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从地心到日心

哥白尼像(图像来源：维基百科)

先对这个题目做些说明：在此的“地心”并非地球的中心，而是指“地心(学)说”，“日心”则以此类推。

严格说来“地心说”和“日心说”都源自古希腊，但后者在当时只是一种概念，并未发展成正式的科学理论。因此就正统天文学而言，“日心说”的创始者是哥白尼(Nicolaus Copernicus， 1473-1543)这位家喻户晓的人物。

不过所谓的家喻户晓，恐怕只是他的名字而已。所以接下来，让我们用一则选择题，当作讨论这位“日心说之父”的切入点。

根据正史，哥白尼死于其传世之作《天体运行论》出版之后不久，请问这两件事有什么关联？

A.《天体运行论》触怒了罗马教廷，哥白尼因而惹来杀身之祸。

B.他呕心沥血完成这本巨著，由于积劳成疾，不久便重病身亡。

C.纯属巧合，并无关联。

D.以上皆非。

如果你选A，很可能是受到稗官野史的影响，例如在卫斯理的科幻故事中，哥白尼就被烧死好几回。“哥白尼说地球是围绕着太阳转的，他被烧死了，因为他的观念，超越时代……”

如果你选B，代表你不了解哥白尼有多大的能耐。《天体运行论》固然博大精深，但是对于精力旺盛、身兼数职(神职人员、行政官、医生、数学家、天文学家、经济学家)的哥白尼而言，写这本书还不至于写到吐血。

所以C才对喽？毕竟任何不可思议的事，都有可能只是巧合。抱歉，也不对！

这就代表“以上皆非”才是正确答案，换句话说，两者之间还是存在着某种关联。

究竟是什么神秘的关联呢？答案或许有点反高潮。在完成《天体运行论》初稿之后，哥白尼迟迟不敢发表，一直等等等，直到确定自己来日无多，他才终于鼓起勇气，或说才终于豁出去了。

哥白尼之所以那么谨慎，是因为《天体运行论》的内容(就当时标准而言)太过离经叛道，极有可能让他成为两派人马眼中的异端。在十六世纪的西方世界，科学家与神学家皆为“地心说”的坚定支持者，可是《天体运行论》这本书却提出种种论证，企图说服读者太阳才是宇宙的中心。

至于哥白尼为何要用“日心说”来取代“地心说”，那就得从头讲起了。且说古希腊的天文学家在接受了“地圆说”之后，很快就更上一层楼，把圆圆的、静止不动的地球放到宇宙的中央(这是很符合直觉的一件事)。于是，从公元前四世纪起，这样的宇宙模型支配了西方天文学将近两千年。

“地心说”有两位主要的倡导者，一是鼎鼎大名的亚里斯多德(Aristotle， 384-322 BC)，二是知名度稍逊的托勒密(Claudius Ptolemy， 100？-170？ AD)。

其实就天文学发展史而言，托勒密的地位还在亚里斯多德之上，但一般人对他可能较不熟悉，所以在此做个简单介绍：托勒密生活于公元二世纪的埃及，当时已是罗马帝国的全盛时期，但由于他是希腊后裔，相关著作皆以希腊文写成，因此将他归类为“广义的古希腊科学家”并无不妥，这也正是一般科学史所采用的观点。

回到正题。亚里斯多德在《论天》这本书中，用哲学与逻辑语言描述了“地心说”的宇宙观。大约五百年后，托勒密以“地心说”为基本架构，用数学语言写成他的经典之作《(天文学)大成》。因此我们大致可以这么说，亚里斯多德提倡的是“定性的地心说”，托勒密则将“地心说”升级为定量的科学理论。

从托勒密到哥白尼这一千四百年间，“定量的地心说”始终一枝独秀，这就意味着西方天文学在这段时期几乎毫无进展。如今，我们用现代人的眼光回顾这段历史，或许会觉得不可思议，但如果换个角度想，其实也相当合情合理。因为托勒密的学说虽然不太正确，仍有相当程度的实用价值──不但能够预测日食和月食，还能相当精密地描述五大行星(金、木、水、火、土)的运行轨迹。

既然这样，哥白尼为何又要挑战托勒密呢？最简单的原因，就是托勒密的理论体系太过复杂，欠缺清晰的脉络，令人不禁怀疑只是一种凑答案的高深技巧。

举例来说，行星和恒星最大的不同，就是行星在夜空中的轨迹十分古怪，不但时快时慢，有时还会倒著走一段(因此希腊文的行星原意为“小密”)，其中又以火星最为明显。为了描述这种现象，托勒密及其徒子徒孙只好假设行星并非单纯绕着地球转圈圈，而是在环绕地球的同时，还绕着许多较小和更小的圆形轨道转来转去。

哥白尼则慧眼独具地认为，想要终结这种乱象，最直截了当的办法就是把“中心”从地球移到太阳身上。关于这一点，我们可以拿游乐园的“转转杯”当例子。如果你坐在一个转转杯里，以自己为中心来观察周围的变化，只怕除了头晕眼花，很难看出什么规律。可是，如果你能设法站到场地正中央，然后再放眼望去，就不难看出每个转杯的轨迹了。

刊于《天体运行论》的太阳系模型(图像来源：维基百科)哥白尼曾根据自己的观测结果，将五大行星与太阳的相对距离算得相当精确。本图仅显示各行星的顺序，轨道大小并未依比例绘制，因此只是示意图。

由此可知，“日心说”比“地心说”优秀许多，当然应该取而代之。然而问题来了，哥白尼又为何认为，这个学说一旦公诸于世，就会被视为旁门左道甚至异端邪说呢？

原因之一，“地心说”已有上千年的历史，在天文学界有着极为权威的地位，绝非轻易能撼动的。就算《天体运行论》提出许多强而有力的证据，哥白尼的同侪恐怕也会(基于偏见)视而不见，甚至嗤之以鼻。或者他们会反问，如果地球并非静止不动，而是像哥白尼所说的既有自转又有公转，为什么人类完全感觉不到呢？(万一有人这么问，哥白尼还真的答不出来！)

原因之二，早在几世纪前，罗马教廷就把“地心说”奉为真理，不容任何人质疑。谁要是敢提出异议，就可能会被送到宗教裁判所，也就是俗称的宗教法庭。虽然我们现在很难想像当年罗马教廷势力有多大，但请务必相信哥白尼绝非患了被害妄想症，才会小心翼翼到那种程度。

不过，历史的发展却相当吊诡。当哥白尼在生命中最后一年，终于决定将《天体运行论》付梓之际，他自己或许已经一无所惧，但别人并不一定这么想。因此，这本书并未完全依照他的意思出版──竟然有人(Andreas Osiander)自作主张，偷偷替他写了一篇告白式的序言，题目是〈致读者：本书内容纯属假设〉，声称书中所说的一切只能算是假说，仅有利于天体运行的计算，并不能反映天文学的事实。

我们无从获悉哥白尼是否看过这篇偷渡进去的序言，万一答案是肯定的，想必他会死不瞑目。(哥白尼临终的情形众说纷纭，通通只能当作传说。不过，其中“最符合读者期望”的版本应该是：哥白尼弥留之际已经失明，当《天体运行论》及时送到病榻时，他只能伸出手来，轻轻抚摸著书页，安详地咽下最后一口气。)

由于那篇序言并无署名，读者自然而然以为是哥白尼的自序。直到六十多年后，才终于有一位名叫克卜勒的学者，在自己的著作《新天文学》里大声疾呼，让世人知晓这个真相。