誰怕哥白尼? (上) 魔鬼化身的寶貝外甥

  • 阿文開講
  • 撰文者:高崇文
  • 發文日期:2022-05-16
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前幾回阿文介紹寬政曆與天保曆,提到十八世紀的日本曆學家採用了橢圓軌道,但是卻還是讓太陽繞著地球轉,這件乍聽之下匪夷所思的事,不由得讓阿文大為好奇。赫赫有名的哥白尼日心說不是早在十六世紀就問世了嗎?怎麼還有人採用地球中心的宇宙論呢?要回答這個問題,阿文特地回頭來追溯哥白尼的生平與他的著作,以及圍繞著他學說產生的波瀾與餘波。 事實上,許多流傳很廣的哥白尼與日心說的軼事都是不準確的,甚至以訛傳訛,成了家喻戶曉的傳奇。就讓阿文來撥亂反正一番,好好正本清源,為您介紹這個改變世界歷史人物的真正面目。

 1473年哥白尼生於維斯瓦河畔的小城托倫,當時這裡屬於波蘭王國轄下的皇家普魯士行省。在我們的印象中,波蘭就是個常常被瓜分的可憐蟲,但是當年可是雄立在東歐的一方之霸。事實上,托倫是在哥白尼出生前七年前才成為波蘭的領土,之前是條頓騎士團的領土。1454年,普魯士地區的城市起義,和當地貴族組成普魯士邦聯,共同向條頓騎士團爭取獨立,這場鬥爭引發了戰爭。戰爭開始後,普魯士邦聯求助於波蘭國王卡齊米日四世,並提出條件,同意讓普魯士併入波蘭王國。波蘭於是同意了普魯士邦聯的要求,出兵相助,旋即與條頓騎士團爆發衝突。雙方於1466年10月10日簽訂了《第二次托倫和約》。條約規定,西普魯士成為波蘭王國的一個自治省,此地區即以後的皇家普魯士。東普魯士仍由條頓騎士團控制,但是條頓騎士團成為波蘭國王的臣屬。東普魯士後來與布蘭登堡選侯國組成了普魯士王國。大家聽到普魯士就聯想到德國,這是因為後來普魯士王國統一日爾曼諸邦。這是後話。

哥白尼父親這邊家世一般,哥白尼約在十歲到十二歲間父親去世了。他的舅舅盧卡斯·瓦岑羅德(Lucas Watzenrode)成了哥白尼家兄弟的監護人,哥白尼的人生可以說是由這個舅舅一手打造的。瓦岑羅德受過良好教育,而且才能出眾,1489年,被選為瓦爾米亞的主教,成為瓦爾米亞地區實質的統治者。他被選為瓦爾米亞的主教,是因為教會需要一個與波蘭國王卡齊米日四世(Kazimierz IV Jagiellończyk,1427-1492)相抗衡的狠角色,因為卡齊米日四世一直想讓自己的第三個兒子亞歷山大成為瓦爾米亞的主教。不意外地,從此瓦岑羅德一直與波蘭國王卡齊米日四世爭吵,直到三年後國王的逝世才平息。瓦岑羅德政治手腕高超,居然能與隨後的三位波蘭國王(約翰一世、亞歷山大·亞蓋洛和西格蒙德一世老王)都建立密切的關係。瓦岑羅德作為接連三位波蘭國王的朋友和重要顧問,影響力加強了瓦爾米亞與波蘭王國的關係。另一方面,他與波蘭王國的死對頭條頓武士團始終水火不容,終身與他們周旋,甚至被對手稱為”魔鬼的化身”,可見他有多難纏了。他曾主張既然當年條頓騎士團的任務,就是讓波羅的海的居民改信基督教已經完成了,就應該派他們去土耳其人統治的區域,繼續執行讓居民改宗的任務。鄂圖曼土耳其帝國如日中天,瓦岑羅德還真是夠嗆的,當時的條頓騎士團早就失去宗教熱忱,單純只是群魚肉鄉民的統治階級而已,會講這麼惡毒諷刺又大義凜然的話,難怪會被敵人冠上魔鬼的化身的稱號。瓦岑羅德是瓦爾米亞最有權力之人,他的財富、關係和影響力為哥白尼的前途提供了保障。

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哥白尼的舅舅瓦岑羅德(圖片來源:維基百科)


在他舅舅的安排下,哥白尼在1491年進入波蘭的最高學府克拉科夫大學就讀,在克拉科夫大學在這裡第一次接觸到天文學,他的老師阿爾伯特·布魯楚斯基(Albert Brudzewski)雖然在校園內教的是傳統的亞里斯多德學說,但是在大學校園外私下裡教授以當時廣為流行的教科書是根據當代著名的天文學家普爾巴赫(Georg von Peuerbach)所編纂的<<新行星理論>>(Theoricae Novae Planetarum)的天文學;哥白尼參加了許多與天文相關的講座,由此熟悉了布魯楚斯基廣泛閱讀的評論文章。在克拉科夫的求學時期,哥白尼開始搜集大量的天文學方面的藏書,這些收藏後來在17世紀50年代,被瑞典軍隊當作戰利品運回瑞典,現在瑞典烏普薩拉大學圖書館收藏。


哥白尼雖然在克拉科夫大學念了四年,但是他還沒拿到學位就在1495年他被舅舅叫去瓦爾米亞,沒多久就被任命為弗龍堡(Frombork)(那是波羅的海岸的維斯圖拉潟湖西北的一座城市)的詠禮司鐸(Canon),兩年後才正式就任。這兩年的延遲原因不詳,考慮到瓦岑羅德樹敵無數,應該也不是太奇怪的事情,但是不管是哪種阻礙,顯然都被這位”魔鬼的化身”給擺平了。事實上,就在哥白尼正式上任前,就被舅舅送去義大利留學了。哥白尼首先在波隆那大學攻讀教會法,但是顯然花了更多時間在人文學科上。他大部分時間都鑽研醫學、天文學以及人文學者必備的古希臘文與拉丁文。哥白尼在波隆那遇到著名的天文學家費拉拉(Domenico Maria Novara da Ferrara (1454-1504)),並成為他的弟子及助手,還參與了觀測金牛星座中最亮的畢宿五,觀測結果加深了對地心說的懷疑。費拉拉宣稱自己是著名的天文學家約翰尼斯·繆勒(Johannes Müller,1436-1476,但是他以拉丁文名,雷吉奧蒙塔努斯(Regiomontanus)著稱)的學生。雷吉奧蒙塔努斯是當代著名的神童,十三歲就進了萊比錫大學,後來成了普爾巴赫(Georg von Peuerbach)的學生,他繼承了老師的遺願,完成了托勒密大成的”現代節譯本”,Epytoma in almagesti Ptolemei當1472年彗星出現時,雷吉奧蒙塔努斯還嘗試用視差來決定彗星與地球的距離。雷吉奧蒙塔努斯在1476年被召喚到羅馬,教廷原本想讓他負責教會的曆法改革,不料到了羅馬之後沒多久就病死了,據傳死因不單純,因為雷吉奧蒙塔努斯恃才傲物,人緣出奇地差。雖說做人不行,雷吉奧蒙塔努斯卻是當代最有創意的天文學家,有學者懷疑他在死前已經著手研究古代提倡日心說的阿里斯塔克斯(公元前310年-前230年)的學說,可惜除了在一封信簡中他提到”地球的運動”之外,沒有更確切的證據證明雷吉奧蒙塔努斯曾著手撰寫任何日心說的文件。但是哥白尼是否藉著費拉拉而得到師祖的靈感呢? 因為無獨有偶的,在帕多瓦期間,哥白尼還搜集到許多關於古代希臘天文學的資料。其中最重要的正是阿里斯塔克斯!換個角度來說,應該是文藝復興帶來新的時代氣氛衝擊當時的知識界,天文學雖然門檻高,依然免不了時代巨浪的衝刷吧。

 

1501年哥白尼再一次在沒拿到學位的情況下被召回弗龍堡述職,但是沒多久又被送去帕度瓦大學,期限是兩年,這次的任務是學習新的醫學。當時流行的醫學也包含占星術,因為人體被當作小宇宙,會與大宇宙相互影響,黃道十二宮的每一宮都應到特定的人體器官,哥白尼應該也曾學過這套學問,不過哥白尼對占星術毫不關心,在當時可算是異類。兩年期滿,他沒拿到醫學的學位,倒是他在離開義大利前到費拉拉停留了一個月,在那裡拿到教會法的博士,也算是對教會,還有舅舅可以交差了。

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哥白尼(圖片來源:wikimedia common)

 

哥白尼自1503年到1512年都是作為舅舅的秘書和醫生而忙碌。由於瓦岑羅德的健康情況不佳,哥白尼如影隨形,跟著他的舅舅在各處奔波。照說原本哥白尼應該循著舅舅的安排,在教會的階層逐步上升,但是哥白尼從義大利回來後卻一直遲遲不願接受按立,也就無法再晉升。史家對此都感不解,哥白尼居然違背這麼強勢的舅舅的意願,令人懷疑背後另有隱情,然而沒有證據,後人也無法妄自猜測。想來他是生來就有反骨,是個很有自我主張的人吧。瓦岑羅德過世後,他前往弗龍堡在那裡渡過餘生。


哥白尼在弗龍堡的生活平靜但不輕鬆,他曾參與了波蘭與條頓武士團的外交折衝,也常被邀請前去為國王,貴族治病,甚至波蘭的貨幣改革也有份,還曾經帶領弗龍堡的領民守城以對抗外敵。在當時居民眼中,哥白尼是個十八般武藝樣樣精通,同時周旋於達官顯要之間的厲害角色,但卻又是個日常生活極為低調,滿足簡單生活,不求升官的怪咖。從外人眼中,天文學只是哥白尼的興趣,在1522-43年間,在一座無名的小塔(turricula)上,他使用模仿古代儀器所建的原始設備(四分儀、三稜鏡、渾天儀)進行觀測。這個塔現在成了名勝,被叫做”哥白尼塔”。但是哥白尼只是業餘天文觀測者,所用的儀器也不是特別精良,
哥白尼的厝邊絕對沒料到,人類思想的大變革正在他家隔壁悄悄地展開!


其實早在1514年前的某個時間,哥白尼就完成了日心說理論的初步綱要,簡稱《短論》(Commentariolus)。這是一篇對日心說的簡單說明,哥白尼並未打算出版發行。他只是做了幾份手抄本贈予最親近的朋友。但是哥白尼的想法顯然引起不少人的注意。據傳第谷曾在1575年拿到一份,並曾展示給他的學生、同僚看過,可惜第谷手上那份並沒有流傳下來。完整的”短論”直到1878年才正式被發現而付梓。

 

這篇短論開宗明義將太陽放在宇宙的中心。六顆行星照著 水星、金星、地球、火星、木星、土星的次序繞著太陽運行。嚴格地講,哥白尼並沒有將太陽的位置等同於行星軌動的中央,而是在軌道中央附近。軌道中央被稱為”平太陽”(mean Sun)。其他的恆星被設定與太陽一般都不動。所以它們的周日運動是地球自轉所造成的,而緩慢的歲差也是由於地球自轉軸進動的效應。但是月球依然繞著地球轉,哥白尼用了兩個周轉輪來描寫月球的運動。本輪與兩個周轉輪的半徑比設定為180:19:4。至於外行星也是用了兩個周轉圓,但是第一個周轉圓不是對著軌道中心,而是對著軌道中心旁邊的所謂偏心做等速圓周運動。這份短論不採用托勒密系統的等速等距離心點,而是採用兩個周轉圓的設計,雖然早在十三世紀的伊斯蘭學者圖西(Muhammad ibn Muhammad ibn al-Hassan al-Tūsī)就發明了類似的設計,但是在歐洲,這可是令人耳目一新的創舉。後世學者對於哥白尼是否知道圖西的工作也是眾說紛紜,真相只有哥白尼本人才知道了。

 

哥白尼雖然十分低調,但是他的工作還是在某個小圈子內傳開了,隨著文藝復興在歐洲的野火燎原,一個以拉丁文為共同語言的國際學術社團逐漸成形了。所以1533年日爾曼學者Johann Widmanstetter在羅馬舉行了一些關於哥白尼理論的講座,教宗克萊門七世和一些處於高位的主教出席了講座並表示出興趣。講座過後,教宗本人龍心大悅,給了講者一份大禮,而隔年一位樞機主教Nikolaus von Schönberg 還寫信催他,希望他儘早正式出版他的作品。順便一提,克萊門七世出身文藝復興的大金主麥第奇家族,他本人是赫赫有名,偉大的羅倫佐的侄子。他的父親是百花教堂謀殺案的受害者,有機會阿文再來好好介紹這個家族。

 

雖然哥白尼的朋友們也催促哥白尼儘早出版他的理論,然而哥白尼卻不為所動,因為他的系統中,行星的軌道依然是採用圓軌道,為了符合實際天象,哥白尼只好跟托勒密一樣也用本輪,均輪,但是比起托勒密的地心系統,他的系統並沒有更準確,所以他沉吟再三,不願意出版他的著作。哥白尼不但是個怪咖,還很龜毛,不滿意的東西就不出版!

 

各位看官可能會問,既然哥白尼的系統沒有比托勒密系統更準確,那他幹嘛要花一輩子的氣力去搞勞什子日心說呢?坊間許多資料都說,因為日心說比較簡潔,比較美,這個說法實在難以說服阿文。如果必須使用比托勒密系統更多的周轉輪,那有何簡潔可言? 事實上,哥白尼系統比起托勒密系統,的確是有其簡潔之處,但是一般的介紹文章卻沒有交代清楚,就讓阿文把這中間曲折交代清楚。

 

不管在托勒密系統,還是哥白尼系統,都用了本輪,均輪這種設計,但是魔鬼就藏在細節中。由於在古代,除了月球,其他的行星大小的變化都量不到,所以只有行星的方位,也就是行星的黃經、黃緯量得到。所以本輪與均輪的半徑絕對大小無法決定,只能決定本輪、均輪半徑的比例,照理說,每顆行星的本輪中心繞著軌道中心的運動應該是完全獨立的,而行星對自己本輪中心的運動也該是各自獨立的。然而在托勒密系統中,水星,金星的本輪中心與地球的連心線總是與地球-太陽的連線重合,這種巧合似乎完全不必要,但是卻是屢試不爽。另外一個類似的巧合是火星、木星與土星,它們與周轉輪中心的連心線,總是與地球-太陽的連線平行。我們不得不納悶,為何在太陽以內與太陽以外的兩群行星會有這樣的差別,而且太多的巧合,似乎暗示著整個托勒密系統是個非常不經濟的系統,換言之,這個系統充斥著太多自由度,卻沒有把握住隱藏在現象下的規律。而且太陽明顯有著獨特的地位,這並沒有破壞托勒密系統,但是卻顯得既突兀又古怪。

 

那麼在哥白尼系統中,這些巧合怎麼得到解釋呢?讓我解說一下。在托勒密系統中,以金星為例:地金=地本+本金,本代表本輪中心。那麼在哥白尼系統中,地金=地日+日金。如果日金對應到本金,那麼地本就對應於地日。也就是說從地球到金星本輪中心與地球-太陽連心線平行。這個推論也適用水星,所以從地球到水星本輪中心也與地球-太陽平行!由於在哥白尼系統中,金(水)星與太陽的距離比地球與太陽的距離短,而在托勒密系統中,地球到本輪中心比本輪中心到行星的距離長,所以這個對應沒有問題。

 

至於外行星,這個對應就得倒過來。我們以木星為例,在托勒密系統中,地木=地本+本木,本指的是木星的本輪。但在哥白尼系統,地木=地日+日木,這時日木要比地日長得多。所以地本應該對應到日木,地日對應到本木。這就是木星本輪中心到木星與地球地球-太陽連心線平行的原因。這個推論對火星,土星也都成立。就這樣,托勒密系統中這些所謂的巧合都煙消雲散,一切都顯得那麼理所當然,不是嗎?不過要是讓行星繞著太陽,但是讓太陽繞著地球,如同後來第谷的系統一般,那麼光是要從行星的方位來分辨,其實是不可能的。這也就是即使到了十八世紀,遠在日本的曆算家即使接受了太陽與月球橢圓軌道,還是把地球擺在宇宙中央,就不是那麼不可思議的事情了。

 

哥白尼的龐大手稿在1539年時接近完成,但是他完全沒打算出版,一來弗龍堡遠離當時的出版中心,像是巴塞爾或是紐倫堡,再者他也沒有朋友能幫他去接洽這些出版商。他的鉅著顯然技術性太高,一般的出版商也會卻步。再者雖然當時他也已經七十高齡,然而煩心的事還是很多。當時宗教改革已經造成歐洲局勢的動盪,雖然波蘭是天主教的重鎮,但是馬丁路德所點燃的火種早已燒遍天主教世界,哥白尼當然也不可能完全置身事外。讓晚年的哥白尼最難堪的事情是,他為了他的女管家Anna Schlling的事情遭到他的上司 Dantyszek 的猜疑而被叫去斥責了兩次(1538年十月,1539年一月)。Anna 與哥白尼是舊識,年輕時是否有一段情,史無明載,阿文不敢亂講。但是1537年Anna的丈夫失蹤以後,孤身無靠的她就住進了哥白尼家,引起物議。過去教士必須獨身,但是偶有風流韻事,一般大眾也只是睜隻眼,閉隻眼就算了。然而宗教改革的火苗一點燃,教士的私生活就成了眾人注目的焦點。因為馬丁路德鼓吹教士結婚,身為修士的路德就以身作則,娶了一位前修女。而哥白尼的同僚Aleksander Sculteti 就真的叛逃到新教陣營,娶了之前的女伴。其實斥責哥白尼的主教以前不但是哥白尼的好友,自己年輕時也相當放蕩不羈,出使到西班牙還有私生女,但是成了主教後,卻不留情面給老友哥白尼,比較起來,這要比日心說帶來的煩惱,嚴重多了。

 

如果哥白尼沒有將他多年心血出版的話,他就只是波蘭眾多無名教士中的一名而已。他的命運卻在幾個月後卻因一場邂逅而完全改觀,這一段故事,當然要留待下回分解囉。

 

參考資料:

(一)      中文 英文 波蘭文 德文維基相關條目

(二)      Rabin, Sheila, "Nicolaus Copernicus", The Stanford Encyclopedia of Philosophy (Fall 2019 Edition), Edward N. Zalta (ed.), URL =<https://plato.stanford.edu/archives/fa ... 9/entries/copernicus/>.

 

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