科学仪器

近代科学的主要特征之一在于使用科学仪器。这些仪器的功能各不相同。它们使观察者得以大大改进他们原来可能已仅仅用感官进行过的观察，虽然还不是那么完善。它们可能使观察者发觉那些否则根本察觉不到的东西。它们便利了对各种现象作精密测量。它们也许使得能够在可以严格控制的条件下研究一个现象，因此有理由认为所得的结论是可靠的。科学仪器已经并且现在仍然从这些方面对近代科学提供了极其重要的帮助，而且成为它与以前科学的主要区别之一，以前科学仅仅使用一些极其简陋的仪器。十七世纪里，至少发明和使用了六种非常重要的科学仪器，即显微镜、望远镜、

温度计、气压机、抽气机和摆钟。这些和其他一些仪器将在后面加以论述。不过，这里就总的方面略述一二也许还是恰当的。显然，天文学家用望远镜比用肉眼能够更清(10)楚地看到遥远的天体（如果他们不用望远镜确能看到的话）。同样，利用显微镜就可以研究微小的物体。气压计和温度计也使得能够分别观察和测量气压和温度的变化，而否则这些变化就发觉不了，或者至少无法测量。抽气机使得物理学家对空气性质的研究能够在按照所有关于空气的相互冲突的推测而设置的条件下进行。最后，摆钟使得人们能够测量微小的时间间隔，而在摆钟发明以前，这根本不可能测量，或者至少不可能测量得这样精确。此外，对各种现象的测量以及把它们定量地关联起来，在近代科学中起了那么大的作用，以致很难设想要是没有上述的和类似的科学仪器的帮助，近代科学会有可能存在。11

第二章哥白尼的革命(11) 哥白尼的生平

图 2—哥白尼

尼克拉·哥白尼克（我们以后将用大家更熟悉的他的拉丁文名字尼古拉·哥白尼）1473 年 2 月 19 日出生在维斯杜拉河畔的托伦城。他的父亲是一个商人，其国籍到底是德国还是波兰，至今仍然是个有争议的问题。他的母亲是德国血统。父亲在 1483 年去世，哥白尼由他舅父抚养，舅父想叫他在教会供职。在托伦上中学以后，哥白尼在克拉科夫大学读了三年书。在阿耳伯特·布鲁兹乌斯基的教育下，他对数学和天文学发生兴趣，并且养成了使用天文仪器观察天象的习惯。在与他舅父（当时是埃尔梅兰的主教）一起过了两年之后，1496 年哥白尼去到意大利，在随后的十年里他先后在波洛尼亚、帕多瓦和斐拉拉三所大学里攻读。在这些年里，他学习的专业科目是法律和医学。虽然今天对他在意大利的活动知道得不多，但是有充分的理由可以认为，他在意大利花了大量时间研究理论和实用天文学。

在波洛尼亚期间，哥白尼与该校天文学教授多美尼哥·迪·诺瓦拉有密切的个人接触。诺瓦拉是在自然哲学中复兴毕达哥拉斯思想的领袖，这个运动当时正在唤醒意大利的各所大学。两人在一起进行观察，在一种哥白尼习见的那些圈子中所看不到的自由气氛中，讨论托勒密《至大论》的错误以及改进托勒密体系的可能性。勿庸置疑，正是在勾留意大利期间，哥白尼最早受到激励，立志改革天文学，后来在他隐退的年月里终于获得成功。

在哥白尼勾留意大利期间，他已被任命为他舅父主管的教区内的弗劳恩堡总教堂的牧师。但是回国以后，他仍与舅父一起住在舅父在海尔斯贝格的邸宅，直到 1512 年这位主教去世。然后，哥白尼到弗劳恩堡总教堂任职，他在那里度过了一生余下的三十年，除了偶尔中断过而外。这三十年从表面上来看，是哥白尼一生最平静的年代。他参与牧师会的事务，做了一点政治工作，还免费(12)为这个地区的贫民治病。但是，正是在这些年里，哥白尼构想了他的行星系的细节，对大量复杂的计算作了整理（通过这些计算，这个思辨的体系终于达到了在数字上的精确），并且逐步地使手稿臻于完善，记载着他的全部劳动成果的这部手稿最后奉献给了世界。

哥白尼从一开始就清楚地认识到，由于他发表关于太阳系结(13)构的新观点，将会引起来自学术和教义两方面的反对。所以，他年复一年地不断修订他的手稿，而对是否发表这部手稿一直犹豫不决。然而，当他的真正见解走漏了风声以后，便引起了议论和好奇；大约在 1529 年，他把《短论》

（COmmentariOlus）的手稿在朋友中间传阅。这本小册子对他体系的描述很接近最后文本，但是所有计算都略去了。（根据 Curtze 对两份存留的手稿作过校勘的《短论》的一个文本刊印于 L.Prowe：Nicolaus COppernicus， Berlin，1883，1884；Bd.11.）大约十年以后，哥白尼接待了年轻天文学家乔治·约阿希姆（更出名的是他的拉丁名字赖蒂库斯）的长时间来访，后者研究了尚未发表的手稿，并以《概论》（NarratiO Prima）（1540 年）为题把它印出让更广泛的人知道这手稿的内容。

三年以后，已经衰老多病的哥白尼在朋友们的劝说下，终于决定将手稿托付这个赖蒂库斯去发表。这本书在纽伦堡印刷，于 1543 年出版；据说第一

本书送到哥白尼手里几小时以后，他就逝世了，那是 1543 年 5 月 24 日。这本印成的书以《托伦的尼古拉·哥白尼论天体运行轨道（共六册）》

（Nicolai Copernici Torinersis de revolutionibus orbium coe-lestium Libri VI）为题，并奉献给了在位的教皇保罗二世，哥白尼要求他给予关心和保护。然而，这第一版几乎每一页都与原稿不同。书名本身就是添加上去的，有理由可以认为，哥白尼更愿意简单地把他的著作称为《天体运行论》

（De RevolutiOnibus）。手稿曾侠失了二百多年，但又重新发现，并及时据此出了“世俗版”（Sakul- ar-Ausgabe）（托伦，1873 年），这是该书的权威版本。

哥白尼的书发表以后的一些年里，究竟把他的假说看做对地球和行星实际运行的描述，还是只不过用作为一种便于编制行星表的计算工具，人们还拿不准主意。在当时宗教见解的状况下，接受还是拒绝哥白尼的学说，在很大程度上取决于从哪种意义来理解它们。因此，这个问题就变得更其重要了。这种不确定的状况主要是由于该书出版时的情势所造成的。起初负责印制工作的赖蒂库斯没有完成就先期因故离开了，他把这工作委托给当地的一(14) 个路德教牧师安德烈亚斯·奥西安德尔，他是数学家，也是哥白尼的朋友。奥西安德尔害怕地球运动学说会触怒哲学家和严酷的路德教派，因此他在书中插入了自己写的短序，声明这全部学说仅仅是一种计算工具，并不冒犯《圣经》或者自然的真理。哥白尼的朋友们一眼就看出这篇伪作，最后是刻卜勒加以揭露（AstronomiaNova，扉页的背面，ed.Frisch，Vol.III，p.136）。奥西安德尔或许是出于善意，因此预先就劝告哥白尼插入这样一个祈求宽恕的序言，但哥白尼拒绝这样做。序言读起来很奇怪，与正文格格不入，但是直到原稿被重新找到以后，才得以最后宣布这序言是添加上去的。在充满毕达哥拉斯思想的哥白尼看来，行星运动的最精致和最谐和的数学表示，无疑是唯一真正的行星理论。