太阳系奥秘的揭开

时间:2018-05-26  栏目:历史故事  点击:425 次

太阳系奥秘的揭开

第谷·布拉赫——这个贵族的孩子,不当高官、不图权势,把自己的一生全部献给了天文观测事业,成了世界天文学界的奇才。

哥白尼的《天体运行论》发表以后一直面临着来自两个方面的反对:一是权威的反对,一是常识的反对。尽管有布鲁诺这样的知识分子接受了这一全新的宇宙体系,然而在整个社会上,它的影响并不很大。因此,事实上一直到公元1616年以前,罗马教廷还根本没有感觉到哥白尼的日心体系有多么危险。

在这半个多世纪的时间里,教会对《天体运行论》一直是容忍的态度,所以哥白尼的日心体系一直在天文学界和一部分知识分子中间传播着。在这段时期内,哥白尼革命只具有一种十分强大的、潜在的革命意义。它需要逐渐地被揭示出来,才能成为整个天文学革命——科学革命的号角。(www.nxxnyqc.cn)

把哥白尼革命的全部意义展示出来,逐步使得他的日心体系进一步完美,而且更加精确化的是德国著名天文学家约翰·开普勒。但是,在哥白尼和开普勒之间还有一个十分重要的中间环节,这就是被后人称之为“近代天文学之父”的丹麦著名的天文学家第谷·布拉赫。

第谷·布拉赫于1546年出生于丹麦斯坎尼亚省的一个贵族家庭,他的父亲是一个律师,他还有一个伯父,在丹麦是一个有钱有势的旧贵族。由于他的伯父没有儿子,第谷从小就过继给了他的伯父。

第谷的伯父很有地位,而且也非常有钱。因此他既不希望第谷经商,也不希望第谷成为一个学者,而是一心希望第谷搞政治,做大官,以后好光宗耀祖,继承自己的旧贵族的衣钵。

第谷在十三岁那年被送到首都哥本哈根上了大学。名义上是学哲学和修辞学,实际上只不过是学一点儿官场上为人处世、应酬答对的极庸俗的东西而已(这套东西今天也还有一些人在拼命地学,因为这是官场上不可缺少的基本功)。第谷对这一套可没兴趣,他从小在伯父家里长大,看透了旧贵族官场上的那套鬼把戏,就跟《红楼梦》里的贾宝玉一样,对做官厌烦透了。官场里旧贵族之间争权夺势、勾心斗角、尔虞我诈、丑态百出的事儿在第谷看来肮脏极了。因此,他不但没有好好学习些什么修辞学和那些处世之道,反而迷上了研究遥远太空的学问——天文学。

事情的起因是这样的。

1560年8月,丹麦首都哥本哈根的天文观象台预报:本月21日将发生日食,在哥本哈根就可以观测到。

十四岁的第谷·布拉赫和其它许多有着强烈的好奇心的青少年一样,抱着很大的兴趣等待着这一天的到来。果然,1560年8月21日,哥本哈根的人们看到了这次日食。这件事引起了第谷的深思。他想:既然能预先测出日食发生的时间,那么天体的运行一定是有规律的,如果我能够探索出这神秘的规律,探索出这宇宙的奥秘该多么好啊!从那以后,他真的迷上了天文学。

第谷不仅经常观测天象,而且还阅读了大量的天文学著作,古希腊时期的托勒密的《天文学大全》使他如获至宝,他成了一个托勒密的崇拜者。由于他不走“正路”,不想好好学“做官”,反而迷上了天文学,使他的伯父十分不满。

为了把第谷引上仕途之路,让他放弃天文学研究,伯父又在1562年把他送到了德国的莱比锡大学,在那里学习法律,并且还给他派了一个家庭教师,监督他学习,好在这个家庭教师既不敢不听第谷伯父的吩咐,又不愿意惹小主人生气,对第谷的监督只是睁一只眼闭一只眼,因此第谷还可以悄悄地研究他的天文学。

1566年,第谷的伯父死了,第谷一下子就自由了。他可以有更多的时间从事他酷爱的事业——天文学研究了。

第谷终生一直坚持天文观测,并且研究他的宇宙体系。他的运气也非常好,他多次观测到了日食。1563年他观测到了罕见的土木星交汇,1572年他又观测到了仙后星座的超新星爆发,1577年还观测到了慧星,并认定了慧星距地球的距离比月亮远。尤其是1572年对超新星的观测,使第谷受益极大。

1572年11月11日,太阳落山后,第谷同往常一样开始观察天象。天越来越暗时,他发现在仙后星座旁边出现了一颗新的明亮的星星。这时的第谷对星空已经是了如指掌了。他深知仙后星座旁边以前是没有这么一颗星的,于是,从这一天开始第谷每晚持续不断地对这颗星进行观察,他发现这颗星一夜比一夜更亮,最后超过了金星的亮度,后来甚至在白天也可以毫不费力地就看见它了。过了一年,这颗星渐渐地暗了下去。又过了四个月,这颗星终于在天幕上消失了。这颗星在天空存在的十六个月当中,第谷以惊人的毅力,不分寒暑,凭一双肉眼一直坚持观测,并且作出了详细的记录,积累了非常宝贵的天文资料。

第谷观测的是一颗超新星,就是我国古代天文记录中讲的客星,它并不是新产生的星,而是一颗恒星。在正常的情况下,恒星的亮度是稳定的,是人们用肉眼看不见的,而在它发生爆发时,会释放出大量的能量,因而亮度激增,突然在天空显现了出来。第谷观测的就是这样一颗超新星。

对超新星的观测,更加激发了第谷从事天文研究的极大兴趣。他根据自己的观测材料写出了一部重要的著作《论新星》,这是世界上第一部详细论述超新星爆发的著作。在世界天文学史上具有重要的意义。丹麦国王腓特立二世非常重视第谷的天文学研究工作,他不仅给了第谷优厚的薪俸,并且把丹麦首都哥本哈根附近的赫芬岛赠给了第谷,还拨了一笔巨款为他修建了天文台。

腓特立二世给第谷·布拉赫修建的这座天文台是1576年完工的。这就是赫芬岛上著名的乌拉尼期堡天文观象台。它是全欧洲、也是全世界第一座近代意义上的天文台。由于这座天文台的建立,赫芬岛成了活跃的天文学研究中心,许多著名学者从世界各地到这里来访问和学习,这座天文台对欧洲及全世界的天文事业的发展都起到了重大作用。

为了更好地开展天文学研究工作。第谷精心设计和制造了许多大型的、精密的天文观测仪器。这些仪器有木制的,也有铁制的和铜制的。其中最大的是一个直经三十九英尺、精密度极高的象限仪。后人称之为“第谷象限仪”。

第谷在赫芬岛上前后工作了二十年,在天文学的观测、记录和研究方面取得了突出的成就。由于他的观测仪器的精度的提高和对大气折射的效应进行了修正,使他的天文观测的准确度远远超过了前人。第谷的天文观测值比以前最好的观测值要精确几十倍到上百倍。他先后观测了七百七十七颗恒星的位置。而且编制了一个误差极小的星表。他详细观测、研究和记录过月亮行星和慧星的运行情况,取得了大量精确、宝贵的天文观测资料和准确的数据和记录。他一生有许多新的天文发现,记录了许多新的天文现象。其中许多成果在世界都是第一流的。然而在世界天文学史上,在第谷·布拉赫的所有的发现之中,天文学家们一致认为他一生最重要的发现是发现了名传后世的最伟大的天文学家约翰·开普勒。

第谷在赫芬岛上的工作前后长达二十年,这是他学术研究的黄金时代。但是在丹麦国王腓特立二世去世以后,第谷失去了支持者,也失去了经费来源,研究工作进行不下去了。就在这十分困难的时候,他接到了奥地利国王鲁道夫的邀请迁居到奥地利,并设法将赫芬岛上的仪器也运到了奥地利。

第谷在奥地利的工作由于没有助手效率很低,正在为难之际,他收到了一本题名为《宇宙的奥秘》的书和一封热情洋溢的信,写信的是一个署名“约翰·开普勒”的德国青年。

约翰·开普勒的观点在书中表达得很明确,他信仰的是哥白尼的日心说,而第谷则是托勒密地心体系的信奉者。尽管观点不一致,但是第谷从他的信中和书中看到这是一个真正献身于科学事业的、很难得的人才。于是,他马上复信让开普勒到布拉格当他的助手。我们今天大学里的研究生导师们很少有几个能有第谷这样的胸怀,观点不一致的研究生坚决不收的占大多数。第谷这样的教师是很少见的。据说有一次,因为开普勒那个好吃懒做的老婆的挑唆,开普勒和第谷吵翻了,但是,当开普勒认识了自己的错误以后,第谷立刻就原谅了他。

第谷·布拉赫尽管掌握了丰富、准确、完整的天文观测数据,但是他用来进行天文观测的体系却是一个折衷的宇宙体系。在第谷的体系中,除地球以外,所有的行星都绕太阳运行,而太阳却率领着众行星绕地球运行,地球则是静止不动的处于宇宙的中心。尽管第谷也了解哥白尼的体系,但是,他认为日心说的思想是违背圣经的,是不能接受的。因此他的观测数据没有发挥应有的作用。

约翰·开普勒认为第谷是一个最大的富翁,然而却不知道如何应用自己的财富。据说,第谷在自己临终前才把观测数据交给开普勒,而且表示开普勒只能在地心说体系下使用这些数据。然而“一日无常万事休”,第谷撒手西去,开普勒立即就把第谷精密的观测数据同哥白尼的日心说体系结合到了一起。

第谷与开普勒1600年2月4日在布拉格的会见,是科学史上的重大事件之一,它标志着近代自然科学的两大基础:经验观察和数学理论的结合。开普勒所信仰的哥白尼体系的数学原理与第谷·布拉赫精确的观测数据的结合,终于使开普勒揭开了整个太阳系的秘密。

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