[續西方哲學史第六章 科學的興盛上一小節]揮得充分,但是在他的事業中,這兩點都已經有了高度表現。
哥白尼向一些人傳達了自己的學說,這裏面有的是德意志的路德派信徒;但是當路德獲悉這件事,他極爲震憤。他說:“大家都要聽這麼一個突然發迹的星相術士講話,他心積慮要證明天空或蒼穹、太陽和月亮不轉,而是地球轉。哪個希望顯得伶俐,總要杜撰出什麼新
系,它在一切
系當中自然是頂好不過的羅。這蠢才想要把天文這門科學全部弄顛倒;但是聖經裏告訴我們,約書亞命令太陽靜止下來,沒有命令大地。”
同樣,加爾文也拿經句“世界就堅定,不得動搖”(《詩篇》第九十三篇第1節),把哥白尼一口罵倒,他叫喊:“有誰膽敢將哥白尼的威信高駕在聖靈的威信之上?”新教牧師至少像舊教教士一樣冥頑不靈;盡管如此,在新教家不久就比舊教
家有了大得多的思想自由,這是因爲新教
家中牧師的權力較小的緣故。新教的重要一面不在于樹立異端,而在于分裂教派;因爲教派分裂造成
家教會,而
家教會的力量夠不上控製俗界政權。這點全然是一種好
,因爲無論何
,幾乎對一切有助于增進人世間幸福和知識的革新,教會只要能反對總要反對。
哥白尼提不出什麼支持他的假說的確鑿證據,因此長時期內天文學家否定這假說。其次的一個重要天文家是泰寇·布剌(tychobrahe,1546—1601),他采取折衷立場:認爲太陽和月亮環繞地球,但是各行星環繞太陽。至于理論方面,泰寇·布剌不大有創見。不過,他給亞裏士多德所謂的月球以上萬物不變這個意見舉出了兩點正當的反對理由。一個理由是1572年出現一顆新星,發覺這顆星沒有周日視差,因此它一定比月球遠。另一個理由是從觀測彗星得到的,發覺彗星也很遙遠。讀者會記起亞裏士多德講的嬗變朽敗限于月球下界的學說;這學說正像亞裏士多德對科學問題發表的一切別的意見,到底還是對進步的障礙。
泰寇·布剌的重要地位不是按理論家說的,而是按觀測家說的;他先在丹麥王獎助下、後來在盧多勒夫二世皇帝獎助下從事天文觀測。他製訂了一個恒星表,又把許多年間各行星的位置記下來。在他死前不久,當時還是個青年的開普勒做了他的助手。對開普勒講,泰寇·布剌的觀測結果是無價之寶。
開普勒(1571—1630)是說明人假若沒有多大天才,憑毅力能達到什麼成就的一個最顯著的實例。他是繼哥白尼之後采用太陽中心說的頭一個重要天文學家,但是泰寇·布剌的觀測資料表明,太陽中心說按哥白尼所定的形式,不會十分正確。開普勒受畢達哥拉斯哲學的影響,雖是個虔誠的新教徒,卻有點異想天開地傾向太陽崇拜。這些動機當然讓他對太陽中心說有了偏愛。他的畢達哥拉斯哲學又引動他追隨柏拉圖的《蒂邁歐篇》,設想宇宙的意義必定寄托在五種正多面上。他利用這五種正多面
設想種種假說;最後仗好運,有一個假說正管用。
開普勒的偉大成就是發現他的行星運動三定律。其中有兩條定律是他在1609年發表的,第三條定律發表于1619年。
他的第一定律說:行星沿橢圓軌道運動,太陽占居這橢圓的一個焦點。第二定律說:一個行星和太陽之間的連結線,在相等時間內掃出相等面積。第三定律說:一個行星的公轉周期平方與這行星和太陽之間的平均距離立方成正比。
下面必須略說幾句,解釋一下這幾條定律的重要意義。
在開普勒時代,前兩條定律只能夠按火星的情況來·證·明;
關于其它幾個行星,觀測結果和這兩條定律也不抵觸,但那種觀測結果還不算明白確立這兩條定律。然而不久以後就找到決定的證據。
發現第一定律,就是說行星沿橢圓軌道運動,需要有的擺傳統的努力是現代人不容易充分
會到的。所有天文學家無例外取得意見一致的唯有一件事,就是一切天
運動是圓周運動,或是圓周運動組合成的運動。遇到用圓不夠說明行星運動的情況,就利用周轉圓。所謂周轉圓就是在圓上面滾動的另一個圓的圓周上一點所畫出的曲線。舉個例子:拿一個大的車輪平放固定在地面上;再取一個小車輪,輪上穿透著一顆釘,讓小車輪(也平放在地上)沿大車輪滾動,釘尖接觸著地面。這時釘子在地上的痕迹就畫成周轉圓。月球對太陽而言,它的軌道大致屬這類軌道:粗略地說,地球圍繞太陽畫圓,同時月球圍繞地球畫圓。然而這不過是近似的講法。隨著觀測精密起來,才知道沒有一種周轉圓組配系統會完全符合事實。開普勒發現,他的假說比托勒密的假說跟火星的記錄位置密合得多,甚至比哥白尼的假說也密合得多。
用橢圓代替圓,從畢達哥拉斯以來一直支配著天文學的審美偏見就勢必得抛棄。圓是完美的形狀,天是完美的物
——本來都是神,即便依柏拉圖或亞裏士多德講,和神也有
近關系。完美的物
必須作完美形狀的運動,這似乎是明顯的事。況且,既然天
未被推也未被拉,自由地運動,它們的運動一定是“自然的”。可是容易設想圓有某種“自然的”地方,在橢圓就不好想像。這樣,許多根深蒂固的成見先須丟掉,才能夠接受開普勒第一定律。古代的人連薩摩島的亞裏士達克在內,誰也不曾預見到這種假說。
第二定律講行星在軌道的不同點上的速度變化。設s表示太陽,p1,p2,p3,p4,p5表示在相等的時間間隔——譬如說每隔一個月——行星的相繼位置,開普勒的這條定律說p1sp2,p2sp3,p3sp4,p4sp5這幾塊面積全相等。所以行星離太陽最近時運動得最快,離太陽最遠時運動得最慢。這又太不像話;行星應該威嚴堂堂,決不能一時急促,一時拖懶。
前兩條定律單另講每個行星,而第三定律把不同行星的運動作了比較,所以這條定律很重要。第三定律說:假設一個行星與太陽之間的平均距離是r,這行星的周期是t,那麼r3被t2除得的商,在不同的行星是一樣的。這條定律證明了牛頓的萬有引力平方反比律(僅就太陽系說)。但是這點我們以後再講。
可能除牛頓以外,伽利略(1564—1642)要算是近代科學的最偉大奠基者了。他大約就誕生在米凱蘭基羅逝世的同一天,而又在牛頓誕生那年逝世。我把這兩件事實推薦給還信生死輪回的人,(假使有這種人)。伽利略是重要的天文學家,但他作爲動力學的始祖,或許更重要。
伽利略首先發現·加·速·度在動力學上的重要。“加速度”的意思即速度變……
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