从哥白尼到开普勒(1558—1648)

时间:2023-10-23 22:39:02关键词:伽利略时代的科学

我们把天文学留到最后,因为它的英雄们在这段时期接近尾声时才出现,并谱成了“反抗的乐章”。

强迫伽利略保持沉默的同一教会,在现代天文学的主要成就——历法的改革——方面居领导地位。约公元前46年,索西尼斯(Sosigenes)为恺撒所做的历法校正,把每年多估了11分14秒。结果到了1577年,恺撒历法比实际季节的进行慢了约12天,教会节期也偏离预定的季节。教会在克莱门特六世、西克斯图斯四世和利奥十世的领导下曾试图改革历法——但困难在于获取大众的认可和必要的天文知识。1576年,鲁吉·吉格里奥(Luigi Giglio)草拟的修正历被呈送给格列高利十三世。教皇把它提交一个由神学家、律师和科学家组成的委员会讨论。著名的数学家和天文学家、耶稣会士克里斯托弗·克拉维斯(Christopher Clavius)也曾与会,最后的定稿显然出自他的手笔。教会曾长期和王子、高级教士们磋商以谋取合作;反对者也不乏其人,而赢取东正教教会认可的努力也告失败。1582年2月24日,格列高利十三世签署敕书,确立了格列高利历法在罗马天主教区的地位。为了使旧历和天文实情相符,1582年12月少了10天,就将10月5日算作10月15日,在利息和其他商业关系的计算上也有复杂的酌减额。为了弥补恺撒历法的错误,只有能被400除尽的年份的2月才有29天。新教国家拒绝接受这种改变。美因河上的法兰克福和布里斯托尔两地的人民相信教皇是想要自他们手中夺取10天,因而抗议。连蒙田都因为渴望时间而抱怨:“教皇新近削减了10天,使我情绪低落,几至无法恢复。”但是新历——在3333年内无须校正——渐渐为大家接受:德国各州在1700年,英国在1752年,瑞典在1753年,俄国在1918年相继采用。

对哥白尼天文学的接受也经历了同样缓慢的过程。在意大利以假说方式呈现,比已经证明的事实更易为人研究和教导。布鲁诺为它辩护,坎帕内拉已经怀疑其他行星的居民,是否也像地球人一样自视为一切事物的目标和中心。大体说来,新教和天主教的神学家们竞相指责新系统,培根和让·博丹同样弃绝它。更令人惊奇的是,哥白尼死(1543年)后半个世纪,最伟大的天文学家也拒绝他的说法。

蒂丘·布拉赫1546年生于当时丹麦的斯卡尼亚(Scania)省,现在是瑞典的最南部。他父亲是丹麦国家议会的一员,母亲是皇后的袍带女官。他富有的约根(Jorgen)叔叔膝下无子,使他的父母同意领养关系,以给他最好的教育。蒂丘13岁进入哥本哈根大学。根据伽桑迪的说法,他在听到一个老师讨论即将来临的日食后,便开始对天文学产生兴趣。他眼见日食如所预测的那样来临,不禁赞叹科学已具预言的力量。他买了一本托勒密的《至大论》(Almagest,又译作《天文学大成》),仔细研读,甚至荒废了其他功课,从此一直未曾舍弃2世纪时人们所持的地球中心观点。

从哥白尼到开普勒(1558—1648)

他16岁时转入莱比锡大学,白天学习法律,晚上研究星辰。有人警告他这样的生活会导致身体和精神的崩溃。蒂丘坚持着,而且把零用钱都用来购买天文仪器。1565年,他的叔叔逝世,留给他一大笔财产。蒂丘把事情处理完毕,随即赶往维滕贝格进一步研究数学和天文,又因躲避瘟疫从那里转往罗斯托克。他在该地与人决斗,鼻子被削去一块,于是订制了一个崭新发亮的假鼻,终生戴用。他涉足占星学,而且预言庄严的苏莱曼大帝即将死亡,结果发现这位苏丹早已去世。他在德国旅行了许多地方后返回丹麦,忙着研究化学,后来因为发现卡西奥佩亚(Cassiopeia)星座一颗新星(1572年),才重回天文学的领域。他对这颗寿命短暂的星辰所做的逍遥自在的观察,及在首次出版的《德诺瓦·斯蒂拉》(De Nova Stella)一对有关此事的记载,使他名扬全欧。一些自视甚高的丹麦人大为震惊,他们认为著书立说是风头主义的一种形式,与贵族身份不相符。蒂丘娶了一个农家女为妻,更使他们狼狈。他似乎觉得对一心钻研的天文学家和装有假鼻的男人,单纯的家庭主妇毋宁是最佳的伴侣。

由于不满意哥本哈根的天文设备,他动身前往卡塞尔,因为该地有伯爵威廉四世所建的旋转屋顶天文台(1561年),有比尔吉所做的摆钟,可以空前准确地计算星辰位置和移动的时间。蒂丘怀着满腔热忱返回哥本哈根,引起腓特烈二世设立天文台的兴趣。国王将桑德海中的赫维恩(Hveen)岛赐予他,另外还有一笔丰厚的年金。利用这笔年金和自己的财产,蒂丘在那里建立了一座城堡和花园,命名为天堂城(Uraniburg)。园中有住宅区、图书馆、实验室、几座天文台及一间他自制仪器的工作室。他当时没有望远镜(望远镜还要过28年才发明出来),他的观察却引导开普勒做出划时代的发现。

在赫维恩岛的21年中,蒂丘和他的学生收集了一套资料,其广泛精确,至今无人能超越。他连续几年坚持每天记录下太阳可见的运行。他是首先承认光线折射及观察者和仪器不尽可靠的天文学家之一,所以他一再进行同一观察。他发现月球运行的轨道变化而将之简化成定律。1577年对一颗彗星的追踪,使他发现了现在世所公认的信念——彗星并非由地球大气衍生出来,而是循固定规则的轨道运行的真实天体。蒂丘出版了777颗星球的目录,并在他图书馆中的大型天体球上仔细标明,为他的生命做了最佳的注脚。

1588年,腓特烈二世驾崩。新国王是一个11岁的小男孩。控制他的摄政们对蒂丘的骄傲、脾气和奢侈,不再像腓特烈二世那样容忍,不久政府的拨款减少,1597年终于停止。蒂丘离开丹麦,以鲁道夫二世贵宾的身份定居布拉格附近的贝纳泰克(Benatek)城堡。鲁道夫向他寻求占星预言。蒂丘从赫维恩岛运来仪器和记录,登广告征求助手。这时,开普勒来到蒂丘身边(1600年),为他那难以取悦的老师断续忠诚地工作着。蒂丘希望着手把他众多的资料发展成合乎逻辑的天体理论时,突遭膀胱病的击袭。他在痛苦中熬了11天,临死(1601年)还哀叹自己不曾完成工作。葬礼演说者说他“贪图的除了时间之外没有别的”。