回望哥白尼:沉默的神甫 谨小慎微却无损光环

时间:2012-06-12 15:21来源:中国网 作者:郑军 点击: 载入中...



哥白尼 资料图





尼古拉斯·哥白尼是家里四个孩子中最小的一个,也是他母亲最偏爱的一个。他的母亲是一个美丽的贵族女人,但是却嫁一个时运不济的商人。哥白尼是一个少言寡语的人,也没什么朋友。他生命的伟大在于他充满勇气,敢于捍卫自己深信不疑的科学原理。

 

过去的天空


请先选择一个晴朗的天气,离开大城市,在夜晚的荒野上举目仰望。


这时候,你会看到哥白尼当年观测过的天穹——这个夜景和都市里看到的完全不同。在都市里你几乎看不到银河,光污染和大气污染,让我们早已远离了哥白尼望过的清澈宇空。而这里,银河清晰,星星们几乎触手可及。


这个天空对于古人的意义和今天完全不同。在古代,天文现象清晰异常,肉眼可辨,观测天文是人类主要的自然研究领域。要么是出于确定历法的需要,要么是为了占卜吉凶祸福,天文学在东西方都位列最尊贵的学问。


那个时候人们也没有天文望远镜,只用肉眼观测星空,辅以浑仪、简仪、日晷等。直到哥白尼去世65年后,天文望远镜这个天文利器才出现。哥白尼只能用肉眼观测天像,这让他无法得到支持日心说的“判断性”成果。到他去世的时候,一切都还是纸上谈兵。


就是这同一片天空,还直接决定了古人的一个观点,就是星体离地面都很近。古代各民族的天文神话,像嫦娥奔月、阿波罗驭车什么的,这些故事的前提便是太阳和月亮就呆在云层后面不远的地方。即使天天观测星空的学者们,也多认为宇宙的直径只有几千万英里,最多只有上亿英里。


这些17世纪的图画表明了连个完全相反的天文学观点:在第一幅图中,地球是宇宙的中心;而另一幅则属于哥白尼捍卫的观点,地球围绕太阳旋转。


正是这个小小的“宇宙”,让后来几代欧洲学者都无法接受哥白尼的学说:如果地球在一个几千万英里直径的宇宙间穿行不已,那么恒星位置看上去应该经常变化才对,至少,星相会在一年中周而复始地变化一次吧,但恒星明明是“恒定”的。


古代东西方天文学者也早就知道大地是个球面。他们要在不同纬度里观察天空,发现天象随着纬度变化会产生很大差异。低纬度里看到的一些星星在高纬度就看不到,反之亦然。这只能说明大地是球形。


在这个问题上,西方人知道得更清楚。西方文明始自希腊,而希腊人以航海著称。人们在海面上总是先看到远处航船的帆,再看到下面部分。这个常识早就留在西方人的印象中,并形成了他们天文学的基础。


到了哥白尼时代,“我们脚下踏着个大球”这个观念已经成了西方社会的常识。同代人哥伦布正是是凭着这个常识,才游说西班牙国王给了他三艘船,设想从西面绕过半个地球去拜访印度。


在那个时候,日月星辰也不被看成“天体”。西方人认为,在地球周围嵌套着一个个透明水晶球,大的包着小的,日月星辰只是镶在不同球壳上的图案,就像灯饰之类的东西。它们自己并不运动,而是那些水晶球在转动。哥白尼也没有改变这个想象,他只是更换了天球环绕的中心。


甚至哥白尼那本改变了世界的书,书名最正确的译法也本应是《天球运行论》,他研究的是这些水晶球的运行理论。1879年,德国学者卡尔?鲁道夫?门泽尔将它从拉丁文译成德文时,根据已经发展过的天文观念翻译成《天体运行论》,从此以讹传讹,直到今天。

 

我们更接近托勒密


地球被许多水晶球层层相套包裹着,水晶球载着日月星辰不停悬转着,这幅宇宙图景最早出自亚里士多德之手。亚氏研究自然的时候还不懂得用数学工具,只是用思辩来总结生活常识。他设想行星都按正圆围绕着地球运转,忽略了行星运行时细微的不规则。


后来的天文观察者发现,行星在一年中有时候会往回走,然后再往前走,这叫行星的“逆行”。公元前2世纪,埃及学者托勒密(ClandiusPtolemaeus,约90-168年)前进一步,依靠数学建立了一套真正的天文学理论——地心说。他认为,行星沿着一个叫本轮的轨道不停旋转,而本轮则沿着一个叫均轮的轨道围着地球转。这样,从地球上看,行星是沿着一个螺旋轨道在运行。在今天,如果我们抽掉地球,只看月球,它正好是以这种模式围绕太阳旋转的。


托勒密这套理论在当时很好地解释了“逆行”这类天文现象。如果有什么新的天文数据和初始的模型不同,只要加上新的本轮就可以。然而,从那以后过了1300年,逐渐积累起来的天文观测数据使这个模式越来越复杂。最后,八十几个本轮在宇空中滑稽地转动着,这让它“看上去不像真的”。仅仅这个理由就令学者们起疑吗?正是!对于顶尖学者来说,如果一个理论过于复杂,它就是可疑的。


虽然哥白尼明确地反驳了地心说,但与托勒密相比,哥白尼离我们其实更远。他不知道什么叫引力,仍然认为有大大小小的水晶球在天空旋转。他找不到这些球旋转的理由,便认为是“上帝的爱”在驱动。他没有望远镜能够观测星空,所以迟迟看不到恒星的岁差。他只是重新安排了托勒密的本轮和均轮,而没有彻底放弃这些根本不存在的虚拟轨道。


甚至,哥白尼时代连“=”这类数学符号都没有,这让他的书表述起来显得很复杂。


最重要的一个区别是:太阳带着行星们在银河系中旋转,宇宙中又存在着上百亿个银河。这些今天的小学生们都知道的常识,哥白尼并不知道——他以为太阳就是宇宙的中心!


托勒密之于哥白尼,与其说是对手,莫如说是前辈。哥白尼从小就学习地心说。试想,如果从来没有地心说,没有本轮、均轮这些概念供参考,哥白尼能否自己独立总结出日心说?恐怕绝无可能。

 

哥白尼的其他前辈

(责任编辑:陈冬梅)
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