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19 从哥白尼到伽利略(上):哥白尼和伽利略到底改变了什么?

作者:张笑宇

2022-01-04·阅读时长7分钟

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19 从哥白尼到伽利略(上):哥白尼和伽利略到底改变了什么?

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你好,我是张笑宇,欢迎来到《人类文明进步史:技术如何塑造我们》。

上两讲,我们介绍了印刷机与宗教改革之间的故事。宗教改革也是欧洲文明步入现代社会的先声。这就是思想的革命。而这一讲开始,我们讲一讲欧洲文明发生的科学的革命。

讲到科学革命,就不得不提三个人。这三个人分别就是哥白尼、布鲁诺和伽利略。他们三个前后相隔差不多一百多年,也就是三、四代人的时间。他们三个人都跟意大利有关系:哥伦布在意大利留学,布鲁诺和伽利略就是意大利人。而且,这三个人是有传承关系的:布鲁诺和伽利略都非常熟悉哥白尼的著作,也都主动站在哥白尼一边,捍卫和完善了他的理论。所以,讲科学革命,从这三个人的故事开始,再适合不过了。

咱们先来说说哥白尼。哥白尼出生于1473年,去世于1543年,比咱们上一讲介绍的马丁·路德大十岁,早去世三年,所以他们俩基本是同一个时代的人。换句话说,宗教改革和科学革命,也差不多是同一个时间开始的事情。而且,哥白尼和马丁·路德两个人是彼此认识的。但是,宗教改革和科学革命这两件事的交集并不多。因为我们上一讲介绍过,马丁·路德搞宗教改革,走的是群众路线。但是科学革命是不能指望群众的,科学革命主要发生在知识分子和精英层面,也就是以哥白尼、布鲁诺和伽利略为代表的人群。

言归正传。哥白尼出生在波兰,父母是经商的,家里比较有钱,所以哥白尼受到的教育很好。哥白尼十岁左右,父亲去世了,之后被舅舅抚养长大。他的舅舅属于成功人士,认识当时顶级的学术大佬,在这些大佬的影响下,哥白尼对天文学产生了兴趣,并准备到当时欧洲学术最发达的地方——意大利去留学。

当时欧洲天文学的主流学说,叫做托勒密体系。托勒密是生活在公元2世纪的一个罗马科学家,他的天文学体系核心观点就是地球处在我们这个宇宙的中心。当然,这个观点本身没什么稀奇的,我们生活在地球上,把我们自己脚下的大地当作宇宙的中心,这是个很自然的想法。托勒密的厉害之处,在于他以此为基础,发展出了一套天文学的物理模型。在他的观点里,这个宇宙的结构就是大球套小球,一层一层就像俄罗斯套娃一样,只不过这些球都是透明的。咱们晚上看到的星星,就是挂在这些透明球面上的。球面转动,星星转动,就成了我们看到的太阳月亮东升西落,以及星象的四季变化。你可别小瞧托勒密这个理论,虽然他的理论是错的,但他积累的对天文观测的数据可不是假的。他按照这个理论制定的表格,真的能够算出太阳、月亮、星星的升落时间,甚至推算日食和月食。

你可能会问了,托勒密算这套东西有用吗?答案是有用的。古人并不是对科学的意义完全不了解。他们也知道观测天文星象,有助于判断气候变化,对农业生产有帮助。像咱们中国古代也有钦天监,要根据星象制定历法,作用很大。除此之外,古人还相信占星学,就跟现代人相信星座一样。啊,今年水逆,咱干啥事都小心点。托勒密放在古代,那是妥妥的占星大师,上到皇帝下到百姓,都很信任他。这就是他的天文体系的影响力。

托勒密的天文体系虽然厉害,但是他的理论,其实长期存在着质疑。这是因为,很多天文学家经过观测,发现星星的变化位置跟托勒密的模型预测的不一样。但是他们没有办法提出比托勒密这个“大球套小球”更合理的模型,所以无法从根本上打击托勒密体系。但是哥白尼呢,他的思路就不一样。他觉得,这些数据对不上,本质上是因为托勒密的体系是错的。如果把这个体系修改一下,把太阳放在中心,把地球和其它星星放在那些一层套一层的透明球体上,那就对了。这就是哥白尼后来著名的“日心说”。

当然,咱们用今天的天文学眼光来看,哥白尼这套理论也是错的。因为我们现在知道,整个宇宙中的星星并不是套在球面上旋转的,而是处在各自复杂的星系中,离我们的距离也超级遥远。它们之所以看起来像是围绕我们旋转,那是因为我们的地球既在自转,同时又绕着太阳公转。所以哥白尼的这套体系呢,没有比托勒密的体系进步太多。但是,哥白尼的日心说依然非常重要,因为科学的进步,不可能一蹴而就。托勒密的理论是错的,咱们不可能要求马上有人提出一个正确理论来推翻它。科学进步是在一点一滴的改进的基础上产生的,关键在于,要用事实说话,要用数据说话。既然托勒密的体系有数据对不上,咱们就先不管他有多权威,先来讨论讨论他到底是哪儿出现了问题,这才是科学能够取得进步的方式。

咱们还是回到哥白尼身上。哥白尼这个理论提出来之后,他自己也知道这是在挑战传统权威学说,所以他不敢发表,只是给自己身边的至交好友看一看。这个理论非常有震撼性,引发了一些好朋友的兴趣。关于新理论的传言就开始在意大利流行。到1533年,也就是哥伦布六十大寿那年,连教皇和一堆大主教听了他的理论后,都特别感兴趣,希望他能公开发表他的理论。哥白尼受到鼓舞,于是就出版了他倡导“日心说”的著作《天体运行论》。

这里,我要纠正一个很多人都可能存在的误解:哥白尼活着的时候,教会其实没有特别反对哥白尼本人的学说。教会真正反对哥白尼的学说,是到了伽利略年代才采取激烈行动的。至于为什么会这样,下一讲我会详细说明。在哥白尼本人活着的时候,教会其实不大关心他提出了怎样的学说。因为哥白尼本人是个纯粹的学者,他的理论基本上都是学术研究,而且在当时支持的人很少。说白了,是非常曲高和寡的理论。

当然,我这么说,不是为教会辩护。教会不关心哥白尼,这个现象的背后其实是掌权者对真理的轻蔑。说白了,就是你一个教书的学究,提出来一个没啥人支持的“歪理邪说”,你能掀起啥风浪呢?这有啥好管的呢?王尔德说过,比遭人议论更糟糕的,是无人议论。当时哥白尼的情形,其实就是这样的。所以他活到七十,基本上是寿终正寝了。当时整个欧洲大概只有十五个天文学家支持他的理论,其余大多数人,都是反对的。

哥白尼提出日心说之后,他的理论得到了一些新数据的支持,比如像天文学家第谷,还有第谷的助手开普勒。但是,这两个人掀起的风浪,都没有布鲁诺大。

布鲁诺出生于1548年,死于1600年。他出生那年,哥白尼已经去世五年了,两个人正好错开。布鲁诺是意大利那不勒斯人,早年是个文艺青年,喜欢说走就走的旅行,去过意大利、法国和英国,四处拜访知名学者,自由地吸收一切思想。

如果说哥白尼是个纯粹的学者,那布鲁诺可以说更像个公知。他兴趣爱好很广泛,对什么记忆法则、印章学、神秘主义都特别感兴趣,还有着超级丰富的想象力。他在接触到哥白尼理论之后,大为兴奋,立刻认同了哥白尼的正确性。而且,他还在这个基础上,写了一本更加汪洋恣肆的书,叫做《无限、宇宙和世界》。这本书是一本玄之又玄的奇书。里面提到托勒密的主流观点是,宇宙是有限的。但是布鲁诺却认为,宇宙是无限的,宇宙中有无数的恒星和行星,在人类所生活的这个世界之外,还有无限多个其它世界,那个世界中的人也像我们这样生活着。这其实特别像今天科幻作品里常见的“多重宇宙”观念。写完这本书后,布鲁诺还就无限宇宙这个概念又写了好几本书,其中他想象,在另外一个世界,驴成了智慧的化身,他用这个想象来讽刺现实中人的刻板印象;他还想象,每个人其实都经历过无限的轮回,转世成为各种动物。

如果布鲁诺活在现代,那他可能会成为一个非常成功的科幻作家,比如去给科幻动画片《瑞克和莫蒂》当编剧。但是,在那个年代,布鲁诺的这些想法就很危险了。这在教会看来,问题太多了:你说宇宙是无限的,世界有好多个,那上帝跟这些世界是个啥关系?是不是每个世界都有一个上帝?你是不是在暗示每个世界都会想象一个上帝,所以我们这个世界的上帝也是想象出来的?总而言之,你这个人的思想很危险。于是,教会面对布鲁诺,就不像面对哥白尼那样漠不关心。

但是,布鲁诺这个人恰恰又是个特别有个性的人。他脾气很臭,对一般人没什么好脸色。悲剧就此发生了:他跟教会发生了争执,最后被押回罗马受审。罗马教廷审判他足足用了七年,最后宣判他死刑,把他架在火刑柱上烧死了。这里要说明的是,罗马教廷审判布鲁诺,主要倒不是因为布鲁诺宣传哥白尼的思想,而是因为布鲁诺宣传无限宇宙和多元世界,以及相信人类灵魂无限轮回等观点。这些观点在当时跟天主教的教义是冲突的,所以教会认为他有罪。我要特别强调这点,因为有些人学习到了与原先旧知识不同的新材料,就要替教会翻案,说布鲁诺不是为科学牺牲的,教会审判他是因为他异端。是,教会审判布鲁诺,的确不是因为哥白尼学说。但是布鲁诺写写多元宇宙有啥错呢?这个问题在科学上不能讨论吗?所以归根结底,咱们重新看待历史,不能因小失大。教会钳制思想从根本上就是错误的,这是我们讨论这段历史的基础。

布鲁诺虽然被处死了,但是他的理论毕竟太过惊世骇俗,也没有太多人支持他的科学观点。但是接下来这位伽利略可就不一样了。

伽利略出生在1564年,比布鲁诺小16岁。他父亲是个音乐家,属于社会名流,所以伽利略也受到了特别好的教育。伽利略这个人是个真正跨学科的天才,他研究过物理学、天文学、工程学、数学,更新了望远镜,还发明了测温仪和军用罗盘。爱因斯坦说,伽利略是现代科学之父。霍金说,伽利略对自然科学诞生的贡献,比其他人都多。

对自然科学贡献最大的伽利略,其实也是天主教会最严防死守的对手。布鲁诺这个人的理论看起来太不着调,所以反而好对付。但伽利略是个真正的大科学家,取得了那么高的成就,被那么多人认可,教会是不能把他随随便便烧死的。最后,教会采取的手段是把伽利略软禁起来,从1633年到1642年他去世,关了他十年禁闭。那么,这位大科学家到底是干了什么,才让教会这么忌恨呢?下一讲,我就来揭示这个问题。好,我们下集再见。

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文章作者

张笑宇

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华东师范大学世界研究中心研究员,著有《技术与文明》《商贸与文明》《产业与文明》

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张笑宇·人类文明进步史

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