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歐洲中世紀最偉大的發現,象徵用思考走出愚昧,哥白尼的日心說

今天,在克拉科夫大學附屬的聖安娜教堂的祭壇附近,我們可以看到這樣的一段碑文。它以拉丁文簡潔地寫著:“尼古拉·哥白尼是祖國的光榮,他帶給我們的祖國,我們的城市,以及我們的大學莫大的光榮”。從碑文上我們可以看出,雖然他在400年前就去世了,但是,他不朽的盛名至今仍受到全世界科學家的尊敬與擁戴。

哥白尼的日心說推翻了以地球為中心的宇宙觀,成為後來天文學的基礎,開闢了科學的新紀元。

一、天文學的開端

在遙遠的太古時期,人類就以好奇的眼光仰觀天空。《聖經》上記著“上帝創造了兩個光,大的光掌管著白天,小的光掌握著黑夜。又創造了無數的星宿,將這些星宿置於天空中,照耀大地……”但這僅僅是神話,如果根據舊約聖經的記載,這一切全是神的旨意了。但是,還有許多問題無法在聖經上找到答案。

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公元2世紀時,希臘天文學家托勒密,根據亞里士多德的觀點,發表了關於神秘的天空的一項非常令人吃驚的理論,他認為:“地球是宇宙的中心,萬物也以它為中心聚集著,無可置疑的它是巨大物質的核。”太陽、月亮、星星都不斷地繞著地球旋轉,有時改變著自己的位置。萬物圍繞著這宇宙的中樞而散佈在我們的周圍。

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這種說法似乎非常正確,幾乎沒有辯駁的餘地。但是,這種理論卻已擾亂了人類的心靈。儘管它一直使人迷惑,但是經過了14個世紀,都沒有人提出反對。在中世紀的歐洲,托勒密的學說被看成是天經地義的,羅馬教會支援這種理論,違反了它,就被稱為異端。

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直到中世紀的某一天,哥白尼在山洞的出入口,眼看著太陽從東方升起,當閃耀的陽光照射著他時,他毫不懷疑地想,

太陽一定是轉動的。

當太陽由地平線上冉冉升起時,人類可以清楚地感覺到它的轉動。它悠閒地,緩慢地,徐徐上升,它的光芒助長了萬物欣欣向榮。太陽的執行繼續下去,直到傍晚時分,它沉入在黑暗之中。

二、哥白尼

公元1473年2月19日,哥白尼生於維斯瓦河畔的託倫城聖阿娜巷。他的父親原是克拉科夫的商人,1458年遷居託倫,後曾任託倫市市長和議員,母親巴巴娜是當地一位富商的女兒。

哥日尼10歲時,父親去世,他被送到舅父烏卡斯·瓦茲洛德大主教家裡撫養。

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18歲時,哥白尼被他的舅父送到克拉科夫大學學習天文學和數學。他的舅父期望他能成為一個神父。他只好接受這份心意。1496年,哥白尼在義大利北部的波倫亞大學學習教會法,但他的主要精力是攻讀數學、天文學。1500年,哥白尼因經濟困難,到羅馬擔任數學教師。但他從未停止過對天文學、數學的研究,他在羅馬作了關於這兩個題目的演講,在義大利期間,還進行了多次天文觀察和測量。他和當地的天文學家們討論問題,交換意見。他記錄下這樣大膽的見解:“天空,太陽,月亮,裡星以及所有的東西站著不動,除了地球以外,宇宙間沒有什麼東西在動。

地球以巨大的速度繞軸旋轉,這就引起一種感覺,彷彿地球站著不動,而天空卻在轉動"

1501年夏天,哥白尼回國取得了教會的資助後,又到義大利的巴多瓦學醫,並繼續學習教會法。這期間他在鄰近的一所大學參加學位考試,獲得了教會法博士的學位。

學成回國後,由於舅父的關係,哥白尼被批准加入費隆堡大教堂的教士團,他在黑爾斯堡他舅父烏卡斯主教身邊擔任秘書和私人醫生,除了為窮人看病外,還幫助舅父寫信,並協助主持對抗條頓騎士團的鬥爭。在戰爭、看病與管理教會財產的餘暇,他還去整理自己研究的資料,用拉丁文寫出了”日心說“的提綱——《試論天體執行的假設》。他在這本書中提出了自己的假設:”

地球不是宇宙的中心。所有的天體都在圍繞著太陽運轉,太陽才是宇宙的中心。

地球和別的行星一樣繞著圓周旋轉。它1晝夜繞地軸自轉1周,1年繞地球公轉1周“。

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這種理論在當時很難令人置信。德西·史萊姆斯博士在作哥白尼的研究論文時就曾感慨地說,”這種理性與想象力的勝利,是一種可以期待的獨創性事業,但卻無法從任何的智慧泉源中流出來“。

三、挑戰與質疑

哥白尼不但是一位敢做大膽假設的思想家,而且他本人更是一位追求真理的勇士。對於自己的這套理論,表現了一種非常細心的態度。他知道這種對於天體執行的激進思想,一定會令教會大為震怒。但他深深覺得,這種對於天空探討的精沖和態度,不能算是一種罪惡。

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當他要發表這份論文時,曾經一再地檢查自己的論點,而在書中的序文裡,作了如下的說明:”我這種想法,並不是沒有理論根據的。為了害怕受到別人的蔑視,我以前只好:將它擱置在一邊“

也曾經有人勸他,不妨在序文中再加上說明,指出這個理論體系只是對於日曆的計算有所幫助,而不是絕對的真理,不過是一項假設罷了,但哥白尼並沒有接受這個建議。當他的鉅著於1543年5月24日在細倫堡推出時,哥白尼巳因病臥床1年多,眼睛也看不見了,只摸了摸書的封面,便與世長辭了。雖然”執行“的手稿,被細倫堡的出版商綦改過,原序言被偽序所替換,書名也被改為”天體執行論“,但這本不朽著作的出版,仍具有劃時代的意義。

哥白尼的日心體系學說,推翻了長期統治天文學的”地心說“,從此自然科學開始從神學中解放出來。刻卜勒與伽利略,以及其它學者們,繼續發展哥白尼的理論,而牛頓則集其大成。沒有這一套理論,刻卜勒就無法發現行星執行的正常軌道。沒有日心說為基礎的話,牛頓也不能產生萬有引力的概念。

任何天體都可由它的質量函式,計算出它所具有的引力,何況如果不能瞭解這項事實的話,現代天文學和各種天文活動也都無從談起了。

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哥白尼的宇宙論,超越了現在我們所說的太陽系。這個行星系中有幾顆行星,由自己的衛星環繞著,本身並依靠太陽的重力而繞日執行。今天,我們已經明白,太陽和太陽系只是無限宇宙的一部分而已。由龐大數目的星星,正在做龐大系統的旋轉。天文學者已理解到,太陽只是一個渺小的星體,地球就在它的周圍,距離15000萬公里的軌道上轉動。

結語

哥白尼的理論體系,使我們對天文學的知識更加具體化了。太陽是太陽系的中心,地球繞太陽進行公轉,而本身也有自轉的現象,由此產生了晝夜。而地軸是以大約22。3°的傾斜角度,指向公轉的中心——太陽,由於這種傾斜的狀態,使地球在公轉的週期中,當北半球向著太陽的時候,便是北半球的盛夏時節,經過6個月的光景,南半球便轉向太陽,於是,夏天便降臨在南半球了。

在哥白尼之前,有一些不被接納的學說,由於太陽中心論的提出,才顯得正確而可信。今天,愛因斯坦的相對論,雖然為天文學與物理學展開了新紀元,但是,也不能推翻哥白尼的根本理論。

德國詩人歌德就曾這樣稱讚道:"哥白尼地動學說撼動人類意識之深,自古無一種見解,無一種發明,可與之相比。"

參考資料:《西方科學技術發展史》、《哥白尼傳》、《天文學的前世今生》