3. Galileo và bản chất của khoa học vật lí
3.1 Giới thiệu Có ba câu chuyện được kể lại. Chuyện thứ nhất kể Galileo là một nhà triết học tự nhiên. Không giống Tycho Brahe và Kepler, Galileo là nhà vật lí thực nghiệm có mối bận tâm hàng đầu là tìm hiểu các định luật của tự nhiên bằng các kĩ thuật định lượng, từ những bài viết xưa nhất của ông cho đến tập chuyên luận để đời sau cùng của ông, Đàm luận và Chứng minh Toán học về Hai Hệ thống Khoa học. Câu chuyện thứ hai thuộc về thiên văn học, và chiếm một thời kì tương đối ngắn, nhưng quan trọng, trong sự nghiệp của ông từ năm 1609 đến 1612, khi những khám phá thiên văn của ông có sức tác động quốc tế ngay tức thì. Câu chuyện thứ ba kể việc ông bị xét xử và bị quản thúc tại gia sau đó. Các phương diện khoa học mà Tòa án Dị giáo đưa ra để chỉ trích và xét xử ông nằm ngay tại trái tim bản chất của khoa học vật chất. Quan điểm chung của mọi người là xem Galileo như người anh hùng và Giáo hội Thiên Chúa là kẻ thủ ác, là căn nguyên của phản ứng bảo thủ và chính sách hẹp hòi. Từ quan điểm thần học, Galileo đã phạm một sai lầm logic, song giới chức giáo hội còn phạm sai lầm nghiêm trọng hơn, vấn đề được nhắc đi nhắc lại xuyên suốt lịch sử khoa học kể từ đó. Những sai lầm của giáo hội chỉ được chính thức thừa nhận bởi Giáo hoàng John Paul II vào năm 1992.1 Lí do tôi dành cả một chương cho Galileo, nền khoa học và những khổ cực của ông một phần là do thực tế trường hợp này nên được hiểu rõ hơn, song điều quan trọng hơn, vì câu chuyện này phản ánh được cách thức vật lí được thực hiện với tư cách một bộ môn khoa học. Tính chính trực và tài năng khoa học của Galileo là một nguồn cảm hứng – hơn bất kì ai khác, ông có thể được vinh danh với việc sáng tạo ra khuôn khổ trí óc cho nghiên cứu vật lí như chúng ta biết ngày nay.
3.2 Galileo là nhà vật lí thực nghiệm Galileo Galilei chào đời vào tháng Hai 1564 ở Pisa, là con trai của Vincenzio Galileo, một nhạc sĩ và nhà lí thuyết âm nhạc có tiếng. Vào năm 1587, Galileo được bổ nhiệm chức danh giáo sư toán tại Đại học Pisa, nơi ông chẳng mấy mặn mòi với các đồng nghiệp, một trong những lí do chính là vì ông phản đối vật lí học Aristotle khi ấy vẫn là trụ cột trung tâm của triết học tự nhiên. Galileo thấy rõ rằng vật lí học Aristotle không phù hợp với cách thức vật chất hành xử trên thực tế. Ví dụ, phần khẳng định về chuyển động của các vật rơi có trọng lượng khác nhau đọc như sau: Giả sử một vật nặng nhất định đi được một quãng đường nhất định trong một thời gian nhất định, vật nặng hơn sẽ đi được cùng một quãng đường trong thời gian ngắn hơn, và tỉ lệ trọng lượng của các vật bằng bao nhiêu thì tỉ lệ thời gian sẽ bằng bấy nhiêu; chẳng hạn, giả sử một nửa vật đi hết quãng đường trong thời gian x, thì nguyên vật sẽ đi hết quãng đường đó trong thời gian x/2.2
1