Galileusz. Heretyk, który poruszył wszechświat ebook

WSTĘP

Sam jestem astrofizykiem i zawsze fascynowałem się postacią Galileusza. W końcu był on nie tylko twórcą nowożytnej astronomii i astrofizyki – tym, który uczynił ze starożytnej dziedziny obserwatorium największych sekretów Wszechświata i oszałamiających cudów – lecz także stanowił symbol walki o intelektualną wolność.

Wykorzystując prosty układ soczewek zamocowanych na obu końcach pustego cylindra, Galileusz zdołał zrewolucjonizować nasze rozumienie kosmosu i naszego w nim miejsca. Cztery stulecia później pojawia się bezpośredni potomek teleskopu Galileusza –kosmiczny teleskop Hubble’a.

W ciągu dziesięcioleci mojej pracy naukowej z teleskopem Hubble’a (do 2015 roku) często byłem pytany, co moim zdaniem czyni z niego jeden z ikonicznych, najbardziej rozpoznawalnych projektów w dziejach nauki. Udało mi się sformułować co najmniej sześć głównych przyczyn popularności teleskopu Hubble’a. Są to, w dowolnym porządku:

• Niesamowite obrazy uzyskiwane za pomocą kosmicznego teleskopu, nazwane przez jednego z dziennikarzy „kaplicą Sykstyńską epoki naukowej”.

• Faktyczne odkrycia naukowe, do których teleskop Hubble’a w znacznym stopniu się przyczynił – od określenia składu atmosfer planet spoza Układu Słonecznego po oszałamiające odkrycie, że tempo rozszerzania się Wszechświata rośnie.

• Dramatyczne losy teleskopu. Przekucie tego, co początkowo uważano za katastrofalne niepowodzenie – wada w lustrze teleskopu została odkryta kilka tygodni po jego wysłaniu na orbitę – w gigantyczny sukces.

• Pomysłowość naukowców i inżynierów połączona z odwagą astronautów, które pomogły przezwyciężyć ogrom trudności technicznych związanych z naprawianiem i usprawnianiem teleskopu na orbicie okołoziemskiej.

• Długowieczność teleskopu: został wysłany na orbitę w roku 1990 i w roku 2019 nadal świetnie spełnia swe zadanie[1].

• Niezwykle skuteczny program rozpowszechniania i popularyzacji, dzięki któremu wyniki badań dostarczane są naukowcom, publiczności i edukatorom w sposób wydajny, atrakcyjny i łatwy w odbiorze.

Zadziwiające, że gdy uważnie przyjrzałem się życiu i pracy Galileusza, zrozumiałem, że przywodzą one na myśl te same słowa kluczowe: obrazy, odkrycia, dramatyzm, pomysłowość, odwaga, długowieczność i rozpowszechnianie.

Po pierwsze, Galileusz tworzył zapierające dech w piersiach obrazy na podstawie prowadzonych przez siebie obserwacji powierzchni Księżyca. Po drugie, choć jego spektakularne odkrycia dotyczące Układu Słonecznego i Drogi Mlecznej nie dowodziły niezbicie słuszności kopernikańskiego modelu Wszechświata, w którym Ziemia krąży wokół Słońca, zdołały one niemal całkowicie podważyć geocentryczny Wszechświat ptolemejski.

Wreszcie dramatyczne koleje losu Galileusza, pomysłowość, jaką wykazywał się w eksperymentach mechanicznych, odwaga zademonstrowana w obronie swoich poglądów oraz ogromny sukces w rozpowszechnianiu swych odkryć i czynieniu ich dostępnymi, wreszcie to, że jego idee stały się fundamentem, na którym wzniesiony został gmach nowoczesnej nauki, stanowią główne powody, dla których Galileusz i jego dokonania zyskały nieśmiertelną sławę.

Można się zastanawiać, dlaczego czułem tak przemożną potrzebę napisania kolejnej książki o Galileuszu, skoro wydano już sporo znakomitych biografii i analiz jego prac. Powody do napisania książki były głównie trzy. Po pierwsze, rozumiałem, że bardzo niewiele znanych biografii napisanych zostało przez astronoma czy astrofizyka. Sądzę – a przynajmniej żywię nadzieję – że ktoś czynnie zaangażowany w badania astrofizyczne może podzielić się nowymi spostrzeżeniami nawet na ten, zdawałoby się, wyeksploatowany już temat. W książce tej szczególnie starałem się umiejscowić odkrycia Galileusza w kontekście współczesnej wiedzy, współczesnych idei i współczesnego klimatu intelektualnego.

Po drugie, i najważniejsze, jestem przekonany, że dzisiejsi czytelnicy będą zadziwieni tym, jak bardzo istotna historia Galileusza jest właśnie teraz. W świecie antynauki w kręgach władzy, gdy negacjoniści zajmują kluczowe stanowiska, gdzie dochodzi do niepotrzebnych konfliktów między nauką a religią, i wobec przekonania o coraz większym rozdźwięku między naukami ścisłymi a humanistycznymi, historia Galileusza służy przede wszystkim jako przypomnienie o znaczeniu wolności myśli. Jednocześnie skomplikowana osobowość Galileusza, osadzona w kontekście późnorenesansowej Florencji, stanowi doskonały przykład tego, że wszelkie osiągnięcia ludzkiego umysłu stanowią część tylko jednej kultury.

Wreszcie, po trzecie, wiele doskonałych, naukowych biografii zawiera fragmenty raczej hermetyczne lub zdecydowanie zbyt szczegółowe, nawet dla osób wykształconych w innych dziedzinach wiedzy. Moim celem było napisanie dokładnej, lecz względnie niedługiej i przystępnej książki o życiu i pracach tego fascynującego człowieka. W pewnej mierze staram się z pokorą podążać śladami Galileusza. Nalegał on na publikowanie wielu swych naukowych odkryć po włosku (zamiast po łacinie), by służyły wszystkim wykształconym, a nie tylko wąskiej elicie. Mam nadzieję uczynić to samo z historią Galileusza i z płynącym z niej niebywale ważnym przesłaniem.

ROZDZIAŁ 1

BUNTOWNIK ZA SPRAWĘ

Podczas śniadania[2], które odbyło się w grudniu 1613 roku w pałacu Medyceuszy w Pizie, były uczeń Galileusza Benedetto Castelli został poproszony o wyjaśnienie znaczenia odkryć dokonanych przez jego mistrza za pomocą teleskopu. Wywiązała się dyskusja, podczas której wielka księżna Krystyna Lotaryńska dręczyła Castellego pytaniami o to, co jej zdaniem było sprzeczne pomiędzy pewnymi wersetami Biblii a modelem kopernikańskim, w którym Ziemia krąży wokół nieruchomego Słońca. Księżna podkreślała szczególnie opis z Księgi Jozuego[3], w którym na prośbę Jozuego Pan nakazał Słońcu (a nie Ziemi) zatrzymać się nad starożytnym kananejskim miastem Gibeon, a Księżycowi przerwać swój ruch nad doliną Ajjalonu. Castelli opisał całą sprawę w liście wysłanym Galileuszowi 14 grudnia 1613 roku, w którym twierdził, że udawał teologa „z taką pewnością i godnością, że dobrze byłoby Galileuszowi go posłuchać. Ogólnie biorąc, podsumowywał Castelli, „załatwił sprawę niczym paladyn”.

Galileusz najwyraźniej był mniej przekonany co do tego, czy jego uczeń zdołał skutecznie wyjaśnić problem, jako że w długim liście do Castellego[4] z 21 grudnia szczegółowo wyłożył własne zdanie co do niestosowności uciekania się do Pisma w sporach naukowych. „Uważam, że autorytet Pisma Świętego miał na celu jedynie przekonywanie ludzi do tych twierdzeń i prawd, które, niezbędne dla naszego zbawienia i przekraczające wszelki ludzki rozum, nie mogły być uwiarygodnione przez żadną inną naukę”, pisał. W stylu charakterystycznym dla znacznej części jego pism niezwłocznie dodał z sarkazmem, że nie sądzi, by „ten sam Bóg, który dał nam nasze zmysły, rozum i inteligencję, domagał się od nas niekorzystania z nich”. Mówiąc wprost, Galileusz argumentował: jeśli ma się wrażenie, że dochodzi do konfliktu pomiędzy Pismem a tym, co ustala się na temat Natury za pomocą doświadczenia i eksperymentu, to Pismo należy zinterpretować w inny sposób. Jak zaznaczał, to ważne „zwłaszcza w kwestiach, o których bardzo niewiele i częściowo tylko czyta się w Piśmie, jak na przykład o astronomii, o której jest [w Biblii] tak mało, że nawet nie ma nazw planet”.

Jakkolwiek argument ten nie był całkowicie nowy – Święty Augustyn już w V wieku pisał, że święci autorzy nie chcieli uczyć naukowych prawd, „jako że taka wiedza nie była przydatna do zbawienia” – to śmiałe stwierdzenia Galileusza miały wkrótce wprowadzić go na kurs kolizyjny z Kościołem katolickim. „List do Benedetta Castellego” stanowił jedynie początek ryzykownej drogi, która miała doprowadzić w końcu do ogłoszenia 22 czerwca 1633 roku Galileusza „zdecydowanie podejrzanym o herezję”. Patrząc ogólnie, jeśli przyjrzymy się jego życiu przez pryzmat prywatnej satysfakcji, przybiera ono kształt podobny do odwróconej litery U, z widocznym szczytem krótko po serii odkryć astronomicznych, po których następuje dość ostry spadek. Jak na ironię, paraboliczny tor lotu pocisków, który Galileusz miał opisać jako pierwszy, przybiera podobny kształt.

Jak chce historia, tragiczny koniec Galileusza jedynie pomógł mu stać się jednym z gigantów naszej historii intelektualnej. Nie ma w końcu wielu naukowców, o których życiu i dokonaniach pisano sztuki teatralne (jak na przykład niezapomniane Życie Galileusza Bertolta Brechta, które premierę miało w 1943 roku) i dziesiątki wierszy czy komponowano opery. Wystarczy też wspomnieć, że wpisanie w wyszukiwarkę Google słów „Galileo Galilei” daje aż 36 milionów trafień, co także ukazuje zasięg, jaki pragnęłoby uzyskać wielu współczesnych naukowców.

Albert Einstein napisał kiedyś o Galileuszu, że „jest on ojcem nowożytnej fizyki – a nawet całej nowożytnej nauki”. Przypominał tu słowa filozofa i matematyka Bertranda Russella, który także nazwał Galileusza „największym z założycieli nowożytnej nauki”[5]. Einstein dodał, że „odkrycie i stosowanie naukowego wnioskowania” przez Galileusza stanowiło „jedno z najważniejszych osiągnięć w dziejach ludzkiej myśli”. Ci dwaj myśliciele nie mieli w zwyczaju nadmiernie chwalić, jednak tym razem mieli po temu powody. Poprzez swe pionierskie, uporczywe twierdzenie, że księga natury została „zapisana językiem matematyki” oraz skutecznemu połączeniu eksperymentów, idealizacji i kwantyfikacji Galileusz dosłownie przekształcił historię naturalną. Zmienił ją ze zwykłego zbioru niejasnych, rozbudowanych i nieokreślonych opowieści okraszonych metaforami we wspaniałe dzieło składające się (na ile pozwalała na to ówczesna wiedza) ze ścisłych teorii matematycznych. W ramach tych teorii jedynymi dopuszczalnymi metodami odkrywania faktów o świecie i badania nowych powiązań w naturze stały się obserwacje, doświadczenia i wywód naukowy. Jak to kiedyś ujął Max Born, laureat Nagrody Nobla z fizyki za rok 1954: „Postawa naukowa i metody badań doświadczalnych i teoretycznych nie zmieniły się przez stulecia od czasów Galileusza i się nie zmienią”[6].

Choć był znakomitym naukowcem, nie powinniśmy jednak na tej podstawie wnioskować, że Galileusz był osobą łatwą czy miłą, ani nawet że był idealistycznym wolnomyślicielem; odkrywcą, który przypadkiem zabłąkał się w kontrowersje teologiczne. Choć potrafił być niebywale empatyczny i pomocny dla członków swojej rodziny, wykazywał się wielką nietolerancją i swarliwością, sięgając po swe ostre pióro przeciwko uczonym, którzy się z nim nie zgadzali. Wielu z nich uznawało Galileusza za fanatyka, choć nie zawsze fanatyka w tej samej sprawie. Niektórzy mówili, że jest fanatykiem modelu kopernikańskiego – czyli modelu, w którym Ziemia i inne planety krążą wokół Słońca, inni zaś twierdzili, że jest fanatykiem w sprawie własnej słuszności. Jeszcze inni uważali, że walczy dla Kościoła katolickiego, zamierzając powstrzymać go przed popełnieniem historycznego błędu w postaci potępienia teorii naukowej, która, o czym był przekonany, zostanie udowodniona jako właściwy opis Wszechświata. Jego zapał uzasadnia ponadto fakt, że to właśnie zapału należało oczekiwać od człowieka, który zapoczątkował nie tylko zmianę światopoglądu obowiązującego od stuleci, ale też wprowadził zupełnie nowe podejście do tego, co składa się na wiedzę naukową.

Galileusz bez wątpienia zawdzięcza wiele ze swej naukowej sławy spektakularnym odkryciom dokonanym za pomocą teleskopu oraz niezwykle skutecznemu rozpowszechnianiu swoich odkryć. Kierując ten nowy przyrząd na niebo, zamiast obserwować żaglowce czy podglądać sąsiadów, zdołał pokazać cuda takie jak: góry na powierzchni Księżyca, cztery satelity orbitujące wokół Jowisza, zmienne fazy Wenus na podobieństwo Księżyca; Drogę Mleczną złożoną z ogromnej liczby gwiazd. Jednak nawet te dosłownie nieziemskie osiągnięcia nie wystarczają, by wyjaśnić wielką popularność, jaką cieszy się Galileusz po dziś dzień. Nie pozwalają też wyjaśnić tego, że bardziej niż jakikolwiek inny naukowiec (może z wyjątkiem sir Isaaca Newtona i Alberta Einsteina) Galileusz stał się trwałym symbolem naukowej wyobraźni i odwagi. Ponadto fakt, że Galileusz jako pierwszy zdefiniował prawo swobodnego spadania ciał i był twórcą podstawowej koncepcji dynamiki fizycznej nie wystarczały, by uczynić zeń bohatera rewolucji naukowej. Tym, co w ostatecznym rozrachunku odróżniało Galileusza od większości jemu współczesnych, było nie tyle to, w co wierzył, ile to, dlaczego w to wierzył i w jaki sposób doszedł do swego przekonania.

Galileusz opierał się na dowodach eksperymentalnych (czasami prowadził prawdziwe doświadczenia, czasami zaś „eksperymenty myślowe” – gdy rozważał skutki postawionej hipotezy) i na rozważaniach teoretycznych, nie zaś na autorytecie. Był gotów rozumieć i przyjąć do wiadomości, że rzeczy, w które wierzono od stuleci, mogą nie odpowiadać prawdzie. Posiadał też dar przewidywania pozwalający mu zdecydowanie twierdzić, że droga do naukowej prawdy wiedzie przez cierpliwe doświadczenia skutkujące sformułowaniem praw matematycznych, które łączą wszystkie zaobserwowane fakty w jeden harmonijny splot. W ten sposób może być z pewnością uznawany za jednego z twórców tego, co dzisiaj nazywamy metodą naukową[7]: sekwencją kroków, które w idealnej (choć rzadko rzeczywistej) sytuacji muszą zostać podjęte, by możliwe było opracowanie nowej teorii czy też powiększenie naszej wiedzy. W roku 1759 szkocki filozof i empiryk David Hume w ten sposób porównał Galileusza i innego sławnego empiryka, angielskiego filozofa i polityka Francisa Bacona: „Bacon wskazał nam w oddali drogę wiodącą ku prawdziwej filozofii: Galileusz wskazał ją innym, czyniąc samemu duże na niej postępy. Anglik nie znał geometrii; florentczyk wskrzesił tę naukę, osiągnął w niej biegłość i jako pierwszy zastosował ją, wraz z eksperymentem, do filozofii przyrody”.

Jednak Galileusz do niczego by nie doszedł w próżni. Można nawet argumentować, że to epoka kształtuje jednostki bardziej, niż jednostki kształtują epokę. Historyk sztuki Heinrich Wölfflin napisał kiedyś: „Nawet najbardziej oryginalny talent nie może rozwinąć się poza pewne ograniczenia wynikające z daty jego urodzenia”[8]. Jakie zatem było tło, na którym Galileusz działał i dokonywał swoich wyjątkowych ustaleń?

Galileusz (właśc. Galileo Galilei) urodził się w roku 1564, ledwie kilka dni przed śmiercią wielkiego artysty Michała Anioła (i w roku, który dał światu dramatopisarza Williama Szekspira). Zmarł w roku 1642, niemal rok przed narodzinami Newtona. Nie trzeba wierzyć w reinkarnację ludzkiej duszy w nowym ciele – nikt nie powinien wierzyć w takie rzeczy – by zrozumieć, że pałeczka kultury, wiedzy i twórczości jest nieustannie przekazywana w sztafecie pokoleń.

Galileusz był pod wieloma względami doskonałym przykładem człowieka późnego renesansu. Wedle słów biografa Galileusza, Giorgia di Santillany, „był klasycznym typem humanisty, próbującego uzmysłowić przedstawicielom swojej kultury znaczenie nowych idei naukowych”[9]. Ostatni uczeń i pierwszy biograf (a może raczej hagiograf) Galileusza Vincenzo Viviani pisał o swym mistrzu: „sławił dobre rzeczy, jakie pisano o filozofii i geometrii, by oświecić i pobudzić umysły do ich własnego sposobu myślenia, a nawet bardziej. Powiedział jednak, że główną drogą do bardzo zasobnego skarbca filozofii materialnej były obserwacje i eksperymenty, które – gdy się użyje zmysłów jako kluczy – mogą dotrzeć do najszlachetniejszych i najbardziej dociekliwych umysłów”. Dokładnie te same uczucia wyraził około 100 lat wcześniej wielki polimat Leonardo da Vinci, przeciwstawiając się tym, którzy kpili z jego „nieoczytania”: „Ci, co studiują starożytnych, a nie dzieła Natury, są przyrodnimi jeno dziećmi Natury, tej matki wszystkich dobrych autorów”[10]. Viviani mówi nam też, że opinie Galileusza na temat wielu dzieł sztuki były bardzo cenione przez artystów takich jak malarz i architekt Ludovico Cigoli, który był osobistym przyjacielem Galileusza, a niekiedy nawet i współpracownikiem[11]. Najpewniej odpowiadając na prośbę Cigolego, Galileusz napisał esej, w którym argumentował na rzecz wyższości malarstwa nad rzeźbą. Nawet sławna barokowa malarka Artemisia Gentileschi zwróciła się do Galileusza, gdy uznała, że francuski arystokrata Karol Lotaryński, czwarty książę de Guise, nie docenił wystarczająco jednego z jej obrazów. Co więcej, w jej dziele Judyta odcinająca głowę Holofernesowi, jej wyobrażenie rozbryzgującej się krwi było zgodne z odkrytym przez Galileusza parabolicznym torem lotu pocisków.

Pochwały Vivianiego na tym się nie kończą. Jego wychwalanie ciągnie się i ciągnie. W stylu bardzo podobnym do pierwszego historyka sztuki, Giorgia Vasariego, w jego biografiach największych malarzy, Viviani pisze, że Galileo był błyskotliwym lutnistą, którego gra „przewyższała pięknem i wdziękiem nawet grę jego ojca”[12]. Ta szczególna pochwała wydaje się chybiona: choć jest prawdą, że ojciec Galileusza, Vincenzo Galilei, był kompozytorem, lutnistą i teoretykiem muzyki, i że sam Galileusz grał na lutni całkiem nieźle[13], w rzeczywistości jednak prawdziwym wirtuozem lutni był młodszy brat Galileusza, Michelangelo.

Wreszcie Viviani wspomina, że Galileusz potrafił z pamięci recytować długie fragmenty dzieł sławnych włoskich poetów, takich jak Dante Alighieri, Ludovico Ariosto i Torquato Tasso[14]. Nie było w tym przesady. Ulubionym tekstem Galileusza rzeczywiście był Orland szalony Ariosta – wyrafinowany rycerski epos. Galileusz napisał poważną rozprawę, w której dokonywał porównania między Ariostem a Tassem, sławiąc pierwszego, i brutalnie krytykując tego drugiego. Pewnego razu powiedział swemu sąsiadowi (i późniejszemu biografowi) Niccolò Gherardiniemu, że czytanie Tassa po Arioście było niczym spożywanie kwaśnych cytryn po słodkich melonach. Wierny duchowi renesansu Galileusz do końca życia bardzo interesował się sztuką i współczesną mu poezją, a w swych pismach, nawet dotyczących kwestii naukowych, widać wpływy jego literackich dociekań.

Poza wspaniałym wykształceniem artystycznym i humanistycznym także ważne zdobycze nauki – w tym kilka prawdziwie rewolucyjnych – otworzyły Galileuszowi drogę do konceptualnych przełomów, jakich miał dokonać. Na rok 1543 przypadło ukazanie się aż dwóch książek, które miały zmienić punkt widzenia ludzkości na mikro- i makrokosmos. Mikołaj Kopernik opublikował De revolutionibus orbium coelestium (O obrotach sfer niebieskich), w którym to dziele sugerował usunięcie Ziemi z centralnego miejsca w Układzie Słonecznym, a flamandzki uczony Andreas Vesalius opublikował De humani corporis fabrica (Budowa ludzkiego ciała), gdzie zaprezentował nowe rozumienie anatomii człowieka. Obie książki nie potwierdzały powszechnych przekonań, które dominowały w nauce od czasów starożytności. Książka Kopernika zainspirowała kolejnych, takich jak filozof Giordano Bruno, po nim zaś astronoma Johannesa Keplera, a następnie także samego Galileusza. Rozwinęli oni jeszcze bardziej heliocentryczne twierdzenia Kopernika. Podobnie, dzięki podważeniu starożytnych autorytetów takich jak grecki lekarz Galen, dzieło Vesaliusa nakłoniło Williama Harveya, pierwszego anatoma, który opisał krążenie krwi w ciele człowieka, by zalecać opieranie się na dostrzegalnych dowodach. Do wielkich postępów doszło także w innych dziedzinach nauki. Angielski fizyk William Gilbert opublikował swoją ważką rozprawę o magnesie w roku 1600, a szwajcarski lekarz Paracelsus jeszcze w XVI wieku zaproponował nowe spojrzenie na choroby i toksykologię.

Wszystkie te odkrycia stworzyły[15] pewien klimat otwarcia na naukę, nieobecny w Wiekach Ciemnych. Mimo to pod koniec XVI wieku intelektualny światopogląd nawet najlepiej wykształconych ludzi był głównie średniowieczny. W wieku XVII miało się to zupełnie zmienić. Istniały zatem inne czynniki, które stały za tym, co moglibyśmy nazwać „fenomenem Galileusza”. Musiało dojść do dalszych poważnych przekształceń, by użyźnić grunt na przyjęcie tez Galileusza, wyniesienie go do statusu protomęczennika oraz ikony wolności naukowej.

Ważną nową tendencją socjopsychiczną na przełomie XVI i XVII wieku był indywidualizm[16]. Było to przekonanie, że jednostka może osiągnąć samospełnienie niezależnie od jej pozycji społecznej. Ta nowatorska perspektywa przejawiała się na przeróżnych obszarach – od pozyskiwania wiedzy po gromadzenie majątku oraz od stwierdzania prawd moralnych po ocenę sukcesu przedsiębiorcy. Indywidualistyczna postawa była bardzo odmienna od wartości odziedziczonych po starożytnej greckiej filozofii, zgodnie z którą ludzie byli uważani przede wszystkim za członków większej społeczności, nie zaś za odrębne jednostki. Państwo Platona na przykład miało na celu zdefiniowanie i stworzenie doskonalszego społeczeństwa, a nie doskonalszej osoby.

W średniowieczu indywidualizm nie mógł zapuścić korzeni na skutek działań Kościoła katolickiego i zasady, że fakty i prawdy etyczne były definiowane przez religijne zgromadzenia grupy „mędrców”, nie zaś w wyniku doświadczeń, rozważań czy twierdzeń wolnomyślicieli. Ten rodzaj dogmatyzmu zaczął się rozpadać wraz z pojawieniem się protestantów, którzy buntowali się przeciwko twierdzeniu, że sobory są nieomylne. Idee przyjęte przez reformację przenikały do innych sfer kultury. Wojny prowadzono nie tylko na polach bitew czy za pomocą propagandowych broszur, jednostronicowych obwieszczeń oraz esejów, ale także poprzez obrazy takie jak dzieła Lucasa Cranacha starszego, który przeciwstawiał sobie chrześcijaństwo protestanckie i katolickie. Po części to rozprzestrzenianie się tych indywidualistycznych przekonań na filozofię umożliwiło powstanie fenomenu Galileusza. Te same idee zostały później postawione w samym centrum uwagi przez francuskiego filozofa René Descartes’a (Kartezjusza), który argumentował, że myśli jednostki są najlepszym, o ile nie jedynym dowodem na istnienie („myślę, więc jestem”).

Pojawiła się też nowa technologia – druk – która umożliwiła jednostkom zarówno dostęp do wiedzy, jak i ustandaryzowanie informacji. Wynalezienie w połowie XV wieku w Europie ruchomej czcionki i prasy drukarskiej miało ogromne konsekwencje[17]. Umiejętność czytania stała się nagle przywilejem nie tylko zamożnej elity, rozpowszechnianie zaś informacji i wiedzy poprzez drukowane książki nieustannie zwiększało liczbę ludzi wykształconych. To jednak nie wszystko. Więcej ludzi z wielu różnych dziedzin życia mogło odtąd zapoznawać się z tymi samymi książkami, co prowadziło do utworzenia nowej bazy wiedzy i bardziej demokratycznej edukacji. W XVII wieku studenci botaniki, astronomii, anatomii, a nawet Biblii w, dajmy na to, Rzymie mogli korzystać z tych samych tekstów, co studenci w Pradze czy w Wenecji.

To ówczesne gwałtowne rozpowszechnienie się źródeł informacji natychmiast przywodzi na myśl widoczne dzisiaj skutki wynalezienia internetu, mediów społecznościowych i nowoczesnych urządzeń służących do komunikacji. Druk, jako wczesny prekursor mejli, tweetów i postów na Instagramie czy Facebooku, pozwalał jednostkom przekazywać swoje idee masom w wydajny i szybki sposób. Gdy niemiecki teolog Marcin Luter agitował na rzecz reformy Kościoła, wielką pomoc stanowiło dlań istnienie druku. Zwłaszcza przetłumaczenie przezeń Biblii z łaciny na język niemiecki było realizacją ideału, zgodnie z którym zwykli ludzie mogli samodzielnie konsultować się ze słowem Boga. Wywarło to ogromny wpływ zarówno na nowożytny język niemiecki, jak i na sam Kościół. Przed śmiercią Lutra ukazało się około dwustu tysięcy egzemplarzy jego przekładu w licznych przedrukach. Podobnie żaden ówczesny uczony nie dorównywał Galileuszowi talentem w komunikowaniu swoich odkryć innym. Przekonany, że jego przesłanie oznacza początek nowej nauki, widział siebie jako wielkiego krzewiciela, a drukowanie przezeń książek w języku włoskim zamiast tradycyjnie po łacinie (co zdecydowanie zawężało krąg odbiorców) okazało się skutecznym narzędziem do realizacji tego celu.

Zapewne mniej oczywisty jest wpływ, jaki druk wywarł na matematykę. Możliwość względnie prostego reprodukowania rysunków wraz z wydawaniem drukiem klasycznych greckich rękopisów wznowiło zainteresowanie geometrią euklidesową; Galileusz miał z tego umiejętnie korzystać. Archimedes, największy matematyk starożytności, miał się stać dla niego wzorem. Archimedes sformułował między innymi zasadę dźwigni i wykorzystał ją skutecznie przeciwko Rzymianom poprzez swe legendarne machiny wojenne. „Dajcie mi punkt podparcia, a poruszę Ziemię!” – miał rzekomo wykrzyknąć. Galileusz nie tylko z radością demonstrował, że działanie większości maszyn można zredukować do czegoś na podobieństwo dźwigni. W końcu miał jednak sam przyjąć model kopernikański, zgodnie z którym Ziemia poruszała się bez działania człowieka.

Inaczej mówiąc, odzyskanie, ponowne wydanie i tłumaczenie klasycznych tekstów umożliwiło wyłonienie się postaw bardziej sceptycznych, dociekliwych i empirycznych. Prymat matematyki jako klucza do postępów praktycznych i teoretycznych stawał się oczywisty, kierował się nim również Galileusz. Matematyka okazywała się niezbędna w rozmaitych dziedzinach – od malarstwa (gdzie wykorzystywano ją do obliczania znikającego punktu i skrótu perspektywicznego) po transakcje handlowe (gdzie matematyk Luca Pacioli zaproponował zasadę podwójnego zapisu w swej ważkiej książce Summa de arithmetica, geometria, proportioni et proportionalità (Suma wiedzy o artytmetyce, geometrii, proporcji i proporcjonalności). Rozwój myślenia numerycznego zapewne najlepiej ilustruje zabawna anegdotka o Lordzie Burghley, Williamie Cecilu, głównym doradcy królowej Anglii Elżbiety I. Wedle tej anegdoty w roku 1555 miał on zważyć siebie, swoją żonę, swego syna i wszystkie domowe sługi i skrupulatnie odnotować wyniki.

Wreszcie jeden jeszcze czynnik pomógł wzmocnić skutki odkryć Galileusza. Była to wzmożona ciekawość świata, wywołana dzięki odkrywaniu nowych lądów. Wraz z horyzontami geograficznymi, począwszy od ostatnich lat XV wieku, poszerzeniu ulegał także zakres wiedzy. Odkrywcy tacy jak Krzysztof Kolumb, John Cabot i Vasco da Gama dotarli na Karaiby, wylądowali w Ameryce Północnej i odnaleźli drogę morską do Indii ledwie w latach 1492–1498. Już w latach 20. XVI wieku człowiek opłynął ziemię. Nie dziwi zatem, że gdy XIX-wieczny francuski historyk Jules Michelet próbował podsumować ten głód nowych informacji oraz renesansowy humanizm, uznał, że oznaczały one „odkrycie świata i człowieka”[18].

CZŁOWIEK SWYCH CZASÓW I SPRZED SWYCH CZASÓW

Naukowa podróż Galileusza rozpoczęła się w roku 1583, gdy porzucił szkołę lekarską i zaczął zgłębiać matematykę. W roku 1590 jako 26-latek odważył się już skrytykować nauki o dynamice wielkiego greckiego filozofa Arystotelesa, zgodnie z którymi ciała poruszały się – z powodu swego wewnętrznego pędu. Mniej więcej 13 lat później, po serii zmyślnych eksperymentów z równiami pochyłymi i wahadłami, Galileusz sformułował pierwsze w dziejach „prawa dynamiki” dotyczące spadku swobodnego. Opublikował je dopiero w roku 1638.

Swoje pierwsze zapierające dech w piersiach odkrycia z użyciem teleskopu ogłosił w roku 1610. Pięć lat później, w sławnym Lettera Del Signor Galileo Galilei Accademico Linceo Scritta Alla Granduchessa Di Toscana (Liście do Wielkiej Księżnej Krystyny), wyraził swą ryzykowną opinię, że sformułowania biblijne należy interpretować w świetle odkryć nauki, nie zaś na odwrót.

Mimo osobistej niezgody na niektóre ortodoksyjne nauki Kościoła jeszcze 18 maja 1630 roku Galileusz został przyjęty w Rzymie z honorami przez papieża Urbana VIII. Z Rzymu wyjeżdżał przekonany, że papież zgadzał się na wydrukowanie jego książki zatytułowanej Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialog o dwu najważniejszych układach świata) jedynie z kilkoma drobnymi poprawkami i pod innym tytułem. Przeceniając znaczenie swej przyjaźni z papieżem oraz nie doceniając psychologicznej i politycznej delikatności położenia papieża w burzliwym okresie po reformacji, Galileusz nadal wierzył, że zwycięży rozum. „Fakty, które początkowo wydają się nieprawdopodobne, po krótkim tylko wyjaśnieniu zrzucą skrywającą je opończę i ukażą się w swym nagim i prostym pięknie” – pisał. Nierozważnie zaniedbując osobiste bezpieczeństwo, zlecił wydrukowanie książki. Po dość burzliwych perypetiach książka wreszcie trafiła do druku 21 lutego 1632 roku. Podczas gdy we wstępie Galileusz deklarował, że omówienie ruchu Ziemi to jedynie „matematyczna rozrywka”, sam tekst miał zupełnie inny wydźwięk. W rzeczywistości Galileusz drwił i potępiał tych, którzy nadal nie chcieli przyjąć kopernikańskiego modelu, w którym Ziemia krąży wokół Słońca.

Einstein napisał o jego książce:

Jest [ona] kopalnią informacji dla każdego zainteresowanego kulturalną historią świata zachodniego i jego wpływu na gospodarkę i politykę. Ukazywany jest w niej człowiek obdarzony gwałtowną wolą, inteligencją i odwagą, gotów stanąć jako przedstawiciel racjonalnego myślenia przeciwko rzeszy tych, którzy, opierając się na ignorancji mas i indolencji duchownych i świeckich nauczycieli, sprawują i bronią swojej nadrzędnej pozycji[19].

Dla Galileusza jednakże opublikowanie Dialogo, jak zwykle się nazywa jego dzieło, oznaczało początek końca życia, choć bynajmniej nie końca jego sławy. Został mianowicie osądzony przez inkwizycję w roku 1633, ogłoszony podejrzanym o herezję, zmuszony do zaprzeczenia swym kopernikańskim ideom, a w końcu umieszczony w areszcie domowym. Dziełoznalazło się na indeksie ksiąg zakazanych, na którym pozostawało do roku 1835.

W roku 1634 Galileusz doznał kolejnego katastrofalnego ciosu w postaci śmierci ukochanej córki, siostry Marii Celeste. Zdołał napisać jeszcze jedno dzieło, Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Dialogi i dowody matematyczne o dwóch nowych naukach) – znane powszechnie jako Discorsi – które zdołał przemycić z Włoch do Holandii i opublikować tamże w Lejdzie. Dzieło stanowiło podsumowanie pracy jego życia, od pierwszych kroków poczynionych mniej więcej 50 lat wcześniej w Pizie. Choć nie wolno było mu podróżować, Galileusz mógł niekiedy przyjmować gości. Jednym z nich w tym końcowym okresie życia uczonego był młody John Milton, który później miał zasłynąć jako autor Raju utraconego.

Galileusz zmarł w roku 1642 w swojej wilii w Arcetri koło Florencji. Przez pewien czas przed śmiercią był ociemniały i zniedołężniały. Jak jednak zobaczymy na łamach tej książki, jego naukowe osiągnięcia i jego historia nadal inspirują badaczy. Istnieje uderzające podobieństwo pomiędzy niektórymi problemami religijnymi, społecznymi, gospodarczymi i kulturowymi, z jakimi musiał się mierzyć człowiek w XVII wieku, a tymi, które napotykamy na początku wieku XXI. Czyjaż historia może rzucić światło na wciąż rozważane kwestie dotyczące granicy między nauką a religią czy między kreacjonizmem a ewolucją, jeśli nie historia Galileusza? Znajomość czyich losów może zapobiec ignoranckim atakom na intelektualistów i ekspertów, jeśli nie właśnie Galileusza? Panujące w niektórych kręgach rażące lekceważenie wyników badań nad zmianami klimatu, drwiny z finansowania badań podstawowych oraz cięcia budżetowe dotykające publiczne media i sztukę w Stanach Zjednoczonych stanowią tylko kilka przykładów spośród licznych tego rodzaju problemów.

Istnieją dodatkowe przyczyny, dla których Galileusz i jego XVII-wieczny świat są nadal niebywale istotne dla nas i dla naszych potrzeb kulturalnych. Ważną przesłanką jest widoczny rozłam pomiędzy naukami ścisłymi a humanistycznymi, stwierdzony i ogłoszony po raz pierwszy w 1959 roku w wykładzie (a później w książce) brytyjskiego fizykochemika i publicysty C.P. Snowa, który ukuł określenie „dwie kultury”. Snow przedstawił swoje obawy bardzo jasno: „Wiele razy byłem obecny na spotkaniach osób, które wedle tradycyjnych standardów kultury były uważane za świetnie wykształcone i które z niezwykłą swadą opowiadały o swym zadziwieniu brakiem oczytania przedstawicieli nauk ścisłych”[20]. Jak jednak stwierdził Snow, gdyby zapytał tych samych erudytów o zdefiniowanie pojęć takich jak „masa” czy „przyspieszenie”– co dla niego byłoby odpowiednikiem pytania o znajomość podstawowych tekstów kultury – zdecydowana większość tych humanistów mogłaby mieć problem z odpowiedzią, zupełnie jakby słyszeli pytanie w nieznanym języku. Ogólnie rzecz biorąc, pisał Snow, od lat 30. XX wieku uczeni humaniści zaczęli nazywać siebie „intelektualistami”, wykluczając w ten sposób z tego grona reprezentantów nauk ścisłych. Niektórzy z tych intelektualistów z niechęcią postrzegali przenikanie metod nauk ścisłych na obszary tradycyjnie pozostające poza nimi, takie jak socjologia, lingwistyka i sztuki piękne. Choć ich postawa z pewnością nie była tak skrajna, jest nieco podobna do oburzenia wyrażanego przez dostojników kościelnych, którzy reagowali na to, co uznawali za nieproszone mieszanie się Galileusza w teologię.

Kilku uczonych argumentuje, że problem dwóch kultur stał się dziś mniej palący niż w czasach, gdy Snow wygłaszał swój wykład. Inni jednakże twierdzą, że dobrego dialogu pomiędzy obydwiema kulturami nadal brakuje. Historyk nauki David Wootton uważa na przykład, że problem ten jeszcze się pogłębił. W swej książce The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution (Wynalezienie nauki: nowa historia rewolucji naukowej) Wootton pisze: „Historia nauki zamiast służyć jako most pomiędzy naukami humanistycznymi a ścisłymi dzisiaj podsuwa reprezentantom tych ostatnich obraz, którego nie potrafią rozpoznać”[21].

W roku 1991 publicysta i agent literacki John Brockman wprowadził koncepcję „trzeciej kultury”. Uczynił to w rozmowie prowadzonej na żywo, później zaś w książce o tym samym tytule. Według Brockmana trzecia kultura „składa się z tych naukowców i innych myślicieli działających w świecie empirycznym, którzy poprzez swą pracę i publikacje zajmują miejsce tradycyjnych intelektualistów i ukazują głębsze znaczenie naszego życia, redefiniując to, kim jesteśmy”[22]. Jak zobaczymy w niniejszej książce, 400 lat temu Galileusz zajmowałby w tej trzeciej kulturze honorowe miejsce.

W renesansie granice między nauką a sztuką były mocno nieczytelne. Artyści tacy jak Leonardo da Vinci, Piero della Francesca, Albrecht Dürer i Filippo Brunelleschi zajmowali się poważnymi badaniami naukowymi lub obliczeniami matematycznymi. W efekcie sam Galileusz uosabiał połączenie nauk humanistycznych i ścisłych, które może stanowić modelowy przedmiot badań, jako że naśladowanie go nie jest w dzisiejszych czasach łatwe. Zwróćmy na przykład uwagę, że jako 24-latek wygłosił dwa wykłady pod tytułem O kształcie, położeniu i rozmiarach Piekła Dantego – co świadczy o tym, że nauka Galileusza obejmowała także w wielkim stopniu sztuki wizualne. W swej książce Sidereus Nuncius (Gwiezdny posłaniec), 60-stronicowej broszurze pospiesznie wydanej w roku 1610, opowiada naukową historię Księżyca poprzez serię wspaniałych lawowanych rysunków, korzystając zapewne z nauk, jakie odebrał od malarza Cigolego w Accademia delle Arti del Disegno (Akademii Sztuki Rysunku) we Florencji.

Co zapewne najważniejsze, Galileusz był pionierem i mistrzem nowego rodzaju nauki eksperymentalnej. Zrozumiał, że może sprawdzać lub proponować teorie poprzez sztuczne manipulowanie różnymi zjawiskami ziemskimi. Był także pierwszym naukowcem, którego wizja i naukowe spojrzenie obejmowały metody i rezultaty znajdujące zastosowanie we wszystkich dziedzinach nauki.

Galileusz dokonał licznych odkryć, jednak w kilku dziedzinach dokonał prawdziwej rewolucji: w astronomii i astrofizyce, w zasadach dynamiki i w mechanice, w zachwycającej relacji pomiędzy matematyką a rzeczywistością fizyczną (nazwaną w roku 1960 przez fizyka Eugene’a Wignera „niewiarygodną skutecznością matematyki”[23]) oraz w nauce eksperymentalnej. Głównie dzięki swej niezrównanej intuicji – po części zaś dzięki nauce techniki chiaroscuro, czyli sztuki przedstawienia trzech wymiarów dzięki umiejętnemu użyciu światła i cienia – zdołał zmienić to, co w przeciwnym razie byłoby jedynie prostymi doświadczeniami wzrokowymi w intelektualne wnioski na temat nieba.

Po licznych obserwacjach Galileusza i po potwierdzeniu jego odkryć przez innych astronomów nikt nie mógł już wiarygodnie argumentować, że to, co widać było przez teleskop, stanowiło tylko iluzję optyczną i nie odzwierciedlało rzeczywistości. Jedyną obroną pozostałą tym, którzy uparcie odmawiali przyjęcia konkluzji sugerowanych przez rosnącą liczbę faktów empirycznych i naukowe wnioskowanie, było odrzucenie interpretacji wyników badań ze względu na ideologię religijną lub polityczną. Czy aby taka reakcja obronna nie przypomina współczesnego negowania przez niektórych zmian klimatu czy też teorii ewolucji poprzez selekcję naturalną? Te mechanizmy są przecież niepokojąco podobne!

ROZDZIAŁ 2

NAUKOWIEC HUMANISTA

Galileo Galilei urodził się w Pizie 15 lub 16 lutego 1564 roku[24]. Jego matka, Giulia Ammannati, była wykształconą, ale nerwową, trudną i złośliwą kobietą z Pescii, której rodzina działała w przemyśle wełnianym i tekstylnym. Jego ojciec, Vincenzo, był florenckim muzykiem i teoretykiem muzyki z rodziny o korzeniach szlacheckich, jednak pozbawionej większego majątku. Wówczas muzycy z trudem byli w stanie utrzymać siebie i swe rodziny jedynie z muzyki, toteż Vincenzo najpewniej trudnił się także handlem płótnem[25]. Para pobrała się w roku 1562 i po Galileuszu mieli też dwóch synów oraz trzy lub wedle niektórych źródeł cztery córki[26]. Spośród tych dzieci młodszy brat Galileusza, Michelangelo, oraz siostry Livia i Virginia miały odegrać ważną rolę w życiu sławnego brata.

Nie można uciec od genetyki. Galileusz mógł odziedziczyć przynajmniej część buntowniczej natury, przekonanie o słuszności swych poczynań i nieufność wobec autorytetów po ojcu. Vincenzo Galilei zdecydowanie sprzeciwiał się teorii muzyki promowanej przez swego nauczyciela, Gioseffa Zarlinę. Ten teoretyk ze starej szkoły był zadeklarowanym zwolennikiem tradycji sięgającej starożytnych pitagorejczyków, zgodnie z którą wszystkie współbrzmienia przyjemne dla ucha wytwarzane za pomocą strun (jak oktawa czy kwinta) powstają poprzez szarpanie strun, których długość pozostaje w stosunku 1 do 2, 2 do 3, 3 do 4 i tak dalej. To właśnie bezkompromisowe trzymanie się tej zasady zrodziło stary dowcip głoszący, że renesansowi muzycy spędzali połowę czasu na strojeniu swoich instrumentów, resztę zaś poświęcając na granie na rozstrojonych.

Vincenzo natomiast utrzymywał, że trwanie przy tej konserwatywnej numerologii było arbitralne i że można było przyjąć inne, tak samo ważne lub nawet ważniejsze kryteria. Krótko mówiąc, ojciec Galileusza twierdził, że konsonans muzyczny określany jest przez ucho muzyka, nie zaś jego zdolności arytmetyczne. Domagając się wyzwolenia muzyki z okowów Pitagorasa, Vincenzo otwarł drzwi do nowożytnego „systemu równomiernie temperowanego” spopularyzowanego później przez Jana Sebastiana Bacha. Poprzez serię eksperymentów ze strunami wykonanymi z różnych materiałów i napinanych z różną siłą udało mu się na przykład udowodnić, że struny o różnym napięciu mogą zagrać oktawę przy długościach odmiennych od kanonicznej 2 do 1 (której używano, gdy napięcie było takie samo). Niemal profetycznie – albo też wpływając na swego syna – Vincenzo zatytułował jedną ze swych książek na ten temat Dialogo della musica antica e della moderna27 (Dialog o muzyce dawnej i nowej), inną zaś Discorso di Vincentio Galilei nobile fiorentino, intorno all’opere di messer Gioseffo Zarlino da Chioggia, et altri importanti particolari attenenti alla musica (Dyskusja dotycząca dzieł mistrza Gioseffo Zarlino z Chioggi). Wiele lat później dwie najważniejsze książki Galileusza miały nosić tytułyDialogo sopra i due massimi sistemi del mondo (Dialog o dwu najważniejszych układach świata)oraz Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze (Rozmowy i dowodzenia matematyczne w zakresie dwóch nowych umiejętności). Zwłaszcza jedno zdanie w fikcyjnym dialogu Vincenza o muzyce dokładnie ujmuje przekonanie, które Galileusz miał przyjąć w późniejszym okresie życia. Dwaj interlokutorzy zgadzają się na początku, że powinni zawsze „pomijać […] nie tylko autorytet, ale także rozumowanie, które wydaje się rozsądne, ale jest sprzeczne z dostrzegalną prawdą”.

Młody Galileusz zapewne pomagał ojcu w eksperymentowaniu ze strunami i być może zaczął dzięki temu rozumieć znaczenie empirycznego podejścia do nauki. To mógł być pierwszy krok na drodze, która uczyniła z Galileusza zadeklarowanego zwolennika koncepcji, by w opisywaniu zjawisk naturalnych, jak potem to ujął, „szukać i wyjaśnić definicję najbardziej zgodną z tym, co natura oferuje”. Wykonywanie serii eksperymentów z ciężarkami zawieszonymi na strunach (różnicującymi ich napięcie) mogło też zasiać w jego umyśle ziarno pomysłu wykorzystania wahadeł do mierzenia upływu czasu[27].

Vincenzo był nie tylko utalentowanym lutnistą, jego zainteresowania wybiegały poza szczególne zastrzeżenia do polifonii. Poza czynnym działaniem w Camerata fiorentina – grupie wykształconych florentczyków zainteresowanych muzyką i literaturą – był wykształcony w językach klasycznych i w matematyce. Innymi słowy, Vincenzo był kimś, kogo dzisiaj nazywalibyśmy – i to nie tylko ze względu na epokę, w której zdarzyło mu się żyć – człowiekiem renesansu.

Dorastając w takim otoczeniu, Galileusz miał intelektualnie podążyć w ślady ojca – choć nie poprowadziły go do muzyki, mimo że często grywał razem z ojcem na lutni. Jednocześnie był świadkiem, jak idealistyczne ambicje jego ojca zostały pogrzebane przez surową rzeczywistość, zwłaszcza ekonomiczną; mogło to zaszczepić Galileuszowi upartą, nieustępliwą wolę osiągnięcia sukcesu.

Stosunki Galileusza z matką są bardziej problematyczne. Nawet brat Galileusza, Michelangelo, opisywał ją jako kobietę zupełnie „straszną”. Jednakże pomimo licznych nieprzyjemnych incydentów, w tym szpiegowania przez matkę i próby przywłaszczenia kilku jego soczewek w celu przekazania ich swemu zięciowi, Galileusz w późniejszych latach starał się zaspokajać nieustannie rosnące potrzeby finansowe matki.

Ojciec Galileusza powrócił z Pizy do Florencji, gdy Galileusz miał około 10 lat. Brak miejsca w domu borykającej się z problemami finansowymi rodziny, której nieustannie przybywało dzieci, mógł być jedną z przyczyn tego, że Galileusza pozostawiono na pewien czas w Pizie, w domu krewnego jego matki, Muzia Tedaldiego. Do tego czasu kształcono go w tym, co dzisiaj nazwalibyśmy sztukami wyzwolonymi: łacinie, poezji i muzyce. Tak pierwszy biograf Galileusza – Viviani – jak i jego sąsiad oraz drugi biograf Niccolò Gherardini mówią nam, że Galileusz szybko osiągnął poziom, w którym jego nauczyciel nie mógł mu już więcej pomóc, i kontynuował swe kształcenie poprzez samodzielną lekturę autorów klasycznych[28].

W wieku 11 lat posłano go do klasztoru w Vallombrosa, gdzie w spokojnej atmosferze zgłębiał logikę, retorykę i gramatykę. Mógł też zapoznawać się ze sztukami wizualnymi poprzez obserwowanie pracy artystów rezydujących w klasztorze. W tym wieku musiał być pod wrażeniem opata Vallombrosy, który był najpewniej polimatem posiadającym szeroką wiedzę od matematyki przez astrologię po teologię, jak również i „we wszystkich innych rozumnych naukach i sztukach”.

Choć Galileusz bez wątpienia uważał intelektualne i duchowe otoczenie klasztoru za interesujące, nie wiemy na pewno, czy rzeczywiście kiedykolwiek zamierzał wstąpić do nowicjatu w zakonie benedyktynów. Jakkolwiek by było, Vincenzo z pewnością miał inne plany wobec syna. Po części pragnąc wskrzesić chwalebną przeszłość swej rodziny – pradziadek był sławnym florenckim lekarzem – jak i zamierzając zabezpieczyć ekonomiczną przyszłość Galileusza, we wrześniu 1580 roku Vincenzo zapisał syna na medycynę na Uniwersytecie w Pizie[29].

Medycyna niestety Galileusza nudziła, jako że nauczano jej wówczas, głównie opierając się na twierdzeniach sławnego anatoma starożytnej Grecji, Galena z Pergamonu, pełnych ścisłych zasad i przesądów. Galileusz nie uważał, że powinien „poddawać się […] niemal ślepo” twierdzeniom i opiniom archaicznych autorów. Z jego pierwszych spędzonych w Pizie lat wynikło jednak coś dobrego: poznał toskańskiego nadwornego matematyka Ostilio Ricciego[30]. Przysłuchując się jego wykładom na temat geometrii euklidesowej, Galileusz był oczarowany. Wedle Vivianiego nawet wcześniej „jego wielki talent i zachwyt […] malowaniem, perspektywą i muzyką, i słowa jego ojca, który często powtarzał, że rzeczy te biorą swój początek z geometrii, wzbudziły w nim pragnienie spróbowania jej”. W efekcie zaczął poświęcać cały czas na samodzielne zgłębianie Euklidesa i całkowicie zaniedbywał medycynę.

Ponad trzy stulecia później Einstein miał powiedzieć: „Jeśli Euklides nie zdołał wzbudzić w tobie dziecięcego entuzjazmu, wówczas nie urodziłeś się, by być naukowym myślicielem”[31]. Galileusz zdał tę szczególnego rodzaju „próbę” śpiewająco. Co więcej, wyobrażając sobie matematykę jako swe powołanie, latem 1583 roku przedstawił Ricciego swemu ojcu w nadziei, że matematyk zdoła przekonać Vincenza, że był to właściwy wybór. Ricci wytłumaczył Vincenzowi, że matematyka była dziedziną, którą Galileusz prawdziwie się pasjonował, i wyraził gotowość objęcia roli nauczyciela młodzieńca. Vincenzo, który sam był dość dobrym matematykiem, nie sprzeciwiał się dla zasady, wyraził jednak uzasadnione ojcowskie obawy, że Galileusz jako matematyk nie znajdzie zatrudnienia. Sam przecież doświadczył już, co znaczy posiadanie niezbyt intratnego zawodu muzyka. Dlatego naciskał na to, by Galileusz najpierw ukończył swe studia medyczne, grożąc, że w razie odmowy odetnie syna od finansowania. Na szczęście dla nauki ojciec i syn osiągnęli w końcu kompromis: Galileusz miał kontynuować studia medyczne jeszcze przez rok, po którym zobowiąże się, że będzie na siebie zarabiał samodzielnie.

Ricci wprowadził Galileusza w dzieła Archimedesa, którego geniusz w stosowaniu matematyki w fizyce i w rozwiązywaniu rzeczywistych problemów inżynieryjnych miał motywować Galileusza i przenikać całą jego naukową pracę. Nauczyciel Ricciego, matematyk Niccolò Tartaglia, był uczonym, który opublikował po łacinie wiele prac Archimedesa, a także dokonał autorytatywnego włoskiego przekładu wiekopomnego dzieła Euklidesa – Stoicheia (Elementy). Nie dziwi więc, że dwa z najwcześniejszych traktatów Galileusza – ten dotyczący problemu znalezienia środka masy w systemie odważników oraz ten dotyczący warunków, w których ciała unoszą się na powierzchni wody – dotyczyły tematów, którymi Archimedes niezwykle się interesował. Gherardini, drugi biograf Galileusza, cytuje jego słowa: „Można podróżować bezpiecznie i bez przeszkód przez niebo i ziemię, o ile nie straci się z oczu nauk Archimedesa”[32]. Jak na ironię wynikiem tych wszystkich wydarzeń w życiu Galileusza było to, że młodzieniec – jeden z największych uczonych w dziejach – w roku 1585 opuścił Uniwersytet w Pizie, porzucając studia medyczne i nie zdobywszy żadnego tytułu.

Mimo to studia Galileusza u Ricciego i wprowadzenie w nauki Archimedesa nie poszły na marne. Zaszczepiły mu silne przekonanie, że matematyka może zapewnić skuteczne narzędzie do odczytywania i odszyfrowywania tajemnic natury. Dostrzegł w matematyce sposób na przełożenie zjawisk na precyzyjne stwierdzenia, które następnie można byłoby badać i jednoznacznie udowadniać. To spostrzeżenie było doprawdy niezwykłe. Około 350 lat później Einstein nadal miał się dziwić: „Jak to możliwe, że matematyka, wytwór ludzkiej myśli niezależny od doświadczenia, tak doskonale pasuje do przedmiotów z rzeczywistości fizycznej?”[33].

Viviani opowiada nam fascynującą historię z czasów studenckich w Pizie. W roku 1583 19-letni wówczas Galileusz przyglądał się w miejscowej katedrze zawieszonemu na długim łańcuchu żyrandolowi, który się kołysał. Galileusz, licząc uderzenia serca, zrozumiał, że czas potrzebny żyrandolowi na pełną oscylację był stały (mówiąc dokładniej, tylko wówczas, gdy zasięg wychylenia nie był zbyt duży). Na podstawie tej prostej obserwacji, pisze z podziwem Viviani, Galileusz „za pomocą dokładnych eksperymentów potwierdził równość wibracji [wahadła]”, czyli stałość okresu drgań. Viviani pisze dalej, że Galileusz wykorzystał tę niezmienność okresu drgań wahadła do skonstruowania aparatu medycznego służącego do pomiaru tętna. Opowieść ta stała się później tak znana, że w roku 1840 malarz Luigi Sabatelli stworzył piękny fresk przedstawiający młodego Galileusza obserwującego żyrandol (zob. lewa górna część il. 1 we wkładce zdjęciowej).

Z tą fascynującą historią jest tylko jeden „maleńki” problem. Wspomniany żyrandol został zamontowany w katedrze w Pizie dopiero w roku 1587, cztery lata po tym, jak Galileusz miał rzekomo przyglądać się jego wahaniom. Jest oczywiście możliwe, że Galileusz przyglądał się innemu żyrandolowi, wiszącemu wcześniej w tym samym miejscu. Jednakże jako że sam Galileusz wspomina po raz pierwszy o stałości okresu drgań wahadła dopiero w roku 1598, a brak innych źródeł mówiących o skonstruowaniu przezeń aparatu do mierzenia tętna, większość historyków nauki jest przekonana, że barwny opis Vivianiego o odkryciu Galileusza jest jednym z upiększeń typowych dla ówczesnych biografii.

W rzeczywistości wenecki lekarz Santorio Santorio opublikował w roku 1626 szczegółowy opis swego pulsilogium – urządzenia zdolnego dokładnie mierzyć tętno, opierając się na stałym okresie drgań wahadła. Galileusz, który zwykle bardzo agresywnie reagował na próby pozbawienia go zasług, nigdy nie twierdził, że zbudował takie urządzenie pierwszy. Mimo to fakt, że mógł w warsztacie ojca eksperymentować z ciężarkami zawieszonymi na strunach (które w praktyce stanowiły wahadła) sprawia, że w relacji Vivianiego może tkwić ziarnko prawdy. Galileusz z pewnością zaczął wykorzystywać wahadła do pomiaru czasu w roku 1602, a w roku 1637 wpadł nawet na pomysł skonstruowania zegara wahadłowego. Syn Galileusza Vincenzo rozpoczął budowę modelu opartego na pomyśle ojca, zmarł jednak niestety przed jego ukończeniem, w roku 1649. Działający zegar wahadłowy został ostatecznie wynaleziony w roku 1656 przez holenderskiego uczonego Christiaana Huygensa.

Wyjechawszy z Pizy bez tytułu, Galileusz musiał znaleźć środki na utrzymanie, zaczął więc udzielać prywatnych lekcji matematyki, trochę we Florencji, trochę w Sienie. W roku 1586 opublikował też niewielki traktat naukowy zatytułowany La bilancetta (Mała równowaga)[34], który nie był szczególnie oryginalny, z wyjątkiem zaproponowania dokładniejszej metody ważenia przedmiotów w powietrzu i w wodzie. Metoda ta była szczególnie przydatna jubilerom, którzy zwykli w ten sposób ważyć metale szlachetne.

W końcu roku 1586 Galileusz zaczął przygotowywać traktat o dynamice i swobodnym spadku ciał. Idąc za przykładem Platona, Galileusz przyjął formę dialogu. Gatunek ten był w XVI-wiecznych Włoszech niebywale popularny jako sposób prezentacji zagadnień technicznych, polemiki oraz miniaturowa sztuka perswazyjna. Dzieło to nigdy nie zostało ukończone, a dotyczyło głównie problemów wedle dzisiejszych standardów trywialnych. Stanowiło jednak ważny krok na drodze Galileusza ku nowej mechanice. Praca zawierała dwa szczególnie interesujące fragmenty. Po pierwsze, Galileusz już jako 22-latek miał dość ikry, by rzucić wyzwanie wielkiemu Arystotelesowi w kwestiach związanych z dynamiką, mimo że nie istniały wówczas jeszcze narzędzia matematyczne niezbędne do zajmowania się takimi zmiennymi jak prędkość i przyspieszenie. (Rachunek różniczkowy i całkowy, który pozwalał na odpowiednie zdefiniowanie prędkości oraz przyspieszenia jako tempa zmiany, został sformułowany przez Newtona i Gottfrieda Leibniza dopiero w drugiej połowie XVII wieku).