第八節(jié) 哥白尼與日心說

托勒密之后，西方進(jìn)入了中世紀(jì)。這是一個(gè)沒有理性、只有信仰的世紀(jì)，這個(gè)特點(diǎn)使中世紀(jì)淪為科學(xué)的黑暗世紀(jì)。對(duì)于那時(shí)的科學(xué)家們，研究科學(xué)與宣傳科學(xué)都要冒著極大的風(fēng)險(xiǎn)，甚至有殺頭的危險(xiǎn)，因此科學(xué)也就不可能得到多大的發(fā)展。

不過，也有一種科學(xué)思想在中世紀(jì)得到了廣泛的支持與傳播，這就是托勒密的地心說。在中世紀(jì)，托勒密的地心說乃是絕對(duì)的真理，就像亞里士多德的哲學(xué)一樣，反對(duì)它們就如同反對(duì)神，會(huì)受到殘酷的打擊。

這樣的必然結(jié)果是，在中世紀(jì)沒有產(chǎn)生任何新的了不起的天文學(xué)成就。這種情形一直持續(xù)到文藝復(fù)興時(shí)期，這時(shí)候一種與托勒密地心說相反的理論提出來了，這就是日心說，它標(biāo)志著人類對(duì)認(rèn)識(shí)世界的一個(gè)嶄新的飛躍。這個(gè)日心說的提出者就是偉大的哥白尼。

哥白尼傳 哥白尼1473年出生于波蘭的托倫，是家里四個(gè)孩子中最小的一個(gè)。托倫是位于波蘭東部的一座小城，臨近維斯杜拉河，哥白尼的父親曾經(jīng)當(dāng)過市議員和市長。

還在年幼時(shí)，哥白尼的父母雙逝，舅舅瓦茨任羅德將兩個(gè)外甥接過去撫養(yǎng)。

瓦茨任羅德曾留學(xué)意大利，在博洛尼亞大學(xué)獲得過教會(huì)法博士學(xué)位，后進(jìn)入教會(huì)，由于學(xué)識(shí)淵博，才智出眾，在教會(huì)中的地位迅速上升。當(dāng)哥白尼來到舅舅家時(shí)，他是當(dāng)時(shí)很有名的弗龍堡大教堂的神父。作為一個(gè)天主教士，他是不能結(jié)婚的，因此將兩個(gè)外甥看作自己親生的孩子，慈愛有加。

他先將哥白尼送進(jìn)了當(dāng)?shù)匾粋€(gè)很好的學(xué)校去接受教育，直到18歲中學(xué)畢業(yè)，此后又把他送進(jìn)了著名的克拉科夫大學(xué)。

克拉科夫當(dāng)時(shí)是波蘭的首都，克拉科夫大學(xué)不僅是波蘭最好的大學(xué)，也是聞名全歐的優(yōu)秀學(xué)府。在這里除了神學(xué)經(jīng)典之外，數(shù)學(xué)與天文學(xué)也是必修科目。大學(xué)期間引導(dǎo)哥白尼走入天文學(xué)殿堂的是一位名叫布魯楚斯基的天文學(xué)和數(shù)學(xué)教授，他是當(dāng)時(shí)有名的天文學(xué)家。

在教授的幫助之下，哥白尼不但掌握了豐富的天文學(xué)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了自己制造一些簡單的天文儀器。哥白尼在克拉科夫大學(xué)學(xué)習(xí)了四年左右，1495年左右回了家。這時(shí)候他的舅舅剛剛當(dāng)上了埃爾梅蘭地方的主教。

按照原來的計(jì)劃，瓦茨任羅德打算先將外甥送到他曾任職的弗龍堡修道院當(dāng)修士，再慢慢打算。但由于修士的名額有限，哥白尼只有等到名額空缺時(shí)才能就任。看到一時(shí)還不會(huì)有空缺，舅舅便將哥白尼再送往他曾獲得博士學(xué)位的博洛尼亞大學(xué)。哥白尼在博洛尼亞大學(xué)的專業(yè)是教會(huì)法規(guī)。他當(dāng)然沒有忘記天文學(xué)，博洛尼亞大學(xué)的天文學(xué)教授叫諾瓦拉，是當(dāng)時(shí)意大利文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)頭人物之一，他對(duì)哥白尼的思想產(chǎn)生了很大影響。在這里，哥白尼進(jìn)行了一生中最早的天文觀測之一，即觀測月亮遮掩了金牛座α星，這顆恒星在中國古代的星表上叫畢宿五。這是1497年3月的事。后來他又先后在帕多瓦大學(xué)和費(fèi)拉拉大學(xué)就讀，1503年在費(fèi)拉拉大學(xué)獲得了教會(huì)法規(guī)博士學(xué)位。

當(dāng)年哥白尼就回到了波蘭，在舅舅身邊當(dāng)他的顧問，一邊進(jìn)行天文學(xué)研究，經(jīng)常在家里夜觀天象，并做了詳細(xì)的觀測記錄。這樣過了近10年，舅舅逝世了。哥白尼便離開埃爾梅蘭，到了弗龍堡大教堂，這也是埃爾梅蘭教區(qū)最大的主教堂，哥白尼當(dāng)了這里的神父兼醫(yī)生，為當(dāng)?shù)厝嗣裉貏e是窮人治病。從此，除少數(shù)幾次因故暫時(shí)離開，哥白尼在這里一直生活到辭世。

哥白尼在弗龍堡擔(dān)當(dāng)過各種職務(wù)，工作非常繁重，但他還是經(jīng)常抽出時(shí)間來進(jìn)行天文觀測與天文學(xué)理論的探索。他在自己的住所建了一座小天文臺(tái)，外表看上去是一座沒有房頂?shù)膱A形塔樓，哥白尼在那里安裝了幾架天文儀器，進(jìn)行天文觀測，這座塔樓叫“哥白尼塔”，如今還在，是波蘭人最引以為自豪的名勝之一。哥白尼在天文學(xué)上有精深研究的名聲慢慢地傳開了，1514年時(shí)，他接到了教廷召開的拉特蘭會(huì)議的邀請(qǐng)，這次會(huì)議是專門為討論對(duì)當(dāng)時(shí)的歷法進(jìn)行改革而召開的，是教廷最高級(jí)別的會(huì)議，不過在這次會(huì)議上哥白尼未發(fā)一言。因?yàn)檫@時(shí)他已經(jīng)形成了自己的宇宙觀，一種與當(dāng)時(shí)流行的宇宙觀大不相同的新宇宙觀。就在這一年，哥白尼將自己的新觀念寫成了一部手稿，名字叫《從排列順序論天體的運(yùn)動(dòng)理論》，里頭已經(jīng)包括了他后來的主要觀點(diǎn)。只是他從來沒有打算出版這本書，手稿也只在朋友們中間秘密流傳。

在此后的歲月里，哥白尼繼續(xù)完善著他的新理論，不斷地進(jìn)行著天文觀測，不斷地用數(shù)學(xué)來證明，為一本更加偉大的著作精心準(zhǔn)備著。這本著作就是《天體運(yùn)行論》。到1539年，著作已經(jīng)完成。經(jīng)過再三猶豫，哥白尼終于準(zhǔn)備將之出版。又經(jīng)過一番波折，《天體運(yùn)行論》于1543年初在紐倫堡正式出版。1542年年底，哥白尼就患了腦出血，右半身癱瘓，一直臥床不起。書在1543年5月24日被送到了哥白尼的病榻前，他此時(shí)已處在彌留之際，據(jù)說當(dāng)朋友將書送到他的手上時(shí)，他只摸了摸，就瞑目而逝了，時(shí)年70歲。

《天體運(yùn)行論》 《天體運(yùn)行論》表達(dá)的核心思想就是日心說。《天體運(yùn)行論》共分六卷，第一卷名叫《宇宙概觀》，是全書之精華。由于它是以哲學(xué)式的語言來分析天文學(xué)，沒有多少科學(xué)術(shù)語與數(shù)學(xué)公式，因此頗為明白易懂，關(guān)于日心說的論述主要就集中在這一卷里。

第二卷主要討論地球的三種運(yùn)動(dòng)，即公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和赤緯運(yùn)動(dòng)及其所引起的一系列現(xiàn)象，例如晝夜交替、四季循環(huán)等等。在這里，哥白尼把一些數(shù)學(xué)，例如三角學(xué)的基本規(guī)則用之于解釋行星與恒星的視運(yùn)動(dòng)——就是在我們觀察者的視覺里天體的運(yùn)動(dòng)，并將太陽的運(yùn)動(dòng)也歸之于地球的運(yùn)動(dòng)。

第三卷主要是用數(shù)學(xué)的方法來描述地球的運(yùn)動(dòng)，其中包括歲差現(xiàn)象。所謂歲差，就是地球的自轉(zhuǎn)軸因?yàn)槭艿教柵c月亮等的引力作用而產(chǎn)生移動(dòng)，它會(huì)在天穹中畫出一個(gè)圓錐形的軌跡。它也會(huì)造成地球的春分點(diǎn)，即黃道與天赤道的交點(diǎn)西移，這樣，就使得地球的回歸年稍短于恒星年。二者間的差異就是歲差了。

第四卷專門討論月球運(yùn)動(dòng)。由于月亮是距我們最近的天體，我們有最多的條件認(rèn)識(shí)與分析之，因此哥白尼也對(duì)之進(jìn)行了盡量深入的研究。他認(rèn)為：月球并不在黃道上運(yùn)動(dòng)，而是有自己的軌道——白道。所謂白道，也就是它繞地球公轉(zhuǎn)的軌道平面。還有，月球的運(yùn)行速率并不均勻，他對(duì)之進(jìn)行了很好的解釋。

《天體運(yùn)行論》的最后兩卷，即第五卷與第六卷，討論的都是行星的運(yùn)動(dòng)，它在整本書里占了最大的篇幅。哥白尼指出行星的視運(yùn)動(dòng)并不是均勻的，其根本原因乃是地球的運(yùn)動(dòng)與行星本身的運(yùn)動(dòng)疊加引起的。

哥白尼的日心說并不復(fù)雜，它主要包括以下幾個(gè)要點(diǎn)：一、太陽而非地球，而是宇宙的中心。二、金、木、水、火、土五大行星與地球一起環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)，它們繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是圓形的，速度也是均勻的。三、月球是圍繞地球運(yùn)行的，運(yùn)行在以地球?yàn)閳A心的圓形軌道上。四、地球每天自轉(zhuǎn)一周，我們所見的日月星辰每天的東升西落并非是它們?cè)诶@地球轉(zhuǎn)動(dòng)，而是地球的自轉(zhuǎn)所造成的，至于天空本身則靜止不動(dòng)。五、恒星像行星一樣是運(yùn)動(dòng)的，為什么看上去不動(dòng)呢？只因?yàn)樗鼈兙辔覀儗?shí)在太遙遠(yuǎn)，比地球與太陽的距離要遠(yuǎn)得多，因此我們無法察覺它們的運(yùn)動(dòng)。

這就是哥白尼日心說的大致內(nèi)容。很容易看出來，他的體系雖然比托勒密的地心說要進(jìn)了一大步，然而也有明顯的錯(cuò)誤：一是將太陽視為宇宙之中心。二是認(rèn)為行星運(yùn)動(dòng)的軌道是圓形的，也是勻速的。他之所以這樣認(rèn)為，是因?yàn)楦绨啄嵯裢欣彰芑蛘弋呥_(dá)哥拉斯一樣，認(rèn)為“一切形狀中球是最完美的”，同時(shí)它也是“一切形狀中容積最大的，最宜于包羅一切事物”。

《天體運(yùn)行論》出版之后，一開始由于出版者在前面加了個(gè)序言，使人以為它只是為了制訂星表而作的一個(gè)假設(shè)，因此沒多少人理會(huì)。數(shù)十年之后，布魯諾開始大力傳播哥白尼的日心說，才在西方社會(huì)引起了巨大反響。由于該理論明顯地違反了基督教千年以來的許多信條，例如認(rèn)為人類是萬物之靈，是上帝的特創(chuàng)，因而人類所居住的地球也是宇宙的中心。這些都傷及基督教的基本教義，令教會(huì)感到莫大的威脅，立即起來反擊哥白尼及其日心說，對(duì)于它的支持者與宣講者也大加迫害。

1592年時(shí)，教會(huì)逮捕了布魯諾，一直囚了他整整8年，由于他絕不肯放棄日心說，最后被處以殘酷的火刑，1600年2月7日在羅馬的鮮花廣場被活活燒死了。接著，伽利略也由于宣傳日心說遭到了教會(huì)的迫害。到1616年，教會(huì)終于公開宣布《天體運(yùn)行論》是禁書，任何人信仰它、閱讀它都是犯罪。然而真理是不會(huì)屈服于強(qiáng)權(quán)的。