窮究天理(7):哥白尼的日心說
蔣聞銘
托勒密的輪子繞輪子,到哥白尼的時候,輪子加到了十幾個。哥白尼是波蘭的一個神父,虔誠的天主教徒。看行星算軌道,是他的業餘愛好。算了好多年,有一天突發奇想,問自己如果第一個輪子,不以地球,而是以太陽為圓心畫, 算行星軌道,是不是可以少用幾個輪子。他一試,還真能少用不少。這就是他的日心說,不過他也知道,說地球繞太陽轉,教會肯定不能同意,是要命的麻煩,所以他的《天體運行論》,臨死前才敢發表。日心說和地心說比較,在哥白尼那裏,不同的隻是把地球換成了太陽;勻速圓周運動加輪子繞輪子,外甥打燈籠,照舊。
不過讓原本不動的地球轉起來,不管是自轉還是公轉,不單天主教會不能同意,講科學實際的人,也不同意。這些人不同意地球繞太陽轉,最主要的一條理由,是如果地球繞太陽,從這邊轉到那邊,人看星星的角度,就會有一個偏差。但是這個偏差,怎麽測也測不出來。這個自然是因為恒星離地球太過遙遠,要測出這個視角差,當年的觀測手段能力,遠遠不夠。 離得最近的恒星,到地球的距離是4.5光年。光從太陽走到地球,要八分鍾,走到最近的恒星,要四年半。
這麽遙遠的距離,當時的人做夢都想不到。所以測不出視角差,結論隻能是日心說不對。錯了怎麽辦?就又搞折衷主義,讓行星繞太陽,讓太陽繞地球。這樣既能少用不少輪子,又沒有視角差的問題。這就是第穀的折中體係。從數學模型看,這個體係比地心說更離譜。不過第穀不但有當時最好最全的觀測數據,而且用他的模型算,理論和觀測,吻合度最高。當年洋教士湯若望幫崇禎皇帝修訂中國的曆法,用的就是第穀的折中體係。就這樣弄來弄去,還是輪子繞輪子。