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发布时间:2020-08-01 14:49:51

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作者:李德范

出版社:时代华文书局

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旅行到时空边缘:人类宇宙探寻之旅

旅行到时空边缘:人类宇宙探寻之旅试读:

 版权信息书名:旅行到时空边缘:人类宇宙探寻之旅作者:李德范排版:Cicy出版社:时代华文书局出版时间:2018-03-01ISBN:9787569919462本书由北京时代华文书局有限公司授权北京当当科文电子商务有限公司制作与发行。— · 版权所有 侵权必究 · —第1章 顺行逆行的故事

行星在天空前进和后退,竟然影响了无数人的命运向东进发

公元前1048年,夏日一天的后半夜,一颗大星从东方地平线上冉冉升起。这颗星明显与众不同,它发出醒目的光芒,明亮却不闪烁,显得庄严而肃穆。这颗星是木星,中国古代又称其为岁星,西方人把它看作罗马神话中的众神之王—朱庇特。

木星是一颗行星,它总是慢悠悠地在黄道星座中漫步,从一个星座移到下一个星座。这年夏天,木星一直坚定地沿双子座(井宿)自西向东前进。等到秋天来临时,它已经走到了双子座的东边缘。双子座的东方是巨蟹座,按照这个势头,深秋之时,木星将东移进入巨蟹座。在中国古代,巨蟹座这片星空被称为鬼宿,二十八宿之一。

木星的行踪让周武王备感振奋。三年前,立志讨伐商纣王的父亲文王去世,武王继承父志,一边守孝,一边积蓄力量。这年秋天,守孝期满,农忙也过去了,武王组织起军队,开始了伐纣的战争。

军队沿着黄河向东进发,拂晓前正好迎着东方天空熠熠生辉的木星。日子一天天过去,木星离鬼宿越来越近,武王的信心也越来越高涨。看呐,东方地平线上,一只吉祥大鸟正缓缓跃出,迎接木星的到来,那是一只红色的雀鸟—由柳宿、星宿、张宿、翼宿等组成的朱雀,木星犹如一颗璀璨的明珠,即将被衔入口中。

周武王无比激动,感谢上天垂示吉祥的天象,把天命转移到周人身上。武王心头,浮现出11年前那次极为奇特的天象—凤鸣岐山。凤鸣歧山

在遥远的古代,人们就注意到天上的星星可以分为两类:

一类占大多数,它们相互间恒定不动,这样的星叫恒星,恒星组成的图案固定不变,星座就由这些图案想象而来。

另一类就是行星,它们能够在星空里缓慢移动,肉眼可见的行星只有五颗—水星、金星、火星、木星和土星。

通常,五行星在黄道星座里各自游荡,大多数时候天各一方,彼此难以照面,但在公元前1059年5月,五兄弟来了一次极为罕见的聚会,地点就在鬼宿。行动迟缓的土星提前半年多率先来到,木星则在西边的井宿(双子座内)徘徊了几个月,似乎在等待其他三个兄弟。5月初的时候,水星、金星、火星急匆匆赶来,和木星一起进入鬼宿(巨蟹座),与早已等候在此的土星团聚。

五行星中的水星就像一个羞涩的少年,总是躲在太阳的光辉里不愿露面,但此时为了赶赴五星之约,也离开太阳超过20度。在日落后的一个小时内,人们可以在西方低空清楚地看到行星五兄弟的聚会。在鬼宿这片暗淡的恒星背景前,五星的会聚显得极为引人注目。尤其是5月28日这天,五大行星聚集得如此紧密,以至于伸直胳膊后握紧的拳头就能把它们全部挡住。紧密会聚的五星,如同一块珍奇的圭玉从天垂下。五星的上方,那只美丽的大鸟—朱雀正展翼翱翔,俯冲而下,仿佛是把那宝贝圭玉衔在口中。这亘古罕见的天象奇观,吸引了朝野上下好奇而惊讶的目光。天垂象,见吉凶,五星会聚要宣示怎样的天命呢?人们忐忑不安地猜测着。

周文王姬昌西望天空,这一幕就出现在岐山之巅。文王仿佛听到了朱雀的啼鸣,昭告那五星的圭玉乃是上天颁布给自己的诏书。殷王无道,虐乱天下,天命所归,舍我其谁?文王心潮澎湃,乃作《凤凰歌》一首,歌曰:

翼翼翔翔彼鸾皇兮,

衔书来游以命昌兮,

瞻天案图殷将亡兮!

凤鸣岐山,文王受命,其中自有道理。在古人眼里,五星会聚这种罕见天象,会很自然地和社会最重大的变革联系在一起。从公元前1059年往前推517年—公元前1576年12月25日黎明,也出现了一次五星聚,水星、火星、木星、土星和月亮紧密会聚在人马座南斗六星附近。这种天象出现在昏庸残暴的夏桀统治时期,商人认为这是天命转移给自己的征兆,便起来推翻夏朝,建立商朝。

从公元前1576年再往前推377年—公元前1953年2月26日,五大行星紧密会聚在宝瓶座内。这次五星聚发生的时间和大禹治水非常接近,它被看做是上天对中国第一个朝代—夏朝开始的宣告。

现在,五星会聚再一次出现,而且发生在鬼宿,这对周文王来说意义非凡。根据古代天人相应的观念,天上每一个星宿对应着地上不同的国家,朱雀头部的鬼宿对应的正是西周,五星会聚发生在那里,岂不是天命转移给西周的明确征兆吗?周文王踌躇满志,积极准备,不料壮志未酬身先死,伐纣大任落在了武王身上。奇怪的退兵

武王伐纣的消息传出,西方各路诸侯纷纷加入。10月,武王的军队到达孟津,有八百路诸侯在这里会师。商的都城殷已经遥遥在望,群情激昂,认为纣王的末日已经来到,纷纷主张尽快挥师渡河北进,消灭殷商。然而让人不解的是,武王却踌躇不定起来,全然没有了出发时的雄心壮志。犹豫一些时日后,武王竟然作出了一个让人匪夷所思的决定:退兵。

诸侯们大惑不解,纷纷质问。武王说:“你们不知道上天的旨意,商纣王气数未尽,现在还不是讨伐他的好时机。”虽然将信将疑,诸侯们还是各自退去,武王也撤回到一千多里外的西岐。八百路诸侯各自为政,团结起来很不容易,作出解散的决定是艰难的,究竟什么原因动摇了武王的意志?原来星空中,木星的行踪悄然发生了变化。顺行与逆行

行星在黄道星座里漫游,大多数时候相对于星座背景自西向东运行,这叫顺行;有时候行星会掉转头向西退回去,这叫逆行,逆行时行星通常会变得更亮;在顺行和逆行转换时,行星会有一段时间停滞不动,称为留,这是每一个行星都有的运行规律。

在古人眼中,行星运行会产生强大的能量,顺行往往代表一种正的能量,逆行则相反。木星是天空的主宰之星,拥有令人畏惧的伟大力量,其运动昭示着上天不可抗拒的旨意,尤其会影响到军国大事。木星顺行有利于发动军事进攻,但它若逆行,就不利于进攻了,石申的《星经》中就记载了这样的观念:

岁星逆行,其国不可以兴兵。星顺兵宜进,星逆兵宜退。

周武王在初秋集结军队的时候,木星从井宿(双子座)向着鬼宿(巨蟹座)方向顺行,照这样的势头,当西周军队到达商的都城殷时,木星恰好可以向东顺行到朱雀头部的鬼宿,也就是当年五星聚发生的位置。这个天象对殷商发动打击是最有利的,周武王正是在木星向鬼宿顺行时开始了信心满满的东征。

可是,当军队接近目标的时候,木星顺行的速度慢了下来,这让武王感到不安,木星似乎不再配合他的军事行动了。眼看就要进入鬼宿,木星竟然停了下来,徘徊不前。武王知道,木星一旦停止不前,接下来就要调头逆行了,而逆行是应当退兵的。看来,殷商的天命尚未完全结束,上天不再支持自己了。这实在是个极为困难的抉择,但考虑到商纣王的军队此时还算强大,这支军队还在与东夷作战,等到纣王的军队消耗得差不多时再行讨伐岂不更好?武王于是决定顺从上天的旨意,劝说诸侯们退兵回师。凶恶天象下的大决战

公元前1047年底,周武王觉得时机成熟,又一次集结军队,准备第二次伐纣。一个叫鱼辛的人急忙来向武王进谏说:“天象不利于我们征伐啊,木星正在逆行。”鱼辛说的是实际情况,木星不仅逆行,而且正好冲着朱雀的头部,那对应的正是西周。

此外还有另一个更加让人不安的天象—一颗罕见的大彗星出现在天空。彗星像个扫帚,它出现在天空,意味着要对天下来一次大扫除。对谁有利呢?头部,也就是扫帚柄所指的方向有利,因为扫帚把拿在人家手里,彗星尾巴所指的方向则是被扫除的对象。唐代李淳风的《乙巳占》记载了这样的观点:

凡战,两军相当,执本者胜,随彗所指处以讨焉。

当时天空中出现的这颗彗星,头部指向东方,也就是彗柄掌握在东方的商纣王手中,尾巴扫向西方,意味着西周是被扫除的对象。

奇怪的是,周武王这一次竟然毫不理会这些凶恶的天象。他拜姜子牙为军师,调集5万精锐部队,迎着逆行而来的木星,顶着扫向西方的彗星,坚定地向东方进发。公元前1046年1月20日,在牧野,武王的联军和商纣王的70万大军展开惨烈决战。双方约有20万人死亡,血流甚至把捶衣的木棒都漂浮起来。结果商纣王大败,在朝歌自焚而死,中国进入持续八百年的周朝时代。

武王伐纣的具体时间有多种说法,古代典籍里的天象记录是考古的重要依据。木星逆行导致武王退兵的故事,基于美国汉学家班大为的观点,他在《中国上古史实揭秘》一书中给出了这种新颖的解释。

行星的顺行和逆行究竟是怎么回事呢?在占星学家用它预测吉祥祸福的时候,天文学家们则利用它来构建宇宙的模型。武王伐纣一千多年之后,古希腊一个叫托勒密的人,试图揭开行星运行的奥秘。

旅行到时空边缘第2章 晶莹的天球

古希腊人的同心球体系相当合理地解释了行星的运行九重天

古希腊是人类历史的一大传奇,涌现出一大批探索真理的伟大智者。到托勒密的时代,地心宇宙体系已经初具规模,那是前几辈先贤们如毕达哥拉斯、柏拉图、亚里士多德等人的智慧成果。公元前1世纪古罗马演说家西塞罗在“西庇阿之梦”中,描绘了那个时代希腊人的宇宙观,它已经遥遥领先于古代各民族的宇宙观:

宇宙是九重天,或者说由九个运转着的球组成。外面一重球叫恒星天球,上面钉着所有的恒星。下面有七重球,都以和天球相反的方向在运动。和恒星天球最近的一重天是土星,下面一重球是赐予人恩惠的木星,再下面是可怕的红色火星;这下面便是太阳,它是君王,是统治群星的主宰,是世界的灵魂,它用它那巨大而明亮的球体,以光辉充满宇宙。在太阳以下有一对伴侣,即金星和水星。最低的一重球才是月亮,它的光是从太阳借来的。在这最低一重天下面,生息着将要死亡腐朽的众生,但慈悲的神给予众生的灵魂却是永恒的。月亮上面的一切皆是永恒的。我们的地球位于宇宙的中心,远离诸天,静止不动;一切有重量的物体都被牵引向地上来……

西塞罗描述的地心说称为亚里士多德体系。亚里士多德生活在公元前4世纪,和中国的庄子同一个时代。他讲课风格不拘一格,常常一边漫步于走廊和花园,一边和学生讨论,也常被称为逍遥学派。

古代哲学家试图解释的宇宙,最主要的是七大天体,就是五大行星再加上太阳、月亮,它们合起来又称为七曜,是古代各民族共同关注的对象。古巴比伦人曾经建造了七星坛祭祀七曜,七星坛分七层,每层一个星神,从上到下依此为日、月、火、水、木、金、土七神,七神轮流主管一天,周而复始,这就是星期的由来:

星期日 星期一 星期二 星期三 星期四 星期五 星期六

太阳神 月亮神 火星神 水星神 木星神 金星神 土星神

日月五星这七曜,再加上恒星天以及由神灵居住的最高天,就是九重天。九重天由高到低的排列顺序是:

最高天

恒星天

土星天

木星天

火星天

太阳天

金星天

水星天

月亮天

各重天的顺序如何确定呢?依据它们的移动速度。日月五星在黄道星座里周而复始地运行,但它们在星空走完一圈的周期是不一样的,早在4000年以前,人们就有了下面这个表里的数值:

周期长是因为速度慢,速度慢通常意味着距离远,从月亮到土星的七层天顺序就确定下来。至于恒星天空,因为众星之间的相对位置从不变化,恒定不动,看上去如同一个镶满钻石的晶莹球壳,容易判断它们比行星远得多,就是七曜之外的第八重天。八重天外,是看不见的宗动天,那是神灵的居所,是第九重天。顺行逆行的解释

亚里士多德的宇宙体系看似完美,但明显不够完善,比如无法解释行星逆行。当行星调头向西逆行时,它所在的天球难道会反转运行吗?托勒密这样认真的天文学家对此感到很不满意。

托勒密大约于公元90年出生于希腊,同当时许多伟大的学者一样,他也来到地中海港口亚历山大求学。那时的亚历山大是一个传奇城市,它由马其顿帝国的缔造者亚历山大建造。亚历山大是亚里士多德的学生,他继承了老师对知识的热爱,于公元前259年在亚历山大海港建造了人类早期最伟大的图书馆,传说极盛时期图书馆内收藏的各类手稿逾70万卷。让人惊讶的是亚历山大人对于书籍的热爱程度,他们用各种手段搜集书稿,甚至不惜把来往亚历山大港口的外地商船扣留下来,直到船上的书稿被抄下来才允许离开。四方学者纷纷云集此地,或讲学,或求学,很快,亚历山大成为世界知识的中心。托勒密就有二十多年生活在亚历山大城,期间写就的《至大论》成为此后一千多年间天文学领域的权威经典,托勒密本人也成了遥不可及的神话般人物,被视为真正的亚历山大之王。

托勒密雄心勃勃,决心建立一个完美的宇宙体系,他效法欧几里得,先列出一些公理,然后再外推,这些宇宙学公理共有5条,在托勒密看来都是不言自明的:

1.大地是一个球;

2.地球位于宇宙的中心;

3.地球是静止不动的;

4.各层天是球形的,围绕着地球旋转;

5.与遥远的各层天球相比,地球小得像一个点。

这样,为解释行星逆行,托勒密下面的做法是很自然的:

给行星安上一个本轮!

即行星并不直接绕地球运行,而是在一个叫本轮的小圆圈上做圆周运动,本轮中心围绕着地球做大圆周运动,这个大圆周叫行星的均轮。仔细想一想,它是不是一举解释了行星的顺行、逆行和亮度变化,同时又符合托勒密的所有宇宙学公理呢?这个聪明的方案其实并非托勒密首创,而是比他早三百多年的阿波罗尼奥斯想出来的,阿波罗尼奥斯是和欧几里得、阿基米德齐名的古希腊大数学家。

以木星为例,木星本轮中心沿均轮自西向东环绕地球运行,周期约12年,所以人们会看到木星约12年在天球上走一圈,大部分时间里是自西向东顺行的。木星还沿着本轮旋转,一年转一圈,当它运行到本轮下方靠近地球时,看起来就逆行了,而且由于距离地球更近,它也变得更亮了。圆轨道的信仰

本轮解释了行星的逆行,但还有一个比较麻烦的问题。古希腊像其他文明一样,有强烈的天尊地卑观念,认为天上的一切都是完美而永恒的,既然这样,天体的轨道必然是正圆才行,否则就不完美,亚里士多德在《论天》里写道:

月亮以下的东西都是有生有灭的;自月亮而上的一切东西,都是不生不灭的。在月亮以下的领域里,一切东西都是由土、水、气、火四种元素构成的;但天体则是由第五元素—以太构成。各层天都是完美的球形,越往上的天越神圣,它们沿正圆形轨道运行,因为以太是完美的,所以它只会做完美的等速圆周运动。

这信条使问题变得复杂,因为行星在天空的运行速度并不均匀,有时快,有时慢,比如火星,它走完轨道的某个半圈要比另外半圈慢80天。

托勒密当然很清楚,但他坚信不均匀是表象,本质还是匀速圆周运动。怎么协调呢?托勒密把地球稍稍偏离宇宙中心,这样,从地球上看去,行星运行速度就不均匀了,这是一种偏心圆体系,其实已经接近椭圆,但椭圆在信仰上不正确,因而托勒密不予考虑,直到1500年以后开普勒才发现行星轨道是椭圆。

宇宙是如何运转起来的呢?和亚里士多德的解释一样,首先转动起来的是宗动天,它由神来推动。神一旦推动了宗动天,宗动天就把运动传递到恒星天,恒星天带动土星天,土星天带动木星天,由高向低依次传递,整个宇宙就永不停息地运转起来。

这实在是一个相当完美的宇宙,行星运行得到了合理解释,神与人也各得其所,一切都安排得极为妥当。托勒密无比喜悦,他写道:

虽然我的生命有限,

譬如朝露,

但只要仰望布满星斗的穹苍,

即使只有片刻,

我就有如羽化升天,

与造物主接触,

我快乐的灵魂也将化为永恒……一次巨大飞跃

我们的教科书里普遍批判地心体系,很多人就把地心体系看作愚昧落后的代表,这是相当不公平的,后来出现的地心说与日心说的斗争,是宗教意识形态造成的,与地心说本身关系不大。实际上,托勒密的宇宙体系相当厉害,它能够在任何给定的时间点上,推算并预言各个天体的位置,而且精度相当高。

在那个时代,世界各民族还普遍用精灵主义和神话传说解释宇宙,托勒密等古希腊人把天体运行理解成一种自然规律,并构造出地心体系这样一个相当科学的宇宙模型,这当然是一个里程碑式的伟大成就,是人类认识宇宙的一次巨大飞跃。托勒密当之无愧地成为天文界泰山北斗式的人物,也是人类科学史上极少数最伟大的人物之一。

然而,在中世纪的欧洲,托勒密的巨著《至大论》竟然失传了好几百年,阿拉伯人保存了它。公元1175年《至大论》从阿拉伯文译回拉丁文,才重回欧洲,先是受到压制,经过公元13世纪经院哲学家托马斯·阿奎那的重新诠释,才被接纳为官方意识形态。其结果是,地心宇宙结构和宗教信仰结合在一起,极大地影响了欧洲乃至整个人类的精神世界。

14世纪意大利诗人但丁那气势磅礴的《神曲》里描写的地狱、炼狱和天堂,就建立在托勒密地心宇宙体系基础上。文学艺术的渲染力量,加上宗教的宣传,使天文学家的宇宙观迅速进入社会大众的心灵深处。《神曲》里描述的地狱形似一个大漏斗,以耶路撒冷为中心向地心延伸,从上到下逐渐缩小,到地心缩为一个点。和宇宙的九重天相对应,地狱也是九层,灵魂的罪恶越大,堕落的地狱越深。

地狱漏斗的最底端就是地心,是掌控地狱的魔鬼撒旦所在之处。越过地心就是炼狱,炼狱矗立在净界山上,共有七级,犹如七级宝塔,越往上越小,最后从南半球的大海中升出地面;然后是地上的乐园,加上底层的净界山,炼狱也共有九层。

最上面的乐园里鸟语花香,从乐园仰望天空,那里是南半球的星空,头顶上闪耀着星光灿烂的十字架—南十字星座。

但丁写道:

我把心神

贯注在另外一极上,

我看到了

只有最初的人见过的四颗星。“最初的人”指基督时代也就是公元1世纪的人,四颗星就是南十字座的四颗亮星,在很多文学作品里,这四颗星周围住的天空被看做天堂的入口。那时在耶路撒冷能看见南十字座位于地平线附近,由于地轴进动,现在北纬30度以北看不到这四颗星了,所以“只有最初的人见过”。《神曲》里,但丁和他的梦中情人贝阿特丽切一起向上飞升,依次飞越九重天堂,这九重天堂就是古希腊地心体系里的九层天球。权威与缺陷

托勒密地心体系被中世纪后期欧洲官方意识形态推上辉煌的巅峰,在长达几百年时间被奉为不容置疑的真理,但其缺陷也渐渐暴露出来。地心宇宙用语言描述是轻松简单的,在实际计算和预测时,却是复杂繁琐的,随着时间推移,误差越来越大。为了修正误差,后来的天文学家们复制托勒密的思路,在本轮上再加小本轮,通过反复调整小轮的数量、半径和旋转速度,总能使理论和观测大致符合。其结果是,本轮套本轮,重重叠叠不断增加,以致最后各种轮子总数竟达80个之多!宇宙变得复杂难解,远远偏离了古希腊人对宇宙持有的简单和谐的信念。

13世纪,通晓天文学的西班牙卡斯提腊国王阿尔芒斯(1221~1284)感到这个体系太复杂,说道:“上帝创造世界的时候,要是向我征求意见的话,天上的秩序可能安排得更好些。”他很快被指控为异教徒,王位也被革除。第3章 旋转的大地

大地在旋转其实是相当显而易见的迟来的葬礼

2010年5月22日,波罗的海沿岸的弗隆堡大教堂,一场隆重的葬礼在这里举行,埋葬的是已经去世几百年的大天文学家哥白尼。哥白尼去世时,就葬在弗赖堡大教堂。但在那时代,哥白尼并没有得到多少尊重,甚至墓碑都未刻字,因为教会视日心说为异端,普通信众也就对哥白尼怀有深深的敌意。在长达几百年的时间里,哥白尼被冷落,墓地也被遗忘了。不过哥白尼是在床榻上平静地离世的,不像有人误解的那样被烧死在火刑柱上,那是布鲁诺。

进入21世纪,波兰人觉得哥白尼应该得到更高的礼遇,就开始发掘寻找哥白尼的坟墓。研究人员在哥白尼的藏书里发现了他的几根头发,因此有了DNA样本。经过比对,最终确认了哥白尼的遗骨,于是在去世468年之后,哥白尼被再次埋葬。神职人员喷洒圣水,抬棺人举起棺木,隆重的仪仗队陪伴,穿过红砖砌成的教堂,把遗骨葬于教堂墓地。黑色花岗岩墓碑上装饰着哥白尼的日心体系—6颗行星环绕着金色的太阳,它们仿佛在吟诵《天体运行论》序言中的话语:“难道还有什么东西比起包括一切美好事物的苍穹更加美丽的吗?由于天空具有超越一切的完美性,大多数哲学家把它称为可以看得见的上帝。”

人们找到哥白尼曾经为自己撰写的墓志铭,把它刻在新的墓碑上,碑文体现出了哥白尼虔诚的天主教信仰:“你不必赏我像赏给圣保罗的恩宠,但求你赏赐我像你给圣彼得的宽赦和右盗的仁慈。”谦卑的哥白尼不但得到了宽赦和仁慈,也得到了恩宠和盛名。他创立的日心说改天换地,犹如一次乾坤大挪移,把太阳和地球的位置来了个大颠倒,是人类认识宇宙的又一次巨大飞跃,哥白尼也成为人类世世代代纪念的科学伟人。1953年,在哥白尼逝世410周年纪念会上,爱因斯坦赞叹道:“哥白尼的伟大成就,不仅铺平了通向近代天文学的道路,也使人们在宇宙观上来了一次决定性的变革。一旦认识到地球不是宇宙的中心,而只是较小的行星之一,以人类为中心的妄想也就站不住脚了。”

哥白尼的炫目光环加深了日心说的神秘感,很多人对它感到高深莫测,望而生畏。其实,哥白尼的巨大声望有相当一部分来自几百年来的意识形态斗争。托勒密地心体系本来是个科学问题,却被宗教意识形态化了,哥白尼日心体系就不可避免地被拖入这场意识形态斗争。

对一个认真的探索者来说,超越托勒密地心体系其实是一个很自然的过程,因为地动的证据相当显而易见,我们只要稍稍用心探究,就会感到惊讶,为什么人类实现这一超越竟如此周折?周日视运动暗示了地球自转

日月星辰每天东升西落环绕地球一周的运动,称为天体的周日视运动。地心体系认为这是天体本身在围绕地球运动,任何人若认真观察和思考,都会深深质疑这说法。

这运动的最大特点是非常整齐,尤其是恒星,所有恒星沿着完全平行的圆圈,以完全相同的方向,完全相同的周期由东向西越过天空,其行为完全像一个包裹着大地的晶莹天球,但是这里面有很明显的矛盾。

古希腊人已经清楚地感觉到星空的广阔与高远,地球自身的大小同天空相比完全可以忽略不计,这就是托勒密5条宇宙学公理的第5条:

与遥远的各层天球相比,地球小得可以看成一个点。

我们来想一想,既然大地已经大得不可思议了,各层天又该有多远呢?从而立即可以推出:那些小小的恒星光点必然极其巨大!因为它们距离实在太遥远了,如果真的是不起眼的小星点,地球人怎么可能看到它们呢?试想一堆熊熊燃烧的篝火,近看虽然很明亮,距离稍远就会暗弱无光。

这样,天球肯定是,无法想象的大,无法想象的沉重!这样一个天球怎么会围绕微小的地球旋转,况且是每天旋转一圈呢?

还有一个很明显的问题。日月五星和恒星位于八个不同的天层上,距离相差极大,但它们的运动看上去却非常整齐,路线完全平行,周期基本相同,有什么样的机制,能让八个各自独立的天球如此协调一致?没有。

高度协调一致的周日视运动只不过强烈暗示了,它必定由某种单一运动导致—只要假定地球自身在旋转,一切就都顺理成章。

这样看来,推断出地球转动并没有多大困难。实际上,早在公元前5世纪,古希腊哲人赫拉克利特已经提出了地球自转的观点,这比哥白尼早了两千年。

赫拉克利特是一位富于传奇色彩的哲学家,是爱菲斯学派的代表人物。他出生在爱菲斯城邦的王族家庭,本来应该继承王位,但是他将王位让给了他的兄弟,自己跑到阿尔迪美斯女神庙附近隐居起来修道,这经历很像佛陀释迦牟尼。

古希腊的哲学家们都追求理解世界的本原。泰勒斯说世界的本原是水,毕达哥拉斯说世界的本原是数,而赫拉克利特认为世界的本原是火:“这个有秩序的宇宙对万物都是相同的,它既不是神也不是人所创造的,它过去、现在和将来永远是一团永恒的活火,按一定尺度燃烧,一定尺度熄灭。”赫拉克利特另一句广为人知的名言是:“人不能两次踏进同一条河流。”

赫拉克利特天才地领悟到了地球的自转。他说:“日月星辰东升西落以及昼夜形成的原因,不是由于天球的旋转,而是由于地球在自西向东旋转。”这位先行者在两千年前的智慧判断无疑给哥白尼增添了极大信心。

理解地球自转,关键还要明白,日月星辰的东升西落是一种相对运动。运动具有相对性,在地面是常见的,但是一般人难以把它扩展到天上,哥白尼要向大家说明的就是这一点,他在《天体运行论》里写道:

我们驶出港口,陆地和城市却在后退。因为船只驶过风平浪静的海面时,所有外界的东西,在船上的人看来,正好像它们在按照船只的运动移动着,只是方向相反—他们觉得,他们自己和身边的东西都留在原处。这种情况毫无疑问可能出现在地球运动引起的现象中,它导致整个宇宙都在旋转的印象……太阳在黄道上的运动反映了地球公转

现在我们来了解天文学中一个非常有名的概念—黄道。

几千年前,古人就发现太阳在星空背景前移动,而且路线非常固定,这条路线就是黄道,黄道穿越的星座就是著名的黄道十二星座。太阳沿着黄道一年转一圈,平均一个月穿行一个星座。

太阳在黄道上的运行,给人的直观感觉是,它在围绕着地球运行,这正是地心体系的解释,如下图:从地球上看,太阳一年围绕着地球在黄道上走一圈,这是地心说的直观依据。

春分时,太阳运行到位置1,从地球上看,太阳位于双鱼座的位置1。

夏至时,太阳运行到位置2,从地球上看,太阳位于双子座的位置2。

秋分时,太阳运行到位置3,从地球上看,太阳位于室女座的位置3。

冬至时,太阳运行到位置4,从地球上看,太阳位于人马座的位置4。

可是,如果知道运动具有相对性,这结论就不可靠了。假如地球围绕太阳运动,一年转一圈,从地球上看,也是太阳在黄道上一年转一圈,视觉效果完全一样。

下面这幅图里,地球和太阳的位置互换了一下,地球轨道中央的太阳是真正的太阳,黄道上的太阳是从地球上看去的太阳投影。当地球围绕太阳公转一圈时,从地球上看太阳,太阳也在黄道上围绕地球转动了一圈。绕转的关系如下图:若地球绕太阳公转,从地球上看去,同样看到太阳一年在黄道上走一圈。

春分时,地球运行到位置1,从地球上看,太阳位于双鱼座中的位置1。

夏至时,地球运行到位置2,从地球上看,太阳运行到双子座的位置2。

秋分时,地球运行到位置3,从地球上看,太阳运行到室女座的位置3。

冬至时,地球运行到位置4,从地球上看,太阳运行到人马座的位置4。

这样我们就能明白,太阳一年沿着黄道上绕行一圈的运动,完全可以理解为地球绕太阳公转造成的相对运动。哥白尼日心说的最主要工作,就是实现地球和太阳的位置互换。实际上,在哥白尼之前1800年前,已经有人完成了这个工作,那是古希腊的阿利斯塔克。太阳与地球的相对大小是关键

究竟是太阳绕着地球转,还是地球绕着太阳转,单凭太阳在黄道上的运动不能得出结论,但是如果能够知道它俩哪个更大,结果就清楚了。

公元前3世纪,古希腊的阿利斯塔克就已经知道,太阳比地球大得多。他是这样测算的:月亮半圆时,日地月三天体形成了一个直角三角形,月亮位于直角处,这样,只要测量出月亮和太阳的夹角,就可以利用三角函数计算出太阳和月亮的距离关系。阿利斯塔克的测量结果是,太阳比月亮远了19倍。因为月亮圆面和太阳圆面看上去差不多大,那太阳的直径就是月亮的19倍。

阿利斯塔克还知道,月食时月面上的暗影就是地球的影子,他根据月食时地球影子的宽度,算出地球直径是月球直径的3倍。这样阿利斯塔克就发现,太阳体积就比地球大了二百多倍!虽然不很准确,但足以令他意识到,不可能是太阳围绕地球转!

阿利斯塔克无疑是深刻的,但在那时代,把居于宇宙中央的地球说成是绕着别的星球转动,被认为有损人类尊严而且大逆不道,因而这学说常常遭到其他学派和宗教神职人员的指责非难,就连天文学家也接受不了。古希腊另一个伟大的天文学家喜帕恰斯评判道:“阿利斯塔克关于地球绕太阳旋转的说法,不过是简单的空想。”这样,地动的思想被埋葬,阿里斯塔克被掩盖在亚里士多德和托勒密的光芒之下,直到一千八百多年以后才遇到哥白尼这个知音。

哥白尼的测量数据比阿利斯塔克要精确得多,他知道太阳远比阿利斯塔克计算的大得多,不但比地球大得多,也远比其他行星大得多。毫无疑问,太阳应该位于宇宙的中央,地球和行星都应该围绕太阳运行。哥白尼写道:“太阳居住在中央。在这光辉灿烂的庙堂里,除了那个普照寰宇的重要地位之外,还有什么更适宜的地方去安置这个伟大的发光体呢?”当地球在轨道上靠近并超越地外行星时,从地球上看,地外行星就向后(西)逆行了。顺行逆行的简明解释

一旦把太阳置于中央,让地球和行星围绕太阳运行,天体运行就恢复了和谐的原貌,容易理解得多了。我们来看曾经困惑周武王的木星的逆行。

木星和地球一样,自西向东围绕太阳公转,大多数时候,地球上看到的是木星自身的公转,因而是顺行。木星的轨道在地球外面,它比地球走得慢,当地球在自己的轨道上接近并开始超越木星时,从地球上看,木星就向西退去了,这就是逆行。就如同两辆同向行驶的汽车,后面一辆超越前面一辆时,坐在后车的人会看到前辆车向后退去。

而在顺行和逆行转换之间,由于观察角度的关系,行星看上去会有一段时间停止不动,这就是留。(见上页图)“荧惑守心”的故事

行星运行的原理是相当简明的,但古人不明白这个道理,便给它披上了一层神秘的外衣,于是它就能大大影响人类的心理乃至社会的发展历史,直到今天依然有无数人用它指导自己的人生。有很多这样的例子,我们来看一个和火星运行有关的著名天象—荧惑守心。

荧惑就是火星,火星那暗红的颜色给人一种恐怖感觉,占星学中总把它和战争、流血、死亡联系在一起;“心”是二十八宿中的心宿,位于现代天蝎座内,是东方苍龙的心脏,在占星学中被看做帝王的象征。荧惑守心就是火星运行到心宿,既不顺行前进,也不逆行倒退,而是停留—守在那里。

很明显,在中国传统占星学看来,荧惑守心是对帝王大不利的天象,比如《开元占经》中就这样记载:

荧惑守心,主死,天下大溃。

西汉末年汉成帝时候,王莽作为大司马辅政,丞相是翟方进。公元前7年春天,有天文官奏报皇帝,天上出现荧惑守心的大凶天象,皇帝非常害怕。王莽的亲信李寻乘机向皇帝进言:“出现荧惑守心,表明丞相翟方进没有尽到责任。以前先皇帝时曾经发生过春苗结霜,夏天降雪,白天伸手不见五指的异象,丞相辞了官,一切才转为正轨。”

翟方进惶恐不安地辞了职,皇帝并没有善罢甘休,他暗示翟方进“如果不显示出忠君的诚意,显尊的名声恐怕难以长保”。翟方进只得自杀而死。

这次“荧惑守心”带来的灾难相当巨大。翟方进自杀是在公元前7年2月,3月份正当壮年的汉成帝突然驾崩,接连继位的两个小皇帝,也不明原因地死去,最后是两岁的刘婴继位皇帝,王莽摄政,并最终接受禅让称帝。后来,翟方进的儿子翟义起兵造反,指称王莽毒杀汉平帝,掀起了两汉之间血雨腥风的战乱。其结果是,到东汉建立社会平定下来后,全国人口锐减大半,“荧惑守心”实在是凶险之极。

但事实上,导致翟方进自杀的“荧惑守心”天象并没有发生。用现代天文软件可以轻易推算出来,公元前7年春天,火星运行在室女座的角宿,距离天蝎座的心宿很远。历史上虚构“荧惑守心”不止一次,中国正史记载荧惑守心天象一共有25次,其中只有10次大致准确,其余均属虚构。新时代的开启

回到哥白尼这里。哥白尼要做的工作当然不止是推理,还要进行精确的观测和计算。1512年,哥白尼以天主教僧侣的身份来到波罗的海岸边的小城弗隆堡。这里有一座箭楼,上面有一个宽阔的露台,最上层有三个窗口,从那里可以向四面八方观察天空。哥白尼把它买下来,作为自己的观测台,它现在被称为“哥白尼塔”,作为天文学的圣地保留至今。

哥白尼不但擅长理论,动手实践能力也极强,观测仪器都是自己制作,尽管相当简陋,测量精度却很惊人。哥白尼得到的地球公转周期为365天6小时9分40秒,误差只有百万分之一;月亮到地球平均距离是地球半径的60.30倍,和现在的60.27倍相比,误差只有万分之五。《天体运行论》写成后,被长时间搁置起来。哥白尼深知自己面对的是一个无比庞大的意识形态大厦,而自己的理论很可能要把它颠覆,他感受到了教会当局深深的猜忌和敌意,以及信徒的不解与嘲讽。晚年的哥白尼亲朋寥落,生活孤寂。

公元1539年春,一位远道而来的年轻人激起了哥白尼的热情,他是德意志数学教授雷提卡斯,被哥白尼学说吸引,专程前来求教。两人一见如故,相语甚欢,雷提卡斯一住就是两年多。潜心研读完哥白尼的全部手稿后,雷提卡斯对哥白尼及其学说产生了由衷的敬仰,尤其是哥白尼体系的简单和完善。他赞叹道:“既然看出这一切运动能解释无数现象,难道就不应该承认大自然的创造者—上帝,具有普通钟表匠的技巧吗?因为钟表匠人都很谨慎地避免在机件里加进多余的轮子。”

在雷卡提斯的热情鼓励下,哥白尼终于下决心出版他的著作。1543年7月26日,哥白尼躺在临终的病床上,已经失掉了记忆和思考能力。终于,书送来了,刚刚印刷出版的《天体运行论》。医生把书放在哥白尼胸口,拉过他的手放在书上。哥白尼抚摸着书,仿佛看到一个新时代的大幕正缓缓开启,欣慰地闭上眼睛,与世长辞。

哥白尼用乾坤大挪移的手法,把地球从宇宙中心的特殊地位除去,成为天空中的一颗行星,填平了天空和大地之间不可逾越的鸿沟,扭转了自古就有的天尊地卑思想,使人类能够从更平等的角度来看待宇宙中的一切。后来人们又发展了这一思想,不但太阳也不位于宇宙的中心,而且宇宙时空中没有任何一点是特殊的,这就是哥白尼原理。

从地心说到日心说,转变的不但是地球位置,更是人的观念,后者显然更困难。《天体运行论》出版后的半个世纪里相对平静,能够理解的人很少,愿意了解的人也不多。17世纪初,经过另外两位伟大科学家—伽利略和开普勒的工作,日心说才渐渐走进了科学的殿堂,同时也把新旧思想体系的对立推到了风口浪尖。第4章 新视野

高远的视野必将带来自由的新思想神奇的镜管

1609年初夏的时候,意大利人伽利略听到一个消息,荷兰眼镜商人利普西用玻璃镜片制造出了一个镜管,可以使远方的物体看起来更近。伽利略立即领悟到这个镜管的非凡意义,开始研究,很快弄明白了其中的原理。到了夏末,伽利略就制造出一个能够放大9倍的望远镜,它很快给伽利略带来了极大声誉。在一封写给妹夫的信里,伽利略写道:“我制成望远镜的消息传到威尼斯,一星期之后,公爵就命我把望远镜呈献给议长和议员们观看,他们感到非常惊奇。绅士和议员们,虽然年纪很大了,但都按次序登上威尼斯的最高钟楼,眺望远在港外的船只,看得都很清楚。如果没有我的望远镜,就是眺望两个小时,这些船也进不到视野里。这仪器的效用可使50里外的物体,看起来就像在5里以内那样。”伽利略将望远镜送给威尼斯元老院,元老院很快答应第二年把他在大学的教职改聘为终身教授,年薪也上涨一倍。

伽利略不断改进,很快又制成了一架放大30倍的望远镜,伽利略把它对准了天空,几千年来天文学家单靠肉眼观察星空的时代结束了,一个崭新的天空展现在人类面前。哇,天体也有瑕疵

伽利略首先将他的望远镜对准月亮。他发现,月亮和我们生存的地球一样,有高峻的山脉,也有低凹的洼地,甚至根本比不上我们的大地,因为上面到处是光秃秃的,还有数不清的环形山。这就是人们世世代代向往的天堂?伽利略颇为失望,他写道:“和亚里士多德说的刚好相反,月球表面并非一片光滑,而是像地球表面一样粗糙不平,布满高山、深谷和裂缝。”伽利略亲手绘制了第一幅月面图,并把月球上两条最显著的山脉取了两个意大利山脉的名字—阿尔卑斯和亚平宁。

伽利略把望远镜对准太阳,发现太阳上有黑点。太阳是一个光洁无瑕的白玉盘,怎么可能有黑点呢?他猜想也许是水星走进了太阳圆面,但反复观察,黑点确实属于太阳,而且每天在日面上从东向西移动,约14天可穿过整个日面,伽利略意识到,这现象表明太阳在自转。1612年,他正式公布了自己的发现:“反复的观测最后使我相信,这些黑子是日面上的东西,它们在那里不断地产生,也在那里消解,时间有长有短。由于太阳大约一个月自转一周,它们也被太阳带着转动。”太阳黑子的发现再一次动摇了亚里士多德式的宇宙观:天尊地卑—天体完美不变,洁白无瑕的太阳上不可能有污点。日心说的新证据

伽利略把望远镜对准木星,发现木星周围有四个小光点,不停变换位置,在木星两侧移动—它们是环绕木星运行的卫星!伽利略把自己发现的这四颗星命名为美第奇星,美第奇是托斯卡纳大公,伽利略的赞助人,正好是弟兄四人。大公后来任命伽利略为比萨大学首席科学家,且不必担任教学任务,也不必在比萨居住。不过,美第奇星的名字让天文学家们大感不悦。根据传统,天体的名字用天神命名,一个世俗的权贵怎能与天神并列?因为木星神是朱庇特,也就是希腊神话里的宙斯,后来人们就把这四颗卫星分别命名为伊娥、欧罗巴、加尼米德和卡利斯托,其中伊娥、欧罗巴和卡利斯托都是宙斯钟情的美少女,加尼米德则是为宙斯斟酒的美少年,让他们在星空陪伴大神,实在是再合适不过了,这四颗卫星又统称为伽利略卫星。

伽利略认为,木星这个天体系统的发现,是对地心说的又一次否定。它清楚表明,并不是所有天体都围绕地球运行,地球并不是宇宙的中心。

1609年夏天,伽利略把望远镜指向金星。在那些日子里,金星是明亮的晨星。伽利略通过望远镜观望,惊讶地发现了一个小小的月牙在放光,明亮的金星为什么成了一弯娥眉?为了进一步研究,又怕被别人抢先发现,他就把观测结果写成了一组字谜公开发表,这是当时一种保护发明权的时尚做法,欧洲人保护知识产权的意识实在比我们超前太多:

“Hace immature a me iam frustra leguntur,O.Y.”

意思是“枉然,这些东西被我今天不成熟地收获了。”

12月份,伽利略公布了他的谜底:

“Cynthiae figures aemulatur mater amorum.”

即“爱神的母亲仿效狄安娜的样子。”

爱神的母亲就是维纳斯—金星,狄安娜则是月神的罗马名字,这句话的意思是,金星像月亮那样有圆缺变化。

伽利略认为,这现象是金星绕太阳公转的证据。当金星在轨道上靠近地球时,它和太阳的夹角越来越小,从地球上看到的亮面越来越窄,于是呈现出越来越细的月牙形。一个真正天文学家的追求

伽利略很激动。1610年1月,伽利略在给佛罗伦萨一位有权势的政客贝里萨罗写信时说:“我无限地感谢上帝,因为他愉快地让我成为第一个看到这些奇迹的人。”

伽利略抱负远大,他的理想绝不仅仅是通过望远镜欣赏宇宙天体的奇妙与美。和历代的思想者一样,伽利略试图理解宇宙万物运行的规律,以及它们背后隐藏的深邃思想。在写给寡居的女大公克里斯蒂娜的一封著名信件中,伽利略写道:

万能的上帝的光荣与伟大是可以在他的全部业绩中令人惊奇地看到的,在天空这本打开的书中十分美妙地读到的。不要让任何人以为,阅读写在那本书里的玄妙思想,不过是使人仅仅看到太阳与星星的光辉,看到它们的升降沉落而已,这些无论是野兽还是平民百姓,只要有眼睛,是都看得到的。这本书所显示的奥秘是那样难解,所表达的思想是那样高深,甚至在经过成千上万不停顿的探索之后,成千上万个思想最敏锐的人即使彻夜不眠、辛勤劳作、苦心研究,也仍然没有把它们看透。

伽利略决定动笔写一本介绍最新天文学发现的书,他要向全世界公布他的观测结果,顺便宣传一下日心说的优点。1610年3月,伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版,立即在欧洲引起轰动,第一次印刷的500册在短短一个月时间里就售罄。人们惊讶地争相传颂着伽利略的发现,当时流行的说法是:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”与宗教冲突的根源

伽利略颇为有效的宣传使日心说引起了官方的关注,从而引发了自然科学与神学一次最著名的冲突事件。

宗教神职人员认为,根据《圣经》的启示,大地是不动的,太阳围绕着地球转。新教领袖加尔文严词指责日心说:“谁人那么大胆,竟然将哥白尼的权威置于圣灵之上?”

另一个新教领袖马丁·路德曾这样攻击哥白尼:“人们正在注意一个突然发迹的天文学家,他力图证明地球在旋转,而不是日月星辰诸天在旋转……这个蠢材竟想把整个天文学连底都翻过来,可是《圣经》明白写着,约书亚喝令停止不动的是太阳,而不是地球。”

马丁·路德的同事、新教神学家梅兰西顿指责哥白尼说:“天空24小时旋转一周,我们的双眼就是见证。但是某些喜欢猎奇和卖弄聪明的人,却得出地球运动的结论。他们主张旋转着的既不是第八层天也不是太阳……只有那些缺乏虔诚的人才会公开地说出这种话来,一切有善良意志的人都应该接受并顺从上帝所启示的真理。”《天体运行论》发表后最初半个世纪,争论和攻击是在很小范围内进行的,望远镜带来的新视野使冲突迅速扩大开来。伽利略的一位学生有一次去拜访女大公克里斯蒂娜,讨论到地球运动和日心说,女大公引用《圣经》经文来反对哥白尼学说,这位学生跟她发生了争论,并把争论内容写信告诉伽利略。

伽利略认为自己也是一个非常虔诚的天主教信徒,但他宣称日心说与《圣经》并不冲突,而是人们对《圣经》的理解有误,他写了一封公开信回应女大公克里斯蒂娜,信中谈到了一个极为重要的问题—如何解释《圣经》,这不但是宗教和科学之间,也是不同宗教派别之间冲突的根源:“《圣经》虽然不可能错误,但讲述和解释《圣经》的某些人却有时可能犯错误。错误可能是各种各样的,其中一个很严重的错误传播很广,这指的是如果我们想一个一个地理解某些词句,那么这就错了。因为这样一来跟着出现的不仅有各种各样的矛盾,而且会出现一些异端邪说,甚至出现亵渎神明的行径。如果照表面判断,一词一字地去理解《圣经》词句,是因为要适合大多数人的理解力,其中就讲了许多与真理不符的话。其实与此相反,大自然是坚强的和不变的,它完全不关心它所隐含的原理及行为方式是否为人们所容易理解,因为它永远不会超越它本身的规律的界限。因此,我觉得既然谈的是我们的感官直接了解到的,或者是利用不可否认的论据经过推理得出来的自然现象,那就不应让我们怀疑《圣经》经文中那些显然具有其他意义的词句,因为《圣经》里无论哪一句格言,都不具有任何自然现象所具有的强制力量。”

伽利略说得很有道理,却忽视了另一个重要问题—当时的他并没有解释《圣经》的权利和自由,解经权在罗马教廷,而根据字面解释《圣经》是宗教界的传统。伽利略说得再有道理也不会有多少人听,他这种偏离字面意思解经的方法惹怒了很多神职人员,他们控诉他宣扬离经叛道的邪说。恰恰当时伽利略气焰也很盛,认为自己不但和神职人员一样熟悉《圣经》,同时还更熟悉天空,真理握在自己手里,既然大家声称自己信仰的都是真理,有什么可怕的呢?他认为自己最好到罗马走一趟,把自己的态度和立场讲得更清楚,也给那些保守的神职人员普及一下宇宙新发现。1616年,伽利略来到罗马,受到政府和民众的盛大欢迎,但结果却很不利,哥白尼的《天体运行论》被列入禁书名单,在被证明正确前禁止发行和传播,伽利略被明令禁止宣传扬哥白尼学说。

但这时候伽利略的处境总体还算不错。1620年8月20日,未来的教皇马费里奥·巴贝里尼作诗一首以表达对伽利略的仰慕之情:

抬头仰望天空,

我们看到了什么?

土星有双明亮的眼睛,

她的双眼流露出牛奶般的泪花,

这些都是因为有了你的(无所不能的)望远镜,

我们博学可敬的伽利略!伽利略受审判

1623年,写诗赞美伽利略的巴贝里尼继任教皇,成为乌尔班八世。伽利略认为自己时来运转,去罗马谒见教皇乌尔班八世,争取他的理解和同情,并力图向教皇说明日心说可以与基督教教义相协调,说《圣经》是教人如何进天国,而不是教人知道天体是如何运转的;他也试图说服一些大主教接受这个观点,但效果不彰。

伽利略于是决定撰写《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书,把事实摆出来,让人们自己去评判。书中假拟了三个人做四天对话,其中一个是求知欲很强的人,他提出疑问;一个是守旧派,站在亚里士多德和托勒密体系的立场上回答;另一个是新派,站在哥白尼体系的立场上辩论,此人便是伽利略的影子。在写作过程中,教皇乌尔班八世私下找到伽利略,要他在书中就日心说保持中立,正反两方面的意见都要写,教宗同时要求将他自己的意见也放在书中,这个要求后来被伽利略戏剧化地完成。伽利略虽力求客观,却不由自主地加进了自己的主观感情。书中为亚里士多德地心体系辩护的辛普利西奥,常常自相矛盾,丑态百出,而辛普利西奥这个名字在意大利文中的意思是大笨蛋,伽利略将乌尔班八世的话放到了辛普利西奥的嘴里!

伽利略不是出于恶意,也许是想制造一些幽默效果,但他却低估了著作产生的后果。乌尔班八世没有忽略这公开的侮辱,也没有轻视这本书对哥白尼学说的宣扬。伽利略被教皇这个最大最重要的支持者疏远,并被传唤到罗马接受审讯。

1633年6月22日,伽利略在圣马利亚修道院的大厅里,双膝跪下,宣读事先拟好的声明,宣誓放弃信仰哥白尼学说:“为消除庭上诸位大人和每一位真正天主信徒对我的强烈疑虑,我在此谨以诚挚和无伪的信仰,宣告唾弃、谴责、憎恶前述之谬论和异端,以及其他与天主的教会相违的每一项谬论、异端和旁门左道;我发誓从今以后,无论是口头或书面,永远不再说或主张这些东西,以免再引起类似的疑虑。”

有记载说,伽利略从地上爬起来时喃喃自语:“但地球仍然是运动的啊。”甚至有人说,伽利略是仰头看天和跺着脚说这句话的。根据《伽利略的女儿》记载,这是不可能的,伽利略在许多方面受惠于教会,他根本无意在那个特殊场合说出那种挑衅的话,他可能在以后当着另一些人说过,但绝不是在那一天。最后的岁月与新物理学的诞生

接下来的8年里,伽利略被软禁在佛罗伦萨近郊的家中,写出了另一部伟大的著作:《两种新科学之对话》,新物理学由此诞生。

1638年,囚禁中的伽利略迎来了一位年轻仰慕者—30岁的英国诗人弥尔顿。一个是潜心研究自然的衰老囚徒,一个是少年气盛富有激情的诗人;一个用望远镜探索宇宙,一个用心灵感悟世界,两人一见如故。科学家和诗人,超越了一切外在差别,感受到了心灵的共鸣。面对由于自由思想而被囚禁的伽利略,弥尔顿感受到了自由的宝贵,由此孕育了他的那句名言:“最高形式的自由是按照自己的良心去自由地了解、自由地阐述、自由地辩论。”若干年后,同样双目失明的弥尔顿在那部气贯长虹的诗篇《失乐园》里,写下了伽利略的发现:

这银河

你看到的,

撒满恒星……

1642年1月8日,伽利略离开了人世。

350年后的1992年10月31日,罗马天主教给伽利略平反。第5章 椭圆轨道奏鸣曲

天体如歌,只为心智所领悟,不被人耳所听闻超级富豪天文学家《天体运行论》出版后3年,第谷在丹麦出生。他有一个大富豪叔叔,没有子嗣,第谷出生前父亲曾许诺将他送给叔叔,后来却舍不得,叔叔很生气,派人将幼小的第谷抢去,第谷被迫成了巨额财产的合法继承人。

第谷极其聪明,13岁进入哥本哈根大学,14岁时观看了一次日食。令他惊讶的是,学者居然可以参考托勒密的星表,正确预测日食发生的日期,虽然时辰并不太准确。他回忆道:“我觉得这很神奇,人类竟然可以这么精确地知道众星的运动,进而事先预知它们的位置和相对关系。”

19岁时第谷成了大富豪。养父去世,他继承了大约相当于丹麦全国百分之一的财富。20岁时第谷成了星象大师。那年发生了一次日食,第谷预言说,土耳其苏丹苏莱曼要死了,不久果然传来了苏丹的死讯。当时土耳其奥斯曼帝国如日中天,基督教欧洲处在它的扩张阴影下,第谷的预言使他声名鹊起。财富、名声和学识集于一身,年轻的第谷很是气盛。这年年底他参加一个教授的家庭舞会,因为一个数学问题和一个贵族青年争吵起来,相约以决斗定胜负,结果第谷被削掉了鼻梁,不得不戴着一个“义鼻”。20世纪初,考察人员打开第谷的墓穴,发现他的鼻尖部位有绿色锈斑,表明他的“义鼻”中铜的含量很高。

30岁时第谷成了丹麦海峡里一个小岛—汶岛的岛主。第谷的养父曾救过丹麦国王腓特烈二世的命,国王很感恩,赐给第谷一吨多黄金,让他在汶岛建造天文台。这是基督教欧洲第一个重要的天文台,除了两个观测台—天堡和星堡,还有天文仪器修造厂、造纸厂、印刷厂、图书馆、工作室以及各种舒适的生活设施。

第谷在岛上研制了很多大型天文观测仪器,其精度达到了肉眼时代无可争议的最高峰,当然,它很快就会被望远镜淘汰,但在东方,它还会展现生机。1673年,康熙命来华传教士南怀仁建造天文仪器,南怀仁参照第谷所著《新天文仪器》,建造了6件大型青铜仪器,这些仪器几乎就是第谷使用仪器的仿制品,至今仍完好地保存在北京建国门古观象台上。

第谷身兼天文学家和星象学家双重身份,受命为丹麦王室提供占星服务。他恪尽职守,为每一个人撰写的占星报告内容详尽,厚达几百页。比如他为克里斯蒂安王子撰写的占星报告中预言,王子将始终病魔缠身,12岁将有大病,29岁要特别注意健康,56岁很可能就是大限,倘能过此一劫,王子将有幸福的晚年。第谷深谙命运与星象的关系,他在每份占星报告最后都强调:所有预言都不是绝对的,人的命运虽然可以由天象来揭示,但也可以因人的意志而改变,还可以因上帝的心意而改变。占星学家不能利用星辰来限制或束缚人的愿望,相反必须承认生命本身有比星辰更崇高的东西。只要人能够正确地生活,就能克服甚至转化星辰的不幸影响。

第谷誉满天下,欧洲各国的学者都来拜访他,很多国王和贵族也都希望能到汶岛这个天空之城参访,以证明自己爱好天文。击穿天球

同一切有抱负的天文学家一样,第谷最感兴趣的,当然是揭示宇宙的构造。

1572年11月11日,仙后座突然出现了一颗明亮的星星,它越来越亮,甚至超过金星,然后又渐渐暗下来,前后持续时间有一年半之久,这让人们惊讶万分。由于深受亚里士多德思想影响,人们相信月球之上的天空是完美无缺且永恒不变的,所以那颗新星应该是大气层中的东西。可是第谷发现它在仙后座里根本就不移动,由此可以断定这颗星位于“恒星天球”上。这个结论引起了巨大震动,水晶般的恒星天球,被“第谷新星”击出了裂纹。

1577年,一颗大彗星出现在天空。在当时一张印刷于布拉格的绘画中,彗星的大尾巴跨越天空,人们感到震撼和恐怖。这时第谷已经成为汶岛主人,他动员全部力量来测量大彗星—它因此被命名为“第谷彗星”。

关于彗星,流行的观念是亚里士多德教导的:无规律出现的彗星与天空的完美永恒不一致,因而只能是一种大气现象,这样,它的高度只能在月球下面。

但是第谷发现了一个重大问题。还记得古希腊人是如何确定行星远近的吗?依据的是移动速度,速度快的距离近,速度慢的距离远。第谷比较了彗星的移动速度,发现它不但比月亮远,而且还由远到近再由近到远,越过了不同的行星轨道,也就是说,它竟然毫不费力地穿越了一层层水晶般的行星天球!折中的宇宙

第谷非常崇拜哥白尼,还在自己的房间里供奉哥白尼的画像,因为他理解哥白尼理论的优点。但是第谷认为哥白尼体系的最大问题是不能和《圣经》调和,因此,他既不赞同托勒密,也不能完全接纳哥白尼,于是提出一个折中的宇宙体系。在这个体系里,行星围绕太阳运行,太阳则带着行星围绕地球运行。

第谷的宇宙体系在欧洲影响时间很短,因为他的接班人很快把它彻底埋葬了。然而,无心插柳柳成荫,这体系却在遥远东方的中华大地成为官方天文学说,流传了二百多年。

1629年,明朝大臣徐光启奉命召集来华耶稣会士修撰《崇祯历书》,就是用第谷宇宙体系作为理论基础。1644年明朝灭亡,耶稣会士汤若望将《崇祯历书》略加修订,更名为《西洋新法历书》,献给清廷。顺治二年(1645年),清廷决定启用新历,并任命汤若望为钦天监监正—皇家天文台台长,后再升任“光禄大夫”,还赐名“通玄

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