脉搏计数仪

脉搏计数仪

教堂司事拿着火炬在黑暗中缓慢地移动着,他绝没有想到,这摆动的吊灯会对伽利略的进步有这样大的意义。正如意大利探险家百年前初次发现新大陆的绿色海岸一样,年轻的伽利略也不曾料想到,他生命中的一场风暴过后,就产生了他的第一个伟大的发现,因此,摆动的新用途也就从此产生。现在,他心中只有一个念头,他胜利地一再重复地说着: “亚里士多德错了!现在我可以证明他错了! ”

伽利略眼里虽燃烧着挑战的火焰,但作为20岁的男孩,他也了解到,要公开向亚里士多德挑战是需要更多勇气的,比德国教士路德表现在攻击天主教教堂的勇气还要更大。

亚里士多德,最伟大的希腊哲学家, 2000年来统治了学术中心。学者专家,无论最伟大或者是默默无闻的人,无一不承认他在人类学识中的权威地位。多米尼克竟派修道士阿奎纳,在13世纪后半叶时间内,调和了世间异教徒传道和圣经福音的观点,而在以后,仅只偶尔有人提出些无关紧要的小错误。

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亚里士多德

亚里士多德出生于公元前384年,死于公元前322年,古希腊斯吉塔拉人,是世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物,恩格斯称他是古代的黑格尔。

亚里士多德出生于色雷斯的斯塔基拉,父亲是马其顿国王的御医。公元前366年亚里士多德被送到雅典的柏拉图学园学习,此后20年间亚里士多德一直住在学园,直至老师柏拉图去世。柏拉图去世后,由于学园的新首脑比较同情柏拉图哲学中的数学倾向,令亚里士多德无法忍受,于是便离开了雅典。

离开学园后,亚里士多德先是接受了先前的学友赫米阿斯的邀请访问小亚细亚。赫米阿斯当时是小亚细亚沿岸的密细亚的统治者。亚里士多德在那里还娶了赫米阿斯的侄女为妻。但是在公元前344年,赫米阿斯在一次暴动中被谋杀,亚里士多德不得不离开小亚细亚,和家人一起到了米提利尼。

亚里士多德塑像

3年后,亚里士多德又被马其顿的国王腓力浦二世召唤回故乡,成为当时年仅13岁的亚历山大大帝的老师。当时,亚里士多德42岁。公元前338年,马其顿国王腓力二世打败了雅典、底比斯等国组成的反马其顿的联军,从此称霸希腊。次年,腓力召开全希腊会议,会议约定希腊各邦停止战争,建立永久同盟,由马其顿担任盟主。在会议上,腓力宣布,他将统帅希腊各邦联军,远征波斯。至此,马其顿实际上掌握了全希腊的军政大权,希腊各邦已经名存实亡,成为马其顿的附庸邦。

腓力于公元前336年被刺身亡。他的儿子、年仅20岁的亚历山大即位为王。公元前334年,亚历山大率领马其顿军和希腊各邦的联军出征波斯。在不到10年的时间里,他打垮了号称百万的波斯大军,接着摧毁了古老的波斯帝国。一个空前庞大的亚历山大帝国——其领土西起希腊,东到印度河,南包埃及,北抵中亚——建立起来了。公元前323年,亚历山大病故。这个凭着武力征服建立起来的大帝国,经过混战,分裂成了几个独立的王国。

根据古希腊著名传记作家普鲁塔克的记载,亚里士多德对这位未来的世界领袖灌输了道德、政治以及哲学的教育。亚里士多德也运用了自己的影响力,对亚历山大大帝的思想形成起了重要的作用。正是在亚里士多德的影响下,亚历山大大帝始终对科学事业十分关心,对知识十分尊重。但是,亚里士多德和亚历山大大帝的政治观点或许并不是完全相同的。前者的政治观是建立在即将衰亡的希腊城邦的基础上的,而亚历山大大帝后来建立的中央集权帝国对希腊人来说无疑是野蛮人的发明。

亚历山大大帝塑像

尽管自己的学生已经贵为国王,亚里士多德并没有一直留在国王身边,他决定回到雅典,建立自己的学园,教授哲学。亚里士多德非常重视教学方法,他反对刻板的教学方式,于是他经常带着学生在花园林荫大道上一边散步、一边讨论哲理,因此后人把亚里士多德学派称作“逍遥学派”。

公元前335年腓力浦去世,亚里士多德又回到雅典,并在那里建立了自己的学校。在这段时间里,虽然马其顿在军事和政治上控制了雅典,但那里的反马其顿的势力还是很大的。亚里士多德在雅典受到了很多的优待,除了在政治上的显赫地位以外,他还得到了亚历山大大帝和各级马其顿官僚大量的金钱、物资和土地资助。他所创办的吕克昂学园,占有阿波罗吕克昂神庙附近广大的运动场和园林地区。在学园里,有当时第一流的图书馆和动植物园等。据说,亚历山大大帝为他的老师提供的研究费用,为800金塔兰(每塔兰重合黄金60磅)。亚历山大大帝还为他的老师提供了大量的人力,他命令他的部下为亚里士多德收集动植物标本和其他资料。

在此期间,亚里士多德边讲课,边撰写了多部哲学著作。亚里士多德的著作在这一期间也有很多,主要是关于自然和物理方面的自然科学和哲学,而使用的语言也要比柏拉图的《对话录》晦涩许多。他的作品很多都是以讲课的笔记为基础,有些甚至是他学生的课堂笔记。因此有人将亚里士多德看做是西方第一个教科书的作者。事实上,亚里士多德浩瀚的著作并非其一人之力所能完成的。譬如,他曾对158种政治制度作了概述和分析,这项工作所需要涉及的大量搜集整理工作,如果没有一批助手的协助,是不可能做完的。亚历山大大帝死后,雅典人开始奋起反对马其顿的统治。由于和亚历山大大帝的关系,亚里士多德不得不因为被指控不敬神而逃到加而西斯避难。他的学园则交给了狄奥弗拉斯图掌管。一年之后,即公元前322年,亚里士多德去世,去世的原因是一种多年积累的疾病所造成的,终年63岁。关于他被毒死,或者由于无法解释潮汐现象而跳海自杀的传言是完全没有史实根据的。

亚里士多德作为柏拉图的学生,主张教育是国家的职能,学校应由国家管理。他首先提出儿童身心发展阶段的思想;赞成雅典健美体格、和谐发展的教育;主张把天然素质、养成习惯、发展理性看作道德教育的三个源泉,但他反对女子教育,主张“文雅”教育,使教育服务于闲暇。

亚里士多德一生勤奋治学,从事的学术研究涉及逻辑学、修辞学、物理学、生物学、教育学、心理学、政治学、经济学、美学等,写下了大量的著作。他的著作是古代的百科全书,据说有400~1000部,主要有《工具论》、《形而上学》、《物理学》、《伦理学》、《政治学》、《诗学》等。他的思想对人类产生了深远的影响。

雅典一景

作为一位最伟大的、百科全书式的科学家,亚里士多德对世界的贡献无人可比。但他的成就远不止于此。他还是一位真正的哲学家,几乎对哲学的每个学科都作出了贡献。他的写作涉及形而上学、心理学、经济学、神学、政治学、修辞学、教育学、诗歌、风俗,以及雅典宪法。他的研究课题之一是搜集各国的宪法,并依此进行比较研究。

在哲学方面,亚里士多德的思想对西方文化倾向以至内容产生了深刻的影响。在上古及中古时期,他的著作被译成拉丁文、叙利亚文、阿拉伯文、意大利文、希伯来文、德语和英语。

亚里士多德是希腊科学的一个转折点。在他以前,科学家和哲学家都力求提出一个完整的世界体系来解释自然现象。他是最后一个提出完整世界体系的人。在他以后,许多科学家放弃提出完整体系的企图,而转入研究其他具体问题。

但是如果以现在的标准来衡量,亚里士多德的某些思想显得有些极端。例如,他赞同奴隶制及女性所受的不平等待遇,认为这是自然界的安排(当然,这些思想是他所处时代的写照)。

亚里士多德集古代知识于一身,在他死后几百年中,没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书,他的思想曾经统治过全欧洲。恩格斯称他是“最博学的人”。

在亚里士多德的很多著作中,有一本是谈物理学的。伽利略一再阅读这本权威书籍,他对亚里士多德所说的“落体到达地面的速度依它的重量而定”感到怀疑。亚里士多德说: “没有人向他挑战过,至少,公开的,没有人敢——重的物体,跌落得快些,轻的物体,落下较慢” 。但是现在,伽利略亲眼见到,教堂的吊灯说明这绝无谬误的希腊人是错的。

几世纪以前,亚里士多德运用普通常识观察事物。他是个医生的儿子,对动、植物有十分浓厚的兴趣,搜集了不少从他自己的国家以及从亚细亚弄回来的有价值的动、植物标本。并且他的学生亚历山大大帝,在他的新世界长征旅途中,从远自印度寄回一些标本给他的老师亚里士多德。

在中古时代,亚里士多德这种无止境的搜集事实和他的著作所换来的稳固声誉,足够使世人尊称他是唯一的哲学家。当时很少有人能使希腊所拥有的知识更加丰富些。有几个值得提到的例外是:伟大的亚伯特,多米尼克教派修行者, 13世纪时他在巴黎大学教书;还有与他同时代的牛津大学的教授培根,他对光学的研究很有名。值得注意的是,他们的方法在当时虽是很激动人心的,但都只能排在魔术师的传奇行列中。

培根画像

现在,有了伽利略,虽然他公开宣称他对亚里士多德的著述,诸如戏剧和政治,表示十分钦羡,但对这位哲学家的科学立论却不敢恭维。他永远渴望着在接受和运用每一个新事物之前,先要证明它的真实性。伽利略这位谦虚的学生,为这个时代中只凭权威就认定事实的作风做了一次大改革。他决定要证明他认为真理的每一件事物,他现在就要以吊灯这件事来证实他的信念。

他赶紧回到他的阁楼里,把门拴上,将同学们喧嚣的嘈杂声挡在外面。整夜,他思考着他所看到的。第二天一大早,他又匆忙地从一家店到另一家店,找寻他所能得到的最廉价的实验用品——两节铁链,一节已生锈但还能使用的链条,总共只花了几文小钱。即使只是这有限的几个钱,也已经占去他父亲所能供给他生活津贴的大部分了。在街上另一家店里,好心的铁匠告诉他,他可以在门口堆着的一大堆废铁中任意挑拣。他很幸运地找到一个铁球,不大,但很重。另一个,只要有它的一半重就够了。

伽利略根本不考虑要去上课,他关上房门,立刻开始研究起来。他用一根铁链连接着较大的铁球,另一根牢系着小铁球。如何才能将它们像教堂中的吊灯一样挂起来呢?然而头顶上的粗屋椽解决了这问题。他再跑到那家打铁店,好心的铁匠仍旧让他自己去废品中挑选。这次,伽利略发现有两只铁锤,上面满是锈,而且是弯的,好奇也好心的铁匠替他用大铁锤把铁钩敲平了。

虽然很匆忙,但伽利略仍诚挚地谢过铁匠,他几乎是跑着奔回住处的。他只花了几分钟时间就将铁钩螺丝旋紧在横椽上,并且将两个不同重量的铁球用铁链将它们悬挂上去。

伽利略将两个铁球同时推动,他屏住呼吸,看它们摆动,一会儿在左,一会儿在右,来回不停地摆动。慢慢地,它们逐渐停止下来不动了,差不多在同一时间停止了。

伽利略想,不,一次不够,一次也许只是偶然。

他再次推动那两条铁链,它们也再次在相同的时间里停了下来。他一试再试,得到的结果依然相同。

伽利略躺在床上,用颤动的手擦拭着额头上的汗珠,试图压抑住自己的激动。他又爬起来坐在室内唯一的一张坐椅上,紧靠着椅背预想一篇准备向听众演说的文稿,像一位教授向他的学生们授课一样。

他以这样的话语开始的: “亚里士多德犯了很多错误,我现在就要驳斥他在机械学原理上的一个错误。他说(我们的老师们重复着他的错误)当两个物体落下的时候,重的一个需要时间较少。这里有两个重量不同的物体,我把它们牢系在铁链上,因此它们不会落下,正如同教堂里悬挂着的吊灯。但将这两个铁球中任何一个向空中推动的话,它便有向下跌落的趋势。假如亚里士多德是对的,则重的一个应先恢复静止。但是,诸位观众,你们看着我现在将这两个轻、重不同的铁球同时推动,它仍会在同一时间恢复它们原来的位置。 ”

这时,伽利略为自己的胜利感到非常兴奋,他觉得要从一个高处来做这项表演是很容易的。他不曾梦想到,那一种非常普通的摆动可以变成用来测量时间的仪器。他感到一阵晕眩,他需要用睡眠来休息和冷静一下头脑。

伽利略觉得前额两边的太阳穴好像被一个大铁锤敲击着。一晚上不曾睡眠,不曾进食,他想着:或许是太多的兴奋刺激才使我这样全身火热吧!

伽利略坐了起来,用他仍有些颤抖的右手指按在左手腕上,这是他在医学课上学到的。他记得在他读过的一本达·芬奇的著作上,达·芬奇学过解剖和生理学,他知道如何使自己的人体画画得更完美。

是的,他记起来了,达·芬奇真是一个诗人。他曾将血液比作山川河海的水流,从海里上升为云,由云变成雨而回到山林,现在他的血液冲击得像春天的山泉。然而,伽利略思量着: “在我兴奋的时候,血流里充满着的一股有规律的冲击波,像挂在教堂里的吊灯的有规律摆动一样。 ”

他再次推动铁链,但此刻他不再想如何应付犯有错误的亚里士多德和他的同党了。他沉醉在一个新的观念中,他琢磨着如何计算他手腕上脉搏跳动的时间。

伽利略再次逃课,跑到铁匠的废铁堆里去。此时铁匠变成了他的新朋友,他虽是个没有受过教育的人,却对伽利略解释的新发明十分感兴趣。

铁匠邀请伽利略共餐,有黑面包、汤和酸红酒。虽然伽利略面前摆放着非常美味的餐饮,但是此时他却没有一点食欲。虽然他在家一向以食量大而有名,家里的简朴饭菜常不够他吃饱,但此刻他实在太激动了,他连一点东西也吃不下。

伽利略说: “目前,人们是用猜来测量脉搏的跳动次数。如果医生有一只手表,测量结果就会大不相同了。 ”

铁匠喃喃地说道: “我听说法国国王有一套钻石装的计时器。 ”

“是的,是的, ”伽利略急着说, “听说有一位德国王子,最近到罗马来,送了一架给教皇。但是,最有钱的医生也难与国王和主教相比,医生一定会喜欢我将要替他们做的这个小仪器。来,我画给你看。 ”他一面说,一面用手指蘸着酒,在桌面上画下一个轮廓, “这不过是一个简单的摆动体,在一条丝线上绑着一个小重锤,但它可以准确地测出脉搏跳动的次数。 ”

“是啊,每一个医生都会用到它。 ”铁匠预言说, “你可以将它出售,你可以发财。 ”铁匠憨笑着,继续说道: “你去买一双新鞋,把你这羞露在外的脚趾头掩盖起来,然后你就可以付给我这些破铜烂铁一点代价了。你一定会成为一个大医生,我从没有见过像你这么头脑好的人。假如我生病了,你一定要来看我,不要收我的医药费,用你这个新发明的小玩意,但愿我有幸能亲眼看到它的发明。 ”

比萨的医师们对伽利略的发明,一致表示敬佩,很多医师很快就用脉搏计数仪来计算病人的脉搏。但伽利略并没有完成他的医科教育,他自己没有机会来证明这项发明的实用价值。