哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473~1543)
偉大的天文學(xué)家哥白尼1473年誕生在波蘭維斯杜拉河畔托倫城的一個(gè)富裕家庭中。青年時(shí)代哥白尼就讀于克拉科夫大學(xué),在那里他開始對(duì)天文學(xué)產(chǎn)生興趣。他25歲時(shí)前往意大利,在波洛尼亞大學(xué)和帕多瓦大學(xué)學(xué)習(xí)法律和醫(yī)學(xué)。后來在弗拉拉大學(xué)獲得了教會(huì)法法學(xué)博士學(xué)位。哥白尼一生的大部分時(shí)光是在弗龍堡的天主教教堂度過的,他在那里任教士之職。哥白尼從來不是專業(yè)的天文學(xué)家,給他帶來巨大聲譽(yù)的天文學(xué)著作是用業(yè)余時(shí)間完成的。
旅居意大利期間,哥白尼了解了古希臘薩摩斯的哲學(xué)家阿里斯塔克斯(公元前3世紀(jì))的思想,即地球和其他行星是圍繞太陽運(yùn)行的。哥白尼確信這一思想是正確的。40歲時(shí),他寫了一本小冊(cè)子,書中他提出了日心說的初步框架。這本手寫的小冊(cè)子在他的朋友中流傳。哥白尼花了很多年進(jìn)行觀測(cè)和計(jì)算,這些觀測(cè)和計(jì)算是寫作他那本偉大的著作《天體運(yùn)行論》必不可少的。在這本書里,他詳細(xì)描述了他的理論并給出了證明它的證據(jù)。
1533年,哥白尼60歲時(shí)在羅馬舉行了一系列講座,他提出了他的理論的主要觀點(diǎn)。這些觀點(diǎn)在當(dāng)時(shí)并沒有引起教會(huì)的反對(duì)。但是直到快70歲時(shí),哥白尼才決定出版他的著作。正是在他生命的最后一天,1543年5月24日,他從印刷商那里收到了這部著作的樣書。
在書中哥白尼準(zhǔn)確地指出地球及其他行星繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。但是,他同前人們一樣,大大低估了太陽系的大小。同時(shí),他還錯(cuò)誤地認(rèn)為行星的軌跡是圓形或卵形的。這樣一來,他的理論不僅在數(shù)學(xué)上復(fù)雜起來,而且是不精確的。盡管如此,他的書還是迅速引起了人們極大的興趣,同時(shí)也激發(fā)了其他天文學(xué)家更準(zhǔn)確地觀測(cè)行星的運(yùn)行。這其中最知名的是丹麥天文學(xué)家第谷。正是從第谷積累的觀測(cè)數(shù)據(jù)中,約翰尼斯·開普勒推導(dǎo)出了正確的行星運(yùn)動(dòng)定律。
雖然薩摩斯的阿里斯塔克斯早在哥白尼之前1700多年就提出了日心說的假說,但將這一榮譽(yù)的大部分歸于哥白尼是適當(dāng)?shù)摹0⒗锼顾怂固岢隽艘粋€(gè)發(fā)人深省的猜想,但卻從來沒有為他的理論提供充足的細(xì)節(jié)使它成為有科學(xué)價(jià)值的東西。當(dāng)哥白尼在細(xì)節(jié)上解決了這一假說的數(shù)學(xué)問題時(shí),他將它轉(zhuǎn)變成一種有用的科學(xué)理論,即一種可以用來預(yù)測(cè)或檢驗(yàn)其他天文觀測(cè)結(jié)果,還可用來同較早的那種認(rèn)為地球是宇宙中心的理論進(jìn)行有實(shí)際意義的抗衡的理論。
顯而易見,哥白尼的理論引起了我們宇宙觀上的一次革命,引起了我們整個(gè)哲學(xué)觀的巨大改變。但當(dāng)我們?cè)u(píng)價(jià)哥白尼時(shí),應(yīng)該記住,天文學(xué)并不像物理、化學(xué)和生物學(xué)那樣有廣泛的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域。原則上講,即使你對(duì)哥白尼的理論一無所知,你仍然可以制造像電視機(jī)、汽車這樣的產(chǎn)品,也可以建造一家現(xiàn)代化的化工廠。(但你不能不用到法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓等人的理論。)
但如果僅僅考慮哥白尼理論對(duì)科學(xué)技術(shù)的直接影響,就有可能完全忽略了他的真正意義。哥白尼的書是伽利略和開普勒兩人的工作不可或缺的序幕。而這兩人又成為牛頓的主要先驅(qū)。正是他們的發(fā)現(xiàn)使牛頓能夠提出他的運(yùn)動(dòng)定律和萬有引力定律。從歷史的角度看,《天體運(yùn)行論》的出版不僅是現(xiàn)代天文學(xué)的起點(diǎn),而且是現(xiàn)代科學(xué)的開始。