中世紀的宇宙誌信仰以及文藝複興時期的發現

在科學沉睡的幾個世紀裏，屢遭侵略的希臘-拉丁世界已然四分五裂，疲憊難支，搖搖欲墜，因此文明重新在西歐生長。然而，一方麵，捍衛個人生命、祖國和新生社會的任務就足以使無數代人前仆後繼，勞動生活並未給精神生活留下一隅之地；另一方麵，《聖經》已經預先回答了才智之士提出的所有問題。中世紀基督教會聖師聖多瑪斯·阿奎那采納了一種類似托勒密體係的宇宙觀，他認為所有天體都為地上的居民而生。在這一時期，隻有阿拉伯人還在觀測天空，他們將亞曆山大博學園(1)的發現原封不動地傳給後人，同時堅持規律性的觀察，為以後宇宙誌的建構做出了貢獻。

人類似乎是經曆了迂回轉折才重新拾起對天上之物的興趣的。確實如此，15世紀前夕，人類對大航海的渴望、與日俱增的未知國度的**使得勇敢的水手踏上征程。在看不到岸的海麵上沒有任何方位標誌，水手們隻有尋找天上能指引方向的星星。同一時期，印刷術的發明(2)使得知識和思想的傳播成為可能；人們還發現了古希臘羅馬的知識文化遺產。對知識的強烈渴望再一次占據上風，且再也不會黯淡。一代代學者前仆後繼，其中的開先河者便是哥白尼。

哥白尼曾拜讀過畢達哥拉斯猜想，他借助計算及長期觀察得以展示並完成畢氏未完成的設想。正因如此，他被視為名副其實的現代天文學的奠基之人。哥白尼將太陽視為行星圍繞的中心，地球隻是其中之一，現代學說與之唯一的不同便是指出了有一個天體或是衛星繞地球旋轉。因為此時望遠鏡還未麵世，哥白尼和他的前輩們一樣，隻能用肉眼進行觀測。至於其他星星，哥白尼認為，它們都是像太陽一樣的恒星，其運動不過是地球自身運動所產生的相對表象。這一嶄新概念將摧毀此前盛行的所有理論，因而它並未馬上被接納，直到兩個世紀之後才占據上風！人類艱難地放棄了宇宙中心這一他們自認為與自身相稱的位置。日心說的勝利經曆了多少論戰、悲喜，我們在此就不再贅述了。無論如何，我們必須正視當時的哥白尼體係的反對者們所提出的嚴重質疑：為什麽隻有地球擁有衛星？後者進行的是怎樣複雜的運動？如果太陽係如哥白尼表述的那樣，那麽行星，特別是地球和太陽之間的行星們，應該呈現同月球相似的相位變化，然而當時的人們卻無法發現它們。諸如此類的問題直到第一架折射望遠鏡瞄向天空才得到答案。

此外，正是海員將望遠鏡用到了聲名卓著的大發現之路上。據史料佐證，第一架望遠鏡是荷蘭的一個眼鏡店主發明的，初衷是海用。它由一根首尾兩端鑲有透鏡的管子構成，因此可以將物體的直徑放大兩三倍。伽利略聽說這一發明後，產生了將其應用於天體研究的想法。1610年1月7日，伽利略首次將自製的望遠鏡瞄向了木星。他發現，木星是個直徑相當大的圓盤，伴有明亮的星點。起先他誤以為這些星點是恒星，但在隨後幾夜的不斷觀察中，他意識到，這些星點不是恒星，而是圍繞木星運動的、與我們的月球極為相似的4顆衛星。之後，新的天文發現接踵而來：這位威尼斯學者觀測到了金星的相位；清晰地看到了月球上的山脈；辨認出了土星的獨特麵貌，卻始終沒有解開土星光環之謎；最後，他將望遠鏡對準太陽，發現了太陽黑子。他感到非常奇怪：用肉眼也經常能觀測到的太陽黑子，為何以前的人類從未發現呢？這大概是因為“即使是一個微小的缺陷也可能會損害太陽的光輝”這種想法在那些把太陽視為淨化之火的人看來是不可接受的；就算有人曾注意到它們，也會將其歸因為視力不良或是其他與太陽本質無關的原因。

14世紀初期觀測天空。選自阿布馬謝爾·阿巴拉克斯的《天文學導論》，威尼斯，1506年。

哥白尼的宇宙體係：太陽位於宇宙中心。摘自安德烈亞斯·塞拉裏烏斯編著的《和諧大宇宙》，阿姆斯特丹，1660年。——拉魯斯出版社

肉眼可見的太陽黑子，其周圍區域的亮度減弱。

隨著天文學觀測日漸清晰，我們很容易想象出當年伽利略發出的驚歎。他所使用的工具比起現代設備來遜色不少，他從未用過放大倍數超過30倍的望遠鏡，而某些設備先進、位置優越的現代天文台卻配備有可放大2000倍甚至更多倍數的望遠儀器。盡管簡易，伽利略的望遠鏡卻實現了直接觀察；隻有直接觀察才能為哥白尼體係提供確實依據。托勒密忠實信徒們的反對之聲逐漸減弱直至消匿無蹤——金星呈現出的相位同預料的一樣，隻是距離太過遙遠，目力不及，但在望遠鏡中一覽無遺；月球並非獨一無二，光木星便有4顆衛星……盡管如此，托勒密的狂熱信徒卻還未言棄，直到經過了幾代人的更替，哥白尼體係才被認可和接受。無論如何，哥白尼通過計算將行星係中的天體安置回了真正的位置上，而伽利略則親眼看到了它們。

我們在此處稍費筆墨是因為這兩位天才不僅是天文學的改革者，還為本書的主題“行星研究”開辟了道路。我們不關注恒星體係，隻著眼於太陽係的世界——其他“地球”也如我們的母星一般，圍繞其他“太陽”運轉。接下來，我們要著墨於行星天文學的進步。對恒星的研究可能與行星研究並駕齊驅，但後者才是我們關注的重點。

與像王冠般鑲嵌在夜空中的月亮一樣，地球也是我們眼中滿天繁星中的一顆。

16世紀前夕，行星學誕生了，從此，天文望遠鏡一刻不停地搜索著天空；再後來，其他工具手段如攝影術、光譜學也紛紛登場並做出貢獻，太陽係一點一點顯露出更加廣闊、複雜的相貌。伽利略的一位前輩第穀·布拉赫對於星象位置的測量十分謹慎，得出的結果也十分精確，他的學生開普勒在這些數據的幫助下，對哥白尼體係進行了修正。事實上，哥白尼體係中行星的圓形軌道未能完全反映這些天體的運動，因此開普勒最終產生了橢圓軌道這一想法，並認為太陽處在橢圓軌道的一個焦點上。在他之後，牛頓揭示了天體運行所遵循的定律。這時人們才知道，天體根據質量及彼此之間的距離相互吸引。牛頓是一位真正的百科全書式的通才，他不僅精通數學、物理，還擅長天文學，對異常艱難的月球運動研究貢獻巨大。此外，他還是解釋潮汐現象的第一人。

(1) 與前文提到的亞曆山大圖書館是同一時期的文化成果，由國家維護，供學者們居住、學習和教學。

(2) 這裏是指約翰內斯·古騰堡發明的活字印刷術。