尼古拉·哥白尼(Mikoxaj Kopernik,1473—1543),著名的波兰天文学家,“日心说”的创立者。他的不朽著作的发表宣布了科学对神学的独立,标志了近代科学的产生。
在中世纪,科学只是神学的恭顺婢女, 人们对数学、天文学、物理学、生物学的研究完全停留在对亚里士多德、托勒密、盖仑等著作作经院式的解释上,不敢与宗教教义相违背。到了16—17世纪,自然科学开始摆脱经院哲学的桎梏,发生这个根本变化的原因,首先与多少个世纪以来物质文明的发展分不开。在15世纪时,采矿部门和许多工业部门技术上已有不少发明,如鼓风炉、机械时钟、水轮、纺纱车、织布机等等,造船、航海、枪炮制造、建筑等方面也都有进步。由于炼金术的推广,出现了许多新化学制品,如酒精;由于解剖学的开展,使人们对人体功能有了进一步的了解。造纸和印刷术的改进对传播和交流知识,积累人类的生产经验起了不可估量的作用。正是有了长期积累起来的生产技术经验和科学知识,16—17世纪的科学发现才成为可能。
近代科学的蓬勃发展与人文主义运动的开展也是分不开的。作为资产阶级思想早期代表的人文主义者,从15世纪就起来揭露教会的黑暗,反对愚昧迷信,提倡人的尊敬,尊重人的理智。他们的活动对人们冲破经院哲学的牢笼,使人们注重经验、研究自然起了推动作用。
由于以上这些原因,16—17世纪就成为伟大科学发现的新时代,在这个新时代中出了一系列不同凡响的科学伟人,哥白尼是其中的第一个。
1473年2月19日,哥白尼生于华沙西北约200多公里的维斯瓦河畔的托伦城圣阿娜巷。他的父亲原是克拉科夫的商人,1458年迁居托伦,后被委任为托伦市市长和议员。哥白尼的母亲巴巴娜是当地一位富商的女儿。
哥白尼10岁的时候,他的父亲去世,他和哥哥、姐姐被送到舅父乌卡斯·瓦兹洛德大主教家里抚养。哥白尼在中学时代,经常跟着舅舅参加一些人文主义者的聚会,从中受到熏陶。乌卡斯希望哥白尼长大以后担任神职工作,以获取较优厚的薪水并受人尊重,为此把哥白尼送到自己主持的教会学校去学习。
1491年,18岁的哥白尼被他的舅父乌卡斯送到波兰南部古都克拉科夫大学学习天文和数学。克拉科夫当时是首都,是全波兰文化和贸易中心,也是波兰人文主义者的集中地,许多国家的留学生在这里学习。在哥白尼进入克拉科夫大学时,经院学派和人文主义学派经常发生激烈的论争。哥白尼的老师——波兰著名的数学家和天文学家沃伊切赫·波鲁泽夫斯基对公元二世纪古希腊天文学家、数学家托勒密的“地心说”体系提出了某些异议。这些都对哥白尼产生影响。哥白尼开始考虑地球的运转问题。他利用捕星器和“三弧仪”观测月食,研究浩瀚的星空。他的“日心说”就是在这里孕育起来的。
在整个中世纪,托勒密的天动说在天文学中占着绝对统治的地位。托勒密认为地球处于宇宙的中心,太阳、行星和恒星都围绕着它运动,罗马教会支持这种理论,因为它最符合教会这样一种说教:即梵蒂冈处于世界的中心,是上帝在尘世的代表所居住的地方,万物都应朝向着它。罗马教会把托勒密的理论作为自己的宇宙观,不容任何与此相抵触的其它学说。
在波鲁泽夫斯基的指导下,哥白尼认真研读了托勒密的著作,看到了托勒密的科学方法和错误结论之间的矛盾,使哥白尼认识到,天文学的发展道路不应该停留在仅仅“修补”托勒密旧说之上,而应该发现宇宙结构的新学说。正当哥白尼在克拉科夫大学刻苦钻研天文学时,他不得不听从其舅父乌卡斯的意愿停学回到托伦。当时他舅父已被罗马教皇任命为埃尔门兰德教区的主教,他打算为哥白尼在该教区谋个僧侣的职务,但这次努力没有成功。于是,乌卡斯决定让哥白尼去意大利学习“教会法”。当时盘踞在波兰以北的十字军骑士团常犯波兰边境,为了和他们作斗争,就必须精通“教会法”。哥白尼认为与外来侵略作斗争是自己义不容辞的义务。他说:“没有任何义务比得上对祖国的义务那么庄严,为了祖国而献出生命也在所不惜。”所以他同意了舅舅的建议,决定去意大利学习“教会法”。
1496年秋天,哥白尼披上僧袍离开自己的祖国前往文艺复兴的发祥地——意大利。他越过阿尔卑斯山,途经纽伦堡城,参观了那里的闻名全欧的精密天文仪器,然后到达意大利的波伦亚。在这里,他接受了文艺复兴的熏陶。为了批驳宗教宇宙观的谬论,揭示地球绕太阳运转的本质,哥白尼在学习“教会法”的同时,用相当多的精力研究古希腊哲学家和天文学家(如柏拉图、亚里士多德等)的著作。在谈到这一点时,他说:“我不辞劳苦地又读了一下我手边所有哲学家的著作,找一找有没有什么人还设想过别的不同于各个数学学派所设想的天体运动。最初我在西塞罗的著作中发现,希克达斯发表过地球运动的见解,后来我又……发现其他一些人也有过同样的见解。”接着他说:“既然有人在我之前已获准可以自由地设想一些用以解释星体现象的圆圈,那么我想,也不难容许我也来试探一下,假定地球具有某种运动,能不能发现比前人对天体运动的更合理的解释。”在波伦亚他结识了意大利知名的天文学家多米尼克·玛丽亚。他们共同研究月球理论,并开始用实测来的科学数据揭露托勒密学说和客观现象之间的矛盾。1497年3月9日,他们进行了一次著名的月食观测,结果证明,月食并非如托勒密所说是“月球的体积的缩小”,从而把托勒密“地心说”打开了一个缺口。
1500年,为生活所迫,哥白尼到罗马担任数学教师。第二年夏天,哥白尼回到了波兰,不久又取得教会的资助再去意大利的帕多瓦学医。这期间他在邻近的一所大学里参加学位考试,并获得了“教会学”博士的学位。
在意大利期间,哥白尼一天也没有停止过对天文学的研究。他进行了无数次的天文观察和测量,作了许多次有关数学和天文学的讲演,同当地的天文学家们讨论问题,交换意见,继续为自己的“日心说”寻找各种典籍。他记录下这样大胆的见解:“天空、太阳、月亮、星星以及天上所有的东西都站着不动,除了地球以外,宇宙间没有什么东西在动。地球以巨大的速度绕轴旋转,这就引起一种感觉,仿佛地球静止不动,而天空却在转动。”“在行星的中心站着巨大而威严的太阳,……”这些在当时被认为是“离经叛道”的见解,使哥白尼受到很大鼓舞,指明了他研究“日心说”的方向。
1506年,哥白尼离开意大利回到了阔别六年的祖国。回国后,哥白尼和他的朋友们一起立即投入了两星(土星和木星)“会合”问题的研究。他们异地同时观测,结果“会合”的日期与教会的说法不符,而和哥白尼的推算相符,这给了教会以沉重打击。
不久哥白尼在他舅父乌卡斯的主教官邸——赫尔斯堡住了下来。他充分利用这段时间,来整理自己在意大利期间所搜集的大量资料,分析长期观察和前人积累的大量关于行星运动的天文材料,总结以往的研究成果,写出了“日心说”的提纲:《试论天体运行的假设》,公开宣称:“所有的天体都围绕着太阳运转,太阳附近就是宇宙中心的所在。地球也和别的行星一样绕着圆周运转。它一昼夜绕地轴自转一周,一年绕太阳公转一周……。”这就是哥白尼“日心说”的雏型,这是对宗教宇宙观的基础——“地球中心说”的无情批判。但是,由于教会的阻挠,他的《试论天体运行的假设》一直未能问世。
1512年,哥白尼的舅父乌卡斯主教因病去世。从此,哥白尼就离开了赫尔斯堡的主教官邸,迁到弗隆堡居住。这是一个濒临波罗的海的小渔港,哥白尼在这里一直住到去世为止。
在弗隆堡,哥白尼买下城堡西北角的一座箭楼,作为自己居住和观测天象所用。他建立了一座小小的天文台。无论严冬或炎夏,刮风或下雨,哥白尼用自制的仪器常常通宵达旦地进行观测。通过无数次的观测,他弄清了火星、金星、木星和土星的方位。在望远镜尚未发明以前,能取得这样的成就是十分难得的。后来,哥白尼在《天体运行》的书中所引用的观察材料,大多出自这个箭楼的记录。然而,哥白尼在科学上的成功不仅受到教会势力的阻挠,而且还常常遭到他们的疯狂迫害。在哥白尼所在的教区,先后几任大主教“三令五申”地“查禁邪教”。被视为“叛教者”的哥白尼,经常遭受教会势力的监视,直到哥白尼临终时,身边还有密探和奸细。
1516年秋,波兰北部的十字军骑士团再犯波兰边境。哥白尼以俄尔斯丁教产总管的身份,参加抵抗外敌的战斗。同时,哥白尼还常常利用余暇时间,免费为附近的贫苦农民治病,因而,一般人都把哥白尼当作一名医生,称他为“神医”。
在战火弥漫的年代里,哥白尼开始撰写他的不朽著作——《天体运行》。由于战乱,他的写作进展缓慢。1519年,哥白尼写了一本关于货币问题的小册子,主张对币制实行改革,建立各国间的“货币同盟”,以挽救波兰发生的严重的货币危机。然而,他的币制改革的主张,由于封建主们的反对而成泡影。同年秋,哥白尼辞去教产总管的职务,回到弗隆堡,专心致志地进行《天体运行》的写作工作。但是,十字军骑士团所挑起的战火很快席卷到这里。第二年,哥白尼再次担任俄尔斯丁教产总管,与当地军民并肩战斗,以御外敌。哥白尼把自己保管的钱财全部用来支援前线,并亲自布署防务,登城督战。由于哥白尼的领导有方,经过五昼夜的保卫战,弗隆堡岿然屹立。凶残的敌人,为了报复哥白尼,专门派人把他的藏书、手稿和仪器烧光。然而这丝毫也没有动摇哥白尼保卫城市、与人民共存亡、共患难的决心。最后,十字军骑士团被迫撤军,同意休战。为了表彰哥白尼在保卫战中的功绩,波兰国王委任他为俄尔斯丁的行政长官。
1525年,一位衷心爱慕哥白尼的女管家安娜来到他的身边,毅然和被教会剥夺了结婚权的哥白尼教士同居。由于安娜的帮助和照顾,才使得《天体运行》的写作速度加快。
《天体运行》是一部系统地、全面地阐明哥白尼“日心说”的伟大著作。全书共分六卷。第一卷是宇宙概观,简介了宇宙的总结构,共14章,前11章阐述“日心说”的基本思想,后三章讨论三角学,最后附一星表;第二卷用三角学研究了天体运行的基本规律和原理,其中平面三角和球面三角的演算方法为哥白尼所首创;第三卷开始到第六卷,哥白尼根据“日心说”的宇宙体系以及观察所得的实践结果和数学分析的理论方法,分别详述了地球、月亮、内外行星的运动,预言它们在太阳系中的位置,从根本上阐明了“日心说”的物理性质;第三卷是恒星表,第四卷介绍地球的绕轴运行和周年运行;第五卷论述了地球的卫星——月球;第六卷准备写关于行星运行的理论。
为了阐明地球围绕太阳运动,哥白尼花费了大量的笔墨,根据天文学和物理学原理,详述了地球是动的,有力地批驳了“地静说”的错误观念。哥白尼根据自己从天空中观察到的变化指出:“我们是从地球上看天体的旋转。如果我们设想地球也有某种运动,那末在外界天体上也会再现出这种运动来,只是看起来沿着相反的方向运动罢了。”如同行船一样,“当船只平静地向前漂移时,外界的一切东西都象是在运动,其实是船在运动,而船里的人却感觉到他们自己和船上的一切都是静止的。”用这种理论,来阐明天球的周日运动,可以得出完全同样的结论。通过对行星运动的全面分析,哥白尼得出了地球和行星一样都在绕太阳运转的科学结论,他用科学的“日心说”,推翻了统治天文学一千多年的荒谬的“地心说”,完成了天文史上的一次伟大的革命,为自然科学摆脱宗教神学的桎梏开辟了前进的道路,在资产阶级反对封建统治的历史上建立了一个勋业。
哥白尼的“日心说”不仅遭到了波兰教会的迫害,而且也引起了罗马教廷的惊慌。他们知道,哥白尼“日心说”的胜利,意味着他们的精神支柱——“地心说”的彻底破产和他们所维护的神学殿堂的倒塌。1533年,罗马教皇克莱门特七世听到“日心说”的内容后大为震惊,千方百计地想控制哥白尼的手稿,但遭到了哥白尼的拒绝。随着时间的推移,教会的迫害越发严重。教会势力不仅迫害哥白尼本人,而且还加害于他的亲朋,拘捕他的知己,甚至强迫哥白尼与安娜脱离关系,最后把安娜驱逐出境。
但是,真理是无法抗拒的。教会的阻挠和迫害并不能阻止哥白尼著作的出版。哥白尼的不朽著作《天体运行》几经周折,终于在1543年5月24日印好送到久病不起的哥白尼床前。这时,处于弥留之际的哥白尼已无力校正被教会篡改了的章节。教会无耻地阉割哥白尼学说的唯物主义内容,尤其是砍掉了哥白尼亲自写的序言,以一个伪序言代替它。伪造的序言说什么宇宙的中心是太阳,地球绕着太阳运转的说法不是什么真理,只不过是一种假设,一种臆断,目的是提供学者们计算天体运行的数据……,力求使科学迁就于神学。在《天体运行》送到哥白尼床前一小时以后,这位伟大的天文学家就离开了人世。
以后哥白尼的《天体运行》长期被列为禁书。不仅旧教反对它,新教领袖根据《圣经》的记载也反对它。马丁·路德攻击哥白尼说:“这位新奇的天文学家,企图证明旋转着的是地球,而不是天体、太阳和月亮。……只有傻瓜才想把整个天文学连底都翻过来。圣经上明明写着,约书亚喝令其停止不动的是地球而不是太阳。”另一名新教神学家梅兰希通也著书指责哥白尼说:“天体在空中二十四小时旋转一周,我们的双眼就是见证。但是某些喜欢猎奇和卖弄聪明的人,却得出了地球运动的结论。……一切有善良意志的人都应当接受并顺从上帝所启示的真理。”加尔文则威胁道:“谁胆敢把哥白尼的权威置于圣灵之上!”
的确,布鲁诺因宣传日心说被活活烧死在罗马广场,伽利略因宣传日心说被终身幽禁起来,但是日心说的信徒们越来越多。今天罗马教皇也承认地球是围绕太阳运行的。哥白尼《天体运行》的原作才经过一番厄运后,也和世界人民见面。十九世纪中期,哥白尼的《天体运行》原稿在布拉格一家私人图书馆里被发现。1873年,出版了增补上哥白尼原序的《天体运行》,但有关原子学说的章节仍未收入。1953年,《天体运行》出第四版时,才把原有章节全部补上。这时,哥白尼离开人世已经整整410年。
哥白尼是波兰人民的光荣和骄傲,波兰人民亲切称他为“大地的儿子”。1830年,正当华沙人民举起义旗反对沙皇统治的时候,波兰公众捐款在华沙竖起了哥白尼的纪念像。这座纪念像建在波兰科学院前面的广场上,手持指南针和地球仪的哥白尼端坐在立方形的石座上,石座的侧面雕刻着《献给尼古拉·哥白尼——你的同胞们》的字样。在揭幕典礼上,波兰诗人尤里安·乌尔辛·涅姆柴维基说道:“这个喜庆的日子终于来临了!哥白尼曾以半个世纪的工夫凝眸注视太阳,今天太阳终于把它仁慈的光芒倾注在他的身上……。”1939年,希特勒德国攻进华沙以后把这尊纪念像捣毁,战后人民波兰又进行了重建。
哥白尼受到全世界一切进步人类的爱戴和敬仰。恩格斯说过:“自然科学借以宣布其独立并且好象是重演路德焚烧教谕的革命行为,便是哥白尼那本不朽著作的出版,他用这本书(虽然是胆怯地而且可以说是只在临终时)来向自然事物方面的教会权威挑战。从此自然科学便开始从神学中解放出来,……从此便大踏步地前进。”①这是对哥白尼及其学说的正确评价。