第二章哥白尼学说的革命 9 希腊人在几何学方面很有才能，这使他们对某些问题得出了 科学的论证。他们知道月食日食的原因，并且根据地球投影于月 球的形状，推断出地球是一个球体。伊拉托斯蒂尼发现了估计地 球大小的方法，他在世的日子比亚里斯塔克稍晚一些。但是希腊 人甚至连力学的基本原理都不懂，因此那些坚持毕达哥拉斯地动 说的人们不能为自己的观点提出任何强有力的论据。大约公元21 130年，托勒密抵制亚里斯塔克的观点，恢复了地球在宇宙中心的 特权地位。在整个古代后期和中世纪，对他的观点一直是毫无异 议的。 哥白尼(1473一1543年)享有用他的名字命名哥白尼体系的 荣誉，也许这种荣誉是不应当属于他的。他曾在克拉科夫大学学 习，后来去意大利，当时他还是一个青年。1500年，他已经是罗马 的一位数学教授了。但是，三年之后他又回到了波兰，在那里从事 改革币制和抗击条顿骑士。从1507年到1530年的二十三年里， 他的业余时间都用在著述他的巨著《天体运行》(On the Revolu- tion of the Heavenly Bodies)上，此书于1543年，刚好在他逝世 前出版。 哥白尼理论虽然作为使进-一步发展成为可能的想象力的一个 富有成效的努力来说，是很重要的，但是它本身还是非常不完善 的。我们现在知道，行星绕太阳旋转的轨道不是正圆形的，而是椭 圆形的；太阳不是居这椭圆的中心，而是居它的一个焦点。哥白尼 坚持认为行星的运行轨道一定是正圆形的，并且通过假设太阳不 在任何一个行星轨道的正中心来说明种种不规则性。这使他的体22 系失去了一部分较之托勒密体系具有最大优点的单纯性，而且，如
10 宗教与科学 果没有开普勒对它的纠正，就会使牛顿的概括成为不可能。哥白 尼知道他的主要学说亚里斯塔克早已提出过，他的这一知识应归 功于意大利的文艺复兴，要是没有文艺复兴，即那种无限制地赞美 古代的时期，他也许没有勇气发表他的理论。其实他迟迟没有公 开发表，因为他害怕教会的谴责。哥白尼本身是一个教士，他把自 己的著作题献给罗马教皇，他的出版者奥羡德又附了一篇序，序中 说地动说只是作为一种假说而提出来的，而并不是作为绝对真理 来断言的（这篇序言也许没有经哥白尼认可）。这些策略在一个时 期内是足够的了，只是到伽利略提出更加大胆的挑战时，才引起了 官方对哥白尼算旧账的谴责。 起初，新教徒几乎比天主教徒更激烈地反对哥白尼。路德说： 23“大家都听这么一个突然发迹的占星家讲话，他处心积虑要证明天 空或苍穹、太阳和月亮不转，而是地球转。凡是希望显得伶俐的 人，总要杜撰出某种新体系，它在一切体系中自然是顶好不过的 啰。这蠢才想要把天文这门科学全部弄颠倒；但是《圣经》告诉我 们，约书亚命令太阳静止下来，没有命令大地。”梅兰克森同样强烈 反对哥白尼；加尔文也是如此，他引用了经句“世界亦坚定，不得动 摇”(《诗篇》第九十三篇第1节)之后，扬扬得意地推断说：“有谁胆 敢将哥白尼的威信高架在圣灵的威信之上？”甚至后来迟至十八世 纪，威斯莱虽然不敢那么激烈地反对哥白尼，也还是说这种天文学 的新学说“倾向于不虔敬”。 对此，我认为在某种意义上说威斯莱是对的。人的重要性无 论对《旧约全书》还是《新约全书》来说，都是其教义的本质部分；的 确，上帝创造宇宙的目的看来主要是为了人类。要是人不是最重
第二章哥白尼学说的革命 11 要的创造物，那就不可能有耶稣下凡，替世人赎罪这些教义。哥白 尼天文学中并没有任何东西表明我们比我们自然地想象的我们自24 己要不重要，但是废黜我们地球的中心地位，就会使人想象同样地 废黜了地球上的人类。当人们心目中认为太阳和月亮、行星和恒 星天天绕地球一周的时候，很容易认为它们是为了我们的利益而 存在的，造物主对我们特别感兴趣。但是，当哥白尼和他的后继者 使世人相信旋转的正是我们，而星星则不理会我们的地球时；当人 们进一步觉得地球比一些行星小，行星又比太阳小时；当人们通过 计算和望远镜揭示了太阳系、我们的星系以及最终揭示了由无数 星系组成的宇宙的无边广阔时一尽管传统神学赋予人类以宇宙 的意义，但是人们越来越难以相信，这个偏僻而又狭小的避难所怎 么会具有被认为是人类故乡所应有的重要性。光是从大小上考虑 也使人想到我们也许不是宇宙的目的；缠绵的自尊心悄梢嘀咕：如 果我们不是宇宙的目的，那么很可能宇宙就根本没有目的。我的 25 意思不是说这类见解具有任何逻辑上的说服力，更不是说它们是 突然由哥白尼体系所广泛地唤起的。我的意思仅仅是：对于那些 头脑中形象地存在着哥白尼体系的人们①来说，这个体系就很可 能激发他们产生这类见解。因此，基督教教会一新教教会和天 主教教会都一样一对这种新的天文学怀有敌意，为给它打上异 端邪说的格印而寻找种种根据，那是不足为奇的。 天文学的下一大步是由开普勒(1571一1630年)迈出的，他的 ①例如，在宗教裁判所监狱里关了七年，于1600年被活活烧死的乔尔丹诺·布 鲁诺
12 宗教与科学 见解虽然同伽利略相同，然而他从来没有同教会发生过冲突。相 反，因为他在科学上的显赫名气，天主教当局宽恕了他对新教的信 仰①。他曾在格拉茨城任教授职务，当这个城市从新教徒的控制 下转到天主教徒的手里时，信仰新教的教师都被免职了；而开普勒 虽然逃跑了，但由于耶稣会的偏袒却恢复了职务。他继泰寇·布 26刺之后成了卢多勒夫二世皇帝统治时期的“御用数学家”，并且继 承了泰寇的非常珍贵的天文记录。他要是靠他的公职来生活，那 就会饿死，因为他的薪俸虽然不少，却是并不付给的。可是，开普 勒不但是天文学家，而且还是一位占星家一也许是一位信以为 真的占星家，当他为皇帝和其他达官贵人们占星算命时，就能够要 到现钱。他带着一种使人心平气和的坦率口吻说：“赐予一切动物 以生存手段的大自然，把占星术作为一个助手和伙伴赐给了天文 学。”占星算命不是开普勒生活的唯一来源，因为他还娶了一位继 承财产的妻子；虽然他总是喊穷，但他死后人们发现他根本不穷。 开普勒的才智是非常奇特的。他支持哥白尼假设，最初是出 于太阳崇拜，这和出于另一些更合理的动机，几乎不相上下。他异 想天开地假设，认为五种正多面体同五个行星，即水星、金星、火 2?星、木星和土星之间肯定存在着某种关系，而以这种假设为指导， 他在辛勤的工作中却发现了行星运动的三个定律。这是科学史上 经常出现的事情的一个极端的例子，即最终证明是正确的和重要 的理论，最初是由于它们的发现者有一些完全是不切实际的、荒谬 的考虑而想出来的。事实是，要提出正确的假设是很不容易的，并 ① 或者更确切地说，大概是因为皇帝重视他在占星术方面的效劳
第二章哥白尼学说的革命 13 不存在任何技巧可以促进科学发展中这一最根本的步骤。因此， 用来提出新假设的任何有条理的方案总是倾向于是有益的；如果 坚信计划，就能使研究者耐下心来，继续不断地对新的可能性进行 试验，不管已经不得不抛弃了多少可能性。开普勒就是如此。他 的最终成就，尤其他的第三个定律，应归因于惊人的耐心；但他的 耐心是由于他的神秘的信念，他相信，与正多面体有关的某种东西 必然会提供某种线索，而且，行星由于旋转产生一种“天体音乐”， 这种音乐只有太阳的心灵才能听见一原来他坚信太阳是一种或 多或少具有圣灵的物体。 开普勒的前两个定律发表于1609年，第三个定律发表于 1619年。从我们关于太阳系的总图景的观点来看，三个定律中第 28 一个定律是最重要的，这条定律说：行星沿椭圆轨道绕着太阳旋 转，太阳占据这椭圆的一个焦点。（画椭圆时，在一张纸上钉上两 根针，比方说相距一英寸，然后拿一条线，比方说两英寸长，把线的 两头系在这两根针上。拉紧这条线所能画到的所有的点都是在椭 圆的圆周上，这两根针就是这个椭圆的两个焦点。那也就是说，椭 圆是由所有这样的点所组成，从两个焦点到椭圆圆周上的任何一 点的距离之和，总是相等的。)最初，希腊人设想一切天体肯定是成 圆周运转的，因为圆是最完美的曲线。当他们发现这一假设行不 通时，便接受了行星是做“周转圆”运动的观点，周转圆就是本身在 做圆周运动的点所绕的圆。（画周转圆时，拿一个大车轮平放在地 面上，再取一个小车轮，轮缘上穿透着一颗钉，让小车轮沿大车轮 滚动，钉尖接触地面。这时钉子在地上所画的痕迹就是周转圆。 如果说，地球绕太阳做圆周运动，月球绕地球做圆周运动，那么，月 29