照亮的表面的一小部分时，我们所看到的就是蛾眉月或残月。图17-5可能有助于理解。被标注为1/4、3/4等点处的月球代表的是月球在围绕地球运转一周，也就是将近27天的过程中，其所在的相对于地球和太阳之间的不同位置。
图17-5 月球相位
当月球位于点F处时，被太阳照亮的表面面对地球，我们会看到一个满月。当月亮处于点3/4处时，我们将看到亏凸月/盈凸月，然后是上/下弦月、眉月/残月，最后是新月，也就是我们在夜空中看不到月球的时候（在点N处）。
如果金星经历一系列相位变化，正如伽利略所发现的，那么像月球一样，金星相位一定也是太阳、地球和金星之间相对位置变化的结果。重点是，如果使用一个日心说体系，那么对金星相位的预言会与托勒密体系的预言非常不同。具体来说，根据日心说体系，我们会预计金星经历一个完整的周期性相位。相比之下，如果托勒密体系是正确的，那么我们最多只能看到在眉月位/残月位的金星，而永远都看不到在上/下弦月位、亏凸月位/盈凸月位或者满月位的金星。
通过图表来说明这些不同的预言是最好的方法。让我们首先思考一下图17-6展示的托勒密体系中的地球、太阳和金星。这幅图展示了我们在第11章结尾时讨论过的一个关键经验事实是如何发挥作用的。回忆一下，事实上金星从来不会出现在距离太阳很远的地方。也就是说，不管太阳在天空中的哪个位置，金星总会在不远处。重申一下，这就是为什么我们只能在刚刚日落后（在一年中特定的某些时间）或马上要日出前（在一年中的其他时间）看到金星。除此之外，在白天和夜晚的其他时间段里，我们都看不到金星，因为金星要么随着太阳在地平线以下（夜晚的时候），要么就是白天在太阳附近，太阳的光线使我们无法看到它。
在托勒密体系中，对这个事实有且只有一种解释，那就是太阳和金星围绕地球运转一周所需的时间相同（或者更准确地说，太阳和金星的周转圆围绕地球运转一周所需的时间相同）。换句话说，地球、太阳和金星的周转圆一定总是成一条直线，就像图17-6所示。
图17-6 托勒密体系中的太阳、金星和地球
然而，请注意，这就决定了金星被太阳照亮的一半总是不能正对地球。因此，就像月球被照亮的一半没有面对地球时的情况一样，金星总是看起来（最多）像一个月牙。换句话说，在托勒密体系中，我们最多只能看到金星被太阳照亮的一半中的一小部分。我们永远看不到一颗完整的金星，或者处于亏凸月位/盈凸月位或上/下弦月位的金星。前面提到的这些相位所要求的金星、地球和太阳的相对位置，在托勒密体系中都不可能实现。
伽利略所发现的金星的相位，为托勒密体系提供了直接明确的不证实证据。相比之下，就像下面要解释的，在日心说体系中，人们可以预期看到金星经历一个完整的周期性相位变化，因此，金星相位为日心说观点提供了证实证据。
在解释日心说观点如何描述金星相位之前，首先，请注意，对“在天空中金星总是距离太阳不远”的经验事实，日心说体系的解释是，金星是一颗内行星。也就是说，金星与太阳之间的距离小于地球与太阳之间的距离。在图17-7中，请注意，以地球为观察点，不管金星位于其轨道上的哪个位置，总不会出现在距离太阳很远的地方。除此之外，在日心说体系中，由于金星围绕太阳运转一周的时间比地球短（金星只需要225天，而地球需要365天），因此以地球为观察点，金星有时会在太阳背对地球的一侧，看起来就是满月的形状；有时又会在太阳的侧面，因而看起来像弦月的形状；还有时会在地球和太阳之间，从而完全看不见，或看起来只是个月牙形，等等。简言之，根据日心说观点，我们可以预计金星会经历一个完整的周期性相位，因此，伽利略的发现为日心说观点提供了证实证据。
日心说观点不仅正确地预言了金星应该经历一个完整的周期性相位，还对金星相位与人们观察到的金星大小之间的关系做出了相当自然而然的描述。
请注意，在图17-4中，金星在满月位时看起来最小，而在新月位时看起来最大。这恰好就是在日心说体系中我们可以预计看到的情况。由于金星只能在位于太阳背对地球一边时处于满月（或将近满月）的相位，此时金星与地球之间的距离达到最大值，那么我们预计能看到的将是最小的金星。同样地，金星只有位于地球和太阳之间时，也就是位于距离地球最近的点时，才能处于新月位，因此金星才会在处于新月位时看起来最大。
图17-7 日心说体系中的太阳、地球和金星
简言之，金星相位为反驳托勒密观点提供了重要的不证实证据。然而，重点是，金星相位并不足以解决日心说观点和地心说观点之间的争论。举个例子，回忆一下第15章中描述的第谷体系。重申一下，第谷体系是一个地心说体系，其中月亮和太阳围绕地球运转，而行星则围绕太阳运转。根据第谷体系，我们同样可以预计看到金星展现出一个完整的周期性相位变化，并且在满月位时看起来最小，而在新月位时看起来最大。同样地，你也可以修改托勒密体系，让金星（可能加上水星一起）围绕太阳运转，而其他天体仍然围绕地球运动。这样一个修改了的托勒密体系同样也可以与金星相位相一致。简言之，金星相位在为日心说体系提供了证实证据的同时，也在同等程度上为像第谷体系或前面刚刚描述过的经过修改的托勒密体系这样的地心说体系提供了证实证据。因此，尽管金星相位提供了证据来反驳最初的托勒密体系，但并没有解决日心说和地心说之争。
接下来我要简要讨论的是这个例子如何精妙地说明了我们在第5章中讨论过的理论的不充分确定性。也就是说，即使是像金星相位这样重大的发现，最终也被证明与日心说体系（包括哥白尼和开普勒的理论）和地心说体系（比如第谷体系），或者前面所描述的经过修改的托勒密体系，都可以完美地保持一致。这种情况在科学中很典型——新证据，甚至是非常重要的新证据，通常都同时与两个或更多个相互竞争的理论相一致。换句话说，可用的证据通常不能单独决定某个具体的理论是否正确。
最后，值得注意的是，尽管金星相位没有解决日心说和地心说之争，但无论如何它需要人们在观点上做出重要改变。也就是说，在过去1500年间，托勒密体系一直被当作是默认体系，而现在这个体系需要被替换了。所以，人们要么转而选择相信日心说观点，要么相信第谷体系，要么相信经过修改的托勒密体系，无论是哪个选择，人们都必须对自己关于宇宙结构的观点进行重大调整了。
恒星
最后还有一个发现值得讨论，哪怕只是简短的讨论。通过望远镜，伽利略发现除了肉眼可看见的恒星，还存在其他无数恒星。这至少意味着宇宙很可能比之前猜想的大得多，甚至有可能是无限大的，其中包括无限多的恒星。伽利略本人并不支持这个观点，然而，在接下来的几十年间，“宇宙可能很大，甚至无限大”的观点占据了主导地位，而伽利略的发现，也就是宇宙中还有数量众多的恒星，可以与这个关于宇宙的新观点拼合在一起。
｜对伽利略发现的接受情况｜
可以理解，伽利略通过望远镜取得的发现被认为是令人激动的新发现，并使伽利略成为当时最著名的科学家之一。伽利略于1610年到1613年之间发表了他的大部分发现。在其著作中，我们可以看到，伽利略当时开始认为日心说观点肯定是正确的宇宙模型。回忆一下，到那个时候，以太阳为中心的哥白尼体系已经为人们所使用并在学校中教授了70余年，但是，在这段时间内，哥白尼体系通常都被以工具主义态度来对待。此时，伽利略开始建议用现实主义态度来对待日心说观点。
教会（也就是天主教会，在欧洲的天主教国家有很强的影响力）可以接受以太阳为中心的哥白尼体系，前提是要用工具主义态度来对待这个体系。然而，当出现了“日心说观点可能真的是宇宙构建的方式”的声音时，教会就开始认为这个观点很有问题了。
伽利略在1615年晚些时候来到罗马，试图阻止教会将日心说观点列为异教学说。此时，伽利略意识到仅凭由望远镜取得的证据本身，非常有可能不足以说服日心说与地心说之争中后者的支持者，因此，他又提出了一个以潮汐为基础的论据来支持日心说观点。这个论据由伽利略在1615年发表的文章中提出。他实际上论证的是海洋因为地球运动而出现潮汐现象，就像船甲板上的水因为船的运动而翻滚一样。顺带提一下，伽利略对潮汐的描述后来被证明是错误的。
尽管伽利略付出了很多努力，但是在1616年年初，“太阳是静止的，并且位于宇宙中心”的观点仍然被裁定为异教观点，教授这个观点或对其书面论证维护都是被禁止的。然而，值得注意的是，教授日心说观点并没有立刻就被禁止，事实上，被禁止的是将日心说观点当作现实来教授。日心说观点仍然可以以“假设”的形式被教授或出现在书面文献中，也就是说，可以用我们称为工具主义的态度来对待这个观点。哥白尼本人早在1543年就已出版的关于这个话题的著作仍然可以被教授，但前提是要做出修正，删除哥白尼认为日心说观点是现实的几页内容。
由于伽利略此时已开始用现实主义态度来对待日心说观点，而且公开支持这个现实主义态度，教会否定日心说观点是现实的这一裁决对伽利略来说是雪上加霜。教会对日心说观点的正式裁决文献中并没有提及伽利略本人或他的任何著作。但伽利略仍然被传唤，参加了贝拉明枢机主教（在“太阳是静止的，并且位于宇宙中心”的观点被裁决为异教观点的过程中，贝拉明主教是其中一个主要教会领袖）主持的一个会议。在这个会议中，伽利略被明确告知，同时也收到了书面通知，要求他自己不能认为日心说观点是现实，也不能教授这一点。不过实际上，尽管1616年的裁决对伽利略来说是个坏消息，但并不是最糟糕的情况。
关于教会否定日心说体系是现实的裁决，我们应做何评论？考虑到伽利略通过望远镜所得证据的说服力，关于教会对这些证据所采取的态度，我们应做何评论？这是不是一个甚至拒绝思考这些证据的案例？教会是不是不管证据有多充分，都不愿意接受任何否定其观点的证据，因此教会是不是认为地心说观点是不可证伪的？
通常情况下，这些问题都比它们乍看起来要复杂得多。正如前面提到过的，贝拉明主教是与裁决相关的主要教会领袖之一，让我们重点探讨一下他的观点，并与伽利略的观点进行对比。
首先，接受伽利略通过望远镜取得的证据并没有问题。贝拉明是一位很有能力的天文学家，他和其他教会天文学家，包括著名的数学家、天文学家克里斯托弗·克拉维斯，复现了伽利略的观察结果，证实了它们是准确的。教会天文学家不仅验证了伽利略的发现，而且对伽利略赞赏有加。
问题在于伽利略的证据对地心说观点和日心说观点之争的影响。正如前面提到过的，伽利略明确认为不管宗教教义是如何写的，由望远镜取得的证据表明日心说体系是正确的。另一方面，贝拉明笃信宗教教义所写的是正确的，而且他似乎认为不可能有证据证明与此相反的情况。因此，贝拉明是不是认为地心说观点是不可证伪的？
这并不是一个简单的问题。要更深入地探讨这个问题，让我们先更深入地研究一下伽利略和贝拉明的观点。随着这个问题逐渐铺开，贝拉明和伽利略都发表了书信来表达他们各自的观点。发表于1615年的一篇相对简短的文章是对贝拉明观点最好的总结，这篇文章通常被称为《给福斯卡里尼的书信》。对伽利略观点最清楚的表述则出现在一篇稍长一些的文章中，同样发表于1615年，通常被称为《给克里斯蒂纳公爵夫人的书信》。（顺带提一下，克里斯蒂纳是美第奇家族中地位显赫的一位成员，伽利略试图消除这位公爵夫人及其他人对于其观点与宗教教义或天主教教义相悖的顾虑，从而使自己保持与美第奇家族的良好关系，而这对伽利略来说非常重要。）
在《给克里斯蒂纳公爵夫人的书信》中，伽利略清楚地表明，他认为《圣经》里的每一个字都是正确的。然而，他同时表示，《圣经》是写给所有人看的，包括那些生活在很久以前、科技还不发达的时代的人们，以及几乎没有受过教育或仅接受过少量教育的人们。因此，《圣经》的写法决定了其真正含义通常很难确定。于是，伽利略认为，当我们所面对的是经验性/科学性命题，并且可以获得经验性/科学性证据和证明时，我们决不应该把《圣经》当作对这些命题的最终裁决。首先，伽利略表示，这些命题（比如，到底是太阳围绕地球运转还是相反的情况）与救赎无关（也就是说，伽利略认为不管在这些命题上秉持怎样的观点，都不会让人得到或得不到救赎）。其次，如果教会基于《圣经》的内容对某个经验性命题做出最终裁决，结果后来这个裁决被经验性证据证明肯定是不正确的，这对教会来说并不是件好事。所以，伽利略认为一个通常可行的做法不应该是基于宗教教义来对经验性命题做任何裁决。
贝拉明在《给福斯卡里尼的书信》中明确表示在上述这些问题上，他不同意伽利略的观点。首先，贝拉明指出，关于这里的核心问题（到底是太阳围绕地球运转还是相反的情况），《圣经》里相关的段落似乎相当明确。除此之外，贝拉明还指出，对如何解读《圣经》中的相关内容，不存在意见分歧。举个例子，贝拉明指出，所有编写《圣经》段落解读的人都认为《圣经》明确指出太阳围绕地球运动。所以与伽利略所指出的情形相反，这种情况并不涉及复杂的教义解读。
贝拉明同时还明确否定了伽利略认为这些命题不关乎救赎的说法。贝拉明承认，通常来说，与科学问题相关的命题可能都不会与救赎有关。但是，在这里，这些命题与救赎是相关的，因为《圣经》表明太阳围绕地球运转，因此人们如果否定了这个观点，也就是否定了《圣经》的权威性，而这样做就相当于是否定了“上帝”所说的话。根据贝拉明的观点，这一点把日心说观点与地心说观点之争与救赎联系到了一起。
最后，值得指出的是，在这封信中，贝拉明明确提出如果有证据可以证明地球围绕太阳运转，那么我们就必须接受这个证据。然而，同时（很有可能是出于前面解释过的原因），贝拉明指出他认为这样的证据不会，也不可能出现。尽管如此，贝拉明确实至少考虑了这样一个证据的可能性，并且指出，如果出现了这样一个证据，教会领袖们将需要谨慎思考一下他们在这一点上是如何如此严重地误读了宗教教义的。
请注意，伽利略和贝拉明在某些命题上意见一致。他们两人都接受通过望远镜取得的数据，都承认宗教教义的权威性。两人也都认为宗教教义提出的是太阳围绕地球运转，都同意通过望远镜取得的数据表明的是地球围绕太阳运转。
然而，伽利略和贝拉明在如何衡量不同的证据方面，是有不同意见的。伽利略的观点是在有关救赎的问题上，宗教教义无可争议是正确的。但是，在其他问题上，也就是无关乎救赎的问题上，不需要认为宗教教义无可争议地正确。根据伽利略的观点，由于到底是地球围绕太阳运转还是太阳围绕地球运转的问题与救赎无关，因此，在这里，通过望远镜取得的证据可以胜过宗教教义给出的证据。
相比之下，贝拉明的观点是，宗教教义的方方面面都无可争议是正确的。贝拉明认为我们可以误解宗教教义，但在这种情况下，错误的是我们的理解，而不是教义本身。由于我们几乎不可能误解教义中有关静止的地球和运动着的太阳的段落，因此，在日心说与地心说之争中，来自教义的证据胜过由望远镜取得的证据。简言之，我认为比较公平地说，如果被问到是否会放弃地心说观点，贝拉明应该会同意“愿意在出现足够多证据时放弃这一观点”的说法。但是，至于什么样的证据最能说明问题，贝拉明的确与伽利略的观点不同，而且考虑到他所支持的证据类型，贝拉明认为那种足以让他放弃地心说观点的证据可能出现的概率非常小，或者说也许根本不可能出现。
这恰恰就是我们在第7章中第一次讨论可证伪性命题时所讨论过的情形。在第7章中我们看到了，有关可证伪性的命题说到底通常归结为“怎样的证据最为有力”的命题。而“怎样的证据最为有力”的命题通常关乎一个人的整个观点体系。贝拉明非常尊重科学发现，但他首先是一名宗教领袖，这也是他最重要的身份，对他来说，宗教教义提供的证据要胜过科学证据。而另一方面，伽利略也很尊重宗教教义，但他首先是一名科学家，这也是他最重要的身份，因此对他来说，通过新科学发现获得的证据要胜过宗教教义提供的证据。
那么，对于“贝拉明是否认为地心说是不可证伪的”，我们现在有了什么结论呢？我认为，如果是现在，在经过了400年后，当科学在尊重经验事实的基础上取得了超乎想象的成功和发展时，贝拉明仍然支持地心说观点，那么他的态度就像史蒂夫的态度一样没有道理，就一样是认为这个观点是不可证伪的。但是，在17世纪初期，没有很好的理由认为伽利略所支持的那种以经验为基础的方法在未来也会像在过去一样成功。因此，我认为唯一公平的回答是，对于“贝拉明是否认为地心说观点是不可证伪的”，完全不能简单地用“是”或“不是”来回答。随着我们对类似事例的研究，我们发现它们远比乍看起来要复杂得多。我认为，可以说正是这个复杂性使科学史和科学哲学变得如此有趣。
｜结语｜
正如我们在前面讨论过的，尽管教会在1616年做出了否定日心说观点是现实的裁决，但伽利略本人在这个过程中相对没有受到影响。几年之后，他就没有那么幸运了。在1632年早些时候，伽利略出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书。这本书内容丰富，对支持和反对地心说体系和日心说体系的论据都分别进行了讨论。回忆一下，仅对日心说体系进行讨论并没有被禁止，被禁止的只是支持这个观点就是现实的做法。
这本书并没有得到教会的接受，教会的观点是这本书跨过了讨论日心说观点和支持这个观点是现实之间的界线。还有很多问题使整体情况变得更加复杂了。这本书以对话的形式呈现，所以从技术角度来说，伽利略可以说是书中的对话里的角色支持这些观点，而不是他本人。但这说服不了任何人。这本书很明确地支持日心说观点是现实。在前面我们提到过，1615年伽利略参加了一个由贝拉明主持的会议（包括书面文件），在会议中，他被告知不能教授或相信日心说观点是现实。考虑到这一背景，毫无疑问，伽利略确实跨过了那条界线。然而，让事情更为复杂的是，这本书通过了教会的标准审查流程，得到了出版许可。同样与此关联的是，在那些年中，伽利略成功冒犯了多位很有影响力的人物。在其著作中，伽利略有时表达出非常强的讽刺意味，而且对很多人都表示不屑，因此，他成功地为自己树立了很多敌人，其中有些很有影响力，而且很不喜欢他。除此之外，伽利略有时似乎对政治环境缺乏敏感性。跟现在一样，那时也有很多政治现实需要认清。举个例子，就像今天我们要向国家科学基金提出资金申请，但如果在开始这个申请流程时就冒犯了负责对申请进行裁定的评审小组，这显然是缺乏政治智慧的。对伽利略来说，出版一本含有冒犯教皇内容的书，也是缺乏政治智慧的。然而，他于1632年出版的书似乎确实冒犯了教皇。而且，还有一些人试图让教皇相信自己应该被冒犯，而这显然是火上浇油。
对伽利略审讯的细节很复杂，而且从某些方面来说是颇具争议的，然而最终的结果是他的书被教会列为禁书，而伽利略本人被裁定为有持异教思想的嫌疑，并被判终身监禁。同时，他还被要求正式宣布日心说观点是假的。伽利略在家中度过了余生，于1642年逝世。然而，在被软禁在家时，伽利略仍然得以继续工作，他回顾了自己早期关于运动物体力学的著作，并写出了关于这一话题的某些重要著作。
考虑到与教会有关的一些问题，与伽利略同时代的很多人对公开支持日心说观点都持犹豫的态度，这完全可以理解。然而，新发现不断出现，比如开普勒发现一个包含椭圆轨道和变速运动的体系可以比其他任何体系都更好地解释数据；基于这一体系，开普勒于1627年发表了远优于其他人的天文学表格；还有伽利略通过望远镜取得的证据，等等，最终这些新发现的累积效应将会说服大多数关注过诸如“地球和行星确实围绕太阳运转，并且沿椭圆形轨道做变速运动”一类问题的人。而这反过来又会给当时存在的世界观造成一系列问题。接下来我们将探讨这些问题。
