作为一个就读于比萨高师,居住于佛罗伦萨的留学生,现代科学之父伽利略一直是我崇拜的人物。笔者也讲以本文为起点,开启讲述交织于自然魔法中的科学萌芽的新阶段。
1610年,伽利略在其著名的作品《星际信使》(Sidereus Nuncius)中记载了四颗木星卫星的发现。虽然在威尼斯共和国的帕多瓦大学过得顺风顺水,但终究难敌对家乡比萨城的眷恋。为了回到家乡后能在大学中谋得教职,他将其四颗卫星命名为"美第奇星",以颂扬四位美第奇家族兄弟的美德,以此讨好他的新贵人。这一举措,马上为他博取了比萨大学首席数学和哲学的终身教职。而如今,他命名这四颗卫星的努力失败了,因为现在它们被称为"伽利略卫星"。
伽利略的发现,也要归功于光学仪器的创新。1608年,荷兰镜片制造商Hans Lippershey无意中发现,凸透镜和凹透镜组合起来后可以将远处的物体放大。伽利略偶然听说了这个叫做望远镜(telescopio)的新型光学仪器后惊叫:我可以利用它观测夜空啊!于是,彼时供职于哥白尼母校—帕多瓦大学的他,开始着手研制放大倍数达高到二十倍、被后人称为伽利略式折射的望远镜。1609年伽利略使用新制的望远镜开始进行观测并开创了天文观测的新一页。
看过我之前文章的朋友应该记得,我曾介绍过“信使”一词常在神秘哲学和神学中使用,我们耳熟能详的那些“先师或者先知”的常常自称为“信使”,比如布鲁诺在“世界革新”理论中便尝以此自诩。而伽利略的《Sidereus Nuncius》一书出版之际,正值自然魔法和占星术在欧洲风靡之时(如培根、Tommaso Campanella坎帕内拉,Johannes Keplero开普勒都是该流派的追随者)。也许伽利略认为他的工作与同期的自然魔法师无异,也许他真的预见自己将成为缔造新纪元的“先知”。
言归正传!此书中恒星的观察是重中之重。伽利略汇报,透过望远镜能观察到比肉眼至少多十倍的恒星,他同时发现,猎户座腰带和昴宿星团有一些以往所不知的恒星。过去用肉眼观察金牛座只可以看到六颗星; 然而通过他的望远镜,伽利略能看见金牛座有三十五颗星,这几乎是过去的六倍之多!当他用望远镜观测猎户座时,他能看到八十颗的恒星,而不是先前的九颗 ,新观察到恒星的数量几乎是原来的九倍之多。伽利略修订和再发表的这两个星群观测数据,指出了望远镜观察和肉眼观察到的恒星数量的巨大区别。此外,当他观察到一些托勒密星表中的"朦胧的恒星",他更确切地说看到的不是“云雾”,而是由许多小恒星组成的星云。由此他推断,星云和银河同样是 “无数的星群聚集在一起的恒星集团”。
在Sidereus Nuncius的最后一部分,也是我们前文说过的“美帝奇的献礼”,伽利略报告了他发现的四个天体,即靠近木星、排成一条直线的星球。第一天晚上,他检测到线中的三个小星体靠近于木星平行的黄道面; 第二晚,另一颗星进入视野、并带来了不同的排列,四颗星共同环绕木星运行。伽利略由此确定了木星的相对位置、以及它从1610年1月下旬到3月初所出现的明显伴星现象。伴星夜复一夜地改变位置,并且总是出现于靠近木星的同一条直线上。由此,伽利略确信四颗卫星都围绕木星的轨道运行。
从1月11日,经过四夜的观察后,他写道︰ “我因此得出结论,并毫不犹豫地推断,至少有三颗星体围绕木星运动,如同金星和水星环绕太阳有规律地运动一样; 更为明确的结论尚需进一步的观察来佐证。但观察同时表明不止三颗,可能有第四颗轨道至今不确定的星体、一起环绕着木星公转...而公转速度是如此之快,以至于每小时记录的星体位置都不同。” 在书的插画中,伽利略用开放的圆圈来表示木星,星号表示四颗卫星。此种符号的区别,也表明两种类型的天体之间的差异。伽利略特别强调了行星和恒星两个专业名词在描述天体时的区别,因为"两个词在当时盛行的亚里士多德术语内部使用的时候可以互换"。
有趣的是,伽利略的这部革命性著作,也深刻影响了中国明清的历法修订!万历四十三年,即1615年,来自耶稣会的葡萄牙传教士阳玛诺神父(Manuel Dias,1574–1659 年)在北京出版了“天问略”。该书部份内容便取材自于1610年伽利略所发表的Sidereus Nuncius观测结果,同时第一次向中国读者介绍了“望远镜”这种光学观测仪器。并为中国历法提出了“十二重天”新说,以取代利玛窦之前在“乾坤体义”中所论述的“九重天”体系。“近世西洋精于历法一名士,务测日月星辰奥理而衰其目力尫赢,则造创一巧器以助之。”此处“精于历法一名士”实指伽利略!
换句话说,伽利略以望远镜观测著述的内容,竟有部份讯息得以于五年后,迅速进入地球遥远彼端的中国境内,乍闻之下,莫不令人惊异!在清朝年间,该册书籍更是被编入了《四库全书》。基于此,伽利略对于中国读者和儒家文化也算老相识了,世界不同文明在交锋中,不经意中也存留着一分温情和亲切。对此科技史话题感兴趣、且掌握意大利语的朋友,笔者极力推荐《Il telescopio di Galileo:Una storia europea》(伽利略的望远镜:一部欧洲史)一书,书中作者提供的新资料和新科学史观,让我受益匪浅。
2018年6月28日于佛罗伦萨
王政