科學或信仰?哥白尼的日心說

科學或信仰?哥白尼的日心說

科學或信仰?哥白尼的日心說

1543 年,70 歲的哥白尼終於出版《天體運行論》,向世人宣稱地球並非宇宙中心,太陽才是,地球與其它行星都是繞著太陽轉。

其實哥白尼早在 1514 年就已經寫下了日心說的初步綱要,並分送給朋友傳閱,但他卻等了將近三十年,直到死前才正式發表。《天體運行論》出版後並未掀起波瀾,直到下個世紀,伽利略力排眾議,出書宣揚哥白尼的日心說,而在 1633 年接受宗教法庭的審判。

這樣的史實讓我們很自然的以為由於教會的打壓,哥白尼生前才不敢公開發表;也因為日心說被教會視為異端,才那麼久都沒有人敢附和。然而這只是想當然爾的成見,真相並非如此。

事實上,教宗克萊孟七世 (Clemens PP. VII) 的秘書曾於 1533 年,向教宗與幾位紅衣主教簡報哥白尼的理論,結果他們都對日心說很感興趣。三年後,一位紅衣主教還特地寫信給哥白尼,請他盡快出書,與其他學者分享他的理論。當《天體運行論》出版之後,除了一些神學家的零星砲火,教會也沒有將之列為禁書,一直要到 1616 年才予查禁。

如果不是教會阻撓,為什麼哥白尼要到人生盡頭才出版著作?如果教會並未明令禁止,為什麼沒多少人認同日心說?這兩個問題的答案其實都一樣:因為日心說在當時仍有許多漏洞無法自圓其說。

哥白尼的日心說模型。(圖片來源:維基百科)

例如地球如果真的繞著太陽轉,速度一定非常快,那為什麼把球往上一丟,掉下來時卻仍在原地?現在我們當然知道是因為慣性作用,但慣性的概念要到十七世紀初,才由伽利略等人提出,在此之前,人們根本想不到往上丟的球也保有和地球一樣的移動速度。

再則地球轉這麼快,為什麼地表上的東西不會甩飛出去?又是什麼力量,才能讓如此巨大笨重的地球持續轉動,永不停息?地心說沒有這些問題,至於日月星辰的轉動,根據亞里斯多德所說,天體是由極為輕盈的「以太」構成,它們的存在與運動都永恆不變,聽起來合理多了。日心說就得等到 1687 年牛頓提出萬有引力,才有一套加以解釋的理論。

此外還有視差的問題。地球在公轉軌道的兩端所看到的遠方星星,位置應該會有差異(就像你舉起手臂,伸出食指,輪流閉上左眼和右眼,會看到食指的位置不一樣),但是當時觀測到的恆星都沒有視差,可見地球一直都在原地不動。

雖然哥白尼正確地指出那是因為恆星離我們太遠了,相較之下,地球公轉的直徑根本微不足道,猶如一個點,因此才沒有視差。然而這所代表的宇宙之大是當時所無法想像的,因此人們只覺得哥白尼信口開河,不足為信。

最重要的是,哥白尼模型並沒有比傳統的托勒密模型來得準確。在托勒密模型中,行星各自繞著稱為「本輪」的圓圈轉,然後本輪再繞著地球轉(地球在稍微偏離圓心的位置),如此便能符合觀測到的行星軌跡,包括水星逆行的奇特現象。哥白尼的模型雖然比較簡潔,但他與前人一樣,深信天體軌道都是完美的圓形,因此再怎麼調整,還是無法吻合實際上的橢圓軌道。

托勒密的地心說模型。

我想這就是為什麼哥白尼拖延近三十年,直到死前才不得不出版仍不完美的《天體運行論》。但也因為哥白尼模型的準確性沒有比較好,又有上述那些無法解釋的問題,因此他死後近一世紀,絕大多數的學者仍不相信地球在轉動,而堅持更符合生活經驗的地心說。從實證的角度而言,當時地心說確實比日心說更符合科學,與教會打壓與否其實並沒有關係。

令人玩味的是,反倒是哥白尼堅信上帝一定是以簡潔優美的方式創造世界,才會在缺乏實際證據下,仍堅持日心說。也就是說,這個引發科學革命的主張,其實並非基於科學實證,而是源於宗教信仰。等到伽利略揭櫫慣性作用、第谷累積更多更精確的觀測資料、克卜勒歸納出行星運動三大定律、以及牛頓提出萬有引力定律後,日心說才從眾人嗤之以鼻的空想,逐漸成為公認的真理。

科學史上還有許多類似哥白尼這樣的例子,都是因為有堅定信仰才能獨排眾議、不在乎成功與否地窮盡一生心力埋首其中。從這個觀點來看,宗教對於科學的發展倒不是全然負面,其實也具有正面的影響。

參考資料:

  1. 尼古拉·哥白尼 – 維基百科,自由的百科全書 (wikipedia.org)
  2. De revolutionibus orbium coelestium – Wikipedia
Share on facebook
Share on twitter

更多文章

© 2021 張瑞棋