天文學家
→ 哥白尼
(Nicolaus Copernicus,1473-1543)
天文學家哥白尼於 1473 年二月十九日在波蘭北部的桑城(Thorn) 出生,父 親經商非常成功,育有四個子女,哥白尼是老么。但因父親早逝(當時哥白尼只 有十歲),哥白尼由當主教的叔父扶養長大;由於叔父熱衷教育,使哥白尼得以 接受優良的教育。1492 年,他在波蘭南部最優秀的學府科拉科 (Krakow)大學攻 讀美術與數學。次年,叔父勸他學醫,理由是可以替更多人服務。1496 年起前 往義大利北部留學,他在波隆那(Bologna) 大學學習教會法,同時也跟隨天文學 家諾巴拉從事星象觀測,也到過羅馬觀測行星。後來在帕度亞(Padua) 大學獲得 教會法的博士學位,之後在羅馬大學教授數學和天文學。他因懷疑托勒密的行星 理論而不願再教書,1502 年回到波蘭懸壺濟世,受到大家的愛戴,同時在叔父 服務的教會擔任牧師,叔父去逝後,更掌理教會的行政工作。他是羅馬天主教的 神父,更是現代天文學的創始者,他致力於研究太陽、行星、和月亮對恆星的相 對運動,窮其一生對星象的觀察,大致獲得下列結論。
一、地球是圓球體
證據是:越往北移動,北極星就升得越高;越往南移動,則越低。
二、地球由西向東自轉,並且大氣層隨著地表運動
如果大氣不隨著地表運動,應該會有連續的風由東向西吹。太陽、月亮、和 星星都是東升西落,表示地球由西向東自轉。
三、地球不是宇宙的中心
太陽才是宇宙的中心,地球和行星都以圓形的軌道繞太陽運轉,但是圓形的 軌道不以太陽為圓心;因為觀察行星在天空中移動的速率,並不是等速率的。
四、外行星以相反的方向繞行太陽
當外行星(火星、木星、土星)在「衝」的位置時,看起來會漸慢而停止,再 向後移動一些,又停止一次後,再向東行。造成這樣現象的原因是地球在內軌道 越過它們所造成的相對運動。
五、太陽由西向東運行,星星則相反方向
因為地球以圓形軌道繞著太陽運轉,看起來太陽在星空中移動的方向是由西向 東;反之,星星則以由東向西的方向移動。和我們今天觀察的現象吻合。
六、行星到達衝的位置時最亮
因為行星到達「衝」的位置時,離地球最近,所以比其它時間亮。
七、火星的逆行運動比木星大,木星又比土星大
火星的逆行運動比木星大,木星又比土星大;逆行所造成的圈線是透視的效 果,表示火星比木星靠近太陽,木星又比土星靠近太陽。
八、越在外側的行星,繞太陽作公轉的時間越長
「恆星週期」是指行星繞轉太陽一週所需要的時間。恆星週期越長,行星離 太陽越遠;火星的週期 687 天、木星將近 12 年、土星大約 30 年,因此土星離
太陽最遠,木星次之,火星則是三者離太陽最近的行星。而地球的週期是 365 天,顯然比火星還靠近太陽。水星和金星永遠無法完整地繞轉天空一週,因為它 們的圓軌道在地球軌道內繞太陽運轉,週期分別是 88 天和 225 天,可以知道水 星最靠近太陽,金星遠些但仍比地球近。由於水星與金星在地球軌道內運行,從 地球觀察會有盈虧現象,但因此現象無法用肉眼看見,而不能支持哥白尼的觀點。
哥白尼在義大利留學期間正逢文藝復興最盛期,在新思想接二連三地被提出 的環境中,他讀了紀元前三世紀時天文學家阿里斯塔克斯(Aristarchus) 的著 作,受到很大的影響;阿里斯塔克斯出生於希臘的薩摩斯島(Samos) ,該島位於 愛琴海中的一小島,他的書寫著:「不是太陽繞地球運行,而是地球繞太陽運 行。」,對哥白尼主張太陽為中心的宇宙觀貢獻很大,他指出恆星並不會因為視 差而產生歲差的現象,因為恆星實在是太遙遠了。
1530 年哥白尼完成了他的著作,但仍繼續做修訂和編輯的工作,手稿卻在 歐洲學者間四處傳閱。1539 年,德國人雷替克斯 (Georg Joachim
Rhaeticus,1514-1576)是數學教授,任教於 Wittenberg 大學,因製作當時最精 密的三角函數表而聞名。他閱讀哥白尼的論文深受感動,親到佛隆堡(Frauenburg) 哥白尼的住處拜訪,並住下來一起討論了兩年。1540 年就出書介紹哥白尼的學 說。羅馬教皇讀過雷替克斯的書後,肯定其價值,力勸哥白尼出版全部論文,後 來哥白尼就把著書捐給教皇。隨後哥白尼又在 1541 年出版了工作摘要,標題是 Narratio Prima(意為:首次報告) 長達三十八頁,立即引來羅馬天主教、馬丁 路德(Martin Luther)、約翰喀爾文(John Calvin)、和 Melancthon 等宗教家的 抨擊。
在那同時,因為雷替克斯必須離開烏天堡,故將哥白尼的手稿委託朋友出 版,他是路德教派的牧師奧西安得(Andreas Osiander,1498-1552),他深知路德 反對此學說,於是未經哥白尼同意,自己寫了一篇序文加上去,說明該書的論點 並非絕對真實,而只是計算行星位置的方法,手稿交給 Nurnberg 的出版商 Petrejus,並在 1543 年出版了,當時立刻轟動整個歐洲;書名叫做 De
Revolutionibus Orbium Coelestium(意為:天體運行說) ,出版後兩個月 (1543 年五月廿四日下午二時) 哥白尼因腦溢血去逝,使得哥白尼永遠沒有機會看到序 文;他若看到序文,可能死得更快。後來世人還以為懦弱的序文是哥白尼寫的,
評價大幅降低,直到 1609 年才被刻卜勒揭開真相,再度提升哥白尼的地位。
天球的運行一書共分六卷,第一卷是運行理論的基礎與全書概要,第二卷是 球面天文學與地平天文學,第三卷是以地動說為基礎的太陽運動,第四卷是月球 的運動,第五卷是行星在赤經方向上的運動,第六卷是行星在赤緯方向上的運動。
位於路德教派中心地的烏天堡(Wuttenberg),有一位萊茵荷德(Reihold) 教 授贊同哥白尼地動說的觀點,製作了「行星運行表」,1551 年他在阿伯特(Albert) 公爵的資助下出版了「普魯士表」;他修正哥白尼一些計算上的錯誤,可以證明 地動說的正確性。一直到 1627 年德國的天文學家及物理學家刻卜勒(Johannes Kepler,1571-1630) 根據橢圓軌道計算出「魯得夫表(Tabulae Rudolfinae)」
後,才取代該表。
由於教會的打壓,使厄運降臨義大利哲學家布魯諾(Giordano
Bruno,1548-1600)身上;在哥白尼的書出版後五十七年,布魯諾強烈地認同哥白 尼對行星運行的觀點,並使用法 語、英語、和意大利語從事演說,闡述地球就 是行星之一。1600 年,他被控告嚴重的罪行並且受到嚴厲的審問,迅速的審判 之後,處以火刑。義大利的物理學家及天文學家伽利略(Galileo
Gililei,1564-1642) 後來也因為提倡地動說而受軟禁處分。
對於金星和水星一直沒有環繞整個天空,只在太陽附近擺動的問題?哥白尼 是第一個給我們正確解釋的人。金星只在太陽的東方和西方 47 度的範圍內擺 動,水星則是 28 度,那是因為兩者的軌道均在地球的軌道內。
哥白尼解釋行星「逆行」的運動是因為行星間的相對運動;外行星在「衝」
附近時,從地球觀測將發現順行漸慢,然後停止(天文學稱之為留),再逆行(由 東向西)一段時間,又發生「留」一次後,繼續順行。「衝」的現象是行星與地 球最接近的位置,也是二者與太陽成一直線時的位置,火星每 780 天發生「衝」
一次,木星是 399 天,土星是 378 天。
波蘭人以偉大的科學家哥白尼與居里夫人(Marie Curie,1867-1934) 為 榮,稱讚二人為波蘭之光。德國哲學家康德(Immanuel Kant,1724-1804) 說:哥 白尼把地球為宇宙中心轉變為太陽,使人們對地球的價值觀,甚至宗教觀與哲學 觀都有重大的「哥白尼式轉變」。今天,太陽為宇宙中心的寶座也已不保,太 陽只是銀河系中一顆平凡的恆星,銀河當然也不是宇宙的中心。我們越了解宇宙 的真理,自我似乎更渺小了!而知道這件事的第一人,正是--哥白尼。
電通一 A 邱科儒
9630026