Tycho就是日心说的怀疑者之一。他提出自己的宇宙新体系(De Mundi,1588),试图折衷日心与地心两家。尽管Galileo、Kepler不赞成其说,但在当时和此后一段时间里Tycho体系还是获得了相当一部分天文学家的支持。比如N.Reymers的著作(Ursi Dithmarsi Fundamentum astronomicum,1588),其中的宇宙体系几乎和Tycho的一样,Tycho还为此与他产生了发明权之争。又如丹麦宫廷的“首席数学教授”、哥本哈根大学教授K.S.Longomontanus的著作《丹麦天文学》(Astronomia Danica,1622)也是采用Tycho体系的。直到J.B.Riccioli雄心勃勃的巨著《新至大论》(New Almagest,1651),仍主张Tycho学术优于Copernicus学说。该书封面画因生动反映了作者这一观点而流传甚广:司天女神正手执天秤衡量Tycho与Copernicus体系——天秤的倾斜表明Tycho体系更重,而Ptolemy体系则已被委弃于女神脚下。
乙、“先进”与否因判据而异
当时许多欧洲天文学家认为Tycho体系足以与Copernicus体系并驾齐驱甚至更为优越,除了上述两条关于日心说的反对理由之外,是有他们的判断依据的。他们当时的判断依据是否和我们今日所用的相同,这一点对于本文的论题至关重要——先前许多讨论都是因为忽视了这一点而陷于混乱。
我们今日认为Copernicus体系“先进”,主要是用“接近宇宙真实情况”这一判据。但是这一判据只有我们今日才能用,因为现在我们对宇宙的了解已经大大超越了前人,我们将今日所知之太阳系情况定义为真实,回头看前人足迹,谁较接近,则谓之先进。而当时人们对日心还是地心尚在争论不休,尚未有一个公认的“标准模型”,如何能使用这条判据?
另一个判据,现代学者多喜用之,即“简洁”。但这一判据其实对Copernicus体系并不十分有利。多年来许多普及读物给人们造成这样的印象:Ptolemy体系要用到本轮、均轮数十个之多,而Copernicus日心体系则非常简洁。许多读物上转载了Copernicus表示日心体系的那张图。[8]那张图确实非常简洁,然而那只是一张示意图,并不能用它来计算任何具体天象。类似的图Ptolemy体系也有,一套十多个同心圆,岂不比Copernicus体系更佳简洁?[9]而实际情况是,Copernicus要描述天体的具体位置时,仍不得不使用本轮和偏心圆--地球需要用3个,月球4个,水星7个,金星、火星、木星、土星各5个,共计34个之多。[10]这虽比Ptolemy体系的79个圆少了一些,但也没有数量级上的差别。而且,Copernicus是个“比Ptolemy本人更加正统的‘本轮主义者’”。[11]
这里需要附带说一句,”简洁”并不是一个科学的判据,因为它是以”自然规律是简洁的”为前提,而这无疑是一个先验的观念--事实上我们根本无法排除自然规律不简洁的可能性。
第三个判据,是从古希腊天文学开始一脉相承,直到今天仍然有效的,即”对新天象的解释能力”。1610年Galileo发表他用望远镜观测天象所获得的6条新发现,其中有两条对当时的各家宇宙体系提出了严峻挑战。当时欧洲的宇宙体系主要有如下4家:
1、 1543年问世的Copernicus日心体系,
2、 1588年问世的Tycho准地心体系,
3、 当时尚未推出历史舞台的Ptolemy地心体系,
4、 当时仍然维持着罗马教会官方哲学中”标准天文学”地位的Aristotle”水晶球”地心体系。[12]
Galileo发现了金星有位相(即如月亮那样有圆缺),这一事实对上列后两种体系构成了致命打击,因为在这两种体系中根本无法解释金星位相。但是Copernicus和Tycho的体系则都能够圆满解释金星位相。所以在”对新天象的解释能力”这条判据之下,Tycho仍能与Copernicus平分秋色。
最后是第四个判据,也是天文学家最为重视的判据,即”推算出来的天象与实测吻合”。此一判据古今中外皆然,明清之际中国天文学家则习惯于以一个字表达之,曰”密”,即计算天象与实测天象之间的密合程度。然而恰恰是这一最为重要的判据,对Copernicus体系大为不利,而对Tycho体系极为有利。
那时欧洲天文学家通常根据自己所采用的体系编算并出版星历表。这种表给出日、月和五大行星在各个时刻的位置,以及其它一些天象非时刻和方位。天文学界同行可以用自己的实测来检验这些表的精确程度,从而评价各表所依据之宇宙体系的优劣。Copernicus的原始星历表身后由E. Reinhold加以修订增补之后出版,即Tabulae Prutenicae(1551),虽较前人之表有所改进,但精度还达不到角分的数量级--事实上,Copernicus对”密”的要求是很低的,他曾对弟子Rheticus表示,理论值与实测值之间的误差只要不大于10′,他即满意。[13]
而Tycho生前即以擅长观测享有盛誉,其精度前无古人,达到前望远镜时代的观测精度最高峰。例如,他推算火星位置,黄经误差小于2′;他的太阳运动表误差不超过20″而此前各星历表(包括Copernicus的在内)的误差皆有15~20′之多。[14]行星方面误差更严重,直到1600年左右,根据Copernicus理论编算的行星运动表仍有4°~5°的巨大误差,故从”密”这一判据来看,Tycho体系明显优于Copernicus体系,这正是当时不少欧洲学者赞成Tycho体系的原因。
特别值得注意的是,以”密”定历法--也即中国的数理天文学方法--的优劣,也是中国天学自古以来的传统。耶稣会士既想说服中国人承认西方天文学优越,他们当然最好是拿出在当时中国人的判据下为优的东西来给中国人。这东西在当时不能是别的,只能是Tycho体系。
丙、Tycho体系相对于中国传统方法的先进性
不少人云亦云的文章都说,当时耶稣会士所介绍的以Tycho体系为基础的西方天文学是”陈旧落后”的。但是”先进”和”落后”都是有时间性的,Tycho体系以今视之固为落后,但是和当时中国传统的天文学方法相比,究竟是先进还是落后,只有对有关史料进行考察之后才能下结论。
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