中世紀(jì)和文藝復(fù)興時(shí)期的天文學(xué)

天上星星的位置一直被用來預(yù)言季節(jié)的變化。那么，游蕩在繁星背景下的5顆亮星[3]的意義是什么呢？結(jié)論“顯然”是，這些行星的運(yùn)動(dòng)（“Planet”本意指流浪者）是對(duì)人世間飄忽不定的事務(wù)的預(yù)言。因此，行星值得密切關(guān)注。天文學(xué)的根扎在占星術(shù)里。

在公元2世紀(jì)，亞歷山大城的托勒密通過數(shù)學(xué)描述的天上的運(yùn)動(dòng)是如此完美，以至于在他的模型基礎(chǔ)上制定的歷法和導(dǎo)航非常有效。占星家的預(yù)言——至少是關(guān)于行星的位置——同樣很準(zhǔn)確。托勒密的天文學(xué)以靜止不動(dòng)的地球作為宇宙中心，要求行星在“本輪”上滾動(dòng)，而這個(gè)本輪又是在某個(gè)更大圓圈內(nèi)的圓上運(yùn)動(dòng)，由此形成一條復(fù)雜的不斷循環(huán)的曲線。據(jù)信卡斯蒂利亞王國(guó)的國(guó)王阿方索十世[4]，在聽人向他解釋了托勒密體系之后，曾這樣說道：“如果全能的主在開始創(chuàng)世紀(jì)之前征詢我的意見，我會(huì)建議他創(chuàng)制得簡(jiǎn)單點(diǎn)。”然而盡管如此，亞里士多德物理學(xué)與托勒密天文學(xué)的結(jié)合還是被當(dāng)作實(shí)用的真理和宗教教義接受下來，并由羅馬教廷宗教裁判所加以強(qiáng)化。

后來到了16世紀(jì)，教會(huì)內(nèi)部出現(xiàn)的一種深邃思想攪亂了整個(gè)蘋果園。波蘭神父和天文學(xué)家尼古拉·哥白尼認(rèn)為，大自然要比托勒密的宇宙論簡(jiǎn)單，他認(rèn)為，地球和其他5顆行星是圍繞中心不動(dòng)的太陽做軌道運(yùn)動(dòng)的。我們之所以觀察到行星相對(duì)于繁星背景來回地徘徊，是因?yàn)槲覀兯诘牡厍蛞苍谧鲕壍肋\(yùn)動(dòng)。地球只是太陽的第三顆行星。這是一種簡(jiǎn)單得多的圖像。

簡(jiǎn)單很難被當(dāng)作一個(gè)令人信服的理由。地球“顯然”停在那里。人們感覺不到它在動(dòng)。如果地球在運(yùn)動(dòng)，那么下落的石塊應(yīng)當(dāng)落在原位置的后面才對(duì)。由于空氣被認(rèn)為充滿所有空間，因此如果地球運(yùn)動(dòng)，風(fēng)應(yīng)該很大。不僅如此，運(yùn)動(dòng)的地球還與黃金時(shí)代的智慧相沖突。這些論點(diǎn)很難反駁。最令人不安的是，哥白尼體系被視為違背“圣經(jīng)”，而懷疑“圣經(jīng)”則威脅到救贖。

哥白尼的著作在他去世前不久才出版。出版時(shí)編輯加了一個(gè)前言，聲稱它的描述只是出于數(shù)學(xué)上的方便。它沒有要描述實(shí)際的天體運(yùn)動(dòng)。教會(huì)教義的任何矛盾都不應(yīng)由它擔(dān)責(zé)。

幾十年后，約翰內(nèi)斯·開普勒的精辟分析表明，如果他假定行星是在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，而太陽處于這個(gè)橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，那么關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的新的精確觀測(cè)數(shù)據(jù)將與計(jì)算結(jié)果符合得非常好。他還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單法則，用來算出每個(gè)行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)一周的準(zhǔn)確時(shí)間，這一時(shí)間周期取決于該行星到太陽的距離。開普勒無法解釋他的法則，他也不喜歡橢圓，因?yàn)槟鞘且环N“不完美的圓”，但他能超越偏見，相信他所看到的事實(shí)。

開普勒在天文學(xué)方面做了很多工作，但起初引導(dǎo)他的世界觀的卻并非科學(xué)，他認(rèn)為行星是由天使沿著軌道推動(dòng)的。作為業(yè)余愛好，他畫過星相圖，他可能真的相信這些。他還曾從天文研究中抽出時(shí)間來捍衛(wèi)他母親遭受的巫術(shù)指控。