意大利传教士利玛窦来到了中国接着...

华中科技大学硕士学位论文
Abstract
The spread of modern western science in China and it‟s influence on Chinese traditional academic thought is always the long-term concerned research topic of the academia. Galileo was “the father of modern science”, A study on the spread of Galileo's scientific thought and scientific discoveries in China has a unique significance to the above issues.
This paper is based on the historical materials, with a focus on Galileo's scientific discovery and influence, d escribes missionaries‟s spread process of Galileo's scientific discovery, and then discusses the development and influence of modem science in China in this period. Firstly, this article described the work Galileo simply, explained why Galileo is the father of modern science, Then background with the current Chinese and western historical reality, describe the process and approaches of Galileo's scientific discovery spread in China .Finally, discussed the influence of his scientific discovery. And thinking, in 17th century, Chinese has exposed to western modern scientific, and why hasn‟t they absorbing foreign culture and produce modern science?
In the preface, firstly it has introduced the research object, then simply described the research situation of this field, finally briefly introduced the research significance in this paper, and problems need to be solved.
In the first part, it introduced Galileo's work and achievement, described his innovation in science methodology, and In what sense does that Galileo was the father of modern science?
In the second part, firstly introduced why missionaries want to spread the western scientific discovery in China .Second ly explained the process of the spread of Galileo's scientific discovery. Finally described the mi ssionary‟s approaches to transmitted these scientific discovery, and its final achievement.
In the third part , it described the communication effect of Galileo's ideas, take the issue onto the theoretical height, talk about the reasons of the failure of Galileo's scientific discovery in spread in China ,and why China has failed to absorb foreign culture and produce modern science.
Epilogue part, summarized the above content of this paper.
Keywords: The father of modern sc ience ,Telescope , Heliocentrism ,
Communication effect
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《 华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文
引 言
大部分学者在讨论中国未能产生近代科学时都是以 １７、１８ 世纪中外现实为描述背 景，讨论中国为什么不能诞生出近代科学。

然而我们可以注意到，在 １７ 世纪耶稣会士 就开始在中国传播西方的近代科学知识，而在那时西方的《几何原本》就已经传入了中
国，东西方文明在比我们想象的更早的时间就有了碰撞。

那么，在近代科学之父伽利略 的发现传入中国后，为什么中国还是未能产生近代科学？
伽利略（Ｇａｌｉｌｅｏ Ｇａｌｉｌｅｉ，１５６４－１６４２）是十七世纪意大利最伟大的科学家，他在 时间方面有过许多的发明，在科学理论方面对数学、天文学、尤其是在力学方面有巨大 的贡献。

他强调自然科学应当注重观察和实验，科学的规律应当由实验来证明，反对脱 离观察实验的抽象推理，在科学方法论方面有奠基性的贡献。

因此，他被看成是近代实 验科学的创始人，被称为“近代科学之父”。

国外对伽利略研究的著述非常多，国内关 于伽利略的研究就相形见绌了。

目前主要可以利用到的有伽利略的《关于托勒密和哥白 尼两大世界体系的对话》 星际信使》和《关于两门新科学的对话》，德雷克的《伽利略》， 丹尼尔．Ｊ．布尔斯廷的《发现者——人类探索世界和自我的历史》，以及 ０８ 年最新的译 本亚历山大科瓦雷的《伽利略研究》。

科瓦雷（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ Ｋｏｖｒｅ）的《伽利略研究》细致入微地描述了一段由伽利略和 笛卡尔等伟大的倡导者发起的物理学界的激动人心的思想战斗史。

书中的主线为：经典 物理学如何起源于表述落体定律和惯性定律的努力。

德雷克（Ｓｔｉｌｌｍａｎ Ｄｒａｋｅ）的《伽利 略》一书介绍了伽利略研究中的各种重要观点，对伽利略的科学思想作了一般性的论述， 并着重从全新的角度阐述了伽利略与哲学和神学的关系——特别是伽利略的天文学思 想直接向神学提出了挑战。

因此本文在一般程度上参考了科瓦雷的著作，因而将科瓦雷 的著作列为重要的参考文献之一。

文章所依据的外文资料主要有： 德礼贤（Ｐａｓｑｕａｌｅ Ｍ．Ｄ＇Ｅｌｌａ ，Ｓ．Ｊ）的《Ｇａｌｉｌｅｏ ｉｎ Ｃｈｉｎａ》一书，这本书暂时没有中译版本，此书以伽利略的科学发现从产生、到受到认 可、到传播到中国的经过，这一独特的视角描写了伽利略的科学发现的传播过程。

书中 包含了一些重要的章节，如谈到了连接伽利略与中国的纽带、伽利略拒绝传教士将他的
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科学发现传送到中国的请求从而传教士转而求助于开普勒、望远镜在中国的传播及其耶
稣会士是否有对中国隐瞒“日心说”等有关内容，因而可以据此了解伽利略的科学在中
国的传播状况和中国对他的科学发现的接受状况。

众所周知，中国古代的科学技术在相当长的历史时期居于世界领先地位，但从１６世
纪开始逐渐落后于西方。

为什么中国未产生近代科学？这一问题已成为科技史研究中的
一大难题，引起了国内外学术界的广泛关注和长期讨论。

从１９１５年任鸿隽（１８８６－１９６１）在《科学》创刊号上发表专文探讨这一问题以来，这类讨论已历时近一个世纪，世界许多
著名学者都发表过自己的见解，这就是所谓的“李约瑟问题”。

近代科学的序幕是从哥白尼开始的，但是近代物理学革命是伽利略开创的，他为近
代科学革命奠定了基本理论和方法论基础。

伽利略生活的年代处于近代自然科学孕育和
初创时期，自然科学要想生存就必须从神学和经院哲学的束缚中摆脱出来，他每前进一
步都要为克服重重阻力而付出巨大代价。

同样，中国吸收利用西方的科学知识也必然会
存在诸如文化传统等各方面的阻力，那么为什么中国却没有能像西方一样，克服重重困
难，吸收先进的科学知识发展出近代科学？以下，从对伽利略的科学发现在中国的传播
过程，我们可以对这方面的原因有一个比较详细的了解。

本文主要是以伽利略的科学发现过程，以及传教士在中国传播伽利略的科学发现为
背景，以历史资料为依据展开的。

本文的着眼点在于伽利略的科学发现在中国的传播过
程、方法途径以及最终达到的程度、效果，讲述了他是怎样在中国传播的，传入了多少，
对中国又产生了什么样的影响？最后从伽利略的科学发现在中国传播失败上升到理论
高度，以小见大，说明中国为什么不能吸收西方的近代科学成果，产生出近代科学。

文章从典型个案展开研究，力求角度新颖独特，现实性强。

伽利略是近代科学之父，
是近代科学的奠基人之一，分析伽利略的科学发现在中国的传播过程，有助于依据具体
事实来分析中国对外来文化的吸收和利用状况，有助于研究的现实性，从实例研究的角
度来看近代科学未能在中国产生的原因。

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１近代科学之父——伽利略
伽利略是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家，他强调自然科学应
当注重观察和实验，科学的规律应当由实验来证明，反对脱离观察实验的抽象推理。

他
在从事科学活动的过程中，进行了大量的试验和观察，并从中总结出了惯性定律、自由
落体定律和合力定律。

他最先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三
门知识，改变了人类对物质运动和宇宙的认识。

通过系统的实验和观察，他推翻了以亚
里士多德（Ａｒｉｓｔｏｔｅｌｉａｎ）为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，有力地推动了近代科学的发展，因此他被称为
“近代科学之父”。

１．１近代科学的奠基人
科学革命后，自然科学从宗教神学的禁锢中解放出来，经典力学首先发展起来并逐
渐成熟，最终形成了独立的体系。

伽利略在经典力学和天文学上都取得了杰出的成就，
他被认为是近代科学的先驱人物和奠基者。

爱因斯坦曾经评价伽利略，他认为“伽利略
的发现和他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上的最伟大的成就之一，而且标志
着物理学的真正开端。

”①
１．１．１在经典力学方面的成就
伽利略在力学的研究过程中，涉及到了静力学和动力学两个方面。

他对科学做出了
许多创造性的贡献，很大部分也体现在经典力学方面。

他发现了摆的等时性原理，对自
由落体和抛物体的运动规律进行了研究，对惯性定律和力学的相对性原理进行了总结。

这些成就为牛顿最后完成经典力学奠定了基础。

一摆的等时性的发现以及静力学方面的研究
①爱因斯坦．物理学的进化．[M].周肇威译．上海：上海科技，１９６２．Ｐ１３
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伽利略（Galileo Galilei,1564-1642）是意大利著名的天文学家和物理学家，１５６４年２月１５日出生在比萨一个没落的贵族家庭。

父亲文森西奥・伽利莱是一位音乐理论家。

伽利略从小就喜欢机械和数学，并且爱好音乐和绘画，具有很强的独立精神，养成了观
察、思考和亲自试验操作的良好习惯。

１５８１年，伽利略遵从父亲的意愿进入比萨大学医科学习。

一次偶然的机会，他有幸旁听了意大利数学家奥斯蒂里奥・里奇关于欧几里
德几何学的演讲，这激励了他致力于研究欧几里得的《几何原本》，使他对严谨、神奇
且富有逻辑性的数学产生了浓厚的兴趣。

１５８３年，伽利略在教堂里看到灯在风中摆动，灯的运行轨迹有时是大圆弧，有时是小圆弧，但是不管它的晃动幅度怎么变化，吊灯摆动的时间总是一样的，这与亚里士
多德的“摆幅短需时少”的观点完全不相符合。

为此，伽利略进行了实验，他找来两根
长度相同的绳子，在每根绳子下面系上一块重量相同的铅块，把它们分别系在房梁上，
伽利略发现不管铅块摆动幅度多大，往返摆动一次所需的时间是完全一样的。

这就是伽
利略的摆的等时性原理，即在摆长固定的情况下，不管摆的幅度有多大，它所需的时间
相等。

②
１５８５年，伽利略从比萨大学退学回到佛罗伦萨，开始做一些物理学方面的研究。

他深入地研究了欧几里得和阿基米德等人的学说和著作，根据杠杆原理和浮力原理作了
一系列关于物体比重测量的实验，他用杠杆原理制造了一杆秤，把要测量的物体先在空
气中称量后，再把它浸到水中称量，利用两次称量的重量差得到所测物体的比重。

在此
期间，伽利略写了几篇关于流体静力学等方面的文章，其中他于１５８６年发表的一篇论述“比重称”的天才学术论文，使他首次引起了学术界的关注，这篇论文为他以后在物
理学方面做出的重要贡献打下了基础。

１５８７年，伽利略发现了一种巧妙而实用的测量某些固体重心的方法，比阿基米德的方法更先进，这使他首次在国外赢得了声誉。

二自由落体定律的建立
接着，伽利略开始从事对下落物体的运动特性的研究，对自由落体的研究是伽利略
最富有创造性的科学成就。

早在古代，亚里士多德就对落体问题进行了一些论述。

“亚
里士多德以他前辈人的研究为基础，选用了土、气、水、火这四种基本…元素‟，以及
②杨建邺，李继宏．伽利略传[M].武汉：湖北辞书出版社,1998.P2
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热和冷、干和湿，这四种与它们有关的并两两相对的基本性质。

四种元素各有各的天然位置，其自然倾向是重者下落，轻者上浮。

如果他们被移动，这种倾向就迫使它们极力回到自己的天然位置。

”③这样，运动就形成了。

亚里士多德认为由土组成的重物，地心
是它的自然归宿，因而重物总是会自然地向下运动；而由气组成的轻物，则以天穹为其自然归宿，因此轻物总是自然地向上运动；反之，如果使重物上升而轻物下降，便是违反自然地“强迫运动”。

据此，他将运动分成了两种，一种是自然运动，一种是强迫运
动。

重物向下落和轻物往上升都属于自然运动；而强迫运动必须要有力的作用，它是要强迫物体违反其自然本意运动。

在强迫运动中，如果力撤消了，强迫运动就会停止，自然运动就会取代它。

④亚里士多德通过观察物体在水和其他高阻力液体媒质中缓慢下落
的方法，研究物体下落的规律，认为重的物体总是比轻的物体下落得快些，而且物体以匀速下落。

在阻力低的媒质中轻重物体下落速度接近一致，只有在真空中轻重物体下落速度才一致，但他又认为“大自然厌恶真空”，认为真空条件不可能存在，因此他认为
媒质在物体下落中起了重要作用。

伽利略用一个巧妙的实验驳斥了亚里士多德的观点，他用两个同样蜡质的加入了铁比水稍重的小锥形体，一个锥形体尖朝下，一个锥形体尖朝上，发现尖端朝下的锥形体浮在水面，另一个却沉了。

这表明了利用在媒质中物体下落的方法来研究运动的规律的不可靠性。

在亚里士多德看来，自然运动是一种不借助于外力的运动，也即没有媒质（如空气、水等）起阻碍作用下的自由落体运动。

他认为重物回归其“自然归宿”的倾向是由其
重量决定的，因而重物越重，它下落的速度也就会越大。

据此得出结论：物体下落的速度与物体的重量成正比。

对于亚里士多德的结论，很多人提出了质疑，但是没有充分的理论和实验论证来进行驳斥。

伽利略在反复的实验观察与思索后，指出了“重物愈重，
下落愈快”这一结论在逻辑上是荒谬的。

这在他的著作《新科学》中以思辨的方式表达
了出来：
“辛：毫无疑问，在同一种介质中运动的物体具有由自然界给定的固定速度，这一速度是不能
增减的，除非动量增加，它才会增大，或由于某种使它缓慢下来的阻力的存在而使它减小。

③④（英）Ｓ．德雷克．伽利略[M]. 唐云江译．北京：中国社会科学出版社，１９８７．P18 邱德胜，钟书华．经典力学的奠基人——伽利略[J].力学与实践，２００５（６）．
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萨：那么，如果我们采用两个天然速率不同的物体，假设那两个物体是连接在一起的，很显然，
速率较大的那个物体将会因为受到速率较慢物体的影响其速度会减慢一些，而速率较小的物体将因
受到速率较大物体的影响其速率会加快一些…
辛：毫无疑问，你的这种看法是对的。

萨：但是，…假定一块大石头以８的速率运动，另一块较小的石头则以小于８的速率运动，那
么把两块石头连在一起，它们将以小于８的速率运动；但是两块石头连在一起其总重量比以前要重，
这样较重的物体反而比较轻的物体运动得慢，这个结论与你们原来的结论是相反的。

…”⑤可见便是没有进行进一步的实验，伽利略用简单而决定性的推理也证明了亚里士多
德的谬误。

在帕多瓦大学工作期间，伽利略对落体运动进行再次研究，得出了这样的逻辑推理：假如介质的阻力大小成正比，现在假定介质阻力为零（在真空中下落），那么速度差也
是零。

于是伽利略得出：在真空中，一切物体将以等速下落。

１６０９年前后，伽利略提出了一个假设：落体的速度与下落的时间的平方成正比。

为此他设计了著名的“斜面实
验”来代替落体实验，证明了速度和时间的关系是真实的。

当实验相当精确地证明了上
述关系后，伽利略就坚决果断的把速度与时间之比的数量关系，也就是加速度的概念，
作为描述匀变速运动的关键物理量。

这样伽利略终于确定了加速度的概念和时间平方
率，成功地建立了自由落体定律。

三惯性定律的提出
亚里士多德在他的自然哲学著作《物理学》一书中提出了两条物理运动的原理，第一，他认为物体只有在一个外来的推动者不断作用下，才能保持非自然运动。

如果推动
者停止作用，那么物体就会立刻停下来。

这就是我们后来所说的“力是产生运动的原因”。

第二，他认为轻、重两个物体同时降落的话，重的物体比轻的物体下落得快。

然而，正
如伽利略认为“一切物体将以等速下落”一样，他认为“力不是产生运动的原因，而是
改变运动的原因”。

在伽利略的《关于两门新科学的对话》中，他通过萨尔维阿蒂与辛普利邱的对话描述了一个“对接斜面”的理想实验。

在这个实验中有两个像镜子一样的非常光滑的对接
⑤(意)伽利略.关於两门新科学的对话[M].武际可译.北京:北京大学出版社,2006.P57
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斜面，和一个用铜那样又硬又重的材料做的圆球。

假设圆球与斜面之间的摩擦力接近于
零，圆球从一个向下倾斜的斜面滚下去之后，接着滚上一个向上倾斜的斜面，圆球滚上
去的时候能达到它出发点的高度，而与斜面的倾斜度没有关系，当然排除斜面垂直的情
况。

假设减小向上倾斜的斜面的倾角，圆球为达到原来的高度，必须滚动更远。

如果把
向上倾斜的斜面设想为光滑的水平面，圆球从一个向下倾斜的斜面滚到水平面，那么圆
球不可能达到原先的高度，因此当球体不受任何外力的影响时，只要平面不上升也不下
降，平面多长，球体就会以匀速和沿直线方向运动多远。

由于球体沿着平面的永恒的运
动过程中，没有受到任何力的作用，伽利略由此得出“力不是产生运动的原因，而是改
变运动的原因”，否定了亚里士多德的“外力是物体产生并维持运动的原因”这一观点。

伽利略通过对接斜面的理想实验，发现了经典力学中非常重要的惯性原理。

他的惯性原
理和外力作用下物体的运动规律的提出，为牛顿正式提出运第一、第二定律奠定了
基础。

⑥
１．１．２在天文学方面的贡献
１５４３年，波兰天文学家哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473-1543）的不朽的著作《天体运动论》诞生了，在其中他建立了“日心说”，给人们描绘出了一幅关于太阳系起源
的科学图景。

哥白尼日心说的建立在科学史上具有划时代的意义，是自然科学向神学的
首次严正的挑战，它猛烈冲击了一千多年来占统治地位的宇宙观，标志着近代自然科学
的开端。

但是这一学说最初并未引起广泛的注意，直到在布鲁诺特别是伽利略的传播后，
情况才开始有了改观。

⑦
一望远镜的发明和《星际信使》的出版
１６０９年，伽利略访问威尼斯，在那里他听说荷兰有个制作眼镜的技师发明了一种望远镜，可以用来观看远处的东西，引起了他的关注。

回到帕多瓦后，伽利略立即着手
自己制造，并于８月底成功研制出了倍率为９倍的望远镜。

此后，他不断改进望远镜技术，１６１０年，伽利略制成了一台能放大３２倍天文望远镜，并用于天文观测。

⑥侯建超,郎和．伽利略的实验思想和方法的新思考[J].科教探索.2007(20).
⑦吴炜.论伽利略在科学史上的地位[J]. 大自然探索.1999(3).
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伽利略用望远镜进行天文观测的时候，他所看到的东西让他大为惊讶，望远镜清楚
地将无数从未见过的其他恒星展现在眼前，这些恒星比以前知道的要多十多倍。

１６１０
年３月，伽利略出版了一本名为《星际信使》的小册子，在书中他详细介绍了他的观测
结果，他发现月球的表面并不像人们看到的那样是平滑而光亮的，它是又粗糙而又不平
坦的，就像地球的表面一样，银河系是由无数聚集在一起的星星组成，木星有四颗行星，
它们围绕着木星按自己的轨道运行。

这些简单而偶然的观察开始清除掉传统的教条主义
的障碍，尽管观察到的事实还不能够完全确证哥白尼学说，在这本小册子中，伽利略开
始同情哥白尼体系。

此后，伽利略继续用望远镜进行观察，他注意到了土星的外形是椭
圆的，金星有周期性变化，所以金星是环绕太阳运行而非地球，太阳以约２７天左右的
周期转动，太阳表面存在一些按一定规律运行的黑子等等。

他的这些观察为哥白尼体系
的可行性提供了更多的线索，开始为日心说提供了直接证据。

伽利略迅即在各种场合宣讲他的新发现和由此而得到的天文学观点，批驳亚里士多
德的宇宙学。

他的观测结果和观点轰动了西方世界，同时引来了一批反对者，也引起了
罗马教廷的注意。

１６１６年２月，宗教裁判所宣布了两条旨意：１）太阳是宇宙的中心，而且纹丝不动；２）地球既不是宇宙的中心，也不是不动的，而是做整体和周日运动。

⑧宗
教裁判所认为日心说违背《圣经》和天主教义，是错误的，并对哥白尼宇宙学说进行了
谴责，决定将哥白尼的《天体运行论》暂时扣留，直到修改妥当，同时禁止以同样的方
式宣传同样观点的一切书籍。

而对于伽利略，教廷考虑到他的巨大的威望和影响，愿意
同他达成某种妥协，不要他公开宣布而只是警告他放弃他的观点，不再宣传哥白尼学说，
否则就要受到监禁。

之后，伽利略做到了对哥白尼学说保持沉默的许诺，把注意力转移到精密测定、完
善他以前从事过的木星运动表。

直到１６１８年，天上出现了三颗彗星，人们对这三颗彗星的出现感到惊恐，也引起了天文学家们极大地兴趣。

意大利的一个数学家格拉西写了一
本论彗星的书，在书中他完全不顾伽利略和开普勒等人的研究成果，坚持早已站不住脚
的彗星“理论”，认为彗星是一种“类行星”，在某个行星轨道上产生、毁灭；望远镜的
⑧杨建邺，李继宏．伽利略传[M].武汉：湖北辞书出版社,1998.P254
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观察不可靠，因为它的放大特性会造成视觉上的假象。

⑨这使伽利略非常生气，随后发
表了一个以彗星为题的演讲，并于１６２３年写了《试金石》一书，在书中对彗星运动进行
论述，间接而又巧妙地维护了自己和哥白尼的发现。

二《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的出版
１６２４年，伽利略第四次去罗马，教皇乌尔班八世六次接见了他，在两人的私下会
谈中，伽利略向教皇讲了他的潮汐理论的梗概，说他想写成书，并向教皇表明了他的这
个理论是以哥白尼的地动说为基础的。

教皇同意了他出书的请求，但要求“在书上明确
指出所谓…地球运动‟仅仅是作为假说来应用，而实际上没有可能由地上的实验或对天
上的观察来证实”。

⑩回到阿圣翠小山庄后，伽利略开始从事他谋划已久的著作。

１６３０
年，当伽利略的写作接近完成时，罗马教廷不允许他的书命名为《关于潮汐的对话》，
因为他们认为这一书名过分明显强调了地球在运动这样一个物理学概念，违背了１６１６
年的禁令。

最后，伽利略只得把书名改成了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。

１６３２年，伽利略的《对话》在佛罗伦萨正式出版，并获得了欧洲学术界的热情赞扬。

《对话》以自然科学的新成就为依据，批判了地球中心说，论述和发展了哥白尼的
日心说。

在书中，伽利略通过三个人的对话表明了他的观点，其中有意见对立的两个专
家萨尔维阿蒂和辛普利邱，他们分别为伽利略和亚里士多德学派的代言人，还有一个无
偏见的第三方沙格列陀，两位专家在辩论时所持的观点由沙格列陀来进行仲裁，行文以
一问一答的方式表现，这样伽利略可以避免为那些被禁的观点承担责任。

整本书由四天
的对话构成：第一天，批判经院哲学关于天体和地球根本不同的谬论，证明地球和行星
一样，是一个运动的天体；第二天，批判地球不动的谬论，证明地球是运动的，地球在
绕轴自转；第三天，批判地球是宇宙中心的谬论，正面太阳系的中心是太阳，地球和其
他行星一样，在绕太阳运行；第四天讨论了潮汐问题。

１１在《对话》中，伽利略把科学
从神学和哲学中解放出来，并使科学有了正确的研究方法，他也被后人称之为“近代科
学之父”。

⑨杨建邺，李继宏．伽利略传[M].武汉：湖北辞书出版社,1998.P270
⑩杨建邺，李继宏．伽利略传[M].武汉：湖北辞书出版社,1998.P278
11(意)伽利略.关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话[M].上海外国自然科学哲学著作编译组译.上海:上海人民出
版社,1974.P4。