第29章

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对于这种差别，E．J．迪埃克斯特休斯（1961，289）已经作了明确
      的概述，他提醒我们注意，“《天体运行论》是由两部分组成的，这两部分在目的、性
      质以及重要性方面是大相径庭的。”
      整个这部书共分为6册，书的第1册单独构成了书的第一部分。它……对这个新的世
      界体系作了极为简明易懂的说明。
      第二部分由第2－6册构成，它……以严格的科学方式……对这个体系作了复杂而详
      尽的叙述，从而构成了一部与《天文学大成》难度相同的教科书。书的第三册阐述了已
      发现的地球在运动而太阳静止不动的论据。
      哥白尼与托勒密的区别
      在《天体运行论》和《短论》这两部著作中，哥白尼对托勒密天文学进行了抨击。
      哥白尼这样做并非是因为在托勒密天文学中，太阳是运动的地球却是静止的，而是因为，
      托勒密没有严格地坚持这样一个规则即：所有天体的运动肯定只能用匀速圆周运动或圆
      周运动的组合来解释。托勒密认识到了，要想对行星的运动作出准确的说明，就必须放
      弃这种匀速圆周运动的想法，并且，他大胆引入了以后所谓的“等分点”，这样沿某段
      弧线的非匀速运动相对于这一点而言，看上去就像是匀速的运动了。从准确性观点的角
      度讲，这是向前迈进了一大步（参见图5），而且它的确是开普勒以前对行星运动最完备
      的解释。然而，哥白尼却认为，等分点的使用违背了基本的原则，他把自己最初的研究
      集中在设计一个由太阳、行星、月球以及恒星等组成的系统上，在这个系统中，行星和
      月球以匀速运动的方式沿着一个圆周滑行，或者以这种运动的某种组合的方式运动着。
      哥白尼为他的天文学提出了两个目标。他要与已知的托勒密模型所展示的（并非是
      实际观察到的）那些运动取得一致；同时他还要坚持所有天体的运动肯定都是匀速的圆
      周运动这一物理学原则。哥白尼在《短论》和《天体运行论》中都提到并且赞同古代的
      卡立普斯和欧多克索斯承认的学说，在他们的学说中，圆周运动的组合（或天球的自转）
      已经被用来说明各种现象了；不过哥白尼认识到，这个特殊的体系还有不少缺陷。从所
      涉及的数字结果方面看，哥白尼在《短论》中相当大的部分所写的都是托勒密和“大多
      数其他的”天文学家的行星理论，这些理论都使用了本轮（参见图6）；然而正像哥白尼
      （在《短论》的引言中）痛心地指出的那样，引入“等分点”这一事实意味着，“任何
      一个行星，无论是在它所依附的天球之中，或者相对于它的特定的圆。已而言，从来都
      没有进行过匀速的运动。”正如诺埃尔·斯韦德罗（1973，434）业已指出的那样，哥白
      尼“在其对托勒密模型所作的评论中……承认，从计算的角度看，对行星运动的这种描
      述是准确的，”但是，他“根据原则，反对那种违背匀速圆周运动思想的做法。”人们
      普遍认为，哥白尼坚持匀速圆周运动，乃是哲学的或形而上学的教条向柏拉图倒退的一
      个组成部分，然而斯韦德罗（p．435）却为哥白尼的立场（至少是为他在《短论》中的
      立场）提供了一个物理学基础，而且他得出结论说：“对于（诸如有关天体特有的运动
      的哲学的或形而上学的原则）这类事物的思索，不属于数学天文学的领域。”
      哥白尼显然以为，他在天文学取得的重大成就之一，就是恢复了匀速圆周运动的原
      则。他的追随者伊拉兹马斯·莱因霍尔德断言，在哥白尼看来，与把地球从宇宙中心的
      宝座上撵走而把太阳定为宇宙中心相比，排除了等分点并且退回到纯匀速圆周运动的思
      想上则是更有意义的贡献（欧文·金格里奇1973，515）。伊拉兹马斯·莱因霍尔德完成
      了《普鲁士星表》（1551）的编写工作，他在他本人收藏的一本《天体运行论》的扉页
      上（用拉丁文）写着：“天文学公理：天体的运动是匀速圆周运动，或者，是由匀速圆
      周运动部分合成的运动”（金格里奇1973，515）。
      如果恢复希腊人的这种匀速圆周运动准则也算是革命的话，那么可以说，曾经有过
      一场只限于思想复古意义上的哥白尼革命，一场涤罪仪式，在这一过程中，后出现的革
      新都将被排除；这可不是那种新的彻底破除旧的东西意义上的革命，而“哥白尼革命”
      这一名词通常所指的，恰恰是这种新的意义上的革命。哥白尼的论文可以看作是对匀速
      运动的告别辞，至少，他希望被理解成这样。倘若如此，那么，正像O．纽格鲍尔指出的
      那样，这在哲学上比在天文学上更为成功，这是因为，如在不到一个世纪以后伽利略所
      证明的那样，行星的运动并不是匀速的，只用简单的匀速圆周运动的合成并不能十分准
      确地描述行星的运动。
      哥白尼对天文学的影响
      哥白尼写《天体运行论》，首先是要写一部天文学专著，而不是对地球运动问题进
      行哲学探讨。《天体运行论》的任务就是像托勒密所做的那样、像他的那部伟大论著的
      标题中所暗示的那样，展示出宇宙的“数学结构”。哥白尼在其论著的前言中强调了书
      的数学内容，他指出，在这里“数学是专为满足数学家的需要的”；这一点，在书的扉
      页上那句印成希腊文用以警告读者的柏拉图的名言中表现得尤为突出：“不懂几何学者
      就此止步。”《天体运行论》出第一版时，全书共计391页，其中只有14页的篇幅论述的
      是普遍规则、物理学原理、他的哲学观点以及他认为地球而非太阳在运动的理由。这里
      包括了哥白尼的这样一些论据：行星的表现运动是由于它们在各自围绕太阳的轨道上的
      运动引起的，这种表现运动，则因地球每年的轨道运动所引起的观察位置的变化而有所
      减弱。这部专著的绝大部分讨论的都是“难啃的”数学天文学。哥白尼说明了怎样确定
      行星和月球的经纬度，以及怎样处理整个行星现象和月球现象领域中的问题。哥白尼为
      外层的行星即火星、木星、土星等的运动以及内层的行星金星的运动设计了一组运行轨
      道；水星自身需要有一种特殊的截然不同的运行路线。月球的问题暂且不谈，后面另作
      论述（参见下文）。哥白尼与托勒密不同，他对使用等分点持蔑视态度，正因为这样，
      他不得不引入了一种轨道套轨道的烦琐的体系：一个本轮的中心在一个均轮上，而另一
      个小的本轮的中心又在这个本轮上。由于哥白尼的模型是直接从托勒密的模型那里演变
      过来的，因此，为了能适于日心说的处理，哥白尼把行星天球的中心定在空间的一个虚
      空点上——亦即地球天球或一种“平太阳”的中心——一而不是把行星宇宙的中心定在
      太阳本身上。所以事实上，哥白尼的《天体运行论》的学说，并非像人们通常描述的那
      样，真的是日心说（或以太阳为中心的）理论，而只是太阳静止说（即太阳是不动的）
      理论。现代天文学中真正的日心说体系，并不是哥白尼而是开普勒在其1609年那部论述
      火星的著作中引入的。
      不过，对于天文学家来讲，重要的问题并不在于有关太阳为静止、地球在运动的证
      据是否比有关地球为静止、太阳在运动的证据更为令人信服（如书的第1册的开篇所讲的
      那样）。相反，天文学家必须要做的是去判定，有关行星的、地球的（与太阳的表观运
      动等价的）以及月球的运动的数学理论，是否优于人们在托勒密的《天文学大成》和以
      后的星表中所看到的那些数学理论。这个问题包括两个方面；（1）哥白尼的计算方法所
      得到的结果是否比托勒密的方法更符合观察结果？（正如我们马上就会看到的那样，答
      案是：否。）（2）哥白尼的计算方式是否比托勒密的方法用起来更为容易（即更为简便）？
      （尚未有证据表明，这个问题在16世纪末曾有人讨论过。）
      可以把这两个问题作为与哲学争论（匀速圆周运动是否为必要条件）或宇宙论争论
      （“真正”运动着的究竟是地球还是太阳）毫无关系的问题提出来。对我们而言，不了
      解有关地球运动的哲学讨论或宇宙学讨论，似乎就无法对计算方法作出评价，但在17世
      纪，这两个课题是分开来考虑的。也就是说，哥白尼的数学天文学独立于其宇宙学，它
      被认为是进行计算的一种假说基础。确切地说，《天体运行论》出版时事实上曾有过一
      段哥白尼本人写的卷首语，这段卷首语是赞成这种看法的。到了17世纪，人们开始认识
      到，这段说哥白尼体系只能被看作是一种计算假说的卷首语，其作者并非哥白尼。不过，
      直到19世纪初，博学的天文学家一史学家J．B．德朗布尔依然认为，这篇关于假说的声
      明是哥白尼本人写的。
      在考虑天文学中（而非圆周运动的宇宙学或哲学中）可能发生过的哥白尼革命时，
      我们必须把哥白尼计算地球运动（或太阳的表现运动）、行星运动和月球运动的系统与
      托勒密的系统进行比较和对照。