「有一些無聊的碎嘴,對數學/天文一竅不通,他們從《聖經》中斷章取義,為自己的目的加以曲解,他們會對我的著作吹毛求疵,並妄加非議。我會不予理睬,甚至認為他們的批評是無稽之談,予以蔑視。」
這是哥白尼寫給教皇保羅三世的獻詞,並作為1543年出版的劃時代巨著《天體運行論》的作者原序。
雖然哥白尼拼命地想給自己的巨著打預防針,但是歷史證明,這些「無聊的碎嘴」確實大量存在,而且前赴後繼……
01
1514年,哥白尼寫了一篇四頁的《短論》給最親近的朋友看,在這裡他總結了自己的日心說猜想:
天球大圓(宇宙)沒有中心。地球不是宇宙的中心。所有天體都以太陽為運行中點,因此宇宙的中心位於太陽附近。與天穹高度相比,日地距離可謂微不足道。天空中所能見到的任何運動,皆由地球運動引起。地球如其他行星一樣繞日旋轉,我們所見的太陽運動是繞日旋轉的結果。一些行星的逆行現象,皆由從地球上觀察導致。五百多年後,這些日心說的核心原理已經成為小學生都必備的常識了,但是在那個年代,這絕對是劃時代的發現。當年哥白尼自己早就看透了這一切:「我早已想到,對於那些因襲許多世紀來的成見,承認地球靜居於宇宙中心的人們來說,如果我提出針鋒相對的論斷,即地球在運動,他們會認為這是瘋人囈語。」
天才在左,瘋子在右。太領先於時代的天才在同時代人眼中往往都是瘋子。
「在這光輝燦爛的廟堂裡,除了那個普照環宇的重要地位之外,還有更合適的地方去安置這個偉大的發光體嗎?……所以太陽就像端坐在王位上統領著繞其運轉的行星家族。……最卓越的造物主的神聖作品無疑是何等偉大啊!」哥白尼的太陽,不僅僅是科學,還是散文詩。
在不朽著作《天體運行論》的第一卷中,哥白尼用了一張現在看來極為普通的宇宙模型圖,展示了六大行星(含地球)都是繞日旋轉的,這在當時無異於當頭棒喝,醍醐灌頂。
哥白尼還天才地賦予了地球三種運動:自轉、公轉、赤緯運動(地球地軸傾角的變動)。這個超前的發現完美地解釋一系列天文現象如歲差、月球運動、行星運動等。在第四卷,哥白尼用整卷專門論述了月球理論。他說:「地球還有一個侍從——月亮。」這就給了月亮一個準確的定位,月球是地球的一顆衛星。
讓後人嘆服的是,這一系列革命性的工作都是哥白尼憑藉自己的肉眼和數學計算發現的,望遠鏡還要等到他去世很久之後伽利略才發明,而計算機更在遙遠的未來。哥白尼體系是天文學中的根本變革,開啟和奠定克卜勒和伽利略偉大工作的基石。而牛頓又站在這兩個巨人的肩膀上,發現了後來震古爍今的牛頓力學三大定律。
《天球運行論》是現代天文學的起點,由此開啟的哥白尼革命,為人類群星閃耀的科學革命作出了重要貢獻。
02
中學《語文》課本中有一篇《哥白尼》,著名老科學家的作品。文中說:「哥白尼的學說不只在科學史上引起了空前的革命,而且對人類思想的影響也是極深刻的。哥白尼推翻了亞里斯多德以來從未動搖過的地球是宇宙的中心、日月星辰都繞地球轉動的學說,從而在實質上粉碎了上帝創造人類、又為人類創造萬物的那種荒謬的宇宙觀。」 文章的結尾是,「1822年,教皇被迫承認地動學說,科學終於以偉大的不可壓抑的力量戰勝了神權」。
對哥白尼的這種看法,影響了幾代人,而且很有代表性。哥白尼的日心說引起科學史上的革命,深刻影響了人類思想是真,但讓人百思不得姐的是如何就由此導出日心說粉碎了上帝創造萬物和人類的宇宙觀?教皇承認地動說,又如何推出科學對神權的勝利?
一個基本的事實是《聖經》裡根本沒有地心說或者地動說,也根本沒有提到地球和太陽誰繞著誰轉的問題。所以「上帝創造」的宇宙觀從來都不是基於地心說或者地動說。
最先提出地心說的其實是亞里斯多德,一個古希臘哲學家,地心說的集大成者託勒密是佔星學家兼天文學家,他們都不是基督徒,而是多神信仰者,而提出日心說的哥白尼以及使之發揚光大的克卜勒和伽利略,反而都是虔誠的基督徒。
那麼哥白尼的地動學說究竟衝擊了基督教的什麼教義呢?什麼也沒有!所以哥白尼壓根不擔心他的學說會對教義有啥影響,反而認為他的學說能夠真正證明宇宙體系設計者的偉大。他相信大能的上帝創造的宇宙一定是最簡單而優美的,而非地心說那麼複雜。
但如果對基督教教義沒有衝擊,為什麼《天體運行論》會在1616-1835這200多年一直躺在天主教的禁書名單中呢?亞里斯多德-託勒密的地心學說原本只是一種宇宙理論,和基督教毫無關係,但竟然被幾乎所有地球人接受了1400年,在那一千多年中,反對地心說就是反對科學啊。於是,天主教會內部的亞里斯多德學派就將之納入基督教神學的理論體系,並因此成為基督教神學的天體觀。
哥白尼的地動說真正衝擊的是天主教會內部的亞里斯多德主義者,這些人花費了近三百多年樹立起來的亞里斯多德體系的權威地位,面對16世紀宗教改革的強烈挑戰,已經危在旦夕。於是,哥白尼的《天體運行論》被當成了天主教和新教之間鬥爭的工具,亞里斯多德主義者運用他們在天主教內部所掌握的宗教權威,利用了宗教改革時期的緊張局面,在《天體運行論》出版七十多年後,對之進行審查和封禁(這已經到了伽利略的時候)。
等到教皇和整個世界都被迫承認哥白尼的地動學說的時候,上帝創造萬物和人類的宇宙觀依然全須全尾,完完整整,一點都沒被粉碎。真正被打敗的只是亞里斯多德-託勒密的地心學說和天主教會內部的亞里斯多德學派而已。
而且科學依然是科學,信仰依然是信仰,誰都沒有戰勝誰,正如愛因斯坦所說「沒有宗教的科學是跛子,沒有科學的宗教是瞎子」,科學和信仰開始和諧相處。
對於哥白尼的理論和聖經的教義,伽利略寫道:「[哥白尼]並沒有忽視聖經。他非常清楚,如果他的理論得到證實,那麼是不可能跟聖經衝突的,除非聖經被曲解了。」
四百多年來,一直將神父哥白尼作為反宗教鬥士以及科學革命者的形象來宣傳,問過神父本人意見嗎?
03
哥白尼的的日心說將人作為觀察者,把自以為是宇宙中心的這個幻想打破,從而引出了科學上最著名和最成功的假想之一:哥白尼原則(The Copernican principle)。它是物理學和哲學的一條基本法則,最簡單的定義是:沒有一個觀測者有特別的位置。
1969年,美國普林斯頓大學教授高特(J. Richard Gott)剛剛哈佛畢業,在歐洲遊玩時參觀柏林圍牆時,對他的朋友艾倫(曾任美國天文學會主席)做了個驚世的預言:「我估計這座牆最多還能存在24年。我現在並不清楚它為什麼會倒塌。我只是預測它的壽命超不過24年。」
結果大家都知道了,20年後,1989年11月9日,作為東西兩大陣營對立的主要象徵,柏林圍牆被拆毀了。
教授根據哥白尼原則,發現的是一種非常有趣的、基於概率學的科學預測方法,用它可以預測世間任何事物的存在時間!這個預測背後的邏輯其實很優美簡單,看圖說話:
根據哥白尼原則,高特認為:「他在1969年來參觀柏林圍牆」這件事並沒有什麼特殊性,也就是說,他是在柏林圍牆壽命的任一時間點上觀察的。所以,有50%的可能,高特是在柏林圍牆全壽命的的1/4至3/4段參觀,高特在1969年參觀時,柏林圍牆已經存在了8年,如果高特的參觀時刻在全壽命的1/4處,那該牆最多還可以存在24年(即8年×3)。如果高特的參觀時刻在全壽命的3/4處,那該牆最少還有2年8個月的壽命(即8年÷3)。注意這些估計的可信度是50%。高特的運氣不錯,對柏林圍牆預測成功後,大受鼓舞,開始總結歸納他的方法,並於1993年在《自然》雜誌上發表了論文。
論文中,高特預測了人類的命運,智人已經存在了大約20萬年。如果目前沒有什麼特別之處,那麼有95%的把握可以肯定,我們物種的未來生存時間在20萬年的1/39至39倍之間。也就是說,我們應該至少再持續5100年,但不到780萬年。
根據蝴蝶效應和混沌理論,人們逐漸了解到預測一個複雜系統的未來是不可能的。哥白尼原則另闢蹊徑,以概率方式預測,完全不管複雜系統中的各種因果關係。
高特後來成為一名科學的佔卜者,進行了廣泛的預測,包括英國工黨的執政、長城、微軟,百老匯的歌劇壽命以及芝加哥白襪隊何時再次獲得冠軍等等。高特喜歡使用95%的置信水平,而他或多或少95%預測對了。
它之所以這麼有效,就是因為哥白尼原則:我們在觀察一個事物時所處的位置並不特殊。我們也不特殊,地球離開誰都不會不轉。
運用哥白尼原則,你還會發現,已經長壽的會繼續長壽,反之亦然。經驗豐富的更有安全感,這些說明我們的常識是可靠的。譬如:按照哥白尼原則,不要輕易嘗新,絕大多數首航都千萬不要去試,比如鐵達尼號,比如馬斯克的超級高鐵,比如火星載人計劃……. , 按照95%的置信度,至少要等它們順利運行了39次後,才能保證安全!再如:如果你的愛人告訴你,他/她有過8個前任,那麼你成為終結者的概率極小。
運用哥白尼原則在宇宙學上,宇宙在大尺度下(大致上是一億秒差距或三億光年)是均質和各向同性的。也就是說,無論我們朝哪一個方向看,我們看到的宇宙非常一樣。這一原理已為當前的宇宙觀測所證實,比如宇宙微波背景輻射(CMB)的各向同性。(請參看宇宙創世如此簡單秒懂?60年心血鑄就諾獎)。
多想想哥白尼原則,放下心中執念,地球不是宇宙中心,人類也從無什麼核心,茫茫人海和光同塵,你我無非芸芸眾生。
我曾經跨過山和大海,
也穿過人山人海,
……
直到看見平凡,
才是唯一的答案
(本文接上篇 哥白尼 - 被徐志摩、倪匡等「燒死」的蓋世英雄)