天文学|哥白尼:革天文学的命,我是无心的

日心说最吸引人的 , 是按照各个行星公转周期 , 给出它们与太阳距离的确定顺序:水、金、地、火、木、土 , 而托勒密体系里 , 由于水星、金星与太阳绕黄道运动的平均周期相同 , 无法确定此三者谁离地球更近 。 哥白尼的体系看上去更加简单、对称、清晰 。
1521年麦哲伦环游世界的时候 , 比他大8岁的哥白尼 , 正在波罗的海边和友人通信 , 讨论日心说 。
教科书上说:从前人们相信太阳围着地球转;而哥白尼颠倒了两者的角色 , 掀起了近代科学革命 。 这个描述过分简单 。 实际上 , 中世纪没那么落后 , 哥白尼也没那么革命 。
研究的初心是占星
与其说哥白尼是颠覆者 , 不如说他是建设者 , 小心谨慎地为中世纪天文学添砖加瓦 。
哥白尼1473年出生于波兰 。 爸爸很早就战死了 。 哥白尼的养父是他舅舅 , 一位有文化、有手腕的主教 , 也是波兰国王的密友 。 哥白尼在舅舅的关照下一生衣食无忧;他拿了教会法的博士 , 同时研究天文、医学、古典文献 , 通晓多国语言 。 毕业后任职家乡教会 , 给舅舅当秘书 , 干过医生、翻译、执政官、外交官 , 还研究货币(他的教会金库发行货币) , 创立了货币量化理论 , 第一个提出了“劣币驱逐良币”的观点 。
哥白尼时代的天文学 , 是日新月异的 。
1490年前后 , 新出版的天文学著作如雨后春笋 , 其中大部分是占星学 。 我们不能把它们简单理解为迷信 , 那是在搜集大量材料基础上的严肃讨论 。 哥白尼正是被这些著作吸引才去研究天文 。
中世纪人兴奋不安地等待着世界末日 , 而天体运转或许能透露出纷乱世界的走向 。 1490年的一幅版画上 , 占星学家和神学家一边看经书 , 一边指着头顶的天球层级 , 探讨宇宙奥秘 , 这反映出调和圣经与占星学是当时知识界的主流 。
14世纪神学家皮尔·达伊的著作很流行 , 他研究木星与土星的汇合 , 试图预言“基督之敌”出现的年代 。 哥伦布就沉浸在皮尔·达伊的占星学预言中 , 相信自己既然叫克里斯托弗(背负基督) , 注定要在世界末日扮演主角 。
哥白尼的传世著作里没提到占星 , 使这一侧面往往被人忽视 。 但史料显示 , 哥白尼对天文学的研究开始于大学期间参加占星兴趣小组 。 当时的经典 , 托勒密的《占星四书》 , 赋予行星不同的次序和特性来影响世人 , 哥白尼和同好们赞同这一认识 , 只是对行星次序有不一样的猜想 。 哥白尼研究的初心 , 是给占星学一个坚实的根基 。
没那么革命的学说
哥白尼的巨著 , 原书名为《De revolutionibus orbium coelestium》 。 在中国一直被译成《天体运行论》 , 但这是个误译 。 Orbium一词并不是我们现在理解的天体 , 而是“天球” 。 天球像一层层透明的玻璃球 。 星球镶嵌其上 , 被天球带着转动 。 天球是希腊人传下来的观念 , 所有中世纪天文学家 , 包括哥白尼 , 都对此坚信不疑 。
《天球运行论》并没有颠覆谁的世界观 。 哥白尼通篇只是假设:如果太阳在中心 , 天球体系会是如何如何 。 哥白尼虽然相信日心说 , 但他的著作只是为同行们提供一个好思路 。
哥白尼提出的宇宙仍然是球体 , 因为他认同亚里士多德说的“球体最完美” 。 哥白尼自认为最大的贡献不是日心说 , 而是反驳托勒密的偏心圆体系 , 他并没想着摧毁经典的宇宙观 。
哥白尼之所以另起炉灶 , 不是因为托勒密的偏心圆体系不好用 。 实际上托勒密体系一旦发现异常运动 , 就调整各个偏心圆的组合方式 , 以吻合实际;所以要预测行星轨迹 , 托勒密体系还是很准确的 。