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哥白尼誕辰|科學史上的今天:2/19

張瑞棋_96
・2015/02/19 ・1173字 ・閱讀時間約 2 分鐘

想像你是中世紀的古人,每天看著月昇日落、星斗轉移,理所當然會認為地球本身靜止不動,所有天體都繞著地球運轉。即使你對天文星象有興趣,觀測到行星逆行的奇特現象而心生疑問,西元二世紀的托勒密也早已用「周轉圓」與「偏心圓」(類似遊樂園中的旋轉咖啡杯)提供了合理的解釋。加上教會對此大力背書,一千多年來「地心說」因此深植人心,直到十六世紀初,哥白尼提出「日心說」才敲開了一絲裂縫。

哥白尼。圖/Wikipedia

出生於波蘭的哥白尼自 12 歲喪父後由舅舅撫養長大,貴為主教的舅舅在哥白尼修完大學學業後即安排他前往義大利擔任教士,為未來的教會生涯鋪路。雖然他依計畫取得教會法規的博士學位,並學習醫學,不過,他也在這段期間重拾天文學的研究,並得到一些卓越的天文學家的教導。因此當他返回波蘭接受舅舅安排的職位,仍利用閒暇研究天文。

哥白尼並未花很多時間在觀測天體上,他的天文知識主要來自書籍,哲學和數學才是他的靈感泉源。對他而言,托勒密的系統所作的許多預測與實際往往還是有高達幾天的誤差,顯然仍然不是正確的理論。加上這種一堆圈圈繞著不同軸心旋轉的模型實在太過繁複,完全不符合他心目中簡潔美麗的宇宙真貌。

於是哥白尼提出近乎異端的日心說:天體並非繞著地球轉,相反地,地球與其它行星都是繞著太陽轉。然而執著於簡單完美的信念也成了一種阻礙。哥白尼堅信行星的軌道必定是完美的圓形,但實際上行星軌道是橢圓形,為了彌補誤差,他又不得不跟托勒密一樣加入周轉圓,結果他的模型還是一樣複雜,所作的預測與實際的誤差也沒比地心說好多少。而且他也無法回答他的日心說所衍生的更多問題,諸如地球這麼重,如何能繞著太陽轉?地球如此高速飛轉,為什麼我們既不會被甩出去也完全感受不到?

哥白尼自 1514 年左右將他的理論印成小冊子在朋友間流傳,一直沒有公開出版發行,與其說是懼於教會的壓力,更可能是因為他深知自己的理論仍漏洞百出,無法自圓其說。哥白尼的沮喪與苦悶可想而知——基於信念的嘔心瀝血之作最後竟無濟於事,而且還是有違簡潔美麗的信念。

最後哥白尼還是在風燭殘年時將他的學說整理成《天體運行論》出版,據說剛印好的書在他臨終之際才送到他床前,他撫摸著封面安詳去世。七十年後,一直堅定支持哥白尼學說的克卜勒終於將圓形軌道修正為橢圓形,證明哥白尼的日心說是對的。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書。
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