第二章 哥白尼和开普勒一、新天文学的问题

为什么哥白尼和开普勒在这个新假说——地球是绕轴自转、同时又绕太阳公转的一颗行星，而固定的恒星处于静止之中——得到任何经验证实之前就相信它是天文学宇宙的真正图景？从历史的角度来看，这是开始我们的抨击的最方便的问题。

为了准备对此问题提供一个回答，让我们问另一个问题：一位与哥白尼同时代的头脑健全而有代表性的思想家有什么理由把这个假说作为一个轻率的、毫无根据的先验论而加以拒斥？我们是如此习惯于认为对这位伟大的天文学家的反对主要是以神学的考虑为根据的（在那时这当然基本上是对的）， 因而我们便容易忘记已在和正在竭力反对它的那些坚实的科学异议。

首先，没有已知的天体现象不是由托勒密的方法来说明的——如果不使用更现代的仪器，托勒密的方法能够达到人们所期待的那种精确性。天文学事件的预言被作出，从实际发生的观点来看，这种预言并不比一位哥白尼式的人物所作出的预言变化更大。在天文学中，正如在其他地方一样，占有者在诉讼中总占上风。任何聪明的思想家都不会放弃一个古老的、经受了时间检验的宇宙理论，而去支持一个新式方案，除非此方案获得了一些重要的优点，而在这种情形中，显然在精确性上毫无收获。根据托勒密的思想正如根据哥白尼的思想一样，都能正确地绘制天体运动图。

其次，感觉证据在这件事上似乎是完全清楚的。在那个时代之前，人们实际上就能借助望远镜看见太阳黑子，金星的位相和月球的外表——换句话说，他们能够发现这些天体本质上是由与地球一样的质料构成的确信证据， 能够确定它们的实际距离是多大。地球是一个坚实的、不可运动的实体，而在它的不太遥远的极限上，光以太和点点星光日复一日地在它周围漂浮着， 这对感官来说必定是无可争议的。对感官来说，地球是厚实、稳定的东西； 天空，当在每一阵飘逝的微风和每一点闪烁的星光中显示出来时，相比较则是稀薄轻柔、漂渺不定的东西。

第三，在感官的这种据说不可动摇的证据的基础上，建立起了一种关于宇宙的自然哲学，这种自然哲学为人的思维提供了一种相当完备和令人满意的背景。土、水、空气、火这四个元素——其上升的等级不仅涉及到实际的空间关系，而且与尊严和价值有关——就是人们习惯于对无机王国进行思考的范畴。在这种思想方式中必然涉及到这一假定——天体在质上更高贵，而且实际上比地球更灵活易变。当把这些预设添加到亚里士多德形而上学（它使得这个天文学概念与至今的人类经验总体保持普遍和谐）的其他基本原理上时，对一种广泛不同的天文学理论的暗示，必然是在人们所获得的关于世界的每一项重要的知识的冲突之光中出现的。

最后，对这个新理论有某些特殊的异议，在当时所达到的天文观测和力学科学的状况下，这些异议是无法令人满意地加以回答的。如果哥白尼学说是正确的，那么其中的一些异议（比如说在空气中垂直下落的一个物体必定落在它的起点之西的断言）也必须等到伽利略为近代动力学奠定了基础之后才能予以反驳。其他异议（比如说这一异议，在哥白尼看来，恒星应该显示出一种年视差，因为它们每六个月偏离地球的位置达 186，000，000 英里之

远）要等到贝塞尔在 1838 年发现了这种视差之后才能予以回答。在哥白尼时代，感官看不见任何恒星视差，这意味着如果哥白尼学说是可靠的，那么把一个如此巨大的距离赋予恒星简直很荒唐可笑。这些异议只是从这个完全缺乏经验证实的新假说中合法地推导出来的许多异议中的两个。

按照这些考虑，这样说是万无一失的，即：即使不存在反对哥白尼天文学的宗教顾虑，全欧洲聪明的人们——尤其是那些最具有经验主义头脑的人们——也会宣称在还没有对人们经过确认的感觉经验进行可靠的归纳（这种归纳是在岁月中逐渐建立起来的）之前，就接受一种无拘无束的想象力的不成熟的成果，这是一种轻率之举。在对经验主义这个当今哲学的本质特征的强调中，提醒我们自己注意这个事实，这是合适的。如果当代的经验主义者是生活在 16 世纪，那么他们首先就会在法庭之外嘲弄这种新的宇宙哲学。

为什么在面临如此有份量的事实时，哥白尼还会把这个新理论提议为对地球和天体之间关系的真正说明？他肯定已为强有力的理由所打动，如果我们能够精确地确定这些理由的出处，那么我们就会发现近代物理科学的哲学的奠基石和基础结构。因为为了反对这些严重异议，他只能申明他的观念把天文学事实抛入一个比较简单和比较合谐的数学秩序之中。由于取代了托勒密体系的 80 个本轮，哥白尼体系是比较简单的，他只用 34 个本轮便能“拯

救现象”，而这 34 个本轮是现在已被排除掉的地球仍处于静止的假定所要求的。由于主要的行星现象现在能够通过一系列以太阳为中心的同心圆（我们的月球是唯一不规则的侵入者）得到很好的表达，这样哥白尼体系就更和谐了。但是从刚才提出的那些牢靠的哲学异议来看，这种高度的简单性和和谐性是什么呢？

在回答这一问题时，让我们简要地描述一下与哥白尼的知识环境相关的情况，以及在这关键的一步上它们对哥白尼的影响。我们会发现，答案主要要在那个环境的如下四个特点中来寻找。

首先，古代和中世纪的观察者当然都已注意到，在许多方面，自然似乎是受简单性原则支配的，而且他们已用谚语式的公理的形式记录下他们观察的要义，这些公理已成为人们普遍接受的世界观的一部分。落体垂直地向地球运动，光以直线传播，抛射体并不改变驱使它们运动的方向，这些事实以及无数其他熟悉的经验事实都已产生这种通常的谚语，比如说，“Natura semper agit per vias brevissimas”（自然总是通过最短的路径而运动）； “Natura nihil facit frustra”（自然不会毫无目的地劳作）；’Natura neque redundat in superfluis，negue deficit in nec-essariis”（自然绝不多给，也绝不少与）。自然以使用起来最方便的方式实施其责，从不多费力气， 这个思想往往以某种方式削弱了大多数人对哥白尼的反感；笨重的本轮在数目上已被削减，托勒密体制中的各种不规律性被排除，如果以上所述的谚语对自然来说是真的，那么这就是预料中的事了。当时哥白尼正是以简单性原则的名义攻击老观点中的某些复杂性，例如托勒密的等径圆周，以及他不能把均匀速度赋予行星运动；①当时他同样也褒扬了自己的体系，称赞它可以由 “Paucioribus et multo conve-nien tioribus”（多与少相互协调）来表达；他估计到他那革命性的观点一定会激起不少偏见，他正确地期望以某种方式削弱这些偏见。

① 《尼古拉·哥白尼论天体运动假说》（共六册），Ia.

其次，新天文学中包含着这一观点：天文学中正确的参考点不像古代一小撮思辩家迄今理所当然地认为的那样是地球，而是恒星和太阳。参考点上的这种剧烈转变可能是合法的，这是出于那时的人们把握的一个建议，因为那时的人们已习惯于按照一种同心的哲学和以地球为中心的物理学来进行思考。甚至不能指望有什么人先于哥白尼一百年就拥有这样的概念，就去拯救一位在科学的口头传说中得到训练的临时天文学家，就能认识到以简单性原则来考虑太阳中心说的可能性至少会得到某些报偿。但在这一百年期间，某些事情已经发生，这些事情有可能说服人们去认识一个新参考点的长处，并且在其心中给予它某种活动的余地。文艺复兴运动已经发生，这场运动使人们对文学的中心兴趣从现代转到古代的黄金时代。随着航海业的兴起，随着从前未知的大陆和未研究的文明的激动人心的发现，商业革命也开始了；欧洲的商业巨子和殖民主义的拥护者，把其注意力从小气的地方市场转向亚洲和美洲那未经开发的巨大贸易中心。人们先前的感性认识王国似乎突然间变得狭小而贫瘠；人的思想正变得习惯于一个正在不断拓宽的水准。人们环航地球，这种环航以某种方式证明了地球是圆形的。地球上的两极都发现有人居住。宇宙中具有重要性的中心也许甚至不在欧洲，这似乎是一个可能的推论。而且，那个时代的史无前例的宗教动乱也对放松人们的思想做出了有力的贡献。大约一千多年来，罗马一直被理所当然地视为世界的宗教中心；现在除了罗马之外，似乎还有大量不同的宗教生活中心。本国文学的兴起，艺术上不同的国家趋势的出现，在某种程度上对同一个动乱起了稳定作用；在所有这些方面，对人们先前的兴趣中心都有所否认，而对某些新的东西则有所肯定。在陌生、激烈的思想观念（它们由于新的绘画形式的创造而广为传播）的骚动中，哥白尼自己认真地认为并且有说服力向其他人表明，现在要做出比任何这些转变都要巨大得多的转变并不困难，那个巨大转变就是天文学中的参考中心从地球向太阳的转变。像库萨的尼古拉这样的思想家的自由沉思已表明，这场最激烈的革命之路在某种程度上已经铺设好了。尼古拉勇敢地教导说，宇宙中根本没有什么不动的东西——宇宙在一切方向上都是无限的，并不具有什么中心——地球与其他星球一样沿其轨迹运转。那个时代的知识水平的拓宽，以及新的兴趣中心的提出，是哥白尼个人发展中的一个决定性因素，他在《天体运行论》（De Revolutionibus）中给出的简明自传有力地表明了这一点。①有人反驳说，如果地球确实处于迅速运动之中，那么地球表面上的物体便会像抛射体似的被抛掷出去，在回答这一异议时，哥白尼和新宇宙学的其他捍卫者如柯尔切斯特的吉尔伯特所使用的论证——相反，飞散开来的是这颗恒星的那假设无限的球面——意味着，这些人已敢于认为天体是与地球同质的，因此，它们也服从同样的力和运动的原理。伦敦和巴黎现在已变得像罗马一样；在缺乏相反的证据时，应该认为不同的天体就像地球一样。

① 哥白尼：《天体运行论》，致教皇保罗三世的信。当然，一些离经判道的思想家如古代的阿拉克萨哥拉和中世纪晚期的达·芬奇一直认为星辰是与地球同质的。