G
alilê là nhà khoa học nổi tiếng thời cổ đại, ông sinh năm 1564 ở thành Pisa Italia. Từ khi Galilê còn nhỏ, cha Galilê đã bắt tay vào việc dạy dỗ con học hành. Khi Galilê biết nói, ông đã dạy cho con tiếng Latinh và Hy Lạp. Cậu bé Galilê chăm chỉ học hành, tiến bộ rất nhanh, tiếp thu rất tốt những điều mà cha cậu dạy bảo.
Khi còn đi học Galilê là một học sinh hay đặt ra câu hỏi, đối với những vấn đề hứng thú ông luôn tự tìm cách chứng minh. Một lần, thầy giáo đưa ra một câu hỏi hóc búa: Dùng một sợi dây tạo thành các hình khép kín khác nhau, hình nào có diện tích lớn nhất?
Để tìm câu trả lời Galilê đã tìm một sợi dây tạo thành các hình như hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn vv…
Cuối cùng ông phát hiện hình tròn là hình có diện tích lớn nhất trong các hình. Ông còn dùng những kiến thức toán học của mình học được để chứng minh quan điểm này.
Thấy Galilê như vậy, thầy giáo hết sức vui mừng, cổ vũ ông học toán học. Galilê ngày càng có hứng thú với toán học, thường đọc sách của các nhà khoa học nổi tiếng. Thêm vào đó, ông còn thích đọc sách của nhà triết học Aristotles người Hy Lạp nhất, nhưng dần dần ông phát hiện ra có rất nhiều vấn đề Aristotles không có tư duy biện chứng chặt chẽ mà chỉ phán đoán thông qua cảm giác và kinh nghiệm. Aristotles cho rằng hai vật cùng đồng thời rơi từ trên cao xuống, vật nặng rơi xuống trước, vật nhẹ rơi xuống sau.
Trong thời gian học tập tại Đại học Pisa (1581 - 1585), Galilê đã tiến hành nhiều thí nghiệm với con lắc và khám phá ra rằng chúng gần như trở về đúng độ cao được thả ra; chúng có những chu kì khác nhau không phụ thuộc vào khối lượng của con lắc và biên độ, và bình phương của chu kì tỉ lệ thuận với chiều dài dây. Galilê cũng tìm ra tốc độ rơi không phụ thuộc vào trọng lượng. Ông ghi những phát hiện của mình trong quyển sách có tên De Motu (Về chuyển động).
Qua thời gian, Galilê ngày càng nghi ngờ lý thuyết của Aristotles, ông băn khoăn tự hỏi: Aristotles sai hay ông sai?
Sau đó ông đã chính thức công bố sự hoài nghi của ông đối với học thuyết của Aristotles. Các đồng sự của ông biết điều này đều bàn tán xôn xao, có người nói Aristotles là nhân vật vĩ đại như vậy, lẽ nào Aristotles lại sai. Đây chắc là Galilê muốn chơi trội rồi.
Galilê không để ý tới những điều mọi người dị nghị, ông nghĩ cách dùng thực nghiệm để chứng minh sự đúng đắn của mình. Ông nhớ lại lúc nhỏ cùng các bạn trèo lên tháp Pisa chơi trò ném đá. Mỗi lần ném một nắm đá xuống có hòn to hòn nhỏ, nhưng chúng đều cùng rơi xuống đất một lúc. Ông quyết định phải lên tháp Pisa làm thực nghiệm, để chứng minh cho mọi người rõ. Galilê cho dán quảng cáo trong thành phố. Tờ quảng cáo viết: “Trưa mai mời mọi người đến tháp nghiêng Pisa xem thực nghiệm về vật rơi”.
Tin này lan truyền đi nhanh như tên bắn. Trưa hôm sau gần như cả thành phố kéo đến xem thực nghiệm, có người là nhà khoa học, có người chỉ là dân thường, có người là bạn và có cả những người phản đối ông. Trong đám người đến xem, nhiều người cười cợt ông, họ nói chỉ có thằng ngốc mới tin một chiếc lông gà và một viên đá cùng rơi xuống đất như nhau.
Khi ấy, Galilê hết sức tự tin vì ông đã làm thực nghiệm nhiều lần và lần nào kết quả cũng chứng minh ý kiến của ông là đúng. Thực nghiệm bắt đầu, Galilê cho đặt hai quả cầu sắt to nhỏ phân biệt vào một cái hộp, đáy hộp có thể mở ra được, chỉ cần kéo đáy hộp ra là hai viên cầu sắt trong hộp đồng thời tự do rơi xuống. Galilê đưa hộp lên đỉnh tháp, mọi người đứng phía dưới đều chăm chú ngẩng đầu nhìn lên. Galilê đích thân kéo đáy hộp, mọi người nhìn thấy hai quả cầu sắt một to một nhỏ rơi xuống, tất cả đều nín thở chờ đợi.
“Bịch!” Cả hai viên đồng thời rơi xuống đất. Mọi người cùng reo lên tán thưởng, còn những người phản đối Galilê chỉ biết im lặng bởi thực tế đã chứng minh quá rõ. Đó là, các vật rơi từ trên cao rơi xuống, thời gian rơi không liên quan đến trọng lượng. Câu chuyện nổi tiếng về thực nghiệm ở tháp nghiêng Pisa vẫn còn lưu truyền trên thế giới đến ngày nay và đã trở thành một giai thoại lịch sử khoa học.
Có câu chuyện kể, vào mùa hè một năm nọ, Galilê nhận được thư của một người bạn gửi tới. Trong thư viết: “Có một người Hà Lan chế tạo được một chiếc kính rất đặc biệt, hôm qua khi đi dạo bên bờ sông tôi đã gặp ông ta. Lúc ấy bên kia bờ sông có một cô gái rất đẹp, qua ống kính tôi đã nhìn thấy cô gái ấy, khuôn mặt cô rõ mồn một cứ như cô ta đang đứng ngay trước mặt tôi vậy. Tôi ngạc nhiên reo lên, tôi nghĩ rằng mình có thể sờ tay vào cô gái được, nhưng khi tôi với tay ra thì suýt ngã xuống sông. Hóa ra cô gái vẫn ở mãi tận bờ sông bên kia! Vì rằng ông ta không còn chiếc kính nào nữa nên tôi không thể mua lại cho anh được.”
Galilê đọc đi đọc lại bức thư, hồ hởi nói: “Tôi cũng phải làm chiếc kính như thế! Tôi muốn nhìn tận mắt khuôn mặt của những người ở phía xa, có lẽ tôi còn muốn nhìn rõ cả những vì sao trên trời cao kia!”
Để làm được loại kính đặc biệt này Galilê đã tìm đọc các tài liệu có liên quan, sau đó suy nghĩ tìm tòi. Một mặt ông dùng bút vẽ trên giấy, một mặt dùng máy tính để tính toán. Mất đúng một đêm, cuối cùng ông đã tìm được cách làm ra chiếc kính này. Galilê muốn làm loại kính này, ông cần mua mấy chiếc phôi thấu kính để thử làm thiết bị có thể nhìn ra được, nhưng lục túi không thấy còn đồng nào, ông nói với chị giúp việc:
- Lấy áo khoác của tôi đem cầm đi để lấy tiền!
Người giúp việc không nỡ làm như vậy, liền lấy tiền riêng của mình để mua mấy miếng phôi thấu kính. Sau khi có vật liệu ông liền bắt tay vào mài kính. Tính năng của thấu kính thì Galilê quá thuộc nhưng việc mài kính đòi hỏi rất công phu. Ông phải mất mấy ngày mới mài được hai miếng thấu kính, một thấu kính lồi, một thấu kính lõm. Ông lấy hai ống dài một to, một nhỏ để có thể lồng vào nhau được, rồi gắn hai chiếc thấu kính lên hai chiếc ống đó, lúc này chỉ còn việc điều chỉnh cự ly của hai thấu kính là có thể đưa những vật từ xa lại gần và phóng đại nó lên. Galilê nâng cái ống kính đơn giản và kỳ lạ ấy lên ngắm cây mọc phía ngoài cửa sổ, ông điều chỉnh hai chiếc ống có gắn kính tức là điều chỉnh cự ly của hai thấu kính, khi điều chỉnh đến vị trí tốt nhất, Galilê bỗng nhìn thấy cái cây từ xa gần lại ngay trước mắt, có cảm giác như giơ tay ra là có thể sờ thấy được. Galilê đã thành công, đã làm được loại kính có thể nhìn xa này, ông vô cùng sung sướng. Ông quyết tâm tiếp tục cải tiến loại kính này để nó có thể nhìn xa hơn. Thế là ông lại bắt đầu thiết kế, tính toán, vẽ, mài thấu kính… Qua một mùa hè lao động cật lực, hệ số phóng đại của thấu kính đã tăng lên từ 3 đến 9 lần. Sau này ông đã làm ra được chiếc kính phóng đại vật thể tăng gấp 33 lần, loại kính này được mọi người gọi là “kính viễn vọng”.
Ngày 7 tháng 1 năm 1610, Galilê quan sát bằng kính viễn vọng của mình, cái ông miêu tả ở thời gian đó là “ba định tính, hoàn toàn không nhìn thấy được bởi chúng quá nhỏ”, tất cả nằm gần Sao Mộc và thẳng hàng. Những quan sát vào đêm sau đó cho thấy các vị trí của các “ngôi sao” đó liên quan tới Sao Mộc đang thay đổi theo một cách khiến chúng có thể là không giải thích được nếu đó thực sự là các định tính. Ngày 10 tháng 1, Galilê ghi chú rằng một trong số chúng đã biến mất, một quan sát mà ông cho rằng nó đã bị Sao Mộc che khuất. Trong vài ngày ông đã kết luận rằng chúng quay quanh Sao Mộc. Ông đã khám phá ra bốn vệ tinh (Mặt trăng) lớn nhất của Sao Mộc: Io, Europa, và Callisto. Ông phát hiện ra vệ tinh thứ tư, Ganymede, ngày 13 tháng 1. Galilê đặt tên cho bốn vệ tinh ông phát hiện ra là những ngôi sao Medici, để vinh danh người bảo trợ tương lai của ông, Cosimo II de' Medici, Đại Công tước Tuscany, và ba người anh em của Cosimo. Sau này, các nhà thiên văn học đã đổi tên chúng thành các vệ tinh Galilê để vinh danh ông.
Galilê tiếp tục quan sát các vệ tinh trong mười tám tháng sau đó, và tới giữa năm 1611 ông đã có nhiều ước tính chính xác về các chu kỳ của chúng - một kỳ công mà Kepler đã cho rằng không thể thực hiện.
Từ tháng 9 năm 1610, Galilê quan sát thấy Sao Kim có đủ các tuần tương tự như Mặt trăng. Mô hình nhật tâm của hệ Mặt trời được Nicolaus Copernicus phát triển tiên đoán rằng tất cả các pha phải được quan sát thấy bởi Sao Kim quay quanh Mặt trời sẽ khiến phần được chiếu sáng của nó quay về phía Trái đất khi nó ở phía đối diện của Mặt trời và quay đi khi nó ở cùng phía với Trái đất.
Galilê là người đầu tiên thông báo về các ngọn núi và hố trên Mặt trăng, ông cho sự hiện diện của nó bởi các kiểu mẫu sáng và tối trên bề mặt Mặt trăng. Thậm chí ông còn ước tính chiều cao của các ngọn núi từ các quan sát đó. Điều này dẫn ông tới kết luận rằng Mặt trăng “xù xì và không bằng phẳng, giống như chính bề mặt của Trái đất”, chứ không phải là một mặt cầu hoàn hảo như Aristotles đã tuyên bố. Galilê quan sát Ngân hà, trước đó được cho là một tinh vân, và thấy rằng đó là tập hợp những ngôi sao trong một vùng quá đặc khiến nó trông như một đám mây từ Trái đất. Ông định vị nhiều ngôi sao khác quá xa để có thể thấy bằng mắt thường. Galilê cũng quan sát Sao Hải Vương năm 1612, nhưng không nhận thấy nó là một hành tinh và không có chú ý đặc biệt đến nó. Trong cuốn sổ ghi chép của ông nó xuất hiện như một ngôi sao tối không đáng chú ý.
Thời gian này, sau khi kính viễn vọng của ông thử nghiệm thành công, tin này lập tức lan truyền đi khắp châu Âu, nhiều người đã bỏ tiền mua kính của ông. Vì bộ phận quan trọng nhất của kính viễn vọng là thấu kính nên Galilê suốt ngày đêm ngồi mài kính, nhưng kính ông làm ra vẫn không đủ để bán cho người cần. Galilê đã sản xuất và cải tiến kính viễn vọng đồng thời bắt đầu dùng kính viễn vọng ứng dụng vào việc quan sát bầu trời. Đây là nền móng cho việc nghiên cứu thiên văn học của ông sau này.
Năm 1609, Galilê là người đầu tiên sử dụng kính thiên văn để quan sát bầu trời sau khi nghe nói về chiếc kính thiên văn mới chế tạo của Hans Lippershey. Năm 1610, Galilê khám phá ra vành đai Sao Thổ và cũng năm ấy ông trở thành người đầu tiên quan sát thấy bốn mặt trăng lớn của Sao Mộc. Ông cũng quan sát các pha của Sao Kim, nghiên cứu về vết đen trên Mặt trời và khám phá ra nhiều hiện tượng quan trọng khác.
Năm 1610, Galilê chuyển đến Firenze, Ý, nơi ông đã theo đuổi nghiên cứu của mình tại Đại học Firenze và cung điện của gia đình Medici, sau được cai quản bởi Cosimo II, Bá tước của vùng Toscana.
Ở thời đại Galilê, người ta tin rằng tất cả các vì sao trên bầu trời đều đứng yên, bất động và trung tâm là Trái đất. “Thuyết Trái đất là trung tâm của vũ trụ” lúc đó được mọi người thừa nhận, nhưng Galilê sau khi dùng kính viễn vọng quan sát thấy các thiên thể vận động đã viết: “Tất cả không phải là tĩnh tại, mặt trời đang quay, Trái đất cũng đang quay. Trái đất không chỉ quay quanh Mặt trời mà còn tự quay quanh mình nó theo một trục”.
Học thuyết của Galilê vừa ra đời đã bị Giáo hội phản ứng quyết liệt, xem học thuyết của ông là tà thuyết. Giáo hội không muốn có người đưa ra học thuyết khác với truyền thống, muốn mọi người mãi mãi tin rằng Trái đất là trung tâm vũ trụ. Tòa án tôn giáo đã thẩm vấn Galilê ráo riết, quyết liệt. Galilê bị giáo hoàng cảnh cáo, buộc ông không được tuyên truyền cho “Thuyết Mặt trời là trung tâm của vũ trụ” dưới mọi hình thức. Galilê đối mặt với Tòa án dị giáo La Mã năm 1857.
Galilê bị tấn công nhưng ông vẫn không quên công việc nghiên cứu của mình. Ông đã dành thời gian 6 năm để hoàn thành cuốn sách “Đối thoại giữa hai hệ thống thế giới” nội dung bàn về hai quan điểm: Thuyết Mặt trời là trung tâm của vũ trụ và Thuyết Trái đất là trung tâm của vũ trụ. Cuốn sách truyền bá tư tưởng mới, viết sinh động, khôi hài, sau khi xuất bản độc giả đã giành nhau mua hết ngay. Chính trên trang giấy này, Galilê lần đầu tiên ghi chú một sự quan sát các Mặt trăng của Sao Mộc. Quan sát này đánh đổ quan niệm rằng mọi thiên thể phải quay quanh Trái đất.
Những người phản đối Galilê đọc xong cuốn sách liền tiến hành công kích ông, nói rằng xuất bản cuốn sách này là vi phạm lệnh cấm và vấn đề ngày càng trở nên nghiêm trọng. Sách vừa ra đời nửa năm đã bị cấm bán. Giáo hoàng tin vào những lời miệt thị Galilê của một số người lòng dạ hẹp hòi, tòa thánh La Mã và vương quốc Tây Ban Nha cùng phối hợp đưa ra lời cảnh cáo ông. Hai tháng sau tòa án Rome gửi trát đòi Galilê đến tòa án thẩm vấn. Mặc dù đã 69 tuổi, bị bệnh phải nằm liệt giường ông vẫn bị áp giải đến Rome.
Lúc đầu, Giáo hội chỉ định buộc Galilê thừa nhận “Thuyết Mặt trời là trung tâm của vũ trụ” là sai lầm đồng thời buộc ông phải cam kết không được tuyên truyền cho lý thuyết này nữa. Nhưng Galilê kiên quyết không nhận tội. Ông nói: “Những điều tôi viết trong sách đều là sự thật khách quan, tôi không hề phản đối Giáo hoàng. Tôi có tội gì? Lẽ nào tôi lại phải che giấu chân lý, lừa dối mọi người? Lẽ nào tôi sẽ bị trừng phạt vì nói ra sự thật?”
Việc thẩm vấn kéo dài 5 tháng, sức khỏe của Galilê ngày càng suy giảm nhưng ông không hề tỏ ra hối hận về việc mình làm. Vì sức khỏe quá yếu, sau mỗi lần chịu thẩm vấn ông đều phải trở về bằng cáng. Tòa án Giáo hội thấy sức khỏe của ông thực sự không chịu nổi liền phán quyết: “Galilê đi ngược lại giáo lý tuyên truyền học thuyết dị đoan, bị cầm tù chung thân. Quá đau yếu vì bệnh tật, bị thẩm vấn liên tục ròng rã, đã có lúc ông không chịu nổi, đành phải thừa nhận mình sai nhưng ngay sau đó, ông lại nói “Eppur si muove!” (Dù sao thì Trái đất vẫn quay).
Sau khi tòa án tuyên phạt, Galilê bị giam gần Rome. Tuy nhiên, đêm về Galilê vẫn kiên trì viết cho đến khi mắt bị hỏng, không còn nhìn thấy ánh sáng nữa. Sau đó, không lâu ông đã trút hơi thở cuối cùng.
Năm 1939 Giáo hoàng Piô XII, sau vài tháng khi được bầu lên vị trí Giáo hoàng trong bài nói chuyện đầu tiên trước Viện Hàn lâm Khoa học Giáo hoàng, đã miêu tả Galilê là một trong số “các anh hùng táo bạo nhất trong nghiên cứu... không sợ hãi trước những trở ngại và nguy hiểm khi thực hiện công việc, cũng không mù quáng tuân theo những vĩ nhân thời trước”. Cố vấn thân cận của ông trong 40 năm, Giáo sư Robert Leiber đã viết: “Piô XII đã rất cẩn thận để không đóng bất kỳ cánh cửa nào một cách vội vã (với khoa học). Ông là người nhiệt tâm về vấn đề này và đã hối tiếc về nó trong trường hợp của Galilê”.
Ngày 31 tháng 11 năm 1992, Giáo hoàng John Paul II đã thể hiện sự hối tiếc về vụ phán xét Galilê, và chính thức công nhận “Trái đất không đứng yên”, như kết quả của một cuộc nghiên cứu do Viện Văn hóa Giáo hoàng tiến hành. Tháng 3 năm 2008, Vatican đề nghị hoàn thành việc phục hồi cho Galilê bằng cách dựng một bức tượng ông bên trong những bức tường thành Vatican. Tháng 12 cùng năm, trong các sự kiện kỷ niệm lần thứ 400 những quan sát thiên văn bằng kính viễn vọng sớm nhất của Galilê, Giáo hoàng Benedict XVI đã ca ngợi những đóng góp của ông cho thiên văn học. Giáo hoàng chính thức tuyên bố, phán quyết của Tòa thánh La Mã đối với Galilê là sai lầm nghiêm trọng. Lịch sử cuối cùng đã có phán quyết công bằng đúng đắn đối với nhà khoa học vĩ đại này và tên tuổi của ông mãi mãi gắn với lịch sử phát triển của văn minh nhân loại.