四个科学家和日心说 地心说和日心说

近期心血来潮,在编写一些科普教材,突然关注起欧洲16世纪的几个科学家,他们都与“日心说”有关。

十五、六世纪的欧洲,正是从封建社会向资本主义社会转变的关键时期,在这一二百年间,社会发生了巨大的变化。当时,欧洲是“政教合一”,罗马教廷控制了许多国家,圣经被宣布为至高无上的真理,凡是违背圣经的学说,都被斥为“异端邪说”,凡是反对神权统治的人,都被处以火刑。新兴的资产阶级为自己的生存和发展,掀起了一场反对封建制度和教会迷信思想的斗争,出现了人文主义的思潮。他们使用的战斗武器,就是未被神学染污的古希腊的哲学、科学和文艺。这就是震撼欧洲的文艺复兴运动。文艺复兴首先发生于意大利,很快就扩大到波兰及欧洲其他国家。

就在这样一个大变革大动荡的年代里,1473年2月19日,哥白尼(MikolajKopernik)在波兰维斯瓦河畔的托伦城诞生了。他的父亲是个当议员的富商。

哥白尼10岁的时候,他的父亲死了,他被送到舅舅务卡施大主教家中抚养。务卡施是一个人文主义者,他和当时波兰进步的知识界来往极为密切,并与意大利卓越的革命家、人文主义者菲利普
·布奥纳克西是挚友。在哥白尼念中学的时候,务卡施就带着他参加人文主义者的聚会。1491年,按照舅父的安排,哥白尼到克拉科夫大学去学习天文和数学。克拉科夫在1609年前为波兰首都。

当时,波兰已经产生了一些有名的天文学家,如马尔卿·克洛尔,他于1450年写成《亚尔峰斯星象表订正》一书,并在许多国家讲学。又如著名的天文学家沃伊切赫,曾编制天文历表,他就在克拉科夫大学讲课,是哥白尼求学时的数学和天文教授。哥白尼的观测天文工作在克拉科夫大学时就有了良好的开端。他曾利用著名的占星家玛尔卿·布利查(约1433~1493年)赠送给学校的“捕星器”和“三弧仪”观测过月食,研究过浩翰无边的星空,开始考虑地球的运转的问题。

哥白尼在克拉科夫大学学习三年就停了学,1496年,哥白尼披上僧袍,动身到意大利去学习“教会法”了。为了取得出国的路费和长期留学的生活费用,他再次接受他舅父的安排,决定一辈子担任教会的职务。

1496年秋天,23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利,在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学,博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉(deNovara,1454-1540)对哥白尼影响极大,在他那里,哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。后来在费拉拉大学获宗教法博士学位。哥白尼作为一名医生,由于医术高明而被人们誉名为“神医”。

他在意大利学习“教会法”的同时努力钻研天文学。

当时,古希腊的大天文学家托勒密,在公元二世纪时,总结了前人在400年间观测的成果,提出“地球是宇宙中心”的学说。这个学说一直为人们所接受,流传了1400多年。

哥白尼曾十分勤奋地钻研过托勒密的著作。他看出了托勒密的错误结论和科学方法之间的矛盾。

哥白尼观测天体的目的和过去的学者相反。他不是强迫宇宙现象服从“地球中心”学说。哥白尼有一句名言:“现象引导天文学家。”他正是要让宇宙现象来解答他所提出的问题,要让观测到的现象证实一个新创立的学说——“太阳中心”学说。他这种目标明确的观测,终于促成了天文学的彻底变革。

这时,哥白尼还努力研读古代的典籍,目的是为“太阳中心学说”寻求参考资料。他几乎读遍了能够弄到手的各种文献。他在钻研古代典籍的时候,曾抄下这样一些大胆的见解:“在行星的中心站着巨大而威严的太阳,它不但是时间的主宰,不但是地球的主宰,而且是群星和天空的主宰。”

1506年,哥白尼结束了在意大利十年留学的生活,动身回国。

1506-1512年间,在赫尔斯堡,哥白尼把他的“太阳中心学说”写出了一个提纲,取了一个朴素的名字,叫《试论天体运行的假设》,宣布:“所有的天体都围绕着太阳运转,太阳附近就是宇宙中心的所在。地球也和别的行星一样绕着圆周运转。它一昼夜绕地轴自转一周,一年绕太阳公转一周。”

1512年,哥白尼来到弗龙堡作了教堂神甫。他以箭楼为宿舍,以平台作为天文台,进行了30年的潜心研究。

1525年秋天,哥白尼写作《天体运行论》的工作,这时,哥白尼的观测天体的箭楼上来了一个女管家,名叫安娜。安娜出身名门,性情娴淑,衷心爱慕哥白尼,毅然抛弃世俗的成见,和被教会剥夺了结婚权利的哥白尼同居。哥白尼在安娜的帮助和照顾下,书桌上的手稿迅速地一叠叠地增加起来了。

这时,哥白尼的学说在社会上也引起了不少的非难。新教徒(路德派)比旧教徒更为敌视哥白尼的学说。马丁·路德曾挖苦说:“这个傻瓜想要推翻整个天文学!”《宗教宣言》的执笔人菲利普·梅兰赫东也指责哥白尼“不顾眼前的事实而想入非非。”

1541年,他最后下决心将他的著作付印。

哥白尼将他几十年来心血的结晶——《天体运行论》的手稿,交给他的朋友,几经转手,纽伦堡的一个出版商奥塞安德尔完成了这本著作的印刷出版。

1543年5月24日,当这部巨著印好并送久病的哥白尼手里时,他已危在旦夕。御医梭尔法把书放到被子上,并把哥白尼的手放到书上,哥白尼用他的无力的手痉挛地抓住书本。哥白尼已到弥留的时刻,一小时以后他就与世长辞了,享年七十岁。

哥白尼没被教会迫害处死的大概原因是:

1、写出了《天体运行论》的哥白尼,他自始至终都是一个虔诚的天主教徒。他用科学的观察否定了天主教会毫无《圣经》根据却又影响深广的旧有知识。他在《导言》里是这样写的:“如果真有一种科学能够使人心灵高贵,脱离时间的污秽,这种科学一定是天文学。因为人类果真见到天主管理下的宇宙所有的庄严秩序时,必然会感到一种动力促使人趋向于规范的生活,去实行各种道德,可以从万物中看出来造物主确实是真美善之源。”在哥白尼别的著作里同样充满了天主的名字以及天主的智慧与慈爱。

2、出版商奥塞安德尔曾学过天文学,他簒改了原稿,删减了哥白尼学说的一些内容,力求使科学迁就当时社会的旧有认识。

3、在《天体运行论》将要出版的时候,罗马教廷正在考虑对策。1541年,红衣主教施福治向教皇休罗献策:“我建议不要理睬这种渎神的言论,因为既然恶魔已点了火,你再去给它煽风,火就会烧得更大。最好是不闻不问。”罗马教廷很赏识这个建议。

4、由于哥白尼的著作是用拉丁文写的,而且只有懂数学的人才能看懂,在市民阶层中影响不大,因此,罗马教廷在70多年间没有对哥白尼的著作明令取缔。

在哥白尼死后5年,布鲁诺(Giordano Bruno,1548-1600)出生在意大利那不勒斯,一个没落的小贵族家庭。

1565年,布鲁诺在强烈的求知欲的驱使下,进入了多米尼克僧团的修道院,第二年转为正式僧侣。10年后,他获得了神学博士学位,还得到了神甫的教职。在当时强大的人文主义思潮影响下,

布鲁诺阅读了不少禁书,其中对他影响最大的是哥白尼的《天体运行论》。他被哥白尼的学说所吸引,开始对自然科学发生了浓厚的兴趣,逐渐对宗教神学发生了怀疑。他对经院哲学家们所宣传的教义持否定态度,写了一些批判《圣经》的论文,并从日常行为上表现出对基督教圣徒的厌恶。

布鲁诺的言行触怒了教廷,他被革除教籍。宗教裁判所指控他为“异端”。但布鲁诺依然坚持自己的观点,毫不动摇。为了逃避审判,他离开了修道院,逃往罗马,后来又转移到威尼斯。由于宗教法庭到处通缉他,整个意大利没有一块他立足的地方。

1578年,他越过海拔4000米高的阿尔卑斯山流亡瑞士。在日内瓦由于他激烈反对加尔文教派,遭到了逮捕和监禁。

1579年,布鲁诺获释后来到法国南部重镇土鲁斯,在当地一所大学任教,他在一次辩论会上,发表了新奇大胆的言论,抨击传统看法,引起了该校一部分反动教授和学生的反对,他被迫离开了土鲁斯。

1581年,布鲁诺来到巴黎,在巴黎大学宣传唯物主义和新的天文学观点,遭到法国天主教和加尔文教的围攻。

1583年,他逃往伦敦。这个时期是他思想完全成熟和创作高峰的年代。这些年他发表了数部用意大利文写的作品:《灰堆上的华宴》、《论原因、本原与太一》、《论无限、宇宙、与众世界》、《驱逐趾高气扬的野兽》、《飞马和野驴的秘密》、《论英雄热情》等等。这些著作语言丰富生动,论述尖锐泼辣,结构严谨无隙,既可见当时哲学论战之尖锐激烈,又体现出他宣传新思想的满腔热情。在牛津大学的一次辩论会上,布鲁诺为捍卫哥白尼的太阳中心说,发表演说批判了被教会奉为神圣不可侵犯的托勒密地心说,同经院哲学家门展开了激烈的论战,于是布鲁诺又被禁止讲课。

1585年,布鲁诺返回巴黎。第二年春天,在巴黎最古老的著名学府索尔蓬纳大学组织了一次大规模的辩论会,他在演说中再次论证了他的宇宙观。由于他反对被教会奉为绝对权威的亚里士多德和托勒密,被再次驱逐出法国。后来布鲁诺又去德国、捷克讲学,漂泊了六年。在侨居法兰克福期间,他又发表了三部用拉丁文撰写的著作:《论三种极小和限度》、《论单子、数和形》和《论无量和无数》。

由于布鲁诺在欧洲广泛宣传他的新宇宙观,反对经院哲学,进一步引起了罗马宗教裁判所的恐惧和仇恨。

1592年,罗马教徒将他诱骗回国,并逮捕了他。刽子手们用尽种种刑罚仍无法令布鲁诺屈服。他说:“高加索的冰川,也不会冷却我心头的火焰,即使像塞尔维特那样被烧死也不反悔。”他还说:“为真理而斗争是人生最大的乐趣”。经过8年的残酷折磨后,布鲁诺被处以火刑。

1600年2月17日凌晨,罗马塔楼上的悲壮钟声划破夜空,传进千家万户。这是施行火刑的信号。通往鲜花广场的街道上站满了群众。布鲁诺被绑在广场中央的火刑柱上,他向围观的人们庄严的宣布:“黑暗即将过去,黎明即将来临,真理终将战胜邪恶!”最后,他高呼“火,不能征服我,未来的世界会了解我,会知道我的价值。”刽子手用木塞堵住了他的嘴,然后点燃了干柴。布鲁诺在熊熊的烈火中英勇地就义了。

布鲁诺曾先后到过欧洲十几座著名的城市,宣传哥白尼的理论,借以打击神学的世界观。他去讲学的地方有信奉新教的国家,也有天主教的国家,即使被人驱逐,他也毫不在乎。但是,当布鲁诺发表著作介绍哥白尼学说的时候,教廷就采用了严厉镇压的手段。

这是因为,布鲁诺写的是明白晓畅、人人都懂的意大利文,文笔优美而犀利,讽刺了那些拚命维护“地球中心学说”的神学家,并揭示了哥白尼学说的全部唯物主义的意义。

布鲁诺在宇宙的无限性和运动的永恒性方面发展了哥白尼的学说。他在重述地球只是许多行星中的一颗这个论点时,进一步指出,被地球和其他行星绕行的太阳,只是无数恒星中的一颗,它不是宇宙的中心,宇宙是没有中心的,是无限的。

布鲁诺的卓越思想使与他同时代的人感到茫然,为之惊愕!一般人认为布鲁诺的思想简直是“骇人听闻”。甚至连那个时代被尊为“天空立法者”的天文学家开普勒也无法接受,开普勒在阅读布鲁诺的著作时感到一阵阵头目眩晕!

就在意大利布鲁诺被处死时,德国的天文学家开普勒已经是29岁了,他已经成为了天文学家第谷的助手。

开普勒(JohannsKe-pler,1571~1630)是德国著名的天文学家。1571年12月27日,他出生于一个没落贵族的贫困家庭。开普勒的身世是不幸的。他17岁时父亲去世。大学毕业后,开普勒到了奥地利,靠麦斯特林的推荐当上了格拉茨大学的数学和天文学讲师。当时的讲师薪水很低,
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且常常遭到拖欠不发,开普勒不得不靠编制占星历书而养家糊口。1607年他在给友人的信中曾这样诉说自己的狼狈处境:“我整日饥肠辘辘,就像一条狗似的瞧着我的主人”。

1598年,为了拜第谷为师,他带着妻子儿女,忍着饥寒劳累,长途跋涉,不幸中途病倒,在一个小客栈里躺了几个星期。一个拖家带口的远行人,病在异乡,身无分文,实在走投无路了,他只好提笔向第谷写信求援。慷慨的第谷很快给他捎来了钱,使他慢慢摆脱了狼狈处境,来到第谷身边,投入了对行星运行规律的研究。

不幸的是,第二年第谷先生因病去世。他临终时把21年的天文记录给了开普勒要他继续研究完成星表的编写,且让他接任台长。嫉妒他如此年青有为的第谷的亲戚们联合起来把第谷手稿全部拿走,逼迫开普勒不得不另行观测,26年后才完成了第谷遗愿,在他的《鲁道夫星表》出版的序言中说:“最崇高的皇帝,在我经过26年的艰辛完成了奉献给殿下的这部著作的题词中,我能说些什么?我就像一个坐着一艘外国轮船的人一样,船在哪儿靠岸,我也只能在哪儿上岸。仅此而言,别无所求。”。

开普勒26岁时与一个出身名门的寡妇结婚,举止傲慢的妻子使他很少感到家庭温暖。1613年在前妻死后他又选择了一个贫家女为伴,感情虽很融洽,无奈经济上常处于绝望境地。开普勒以坚强的毅力与疾病进行斗争。他两个妻子共生有12个小孩,大多在贫困中夭折。他作为新教徒常受到天主教会的迫害,他的一些著作被教皇列为禁书。经济困苦和操劳跋涉严重损害了开普勒的健康。皇帝即使在较兴隆的时期都是怏怏不乐地支付薪水。在战乱时期,开普勒的薪水被一拖再拖,得不到及时的支付。

在贫病交加中奋战了20多年,建立了天体运动的三大定律,实现了年轻时立下的宏愿。

开普勒第一定律,也称椭圆定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。

开普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的角动量守恒。

开普勒第三定律,也称调和定律:各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。

不过,开普勒一生都没走运,他一直生着病,一贫如洗。他终生被病魔纠缠,有时病得死去活来。他4岁时出天花,险些死去,接着又患猩红热,高烧持续不退,结果眼睛被烧坏,成了高度近视且两手因后遗症而失去灵便。1630年,开普勒年近花甲了,一个阴寒的秋日,他辞别家人,骑着一匹瘦马,去布拉格向政府索要拖欠了二十余年的欠薪,但走到拉迪斯本镇,第二天他就起不来床了。他在病中暗暗自语:“我是惯于这种病痛,不久就会好的。我的星表还没有做完……”。他卖掉了老马,所得杯水车薪,无济于事。这位骨瘦如柴、病魔缠身的科学老人,在举目无亲的地方,终于当年11月15日,含恨离开了人间,终年59岁!此时的他,身边只有书籍手稿和等于废纸的欠款白条,以及不到8芬尼(0.08马克)的小钱!

开普勒的另一个不幸是因信奉哥白尼学说与自由化思想,受到歧视与迫害。他1621年的《哥白尼天文学概要》被宗教裁判所列为禁书,搜走的书被付之一炬。遭遇了宗教冲突和战乱。1594年,开普勒担任格拉茨大学新教神学院的数学和天文学讲师,同时从事天文学研究。1598年,菲迪南大公颁布了反新教法令,在天主教会的胁迫下,新教徒的开普勒不得不逃到意大利。但当年他是否和伽利略见过面?但他和伽利略间一直有书信来往。

布鲁诺被烧死42年以后。伽利略·伽利雷(GalileoGalilei,1564-1642年)世界知名科学家出生了,他出生在意大利的比萨。

33岁的伽利略也接受了哥白尼的日心说。
  伽利略曾经写信给开普勒,信上说:“我信服哥白尼的观点已经有很多年了,我根据他的观点,发现了自然界很多现象的原因。我写过许多驳斥对立论点的文章……”为了让教会当局也相信这种学说,伽利略献上他的望远镜,叫他们亲自去观测天空的秘密。可是教会当局不愿意相信自己的眼睛。他们的借口是,望远镜会产生种种幻象,看到的东西都不实在。其实他们担心的是,哥白尼学说的传播会对教会产生不堪设想的后果。教皇乌尔本三世曾忧虑重重地说:“哥白尼的学说可能产生比路德教派更可恶的后果。”

1616年2月,宗教裁判所宣布伽利略的著作为异端邪说。3月5日,图书审查协会又宣布哥白尼的《天体运行》为禁书,禁止印行。这时他染上重病,精神颓丧,就向宗教裁判官递了一份供状,上面写道:“我以严重的邪教嫌疑罪被捕,这种邪教就是……太阳是宇宙的中心……而地球在动……”他念到最后几个字的时候,曾经在地上跺着脚,自言自语地说:   “可是地球的确是在动啊!”后为他被判处终身监禁。

17世纪中叶后,自然科学日益进展,哥白尼学说的正确性日渐巩固,内容也有了很大的发展。在这方面起决定作用的,是英国物理学家牛顿(1642~1727年)。他写成《自然哲学的数学原理》一书,用万有引力的原理解释了行星的运行,给地球的绕日公转提供了更有力的证明。此外,科学家们还做过很多实验,证明了地球的自转和公转。人类对宇宙的现代观念逐渐形成。

1830年,波兰的华沙斯塔锡茨广场前竖立起哥白尼的纪念像。在揭幕典礼上,波兰著名诗人致词说:“这个喜庆的日子终于来临了!哥白尼曾以半个世纪的功夫凝眸注视太阳,今天太阳终于把它仁慈的光芒倾注在他的身上……。”

1889年6月9日,在布鲁诺殉难的罗马鲜花广场,人们为纪念这位为真理而呐喊、为科学而献身的伟大思想家,为他树立了一尊铜像,永远纪念他的勇气和功绩。

在1953年2月19日哥白尼诞生480周年的时候,人们曾经广泛而隆重地展开过各种纪念活动。哥白尼的骨骸在一间教堂内被发现,经过重新复原之后,在2010年重新安葬。

存在的疑团:

布鲁诺、开普勒、伽利略都是日心说的支持者,开普勒最为幸运的,虽然他一身贫困,但他所受到的迫害最少,这是为什么?

布鲁诺(1548-1600年),开普勒(1571~1630),伽利略(1564-1642年),这三个大科学家,都持有相同的科学观点,都在意大利生活过,难道他们没有见过面?

1592年-1600年,布鲁诺被囚禁在意大利的罗马,那时开普勒和伽利略应该有机会去看望牢中的布鲁诺。

向为科学献身的人们致敬!

  

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