上課內容：
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上課講義：
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《展望春季》伽利略的傳奇─實驗+觀察伽利略翻新宇宙觀 【2009-11-09/聯合報/D2版/展望】
伽利略．伽利萊（Galileo Galilei），一位來自佛羅倫斯的紳士、帕度亞大學數學教授。他結合自己所改進的新科技，徹底改變了我們對宇宙的看法。但太過積極的他觸怒教會，受宗教審判，導致終身監禁。 由國科會主辦，台灣大學物理系及天文物理研究所承辦，聯合報、公共電視、科學人雜誌、NEWS98協辦的2009秋季展望系列演講，第三場邀請澳洲英澳天文台的榮譽研究員大衛‧梅林擔綱，講題是「伽利略的傳奇」。這是展望系列七年來第二次英文演講；共同邀請、贊助梅林訪台的澳洲商工辦事處，和全球天文年的「星空大使」─台達電子公司的代表，也都到場聆聽。
教堂禱告 發現單擺等時性
梅林認為，伽利略是有史以來第一位公認的現代科學家，利用自製儀器，仔細觀察，結合當時的科學理論，得到令當時人們大感震撼、前所未見的天體面貌和星象。直到今天，世界上最先進的太空和電波望遠鏡，就是從伽利略當年使用的簡單儀器一步一步發展出來的。 梅林指出，我們每天看著日升、日落，其實就是一種星體的運動過程。西元第1世紀起，整整一千多年，人們都深信古希臘天文學家托勒密提出的宇宙觀，托勒密引用了阿波羅尼士的「本輪套均輪說」等理論，提出一個「地心體系」模型。他認為宇宙以地球為中心，太陽和其他星體都繞著地球轉動。
伽利略在1564年出生，那是科學剛萌芽的年代。梅林說，在伽利略之前，哥白尼曾進行大量天文觀察，累積許多關於行星運行、日月食的資料，推翻托勒密的「地心說」。和伽利略同期的克卜勒曾發表被稱為「克卜勒定律」的行星三大定律，克卜勒接受哥白尼論點，為天文學奠基。 伽利略對現代科技的發展貢獻良多，相傳他在比薩斜塔的大教堂禱告時，發現教堂天花板上的吊燈不論擺動的幅度大小，擺動一次的時間都相同。後來他歸納出：擺的長度增加，擺動的周期就變長；然而周期卻和擺錘重量、擺幅大小無關，這就是我們現在所知的「單擺的等時性」；自由落體理論也和伽利略有關。
製望眼鏡 觀星推翻地心說
梅林表示，伽利略主張科學研究必透過觀察和實驗，利用自製望遠鏡觀察天體。1609年，伽利略改良了剛發明的望遠鏡，透過自製望遠鏡觀察月球，發現月球不是完美的球體，表面到處是坑洞，由明亮、崎嶇、充滿坑洞的高地及暗沉、坑洞較少的低地構成。他稱低地為maria（拉丁文的「海」），因為它們具有平滑、黑暗的外貌，他特別畫了一幅月亮的水彩畫。梅林說，1969年阿波羅十一號太空船登上月球，拍回來的照片就如伽利略所說，是凹凸不平的地形。
1610年，伽利略觀察木星，一開始看到木星旁有兩顆小星星，過幾天突然變成四顆。起先他以為是恆星，但是發現它們在木星周圍反覆出現，推測是木星的衛星。接連好幾周，他詳細畫圖記錄木星旁最大的四顆衛星（後來以他命名為「伽利略衛星」）運動情況。伽利略同時觀測了昴宿星團，若用肉眼，只能看到昴宿星團的6顆亮星，而伽利略用望遠鏡卻觀測到36顆星。
梅林也提到，伽利略同時觀察到土星旁邊有「兩個耳朵」，後人證明了那就是目前大家都知道的土星環。伽利略把發現都寫在他的「The Starry Message」（中譯：星際信使）書中，據說這本書在1615年就已經傳到中國。另外，伽利略觀察到金星的相位變化，是金星繞著太陽公轉的自然結果，但托勒密的理論系統並不會使金星出現相位變化。這項發現間接推翻「宇宙以地球為中心」的學說，並非所有星體都繞著地球轉。 此外，伽利略也發現了太陽黑子。後世證明了那是太陽表面的強磁場區域，與周圍明亮的區域相比，呈現黑暗的顏色。
被當邪說 蒙冤300年才平反
伽利略由於反對托勒密的地心體系、支持哥白尼理論，被當時的教會指控他「信奉異端邪說」。1632年他發表「關於托勒密和哥白尼兩種世界體系的對話」，裡面有個很笨的人物被認為影射教皇，因此被羅馬教廷判終身監禁。直到1979年，教皇若望．保祿二世才為這位蒙冤300多年的科學巨人平反。
梅林在演講中提出他的許多照片來證明當時伽利略的偉大發現。他說，人們透過更好、更細緻的儀器了解今天的宇宙，遠比當年伽利略所能想像的更大、更令人驚訝。
《展望春季》眼大如天 看到宇宙新鏡界 【2009-4-20╱聯合報╱記者李承宇／臺北報導】
望遠鏡 看到不一樣宇宙
由國科會主辦，臺灣大學物理系及天文物理研究所承辦，聯合報、公共電視、科學人雜誌、NEWS98 協辦的 2009 展望系列演講「窮究天人之際－從星際分子到人類文化」，第三場演講題目是「若人有眼大如天－－天文望遠鏡與天文學的演進」，由中央研究院天文及天文物理所工程師顏吉鴻主講，從 400 年前伽利略的折射式望遠鏡，一路談到次世代的太空望遠鏡。人類觀測天體幾百年，最早所謂「天文學」只是觀象授時、占卜吉凶工具；人類四、五千年來不斷問：我們從何而來？宇宙為何是這樣？沒天文望遠鏡前，人們歸因於神話、上帝，但天文望遠鏡改變了人類對宇宙的看法。
王陽明有首詩「蔽月山房」：山近月遠覺月小，便道此山大於月；若人有眼大如天，還見山小月更闊。顏吉鴻說，明朝的王陽明就瞭解，要發展「比眼睛還要大的觀測工具」，儘量蒐集光線，這是天文望遠鏡發展重點。 顏吉鴻指出，包括光學望遠鏡在內，我們對周遭環境，或是對天體的認識，都是利用電磁波。不同的電磁波波段可以看到不同的物理特性，像是利用紅外線波段可以看到太空中的塵埃、小有機分子；利用可見光波段可以看到恆星。
伽利略 首度用鏡觀天體
西元 1609 年，伽利略首次利用折射式望遠鏡觀測天體，許多學者把這一年當作近代天文學的肇始，他發現了木星的衛星。之後，牛頓發現光經過鏡片會發生色差的現象，為了改善折射式望遠鏡的色差問題，他發明了反射式望遠鏡。 現代天文物理學的誕生地、美國葉凱士天文台擁有世界上最大的折射式望遠鏡，主鏡口徑有 1.02 公尺。葉凱士天文台的催生者、美國天文學家海爾，曾經網羅知名天文學家哈伯在裡面做研究。而哈伯最大的貢獻就是利用威爾遜山天文台，發現越遙遠的星系遠離我們的速度越快，進而推演出宇宙可能在膨脹。
詹斯基開啟了電波望遠鏡的新頁，顏吉鴻形容詹斯基那時的電波望遠鏡，「就像是小時候樓頂的電視天線」。電波望遠鏡從 1930 年代發展至今，直徑最大可達近 100 公尺，由於體型龐大很難支撐，後來改用干涉儀陣列。 「干涉儀就像武俠小說中，武當派的劍陣或少林十八銅人陣」，顏吉鴻解釋，干涉儀陣列是組合所有望遠鏡，發揮加乘效果。原理就是：利用數座放在不同地方的望遠鏡觀測同一個電波來源，測量電波到達這些望遠鏡的時間順序，藉此解析出電波源的性質。干涉儀陣列也以用在可見光望遠鏡上。
電波望遠鏡 找外星生命
顏吉鴻說，天文學最吸引人的三個議題是：大爆炸、黑洞，以及外星生命，而電波望遠鏡是偵測外星生命的重要工具。要偵測宇宙中是否還有其他生命，一種方法是偵測他們所發出的電磁波，另一種方式則是偵測外太空是否有形成生命所需的分子。例如星際的氨基乙酸，就是由臺灣天文學家利用電波望遠鏡發現的。 顏吉鴻介紹在夏威夷毛那基峰上幾個知名的現代天文台，包括 Subaru、Keck、IRTF、CFHT、UKIRT 等。SMA（次毫米波陣列望遠鏡）是臺灣在夏威夷的望遠鏡，主要觀測剛形成恆星。
而 AMIBA 是中研院天文所和臺大物理系的合作計畫，主要測量宇宙背景輻射在小尺度中的變動。顏吉鴻曾經工作過的加法夏望遠鏡（CFHT），則包括可見光相機、紅外線相機、高解析度光譜儀等儀器。
太空中也有望遠鏡。顏吉鴻說，像是伽瑪射線會被地球大氣層阻擋，所以要觀測伽瑪射線的波段，必須把望遠鏡擺到太空中。太空望遠鏡的構想最早由天文學家史匹哲提出。
虛擬天文台 網路免費看
顏吉鴻說，現代人可以很輕易在網路上就進行天文觀測，他推薦了幾個網路上的虛擬天文台：如Google Sky（
http://www.google.com/sky/）、美國太空總署的 GLIMPSE VIEWER（
http://www.alienearths.org/glimpse/）。如果想下載更專業影像，可利用法國史特拉斯堡天文中心開發的虛擬天文台程式 Aladin（
http://aladin.u-strasbg.fr/），這些資源都是免費的。
資料來源：
1. 行政院國家科學委員會－專題報導－《展望春季》伽利略的傳奇─實驗+觀察伽利略翻新宇宙觀
http://web1.nsc.gov.tw/ct.aspx?xItem=10650&ctNode=39&mp=1
2. 行政院國家科學委員會－專題報導－《展望春季》眼大如天 看到宇宙新鏡界
http://web1.nsc.gov.tw/fp.aspx?ctNode=39&xItem=10426&mp=1
圖片來源：
CASE電子報 -「科學月刊，台大論壇」活動特刊no.2
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