- 在悖论中前行:物理学史话
- 汪振东
- 2412字
- 2020-06-25 21:34:03
第四回 伯乐与千里马
当时人们对于哥白尼的日心说以及地球自转依然有很多的疑问,而且这些疑问正是反对地动学说者打压日心说的入手点,不过反对哥白尼的人不尽然都是神权维护者,比如丹麦的第谷·布拉赫(1546—1601)。
第谷·布拉赫出生于丹麦的一个贵族家庭,自幼便被过继给伯父抚养。他的伯父希望他学习法律、神学和修辞学,以便将来可以谋一份很有前途的职业,更可以光耀门楣。第谷从小性格犟、脾气大,虽然表面上顺从伯父的意愿,但内心一直都挡不住对天空的向往。上大学之后,第谷亲眼观测了一次日偏食,他对天文学家们的准确预报大为惊奇,内心的暗流涌动成了再也刹不住的洪水。于是,他白天佯装学习法律课程,晚上则常常在被窝里研究托勒密的《天文学大成》。过了几年,第谷的伯父去世,他继承了一大笔财产,金钱加上无拘无束让第谷开启了新的人生旅程。1572年,他观测到了一颗在白天也能看见的新星(后被称为第谷超新星),这让他的名声大震。丹麦国王请他回来做皇家天文学家,并花重金为他建立天文台,第谷也在此留下了很多宝贵的数据。
第谷是一个性情豪爽的人,就像武侠小说中的大侠一样。小说里的大侠总是会得罪一些人,生活中的第谷也是如此,不幸的是他得罪了当时的王子即后来的丹麦国王。新国王报复性地将第谷赶出了丹麦,也摧毁了他的天文台,据说那是花了一吨黄金才修建好的。后来神圣罗马帝国皇帝鲁道夫二世(1552—1612)邀第谷去德国,并在布拉格为他修建了一座新的天文台,可是设备和以前差远了。尽管如此,第谷依然通过观测做出了不可磨灭的贡献。那时候人类还没有发明望远镜,所以第谷被誉为“望远镜发明前最伟大的天文学家”,其成就和喜帕恰斯旗鼓相当。
略微令人遗憾的是,第谷对哥白尼的日心说不感兴趣,有人说他是为了维护神学,我觉得就其性格而言不大说得通,倒是如下两点似乎更合乎逻辑。
1.哥白尼的日心说并不是一种新学说,早在古希腊时期就有了这种观点,而且这是一条被打入冷宫上千年的学说。其实,哥白尼和阿利斯塔克一样,他的理论并非基于大量的观测事实,所以哥白尼的日心说仍没有完全脱离古希腊人天马行空般的想象。
2.和自己的观测不符,这点最为关键,因为第谷一直对自己的观测水平深信不疑。
但是第谷的观测数据和托勒密的地心说也有很大的差别,所以他认为谁都“不靠谱”,又谁都“不得罪”地建立了新的宇宙模型(见图4-1)。
图4-1
从根本上说,第谷的模型属于地心说范畴。他之所以没有抛弃地心说,主要是因为站在地球上看,地球确实不动;而如果说其他的星体绕太阳转方便,那就让它们方便去好了。这是典型的经验主义,基于不会说谎的数据,但是不说谎不代表不骗人,而第谷的“受骗”则是因为他的数学不过硬,好在一位年轻的天才弥补了他的缺憾。
1596年,住在德国的第谷收到一位年轻人送的一本书,书名叫《宇宙的神秘》,书的作者正是送书者本人。该书在完全肯定哥白尼的日心说的基础上,根据六大行星(当时人类在太阳系中只发现了6颗行星)运动为宇宙勾勒了一幅完美的蓝图。尽管第谷不认为日心说是正确的,但是被年轻人的数学处理方法深深折服,于是第谷便写信郑重邀请这位年轻人作为自己的助手,两位历史上伟大的天文学家终于在1600年会晤。
这位年轻人叫约翰尼斯·开普勒(1571—1630),出生于德国的一个非常贫困的家庭。他的父亲是一名雇佣兵,在一次战役中再也没有回来。开普勒由母亲独自抚养。3岁时,开普勒感染了天花,好在保住了性命,但是身体尤其眼睛严重受损。对于一名依靠眼睛观测的天文学爱好者来说,这绝不是好兆头。
开普勒从小聪明无比,获得奖学金之后进入大学学习。他本想成为一名牧师,可当他看到哥白尼的《天体运行论》后,命运发生了转折。开普勒从一开始就觉得日心说似乎比地心说更合乎逻辑,所以他很快相信这一学说,并写了《宇宙的神秘》一书。
在第谷的身边,开普勒掌握了从未见过的观测数据,两人还共同制定了《鲁道夫星表》,可谓是天作之合,只是在基本问题——日心说还是地心说上各执一词。第谷和开普勒二人经常展开激烈的争论,但是常常都以开普勒的忍让而暂停。这可能只是理念问题,然而在开普勒妻子的眼中,第谷是一位盗窃丈夫的研究成果的人。不断吹来的“枕边风”让开普勒和他的老师决裂,开普勒在多个场合下公开宣称第谷是伪君子,并写了侮辱性的长信给他的老师,然后不辞而别。
开普勒的离去让第谷痛心不已。看到信后,第谷才意识到他们之间存在诸多误会,于是也写了封长信,声情并茂地请开普勒回来,还给他邮寄了盘缠。开普勒惭愧得无地自容,热泪盈眶,提笔写了忏悔信,然后回到老师身边。
再次回来后,开普勒时常表达忏悔之意,而第谷付之一笑:“过去的事情,何必再提呢?”第谷还不计前嫌地把开普勒推荐给国王鲁道夫二世,而且把自己多年以来的观测数据和手稿全部交给开普勒使用。那时师徒二人正在研究火星,所以他对开普勒说:“除了火星所给予你的麻烦之外,其他一切麻烦都没有了。火星我也要交托于你,它是够一个人麻烦的。”
火星,又是火星!这个曾经让人掉过脑袋的行星现在又让人伤透了脑筋。即便承认火星绕太阳转动,第谷的观测数据仍然和开普勒的推算存在误差。这个误差很小,大约等于秒针走1/50秒的角度,然而当用秒针指向天体时,任何小角度都变成了大问题。正是这个不起眼的误差彻底改变了人类对整个宇宙的认识。
正当师徒二人为天文学开天辟地时,第谷撒手而去,只留下孤零零的开普勒和一堆堆精准的数据。1601年,第谷因为汞中毒去世,享年55岁。他临终前还不忘提醒自己的爱徒:一定要尊重事实。这句话也让开普勒在困难中坚持了下来,最终成为近代科学的先驱。
噫!韩退之曰:世有伯乐,然后有千里马,千里马常有,而伯乐不常有。然未知伯乐之思也,萧何月下追韩信,刘玄德三顾茅庐,皆非利而无往。第谷非失而自省,非错而先歉,非为利而谄媚,非图名而诓诱,此非浩浩然之君子乎?而又察贤才于前,释诽谤于后,躬身力行,举贤任能,此非伯乐之谓乎?良驹得识,焉能不奔腾千里乎?
毕竟不知良驹如何日行千里,请看下回分解!