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哥白尼移動(dòng)地球(1)

他們創(chuàng)造了科學(xué):改變?nèi)祟惷\(yùn)的科學(xué)先驅(qū) 作者:(美)羅伯特·阿德勒


我們很難想象哥白尼(1473—1543)竟會(huì)是這么革命性的人物。他沒有畢達(dá)哥拉斯的遠(yuǎn)見,也沒有阿基米德的才華,以及伽利略的熱情。他膽小、固執(zhí)、貪婪,對(duì)權(quán)威者諂媚逢迎,對(duì)其他人則態(tài)度傲慢,而且他還是世上最會(huì)拖延的人。在意大利當(dāng)學(xué)生時(shí),他雖感受到文藝復(fù)興的蓬勃發(fā)展,但卻選擇終其一生退縮到自己中世紀(jì)的教堂鐘塔中。他并不常做天文觀測(cè),偏好仰賴古老不可靠的資料來(lái)源。在爆炸性的變革時(shí)代,他在許多方面都緊緊依附著過(guò)去。但是他最偉大的創(chuàng)見,亦即地球只不過(guò)是一個(gè)繞著太陽(yáng)運(yùn)行的行星,卻徹底改變了人類的宇宙觀與人類對(duì)本身的定位。

哥白尼出生于維斯杜拉河畔由重兵鎮(zhèn)守的土倫城(Torun)。那里是貿(mào)易中心,而他的父親尼可勞士(Nicolaus)則是當(dāng)?shù)氐木拶Z之一,他的母親巴巴拉(Barbara Watzeronde)也來(lái)自富有的家庭,舅舅盧卡斯(Lucas)后來(lái)成為主教兼埃姆蘭(Ermland)的統(tǒng)治者。埃姆蘭在當(dāng)時(shí)是介于波蘭王國(guó)與條頓武士統(tǒng)治區(qū)之間的自治區(qū)。盧卡斯在哥白尼的一生中,扮演關(guān)鍵的角色。

哥白尼10歲或11歲時(shí),父親去世,盧卡斯負(fù)責(zé)照顧他和哥哥與兩位姐妹。盧卡斯是位嚴(yán)厲苛求的權(quán)威型人物,但他確保男孩們都受到良好的教育,而女孩都能找到好夫家。在小時(shí)候就認(rèn)真勤學(xué)的哥白尼,深受舅舅喜愛。他于1491年進(jìn)入克拉科夫大學(xué),稍后又到波隆那大學(xué)和帕多瓦就讀。等到他在30歲獲得教會(huì)法典(Canon Law)博士學(xué)位時(shí),他所涉獵的領(lǐng)域已頗為廣泛,包括拉丁文與希臘文、醫(yī)學(xué)與法律、數(shù)學(xué)與天文學(xué)。在波隆那,他與大學(xué)的首席天文學(xué)家多梅尼可?諾瓦拉(Domenico Maria de Novara)同住,并協(xié)助諾瓦拉進(jìn)行研究。哥白尼在學(xué)生生涯結(jié)束后,成為弗勞恩堡大教堂的管理人,這是盧卡斯為他安排的終生職業(yè)。

盡管哥白尼的偉大作品《 天體運(yùn)行論 》一直到他死后才出版,但其實(shí)他在年輕時(shí)就已有此創(chuàng)見。哥白尼在研究托勒密系統(tǒng)時(shí),就發(fā)現(xiàn)它有不足之處。受希臘文化熏陶的埃及天文學(xué)家托勒密所創(chuàng)立的這個(gè)系統(tǒng),將5個(gè)世紀(jì)的希臘天文學(xué)系統(tǒng)化。為了掌握行星的運(yùn)動(dòng)所需的圓與本輪數(shù)量非常大,令哥白尼感到困惑,但其中一個(gè)基本的矛盾之處,更令他感到厭惡。托勒密的假設(shè)主張所有的行星皆以恒定的速率、在離運(yùn)動(dòng)中心一定距離的地方運(yùn)動(dòng)。不過(guò)為了精確地重建行星跨越天空的運(yùn)動(dòng),托勒密讓行星的速率出現(xiàn)變化。哥白尼抱怨在托勒密的系統(tǒng)中“無(wú)論是在自己的均輪或相對(duì)于其中心的運(yùn)動(dòng)中,行星都無(wú)法保持等速?!彼J(rèn)為必然有更簡(jiǎn)單、更一致的方法,可以建立行星運(yùn)動(dòng)的模型。哥白尼將這個(gè)麻煩的問(wèn)題帶回波蘭,一心一意地想辦法解決,最后他發(fā)現(xiàn)只要做簡(jiǎn)單但革命性的改變,就可以把問(wèn)題解決,那就是以太陽(yáng)取代地球,置于宇宙的中心。

就概念而言,哥白尼對(duì)托勒密系統(tǒng)的解答,就如同天體般清楚。哥白尼憑借著年輕人的傲氣與真正的文藝復(fù)興風(fēng)格,推翻了盛行2000年的天文思維,以及地球靜止而天體環(huán)繞它運(yùn)行的古老觀點(diǎn)。他不僅將地球從創(chuàng)世中心的王座上拉下來(lái),還讓它在太空中旋轉(zhuǎn)。哥白尼知道有一些希臘哲學(xué)家也曾持類似的看法。例如畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為地球、行星與恒星全都繞著中心火球運(yùn)轉(zhuǎn);本都的赫拉克利德斯(Heraclides of Pontus)曾猜測(cè)地球每天如輪子般轉(zhuǎn)動(dòng)一次;而阿里斯塔克則提出地球環(huán)繞太陽(yáng)的觀點(diǎn)。不過(guò)古代最偉大的兩位天文學(xué)家希帕庫(kù)斯(Hipparchus)與托勒密,則反對(duì)他們的看法。自托勒密的時(shí)代開始,天文學(xué)家與一般人都相信地球靜止不動(dòng),而天體則環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)。哥白尼率先確定地球居于眾行星之間,而眾行星則依序繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)。我們今天所認(rèn)識(shí)的太陽(yáng)系在他的心中萌芽。

然而,年輕時(shí)代的創(chuàng)見經(jīng)常受到現(xiàn)實(shí)世界的挑戰(zhàn)。哥白尼以手稿繪制出他“不可思議的新假設(shè)”,寄給一些同事。當(dāng)時(shí)是1514年,他36歲。在他的《 摘要 》(Brief Outline)中,哥白尼提出大膽清晰的想法:

* 地球并非宇宙的中心,不過(guò)它是月球軌道及自身重力的中心。

* 太陽(yáng)是行星系統(tǒng)及恒星球體的中心,地球只是其中一顆行星。

* 由于月球繞著地球轉(zhuǎn),這兩個(gè)天體不會(huì)繞相同的中心轉(zhuǎn)。

* 相較于與固定恒星的距離,地球與太陽(yáng)之間的距離可忽略不計(jì)。

* 因此恒星是距離太陽(yáng)與地球甚遠(yuǎn)的巨大星體。

* 雖然天空似乎每天繞著地球轉(zhuǎn)一次,其實(shí)是地球繞著它的軸自轉(zhuǎn)。

* 太陽(yáng)看似每年完整地繞天空一次,其實(shí)這是地球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的。

* 行星復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),包括有時(shí)會(huì)停止,有時(shí)似乎朝跟平常相反的方向行進(jìn),以及閃爍的情況,都可以用每個(gè)行星與地球之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)加以解釋。


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