这不是人类第一次用望远镜看月亮。早在1609年7月26日，英格兰人哈瑞特就做过同样的事，先于伽利略至少4个月，次年又绘制了17张月面图。他说他看见的月亮“就像荷兰人的航海手册里画的海岸线”；而在满月的时候，月亮就像是“我的厨师上星期给我做的果酱饼，一边一条浅色的东西，那边又是深色的，看上去整个儿是一塌糊涂”。

 

　　可是科学发现并不是综艺节目的抢答比赛，谁先按下按钮，谁就是赢家。“观察”作为科学研究的一个环节，必须建立在一整套科学研究的程式之中。对于望远镜这么一个新鲜玩意儿，任何对新奇事物抱有好奇心的人拿它到处“看看”，也是常情。事实上，很可能，伽利略最初也只是一种好奇的“随便看看”——他最初对于望远镜认真的想法，还首先是军事应用。1609年8月，他最初把这个“有用的和重要的发明”介绍给威尼斯的行政长官时，也只是因为“在海上我们可以在比以前远得多的地方发现敌人的舰船，比他们看见我们早两三个小时……我们可以获得优势……”。

 

　　但是，当月面以一种完全出乎他预料的样子出现时，伽利略的反应就和哈瑞特很不一样了：他马上联想到了“哲学”，亚里士多德关于天体的教导。他立即领悟到，他在这儿看见的，不是一种现象描述上的抵牾，而在很大程度上，是对整个亚氏理论的诘难。反观哈瑞特，他的联想止于“果酱饼”。原来，科学发现不仅在于，甚至完全不在于谁先看见了什么，而在于对所见对象的理解和诠释。伽利略的“随便看看”很自然地上升为一种哲学框架中的一个环节。他进一步报告说,

 

　　在新月以后的第四或第五天，当月亮看上去像是一个明亮的犄角时，划分明亮部分和黑暗部分的界限不是一种规则的椭圆形[曲线]，不像在理想的球面上[投影]延展的样子……在月相接近上弦月时，在靠近月亮下角的邻近区域，有一个大的黑暗的弯形向明亮区域延伸。

 

　　伽利略注意到上弦月的边缘不是光滑的、类似椭圆的曲线，并由此进一步推论月面是凹凸不平的，则确实把我们对遥远的月亮的认识大大推进了一步。然而，在1610年的时候，亚氏的天体观念已是屡受质疑，非议亚氏也不见得多么轰动视听。但他的读者很快就要看到，还有更加耸人听闻的。

 

　　1610年初,伽利略开始使用一架新的，约20倍的望远镜。很可能是在上次对上弦月观察的两三个星期之后，月相的变化使得类似的观察变得困难，伽利略于是想到了用望远镜来看看其他星体。伽利略报告说：

 

　　今年，1610年，1月7日，入夜以后一时，我用望远镜观看天体时，木星出现在我的视野里。因为我用的是我自己的品质极佳的仪器，我察觉到，在这颗行星的旁边，有三颗小星星——以前的仪器[的性能]不足以让我看见它们，真的很小，但很明亮……两颗在[木星的]东边，一颗在西边，最东边的那颗和西边的那颗看起来比别的大。我没有注意它们和木星的距离，因为在开始的时候我以为它们是恒星……

 

　　这也难怪。从望远镜看夜空，简直是布满了星星，所以伽利略自然会有这一判断。第二天,

 

　　1月8日，我又重新回到这一探究。——究竟是什么引导我这么做的，我可说不上来。我发现，[这些小星的]排布和以前很不一样。三颗小星现在都到了木星的西边，靠在一起，相互之间的间隔相等……这时，我还没有把注意力转向[小]星星聚在一起[的问题]，我开始考虑木星怎么会在这些星星的东边，而就在前一天它还在[其中]两颗的西边。我开始疑心木星此时是不是在向东走……

 

　　这时，木星正处于逆行状态，但是它却跑到小星星的东边去了，这就引起了伽利略的巨大兴趣。他的第一个猜想是木星不在逆行，而是在向东运动，所以小星星看上去是跑到木星的西边去了。这是很合理的推想，他当然急切地想知道结果。

 

　　第二天，1月9日，阴天，伽利略徒叹无奈。至此，出于好奇，想利用望远镜“看看”天上有些什么，清楚地转变成为一个对预期的观察，其意义在科学认识的发展上，较之多看见一颗或是两颗星星，自是不可同日而语。再一天，1月10日，伽利略看见的，木星看起来移动到了一个更西边的位置：

 

　　只有两颗，都在东边，而第三颗，我想，一定是藏在木星后面了……我知道没有其他的办法可以把这种变化归结为木星的运动……

 

　　他先前假想，天文学家算错了，木星已不再逆行而是在向东移动。显然，观察表明，不是这种情形。但是这可不是可以想象的，因为木星不可能在一天的时间里从东到西，从西到东地来回摆动，伽利略说,

 

　　我的困惑变成了讶异。我确定[我所看见的]视运动不是来自木星而是来自我正在观测的[小]星星……我现在确定，不存在任何问题，在天上有三颗[小]星星在绕木星游走，正如金星和水星环绕太阳。这一点通过以后类似的观察变得明明白白，就像展现在大白天的太阳底下一样。

 

　　当由困惑而来的惊讶稍稍平息后，伽利略的观察变得更加精致；在以后的连续不断的观察中，他定量地记录了观察的时刻，方位，以及持续的时间：

 

　　2月26日，入夜后一时正中，只有两颗星星。一颗在东，距木星10’，一颗在西，6’……到了[入夜后]第五个小时，可见第三颗星，除了已经留意的两颗之外，在木星西边近旁发现了第三颗，它起初隐于木星背后，而现在大约[距木星]1’。东边的那一颗显得比以前离得更远，大约离木星11’……2月28日[入夜后]一小时，只看见两颗星，一颗在东，距木星9’，一颗在西，间距2’……

 

　　到三月初，伽利略得出了完整的结论:

 

　　这就是关于我近日首先发现的四颗麦迪奇星的观察……首先，因为它们[木卫]有时在木星之前有时在木星之后，而距木星的距离完全相同，不论在木星逆行还是顺行的过程中，只在木星的东西两边非常有限的距离中，以恒定的方式伴随其左右。没有人能怀疑它们在绕木星运行，同时又完成[木星的]以12年为周期的绕宇宙中心的运动。

 

　　两个月以来对木星的研究，从最初的“看看”，到有目的的观察，到定量的观测，到理性的分析，到假说，直到验证，表现为观察和观测在科学认识发展中的典型运用。由此任何人都可以通过伽利略的观测，相当直观地看到，这些小星星是围绕木星运动的。对自然的观察在这儿发生了革命性的改变：我们对于外部世界的认识不再是感官提供的直接影像；而理性对感官提供的信息所做的分析，则更加突出地成了认识的一个不可或缺的部分。伽利略总结说，

 

　　我们由此得到了一种美妙而且雄辩的证据来平息一种疑虑……现在我们可以亲眼看见，有四颗星星绕木星运行，就像月亮绕地球运行一样，同时又以12年为周期，划出巨大的绕日运行的轨道。

 

　　美妙而且雄辩。原来，地球，连同作为卫星的月球，一同作绕日运动，并不是不可想象的。事实上,“我们可以亲眼看见。”这一点的一个最直接的意义是，木卫系统排除了“一些人”的疑虑，为日心学说提供了一个强有力的证据：木卫系统就像是一个缩微版的太阳系，日心图景于是呈现在“任何一个观测者”眼前。

 

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　　本文作者吴以义是复旦大学中外现代化进程研究中心研究员

　　本文由教育部人文社会科学重点研究基地重大项目16JJD770013 资助