牛津通识读本:天文学简史 [4]
在这段时期里,柏拉图只有一部(不完整的)著作被译成拉丁文:宇宙学神话《蒂迈欧篇》。卡西迪乌斯(4世纪或5世纪)翻译了该书的2/3,还写了一段冗长的评注。虽然地球为球形这个基本事实从来没有被忽视,但在中世纪早期用拉丁文写成的天文学著作读起来简直是糟透了。生活于5世纪早期的非洲人马克罗比乌斯为西塞罗的《西庇阿之梦》写了一个评注,在其中他阐述了一种宇宙学理论。在这个理论中,球形的地球位于布满恒星的天球的中心,该天球带动着行星每天自东向西地转动着,每颗行星也有着相反方向的自转,因为马克罗比乌斯的材料来源不一样,所以他对于行星序列的表述很模糊。迦太基人马丁纳斯·卡佩拉(约365—440)写了《哲学和墨丘利的婚礼》,这部著作是一个关于天堂婚礼的预言,在婚礼上,7个女傧相都献出了一门人文科学的纲要。这段描述对于解释以下问题很重要:为什么金星和水星总是出现在太阳的附近?其天文学解释是:它们绕太阳旋转,所以当太阳围绕地球旋转时,它们伴随着太阳。
像伊斯兰教那样,基督教也对天文学家提出了挑战,其中主要的挑战是计算复活节的日期。简而言之,复活节是春分第二个满日之后的那个星期天。这样,它在任一年的日期就同时依赖于太阳和月球的周期。作为巴比伦人传下来的月和年精确值的继承者,亚历山大的基督教徒可能提前若干年就已算出了复活节的合适日期,但是教会的权威人士则采取了更为实用的方法,尝试着找出一个由许多年构成的期限,它几乎和一个月的整数倍相等,并可设定未来年份中复活节的日期。这个日期一旦确定,这样一个序列就可以在未来的周期中年复一年地重复。
最后采用的周期是由巴比伦天文学家在公元前5世纪发现的,但却归功于希腊人默冬了,这一周期的依据是235个朔望月等于19年(误差只有两个小时)。725年,英格兰贾罗的“可敬者”比德(672/673—735)写出了一篇关键性的论文《论时间的划分》。在恺撒制定的儒略历中,每4年就有1个闰年(无一例外),所以每4年,一个给定日的周日总是超前5天,从而在7×4=28年后,周日将回到原先的日期。比德将这与19年的默冬周期结合在一起,算出一个总的周期19×28=532年,既迎合了复活节与日和月的配合关系,又满足了复活节要在星期日的需要。
天文学以及占星术在拉丁世界的复兴是在第一个千年的末期开始的。当时星盘从信仰伊斯兰教的西班牙传入了西方。在那些日子里,占星术有一个合理的基础:植根于微观宇宙——单个生命体——和宏观宇宙之间的亚里士多德哲学类比。医科学生学会了怎样追踪行星,这样他们就知道什么时候有利于治疗病人的相应器官了。
1085年,伟大的穆斯林中心托莱多陷入了基督教徒之手,伊斯兰的知识宝库,特别是希腊文变得可以理解了。翻译家移居到西班牙,最著名的是克雷莫纳的杰拉尔德(约1114—1187),他数不清的译作中包括有《天文学大成》和撒迦里的《托莱多天文表》(1100)。这些表经修改后被其他地方所采用,事实证明它们很好用,虽然构成其基础的行星模型暂时还是个谜。
如果说12世纪是翻译的时代,那么13世纪就是译作被吸收的时代。在涌现的大学里,拉丁语是法兰西式语言,所以没有语言上的障碍阻止学生和教师去他们想去的地方。未来的律师可能到博洛尼亚,医科学生可能到博杜瓦,而对大多数学科来说,巴黎是个理想的去处。
在那里,像在别的地方一样,人文学科学院通过人文学科的7门课程(其中包括天文学)提供文学和计算方面的基本教育。人文学科的学生大多为十多岁的男孩子,而印刷术还未发明,所以讲授的水平不可避免地只是初等的。少数学生最后会留在更高级的学院,从事神学、医学或法律研究。医学和法律享有传统声誉,奥古斯丁和教会其他神父的著作确保了神学是门有前途的学科。所以,在更高级的学院教师和陷入人文学科单调常规的教师之间存在着一种紧张的关系。
大多数新的译作属于人文学科,阅读这些译作为巴黎的文学硕士提供了一种提高地位的途径。同时,亚里士多德文集的传播对于基督教《启示录》并无贡献,甚至似乎还挑战了某些基本的基督教教义,在神学家之中引起了疑虑和不安。紧接着是巴黎的十年混乱,直至多明我教会的修士托马斯·阿奎那(1225—1274)完成了综合,成功地将亚里士多德吸收到基督教教义之中,以至于17世纪的人们发现很难将两者分开。
研究并不是那时候大学的任务,在天文学中最要紧的教学需要是一本青年学生可以用的初等教科书。13世纪中叶,霍利伍德的约翰——他的拉丁名字是Johannis de Sacrobosco——在这方面作了尝试,但是他的《天球》在解释太阳、月球和行星的运动时遇到了挑战,故而并不合适。尽管如此,在印刷术发明之后,这本著作还是为更有能力的天文学家提供了一个借口,去写出详尽的评注,并且就以这种形式成为了所有时代的畅销书之一。
在13世纪后期有个匿名的作者对《天球》连同他自己的《行星理论》的某些缺点作了校正。这给了各式各样行星的托勒密模型一个简单的(即使并不令人十分满意的)说明以及清晰的定义。同时,在卡斯提尔国王阿尔方索十世的宫廷,旧的《托莱多天文表》被《阿尔方索星表》所替代。现代计算机分析表明,这些在以后300年中被视为标准的星表是依据托勒密模型计算的,只是略有参数更新而已。
到14世纪,西方拉丁世界在充分掌握了过去的传统后,有了新的突破。对天文学来说,一个有意义的发展来自地球物理学。通过讨论抛体运动,亚里士多德曾经令人信服地论证了地球是静止的:垂直射出的箭会落回地面,正好是射手放箭的位置,这证明在箭飞行时,地球并没有运动。
但是,在讨论抛体运动时,亚里士多德并不能令人信服。他论证道,像一支箭那样的地球上的一个物体将会自然地向着地心运动,而其向上的(因而是非自然的)运动必定是由一个外部的力施加其上造成的——并且不只是施加其上。只要箭还在上升,这个力就一直存在。亚里士多德认为空气本身是维持箭向上运动的唯一动因,但是怀疑论者指出这是似是而非的,因为箭有可能会不顾大风而向上射去。
巴黎的大师让·布里丹(约1295—约1358)和尼古拉·奥莱斯姆(约1320—1382)同意亚里士多德关于必有外力作用的观点,但是他们反对将空气视作一种外力。他们表示,弓箭手必将一种“无形的动力”施加在箭上,他们称之为“冲力”。布里丹认为天球——它们虽然没有摩擦力,但是要永远地自转下去则需要有个持久的动力(天使的智力?)——只要在创世时被赋予促成运动的冲力,就会永恒地旋转下去。
奥莱斯姆明白冲力概念的重要含义,如果地球的确是自转的,那么站在地球表面上的弓箭手会和地球一起运动。结果,当他准备射出箭时,会不知不觉地向箭施加侧向冲力。在这个冲力的作用下,飞行中的箭会水平地移动,也会垂直地移动,保持与地球同步,从而正好回落到它射出的地方。他说,因此箭的飞行对于地球是否静止的争论起不了作用。其他援引的传统论证,包括出自基督教《圣经》的引文,也证明不了什么。奥莱斯姆的见解是:地球的确是静止的;但这也不过是个见解而已。
15世纪印刷术的发明有许多影响,最重要的是促进了数学学科的发展。所有抄写员都是人,在准备一个原稿的副本时都会犯偶然的错误。这些错误常常会传递给副本的副本。但若著作是文字作品,后来的抄写员注意到了文本的意义,他们就有可能识别和改正他们的同行新引入的许多差错。但是那些需要复制含有大量数学符号文本的抄写员难得运用这样的控制手段。结果,撰写数学或天文学论文的中世纪学生会面临巨大的挑战,因为他只有一个手稿的副本可用,而该副本不可避免地在传抄中会有讹误。
在引入印刷术之后,所有这些都改变了。现在作者或译者能够核对校样,从而确保排好字的文本忠实反映出了他的意图;然后印刷机能够印出许多完美的副本,用来分发到整个欧洲并且出售。与手抄本的费用比起来,印刷本的价格也更为适中。
在几十年内,希腊天文学家的成就就已经被掌握并且还被超越了。奥地利宫廷星相学家乔治·普尔巴赫(1423—1461)的《行星新理论》于1474年付印,它描述了支撑《阿尔方索星表》的托勒密模型和这些模型的真实物理表现,也许就是这些表现的不足激发了哥白尼去从事天文学的研究。
1460年,普尔巴赫和他的年轻合作者柯尼斯堡[拉丁文为Regiomontanus(雷纪奥蒙塔努斯)]的约翰尼斯·穆勒(1436— 1476)遇到了尊贵的君士坦丁堡的红衣主教约翰尼斯·贝萨瑞恩(约1395—1472)。贝萨瑞恩渴望看到《天文学大成》的内容更易理解,他说服了这两位天文学家着手完成这一任务,普尔巴赫在次年即告离世,但雷纪奥蒙塔努斯[3]完成了这一任务。他们的《天文学大成梗概》篇幅只有原著的一半,于1496年以印刷本面世。它至今仍是托勒密名著的最佳简介之一,至于《天文学大成》本身则于1515年以过时的拉丁文译本问世,1528年出版了新的译本,1538年出版了希腊原文版。到了1543年,一本胜过它的书出现了。
尼古拉斯·哥白尼(1473—1543)出生于波兰的托伦,就读于克拉科夫大学,在那里天文学教授从不隐瞒他们对于对点概念的不满。然后他去了意大利,并在那里学习教会法规和医学,同时也学习希腊语并发展他在天文学方面的兴趣。据说,1500年左右,他曾对大批听众作过天文学讲座。1503年,他回到了波兰从事弗龙堡大