原創 盛世同 索恩thornbird
誰破解了宇宙的奧秘？
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你可曾記得，上次仰望天空是什麼時候？當時是萬裡無雲，還是電閃雷鳴？是月光皎潔，還是星河璀璨？
亙古以來，無論海陸如何變遷，物種如何演進，日月出沒、鬥轉星移這些天象似乎從未改變。在認知革命的過程中，智人面對博大和永恆的天空，拋出了一系列問題：天地為什麼分開？太陽為什麼發光？月亮為什麼盈虧？星辰為什麼如此排布？它們為什麼運動不休？
為了解答這一切，智人發展出五花八門的神話傳說。原始信仰要求敬畏上蒼、崇拜日月，多神論視星辰為神祇，一神論認為天堂是造物主的居所。天不僅是存在的完美形式，也隱含著存在的終極目的。探究天空是最神聖的事業，假如它沒有因為過於神聖而被禁止的話。
初看上去，天空的變化似乎很有規律。古人不但根據星辰的運動規定了時間單位和空間方位，而且掌握了用數學推算天象的方法。但在進一步觀察和計算之後，人們發現天象並不簡單：太陽日不等於恆星日，太陽年不等於恆星年，月相周期和它們不能約分……更奇怪的是，當絕大多數星辰——「恆星」幾乎固定地繞著天極旋轉，太陽、月亮和五顆「行星」卻一直飄忽不定，特別是行星的亮度、速度甚至運動方向都會發生變化。
為了記錄、解釋和預測天上的事件，使令人困惑的現象自圓其說，星相學和天文學這對雙胞胎應運而生。前者藉助經驗，重在定性描述，強調天與地的超自然關聯；後者依靠數學，重在定量分析，試圖發掘天象不規律背後的規律性，進而揭示天的真實結構以及天與地的自然關聯。如果說，天文學猶如一場解謎遊戲，天文學史就好比一部偵探小說。本書講述的故事便是其中一個精彩的核心章節。
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「天似穹廬，籠蓋四野。」從日常經驗來看，中國古代的宇宙觀「天圓地方」似乎頗為形象，但它既不嚴謹，也沒有形成體系。之後，歷代哲學家和天文學家又提出了「宣夜說」、「蓋天說」和「渾天說」。其中，宣夜說缺乏數學基礎，無法加以發展；蓋天說與渾天說進行了千餘年的辯論，最終渾天說憑藉較準確的預測佔據了上風。
遺憾的是，無論是蓋天說還是渾天說，都是比較樸素和粗糙的。中國古代天文學的任務不在於探究宇宙的結構，而在於為權力和禮教服務。因此，它留下了精巧的觀象儀器和豐富的觀測記錄，卻長期在基本問題上止步不前。直到利瑪竇來華，天朝的學者仍無法想像大地是一個球體。
伽利略·伽利雷，生於1564年，義大利天文學家，物理學家和工程師
相比之下，古希臘人在汲取了巴比倫和古埃及的天文學知識之後，很早就知道地球是球體。公元前6世紀，米利都的阿那克西曼德認識到天球是一個完整的球面，並根據星辰在不同緯度時的高度變化確定地表是曲面。他將大地描繪成懸浮在空中的圓柱體。不久，畢達哥拉斯明確提出了球形大地，既因為球體被視為最完美的形體，又因為它符合月食的圓弧狀影子。
柏拉圖接受了畢達哥拉斯學派的觀點，相信宇宙在幾何學上是完美的，只能由球體和圓周運動組成。為了解釋行星的不規則運動，他的弟子歐多克斯提出了一個由27個同心球嵌套而成的系統。他賦予恆星1個水晶球殼，太陽和月亮各3個，五顆行星各4個，它們圍繞位居中心的地球運動。為了使這個模型更加符合實際的天象，他的學生卡裡普斯又增補了7個球殼。
稍後，亞里斯多德將前人的思想整合為一個宏大而自洽的體系。他將世界分為月上和月下，它們適用截然不同的規律。月上世界由第五元素（以太）組成，是完美而永恆的。簡單運動只有兩種——上下方向的直線運動（地球保持靜止，土和水朝向地心即宇宙中心，火和氣遠離地心）和圓周運動，而圓周運動正是以太及由其構成的天體的本質屬性。最後，他為了避免不同球殼相互影響，又增加了22個同心球殼，使之達到56個。
不過，在同心球模型中，太陽、月亮和行星到地球的距離是固定的，這與觀測情況不符。公元前3世紀，阿波羅尼烏斯在堅持勻速圓周運動的基礎上，提出了兩個改進方案：一是偏心圓模型，即行星（包括太陽和月亮）的運動軌道不是以地球為圓心的同心圓，而是一組偏心圓；二是本輪-均輪模型，即行星在「本輪」上做勻速運動，而本輪的中心在以地球為圓心的「均輪」上做勻速運動。100年後，喜帕恰斯又對本輪-均輪模型做了修改，使之更好地解釋行星的運動。
到了2世紀，託勒密經過數十年的觀測和推算，在《至大論》中融合了上述兩種模型，並提出了「偏心勻速點」，即地球相對於均輪的圓心的對稱點，使得各個本輪的中心不是圍繞均輪的圓心做勻速運動，而是圍繞該點做角速度不變的運動。雖然託勒密繼續堅持「地心說」或「地靜說」，但他的模型從數學角度來看已經相當完善，其解釋和預報天象的能力達到了古典時代的巔峰。在接下來的1000多年間，託勒密體系將盛行於拜佔庭和阿拉伯，最後在中世紀晚期重返西歐。
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在基督教看來，古典時代的思想家原本都是異端。不過，為了描述世界，教會也需要既符合生活經驗又符合《聖經》教義的理論。13世紀，託馬斯·阿奎納改造了亞里斯多德的學說，使以上帝為動因、以人類為中心的地心說成為經院哲學的標準宇宙模型。文藝復興時期，畢達哥拉斯、柏拉圖和託勒密重新獲得關注，天文學家便紛紛採用了更加精確的託勒密體系。他們根據觀測結果不斷進行修正，在本輪上再添加小本輪，導致該體系的圓周數量逐漸增至80個，變得愈發臃腫和不便。
漸漸地，越來越多的學者對傳統世界觀感到不滿，卻不敢也無力撼動它的整個根基。就在此時，西歐出現了活字印刷術，又發生了地理大發現和宗教改革。視野的拓展和思想的激蕩帶來了新事物和新觀點，開啟了一個充滿衝突和變化的時代。
1500年前後，正在義大利求學的尼古拉·哥白尼接觸到了天文學。他受到畢達哥拉斯和柏拉圖的影響，相信天體的運動是簡單和完美的，但是託勒密體系顯然不夠簡潔。他還發現，早已有人提出過不同於亞里斯多德和託勒密的宇宙觀，比如畢達哥拉斯學派認為宇宙繞著一團「中心火」轉動，公元前3世紀的阿里斯塔克提出太陽是宇宙的中心。因此，當哥白尼在波蘭弗龍堡擔任教士期間，他思考如果以太陽為中心，是否就能更合理地描述宇宙的結構。1530年前後，他的新理論開始在學者之間流傳，但礙於不符合教義而遲遲沒有發表。直到1543年他去世前夕，《天球運行論》才得以問世。
《天球運行論》提出了被稱為「日心說」或「地動說」的哥白尼體系。據此，太陽居於中央，水星、金星、地球（帶著月球自轉）、火星、木星和土星從內到外繞日轉動，恆星位於最外側。就認識論而言，「哥白尼的變革」——擺脫自我中心主義的視角當然是劃時代的創舉，但在天文學史上，「地動說」取代「地靜說」並非如後人所想像的那般輕巧。哥白尼沒有能力也沒有意願推翻舊秩序，他只是邁出了第一步。
從很多方面來看，哥白尼更像是託勒密的繼承者，而非顛覆者。他既延續了亞里斯多德物理學，堅持球體和勻速圓周運動，又沿用了託勒密的天文概念、數學方法和幾何表述，包括本輪、均輪和偏心圓，唯獨省去了偏心勻速點。儘管他的模型能更好地解釋行星的逆行運動和亮度變化，卻仍舊以34個彼此嚙合的圓周為基礎，其複雜程度和預報能力較託勒密體系並無優勢。「哥白尼的思想飛躍是如此偉大，但他其餘的觀念和想像卻仍然那麼傳統。」
由於觀測不到恆星的周年視差，且無法解釋地球運動可能帶來的混亂，哥白尼體系儘管受到了學界的廣泛關注，卻只是被當作一種便於使用的數學假說，而不是宇宙真實情況的反映。取代託勒密體系的新理論首先來自丹麥天文學家第谷·布拉赫。
與哥白尼不同，第谷是職業天文學家。他發現過去的星表預報天象已經有很大誤差，於是立志加以改進。1572年，仙后座爆發了一顆超新星，第谷的計算結果是它位於恆星天球，挑戰了月上世界永恆不變的觀點。1576年，丹麥國王克裡斯蒂安四世把汶島賜給第谷做研究，他便在島上築起了當時規模最大、設備最齊全的觀象臺——天堡，在那裡一直觀測至1597年。
經過20年的堅守，第谷將裸眼觀測技術推向極致，積累了有史以來最精確、最完整的持續觀測記錄。依靠強大的數據支撐，他提出了非常符合觀測結果的宇宙結構，即地球靜止在宇宙中央，太陽和月亮圍繞地球轉動，其他行星圍繞太陽轉動。第谷體系是託勒密和哥白尼體系之間的折中方案，兼顧了兩者的優勢，也順應了傳統的神學和物理學觀點。它取代了託勒密體系，成為主流學界和天主教會一度認可的宇宙模型。
可惜，第谷體系儘管是最完善的地心說模型，最終還是難免落伍的命運。但是，第谷的功績不可磨滅，特別是他給後世留下了前無古人的觀測資料庫。同樣重要的是，他選擇了一位卓越的繼承人——約翰內斯·克卜勒。
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1577年，當一顆彗星出現，第谷認為其位於月上世界，從而能夠打破想像的水晶天球之時，克卜勒年僅6歲。他出生在德意志南部的符騰堡公國，那裡的經濟生活不算太發達，還沒有擺脫宗教改革帶來的信仰衝突。克卜勒的祖父和外祖父都是商人，在各自的城鎮當過市長，但他的父親不務正業，後來參加僱傭軍而客死他鄉，給他的家庭帶來了不小的負擔。
克卜勒是早產兒，從小體弱多病，高度近視，幸虧他天資聰穎，被圖賓根神學院錄取，在那裡樹立了成為新教牧師的志向。沒想到，就在畢業前夕，他被派往施泰爾馬克公國的格拉茨擔任數學教師。
在圖賓根期間，克卜勒開始對數學和天文學感興趣，並在老師邁斯特林的引導下接受了哥白尼的觀點。他在格拉茨繼續堅持這項研究。之所以如此執著，主要是因為他受到畢達哥拉斯和柏拉圖的影響，相信「上帝參照幾何模型創造了世界，以及人的理性有能力認識這一模型」。他決心用一生尋找和證明宇宙神聖而完美的秩序。
約翰尼斯·克卜勒，生於1571年，德國傑出的天文學家、物理學家、數學家
克卜勒發現，正多面體只有5種，它們的內切球和外接球的比例與6顆行星的軌道大致吻合。他於是認為，上帝就是按照幾何學原理創造宇宙的，太陽則通過「靈」的作用把行星束縛在軌道上。據此，他在1596年發表了以哥白尼體系為基礎的處女作《宇宙的奧秘》。
他把作品寄給專家同行，引起了已經成為神聖羅馬帝國皇帝御用數學家的第谷的注意。後者邀請由於信仰原因被逐出格拉茨的克卜勒來到布拉格，最終讓他接過了御用數學家的衣缽。據說，第谷生前叮囑克卜勒必須按照第谷體系，而不得按照哥白尼體系構建新的行星理論。
1597年夏天，比克卜勒年長8歲的帕多瓦大學教授伽利略·伽利雷也收到了《宇宙的奧秘》。伽利略回信致謝，他透露了自己贊成哥白尼的秘密立場，稱克卜勒是「探索真理的夥伴」。克卜勒對覓得知音激動不已，提議共同支持哥白尼體系，甚至準備公開伽利略的來信。可是，他的熱情似乎嚇退了伽利略，兩人的初次通信就這樣戛然而止了。
伽利略生於比薩一個沒落的城市貴族家庭，父親文琴佐是琉特琴師和音樂理論家。作為文藝復興的搖籃，此時的北義大利雖然受到新航路開闢帶來的衝擊，但依然是歐洲商業最發達、文化最繁榮的地區。伽利略年少時曾在修道院學習，差點做了教士，後來又想成為畫家。家裡則希望他成為一名醫生，但他由於經濟原因未能完成學業。不過，在父親的影響下，伽利略不僅熟悉了貴族社會的生活方式，也掌握了實證主義的研究方法。他展現出數學和物理學方面的非凡天賦，19歲就發現了擺的等時性，又發明了流體靜力學天平，在知識界嶄露頭角。
1589年，伽利略成為比薩大學的數學教師，1592年又前往帕多瓦大學任教。威尼斯共和國提供了寬鬆的學術氛圍和發達的工商業網絡，使他迎來了一段在理論和實踐方面都非常高產的時期。他在自建的工坊裡發明了比例規、水泵、測溫儀和軍用羅盤，並將科學成果轉化成商業利益和政治資源。正當他在物理學和工程學道路上邁進的時候，一件新事物徹底改變了他的人生軌跡。
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1608年，尼德蘭眼鏡匠利普希用兩枚透鏡製作出能夠放大遠處物體的儀器。次年，消息傳到義大利，伽利略立刻意識到這項發明的軍事和商業價值，於是利用威尼斯的便利條件，很快就在工匠的配合下製作出倍數更高、成像更清晰的望遠鏡，並向威尼斯及各國權貴進行了推銷。不過，伽利略沒有料到望遠鏡的真正潛力，直到秋冬之交的某個夜晚，他有意無意地將放大20倍的鏡筒對準星空，才發現了一片未知的天地。
伽利略不是天文學家，但新儀器為他帶來了無與倫比的優勢。幾個月間，他通宵達旦地守在望遠鏡前，先後發現了月球表面的凹凸不平和木星的四顆衛星，顛覆了人們對宇宙的認知。為了保住發現權，他迫不及待地出版了《星際信使》，一開始卻遭到同行的質疑和嘲諷；為了實現回歸宮廷、躋身上流社會的抱負，他又將木星的衛星獻給美第奇大公，但還缺少一位專家的鑑定。關鍵時刻，克卜勒伸出了援手。
此前，克卜勒利用第谷留下的觀測記錄，不斷完善自己關於宇宙秩序的構想，其間還研究了一顆以他的名字命名的超新星。在計算火星軌道的過程中，他意識到託勒密、哥白尼和第谷體系都存在缺陷，於是毅然摒棄了長期被奉為真理的勻速運動和圓周運動。雖然他仍離不開亞里斯多德的物理學，但他通過大膽推論，誤打誤撞地獲得了正確的結果。同時，在吉爾伯特《論磁》的啟發下，克卜勒將行星運動的原因從「靈」修改為太陽的吸引力，儘管他無法解釋力的來源。
1609年，就在伽利略趕製望遠鏡的時候，克卜勒發表了《新天文學》。他提出了行星運動第一定律（行星沿橢圓軌道繞太陽運動，太陽位於橢圓的一個焦點上）和第二定律（太陽和行星的連線在相等時間內掃過相等的面積），用一種圓錐曲線——橢圓就取消了所有的本輪、均輪和偏心圓，使天空一下子變得不那麼完美，卻極為簡潔與合理。然而，克卜勒體系如此具有顛覆性，使得它在接下來的動蕩年代未能引起足夠的反響。
1610年4月，克卜勒收到了期盼已久的伽利略的消息。在無法用望遠鏡驗證的情況下，他果斷為闊別13年的伽利略出具了鑑定，甚至公開發表了讚揚後者的評論。克卜勒之所以甘冒風險做出擔保，既是基於他自己的天文學和光學素養，也是出於對伽利略作為志同道合者的高度信任。
得益於克卜勒的力挺，伽利略如願成為託斯卡納大公的數學家和哲學家，兩人開始了一段頻繁通信的時期。伽利略遮遮掩掩地通報了他對金星相位、土星的「跟班」和太陽黑子的觀測情況，時刻不忘保護自己的發現權，也沒有對克卜勒的工作給予足夠的重視。更可惜的是，這番互動是如此短暫。隨著克卜勒1612年離開布拉格，兩人的聯繫很快又中斷了。
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此時，歐洲已經處在三十年戰爭的前夜，各地的政治和宗教衝突愈演愈烈。哈布斯堡家族內部矛盾激化，戰火一直燒到了布拉格。由於遭遇長期欠薪，克卜勒本不寬裕的生活更加艱難，正考慮赴林茨擔任數學教師。誰料，在這兵荒馬亂之際，他的家庭也橫遭打擊。到了林茨，他被排除在信仰活動之外，還得設法解救被指控為女巫的母親。然而，在這遠離學術圈的孤獨之境，他也沒有放棄單槍匹馬式的研究。
1619年，克卜勒寫出了《世界的和諧》，把宇宙的結構解讀為一曲氣勢恢宏的永恆交響，並在書中提出了行星運動第三定律（行星公轉周期的平方與軌道半長徑的立方成正比）。1627年，克卜勒又以違背第谷遺願的方式完成了第谷的遺志，《魯道夫星表》最終將確立克卜勒體系的主流地位。此時，他已被逐出林茨，之後短暫地為瓦倫斯坦效力。1631年，克卜勒在討薪途中病故，結束了顛沛流離的一生。
相比之下，伽利略要幸運得多。他的觀測成果很快獲得了包括教會學術權威克拉維烏斯在內的廣泛承認，他的聲望也在1612年春季的羅馬之行中達到頂點。但是，望遠鏡尚不能判定日心說和地心說孰是孰非，而哥白尼的學說不再被視作假說的風險卻引起了天主教會的警覺。1616年和1619年，《天球運行論》和克卜勒的著作相繼被列入了禁書目錄，伽利略也受到了警告。
1618年-1648年爆發了歐洲主要國家捲入德意志內戰的大規模國際戰爭，一般稱為「三十年戰爭」
1623年，隨著友人當選為教宗（烏爾班八世），伽利略認為主張哥白尼觀點的時機已經到來。他忘記了自己身處教會的勢力範圍，其咄咄逼人的態度也為自己樹敵甚多。在1632年出版的《關於託勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》中，他沒有按要求將哥白尼體系表述為假說。不巧的是，教宗正由於權威受損而變得敏感，他對伽利略的新作大發雷霆。結果，年屆七旬的伽利略被召至羅馬受審。他沒有為科學殉道，而是在發誓放棄日心說之後被判處終身軟禁。
因禍得福的是，伽利略漸漸從打擊中恢復過來，重新拾起了擱置已久的力學研究。1638年，已經雙目失明的他發表了《關於兩門新科學的對談》，依靠幾何學和實證方法闡述了慣性定律、落體運動和拋體運動，徹底摧毀了亞里斯多德物理學的大廈。這是他為後世留下的最重要的遺產。
四年後，伽利略和克卜勒一樣在孤獨中離世。不同的是，伽利略生前和身後始終備受景仰，他被遷葬至有「義大利先賢祠」之稱的佛羅倫斯聖十字教堂，1992年終獲天主教會平反。反觀克卜勒，他生前窮困潦倒，死後就連墳墓也在戰亂中不知所終。
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伽利略和克卜勒——這兩個熠熠生輝的名字常常被當作日心說的共同推動者相提並論。他們都懷著解讀「自然之書」的崇高理想，都擁有十年一日、百折不撓的強大意志，也都屬於支持哥白尼的少數派——後人有理由想像，假如兩人能夠攜起手來，日心說的勝利是否就能更早到來？
令人遺憾的是，伽利略和克卜勒儘管有許多共同的朋友，後者也希望兩人直接對話，但他們終究未曾謀面，更沒有並肩作戰。託馬斯·德·帕多瓦的故事顯示，他們的風格截然不同，他們的關係也要比乍看起來微妙得多。通過分析兩人的通信，作者得出結論說，他們代表著兩種至今可見的學者類型，「他們的交往之所以不成功，是因為他們不同的性格、各自的抱負和提問的方法」。
從性格上看，克卜勒誠實而內斂，耿直而衝動，但他不善於表達，處理問題也不夠周全。伽利略則精明、謹慎、虛榮和自負，他能言善辯，懂得包裝自己。面對對手，他常常表現得刻薄和無情，不容他人染指自己的利益。結果是，克卜勒未能享有與其成就相稱的榮譽，伽利略則因為過於高調而栽了一個大跟頭。
從抱負上看，伽利略始終懷著出人頭地的世俗理想。對他來說，科學既是事業，也是獲取聲望和財富的手段。他視科研工作為「零和博弈」，甚至不惜挪用或貶低他人的成果。相反，克卜勒將科學視為揭示上帝創世密碼的神聖使命，眾人應當齊心協力，而不是爭名奪利。無論是在廟堂還是在江湖，他都堅定不移地踐行著自己的道路。
哥白尼在40歲時提出了「日心說」（the heliocentric theory）
從方法上看，伽利略繼承了他父親的實證主義和經驗主義，反對過度抽象和假設。他將基於實驗的科學方法發揚光大，儘管他有時仍將直覺或理論置於實驗之上。克卜勒的方法比較傳統，但他的想像力豐富，判斷力敏銳，勇於突破固有的思維範式。伽利略是現實主義者，總是從解決具體問題入手；克卜勒則是理想主義者，他的目標直指宇宙的終極奧秘。
後世雖然將兩人並稱為天文學家，但嚴格來說，伽利略主要是物理學家。相比之下，他在天文學領域的成就大多是可複製的。在那個「平行發現的時代」，他既不是望遠鏡的發明者，也不是用望遠鏡觀察星空的首創者。他不追求用觀測數據佐證他的觀點，也不重視克卜勒的橢圓和《魯道夫星表》。他的不凡之處在於，通過與手工匠和藝術家密切合作，將研究結果精確和系統地呈現出來，使人耳目一新。
克卜勒主要是數學家。他依靠深厚的算術和幾何功底，先後就宇宙的構造提出了20多條具有獨創性的定律。它們大多艱澀難懂，遠不如望遠鏡觀測那樣直觀和動人。可是，就算其中只有三條是正確的，也足以推翻不容置疑的勻速圓周運動。它們不僅否定了託勒密體系和第谷體系，實際上也重構了哥白尼體系。考慮到他的發現歷程太不尋常，「如果沒有克卜勒的發現，天文學的後續發展也許會延遲整整一個世紀」。
除了兩人的諸多差異，當時的社會環境也阻礙了他們的深入交往，以至於雖然只隔著一條阿爾卑斯山脈，他們卻從未到訪過彼此的國度。他們經歷了反宗教改革運動高歌猛進、宗教迫害和獵巫運動此起彼伏的時期，又分屬於不同的信仰陣營；他們遭遇了一場曠日持久、殺人如麻的歐陸混戰，炮火、饑荒和瘟疫不僅破壞了原本脆弱的通信網絡，也牽累著個體的命運。在歷史大潮之中，弄潮兒有時也只能隨波逐流。
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400年前，當伽利略端著望遠鏡尋尋覓覓，而克卜勒在燭光下埋頭計算的時候，天文學和星相學還沒有分家，「自然哲學」還沒有擺脫神學的影響。在這場被稱為「科學革命」的宏大變革之中，伽利略和克卜勒都犯過許多錯誤。前者將彗星當作大氣中的發光現象，把潮汐作為證明地球運動的王牌，而後者傾力打造的和諧宇宙看似玄妙莫測，實則十分牽強。他們雖然都擁護日心說，但各自保留著一些舊觀念，導致彼此的觀點無法調和。克卜勒把力引到了天上，卻依然相信運動需要力的作用；伽利略發現了力與加速度的關係，卻堅持天體的圓周運動。還要再經過兩代人，艾薩克·牛頓才將「站在巨人的肩膀上」發現萬有引力，實現物理學和天文學的統一，也就是天與地的統一。
「近代科學既不是通過一次激進的決裂，也不是通過一次突然的啟蒙開始的。」不同於教科書中脈絡清晰、因果註定的蓋棺定論，科學史的敘事是複雜和曲折的。科學的發展是一個漸進和揚棄的過程，就像一艘在航行中不斷改造的「忒修斯之船」，其核心部件的更換——比如從託勒密體系到哥白尼體系和第谷體系，再到克卜勒體系——幾乎總是伴隨著競爭和反覆。知識領域的每一次重大進步都不是個人的朝夕之功，而是許多人乃至許多代人思考和實驗的結晶。
科學是一個追求真理的動態體系，但它既不等於真理，恐怕也不能獲得絕對真理。它只是一種建立在不確定性之上的方法，依賴於獨立思考和價值引導。伽利略和克卜勒能提出許多反駁地心說的論據，卻無法證明日心說的絕對正確。他們之所以認定地球圍繞太陽運動，是因為他們受到新柏拉圖主義哲學的影響，篤信上帝的至善、宇宙的秩序和太陽的特殊。卡爾·波普爾說：「每一個科學發現都包含『非理性因素』，或者在柏格森意義上的『創造性直覺』。」
所以，科學革命不是經驗取代超驗或者理性戰勝迷信的簡單過程。眾所周知，1600年的火刑和1633年的審判塑造了科學史上的最大反派。但事實上，宗教不是科學的反義詞，天主教會也不是科學的死敵。它一度保護和推動了科學的發展，此時卻在宗教改革與反宗教改革的背景下陷入了教條主義和保護主義，對異端的打擊波及了整個思想界。不應忘記，早期的科學家——哥白尼、伽利略和克卜勒都是虔誠的基督徒，耶穌會士甚至將不少最新成果帶到了東方。
早在1615年，葡萄牙傳教士陽瑪諾就在北京印製了《天問略》，書中已經提到了用望遠鏡觀測天象的情況。不久，兩位德意志人——伽利略之友鄧玉函帶來瞭望遠鏡，湯若望以第谷體系編纂了《崇禎曆書》。隨後，波蘭人穆尼閣甚至在《天步真原》中介紹了哥白尼體系。但是，沒有合適的土壤，再好的種子也無法生根發芽。反觀西歐，依靠世俗權力的庇護和市場機制的助推，科學長成了一株參天大樹。
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今天，人類已經登上了月球，發射了太空望遠鏡，不斷將已知的宇宙邊界向外擴展。除了少數宗教保守分子以外，幾乎所有人都已將地球圍繞太陽運動視為不言自明之事。我們已經知道，使地球公轉的既不是某種自然狀態，也不是磁力，而是萬有引力；我們還知道，地球和太陽都不是宇宙的中心，太陽系只是銀河系一條旋臂上的普通家族，而宇宙中的銀河系多得不可勝計。我們不僅觀察到恆星的視差，還測出了它們的距離；不僅接收到微波背景輻射，還發現了系外行星、黑洞和反物質；不僅拋棄了亞里斯多德的世界觀，還推翻了牛頓的世界觀——這肯定會讓伽利略和克卜勒大跌眼鏡。
與他們相比，人類已經走出了很遠。然而，在真理的海洋面前，我們和他們一樣無知，甚至更加迷茫。我們仍在思考他們思考過的問題：時空有沒有邊界？是否存在多重宇宙？有沒有地外生命？上帝是否存在及其存在的方式是什麼？今人或許可以提出越來越多的論據，但始終無法給出令我們自己信服的答案。
如今，我們似乎仍處在第二次科學革命的進程之中。100年來，相對論、量子論和許多其他主張試圖揭示世界的深層本質，但萬有理論的曙光還沒有出現。或許，當下熱門的「弦理論」和「圈量子理論」就像託勒密、哥白尼、第谷和克卜勒體系，可能部分是正確的，也可能都是錯誤的，抑或像伽利略和克卜勒那樣，分別只參透了真相的某一個方面。
此刻，我望著北京的夜空——由於高樓大廈的遮擋、霧霾和光汙染，天上看不到幾顆星星——自覺與宇宙空前的接近，又空前的疏離。古人對星宿如數家珍，而它們現在只是科學家和少數愛好者的專屬。現代社會打破了世界的整體感，使個人前所未有地了解自然，又孤立於自然——對照科學事業的初衷，真是莫大的諷刺。
幾天前，就在這個世界深陷於新冠肺炎疫情的時候，美國太空探索技術公司（SpaceX）完成了首次商業載人航天任務，令世人距離實現太空夢又近了一步。不過，在我們出徵星辰大海之前，應該先看看四周——那些比疫情更加危險的「灰犀牛」正在縮小包圍圈：氣候變化問題、環境汙染問題、生物多樣性問題、人口問題、糧食安全問題……科學不是萬能的，人類以它的名義製造的麻煩，僅依靠它恐已無法解決。
曾幾何時，日心說打破了人的自我中心觀念，望遠鏡使人認識到自身的渺小和局限，橢圓定律則展現了宇宙的意外之美。面對重重危機，託馬斯·德·帕多瓦的故事或許有助於讀者反思：我們是誰？我們從哪裡來，到哪裡去？我們與自然的關係如何？我們該怎麼做，才能既不辜負400年前的先人，也無愧於400年後的來者？
摘自《宇宙的奧秘》譯者序
科學史上一個震撼世界的篇章
揭秘一段漫長而糾結的天文學歷史
講述兩位迥然不同的同時代科學家如何以各自方式探索星辰的奧秘
獲評2010年奧地利「自然科學/技術」門類「年度最佳科學書籍」
宇宙的奧秘：
克卜勒、伽利略與度量天空
[德]託馬斯·德·帕多瓦 著
盛世同 譯
社會科學文獻出版社 | 索·恩
2020年10月出版
1609年，伽利略·伽利雷和約翰內斯·克卜勒突破了當時已知世界的邊界。他們一人在威尼斯透過望遠鏡觀察星辰，另一人在布拉格發現了行星運動定律。託馬斯·德·帕多瓦以至今較少受到關注卻扣人心弦的通信往來為基礎，首次講述了兩位如此不同的科學家之間不對等的關係，以及他們如何在同樣的時刻以各自的方式探索星辰的奧秘。
本書目錄
第一部分 目光透過望遠鏡
拋光鏡片背後的世界
伽利略如何又一次發明瞭望遠鏡／009
一架數學的登天階梯
克卜勒的月亮之夢／045
新的宇宙
仰仗目力的伽利略／080
夜晚為什麼會變暗？
克卜勒與科學的偉大時刻／104
志在公侯之堂
伽利略教授成為宮廷哲學家／134
「讓我們嘲笑眾人的愚昧吧！」
克卜勒熱情洋溢的書信所獲反響存疑／159
第二部分 義大利人和德意志人
琉特琴演奏家
伽利雷家中的音樂與數學／185
「我想要成為神學家」
克卜勒的成長之路：從士兵之子到數學教師／208
試金天平
伽利略追隨著阿基米德的足跡／234
天空與婚姻的秘密
克卜勒從恆星中看出了什麼／257
探索真理的夥伴
伽利略，秘密的哥白尼主義者／282
「伽利略，鼓足勇氣，站出來吧！」
克卜勒在科學的鯊魚池中／310
第三部分 天堂和地獄之間
腦海中的曲線
克卜勒如何發現他的行星運動定律／341
勢不可當的崛起
伽利略處於權力中心／372
懸崖邊緣
克卜勒的命運年／395
致克卜勒的最後一封信
伽利略和反對哥白尼的教令／423
不祥的彗星
戰爭期間：克卜勒批判伽利略／450
分裂的天空
對伽利略的審判與近代宇宙觀的誕生／484
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整理排版：Kalvin Chang
原標題：《如果說，天文學猶如一場解謎遊戲，那麼天文學史就好比一部偵探小說》
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