推动地球的巨人——哥白尼

尼古拉·哥白尼，1473年生于波兰维斯什拉河畔的托伦城一个商人家庭。他10岁丧父，靠舅父抚养成人。舅父学识渊博，思想开明，哥白尼受他的影响，从小酷爱自然科学知识。1491年，哥白尼进入克拉科夫大学学医，这所大学是当时欧洲的学术中心。在这所以天文学和数学著称的高等学府，哥白尼对天文学产生了浓厚的兴趣。之后，他又在波伦亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学，获得博士学位。哥白尼师从意大利著名天文学家诺瓦拉，经常和老师一起观察天体，参加有关天文学的讨论。诺瓦拉对哥白尼的影响很大，正是从他那里，哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。对希腊自然哲学著作的系统钻研，给了他批判托勒密体系的勇气。1506年，哥白尼回到自己的祖国波兰，开始构思他的新宇宙体系。

回国后，哥白尼更多地倾注于天文学的研究和观测方面。他用教堂城垣的箭楼建了一个小小的天文观测台，自制了一些仪器，有四分仪、三角仪、等离仪等，进行观测和计算。哥白尼观测计算得到的数值的精确度是惊人的，而精确的数据不但使得发现正确的内在规律成为可能，同时也大大增加了研究者的信心。哥白尼用“将近四个九年的时间”去测算、校核、修订他的学说。1539年，哥白尼写出了天文学史上的伟大著作《天体运行论》，系统地论述了他的日心地动学说。《天体运行论》全书共6卷。第一卷主要论述了日心地动说的基本思想，第二卷论证天体运行的基本规律，第三卷至第六卷用数学方法分别讨论了地球、月亮、内行星和外行星的运行规律。

在哥白尼所处的时代，托勒密的“地心说”在欧洲仍然占统治地位，中世纪的教会把地心说加以神化，用它来作为上帝存在的依据，哥白尼在《天体运行论》中明确宣布，地球不是宇宙的中心。它和别的星球一样，是一种一边自转一边公转的普通行星，天球由远到近顺序如下：“最远的是恒星天球，包罗一切，本身是不动的，它是其他天体运动必需的参考背景……在行星中土星的位置最远，三十年转一周；其次是木星，十二年转一周；然后是火星，两年转一周；第四是一年转一周的地球和同它在一起的月亮；金星居第五位，九个月转一周；第六为水星，八十天转一周，中心就是太阳……”

哥白尼形象地指出：托勒密由于没有区别现象和本质，而将假象视为真实，由于感觉不到地球的自转以致只感觉到太阳自东方升起而在西方落下，这正像人们坐在大船上行驶时，往住感觉不到船在动，而只见到岸上的东西往后移一样。同样，太阳绕地球转是假象，地球自转并绕太阳运动才是事实。

哥白尼创立“日心地动说”表现出了非凡的才能和胆识，但也因此被视为邪教徒遭到迫害。1543年5月24日，垂危的哥白尼在病**见到了《天体运行论》的样书，据说他只摸了摸书的封面，便与世长辞了，终年70岁。《天体运行论》发表后即遭到马丁·路德的反对和责难，70年后的1616年被罗马教廷列为禁书，300年后才解除禁令。

哥白尼学说的诞生，在自然科学史上具有深远的意义。诗人歌德说：“哥白尼地动学说撼动人类意识之深，自古无一种创建、无一种发明，可与之相比……自古以来没有这样天翻地覆地把人类意识颠倒过来。因为若是地球不是宇宙的中心，那么无数古人相信的事物成为一场空了。谁还相信伊甸园的乐园、赞美的颂歌、宗教的故事呢？”的确，对于西方信奉上帝的人来说，哥白尼的学说是灾难性的打击。恩格斯在《自然辩证法》中对哥白尼的《天体运行论》也给予了高度评价：“自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路德焚烧教谕的革命行动，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地而且可以说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来。”从此，《天体运行论》出版的1543年被视为近代科学的诞生年。

为真理献身的布鲁诺

布鲁诺1548年出生于意大利诺拉城一个破落的小贵族家庭。10岁左右，父母把他送到一所私立的人文主义学校读书。15岁时，他成为意大利天主教多米尼克派的修士，进了修道院。在修道院学习神学的同时，他也刻苦钻研古代希腊罗马的语言文学和东方哲学。布鲁诺在修道院学校学习达10年之久，毕业时获得神学博士学位和神父的教职，成为当时有名的学者。

在修道院学习期间，布鲁诺与文艺复兴时期的人文主义者交往密切，有机会系统地阅读了不少禁书。在读到哥白尼的著作后，他特别为哥白尼的太阳中心说所吸引，并为哥白尼著作中严谨的逻辑和精辟的论证所倾倒。此后他逐渐对宗教产生了怀疑；他认为，教会关于上帝具有“三位一体”性的教义是错误的，有一次他甚至还把基督的圣像从自己的房中扔了出去。他还写文章批判《圣经》。他的这些离经叛道的言行激怒了教会，被教会革除教籍。但他毫不动摇，为躲避教会的迫害，他毅然决然地离开了修道院。年轻的布鲁诺成为哥白尼日心说的热心宣传者，走上了为捍卫和宣传哥白尼学说而奋斗到底的道路。

1576年，28岁的布鲁诺开始了在欧洲各国的流浪生活。先是在祖国意大利的北部，后又到瑞士、法国、英国、德国、捷克等地。在这期间，他以非凡的精力宣传和捍卫哥白尼的日心说，并在此基础上提出了自己关于宇宙无限性和统一性的新理论。他的重要著作有：《论原因、本原和统一》、《论无限性、宇宙和诸世界》、《论三种极少的限度》、《论单子、数和形》等。

此外，布鲁诺还克服了哥白尼日心说的局限，即哥白尼认为宇宙是有限的，而布鲁诺认为，宇宙无论在空间还是时间上都是无限的。地球不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心，太阳只是太阳系的中心。整个宇宙根本就没有中心，也没有界限。宇宙中有无数的太阳，而围绕它们运行的是无数的行星。他还认为，宇宙统一于不生不灭的物质。自然界有内在的创造本身的能力。不过由于时代的局限，布鲁诺不得不给自然披上一层神的外衣，但他把神的外衣给自然披上后，就再也不谈神了。他具有神即自然、自然即神的泛神论思想。

应该说，布鲁诺并不是一位天文学家，而是一位哲学家，他的理论并不是建立在天文观测基础上的，更多的是哲学上的思辨和猜测。然而他的理论却是文艺复兴时期自然哲学的最高峰。尤其是他的宇宙无限的思想，超越他的时代太多了，以至当时的人无法理解。它是人类宇宙观的一次革命，也成为300多年后现代宇宙论的思想先驱。

布鲁诺凭借广博的知识和如剑的舌锋，到处宣传日心说和他的新宇宙观，并经常和教徒辩论，罗马教廷对此非常恐惧和仇恨，把他视为眼中钉，必欲置之死地而后快。1592年，布鲁诺回到威尼斯，被人出卖，被威尼斯当局逮捕，最后把他交给了罗马宗教裁判所。布鲁诺在罗马被关押了三年多之后，宗教裁判所才开始审讯。教会控告他否认神学真理，反对《圣经》，把他视为头等要犯。先后两任红衣主教都要处死他。但教会关押布鲁诺的目的还是要迫使他低头认罪，放弃自己的观点，向教会忏悔，屈膝投降。罗马教廷想摧毁这面旗帜，肃清他的影响，以此来重振教会的声威。但布鲁诺拒不认罪：“我不应当也不愿意放弃自己的主张，没有什么可放弃的，没有根据要放弃什么，也不知道需要放弃什么。”

布鲁诺在长达8年之久的监狱生活中，受尽酷刑，但丝毫没有动摇自己的信念。他说：“一个人的事业使他自己变得伟大时，他就能临死不惧。”“为真理而斗争是人生最大的乐趣。”1600年2月17日，布鲁诺被宗教裁判所处以火刑，烧死在罗马的鲜花广场上。临终时他说了两句话，第一句是当他以轻蔑的态度听完判决书后，正义凛然地说：“你们对我宣读判词，比我听判词还要感到恐惧。”第二句是火刑架下燃起熊熊烈火，刽子手举着火把问：你的末日已经来临，还有什么要说的吗？布鲁诺回答：“黑暗即将过去，黎明即将到来，真理终将战胜邪恶！火，不能征服我，未来的世界会了解我，会知道我的价值。”52岁的布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。

他死后，教会害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他，就匆匆忙忙把他的骨灰连同泥土一起抛撒在台伯河中。然而，真理是不死的。随着科学的发展，在布鲁诺牺牲289年后的1889年，罗马教皇不得不亲自出面，为布鲁诺平反并恢复名誉。同年6月9日，人们为了纪念这位献身科学的勇士，在他被焚烧的罗马鲜花广场上树立了一座他的铜像。每年2月17日这一天，一群群真诚的人们手捧鲜花拥向铜像，赶来纪念这位为捍卫科学真理而英勇献身的先驱者。

天空立法者——开普勒

1571年开普勒出生于德国的符腾堡。他是一个早产儿，从小就体弱多病，所幸他的智力发育很好，从小就聪慧过人，善于思考。12岁时入修道院学习。1587年，他进入蒂宾根，在校中遇到秘密宣传哥白尼学说的天文学家麦斯特林。在他的影响下，开普勒很快成为哥白尼学说的忠实维护者。毕业后他得到大学的有力推荐，去奥地利格拉茨的路德派高级中学任数学教师。在那里他开始研究天文学。

1596年，当他25岁时，因出版《神秘的宇宙》一书而受到著名天文学家第谷的赏识，开始与第谷合作。他们的合作，意味着经验观察与数学理论在天文学上的结合，第谷精于观测而短于理论分析，开普勒善于抽象思维而不善于观测（因为视力受到过损伤），他们各有所长各有所短，结合起来取长补短，就导致了科学发现的重大突破。可惜的是，第二年第谷就突发重病去世了。作为第谷事业的继承人，开普勒只能面对老师遗留下来的一大堆底稿孤军奋战了。

开普勒是一个思想家，在数学上很有造诣。他的兴趣主要不在积累更多的观测资料上，而是希望利用第谷这批珍贵的观测资料把哥白尼日心说中的行星运动曲线描绘出来。开普勒首先研究的是火星，这是因为在第谷的观测数据中，对火星的观测占有最大的篇幅。而且恰好这颗离地球最近的外行星的运行与哥白尼理论出入最大。

开普勒想从火星的观测数据中找出它的运动规律，并把它用一条曲线表示出来。起初按正圆编制火星的运行表，可是发现火星老是出轨。开普勒经过积极思考，将正圆形轨道修正为偏圆形轨道。经过艰辛的研究和无数次的失败，他终于意识到火星的轨道不是圆的。并断定它的运动的线速度跟它与太阳的距离有关。他又把轨道看成是卵形，进而确定是椭圆。1609年，开普勒出版了他的《新天文学》一书，书中介绍了他的第一和第二定律。

开普勒第一定律：所有的行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳在这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等的时间里扫过相等的面积。如果说开普勒第一定律能告诉我们某颗行星一切可能的位置，那么第二定律则指出了行星沿轨道运动时，速率改变的规律，从而能确定该行星在什么时候处于某个可能的位置上。

开普勒的行星运动两个定律的发现是令人激动的，尤其是第一定律。因为开普勒发现的行星运动轨迹竟是一千多年前古希腊阿波罗尼乌斯的固锥曲线中的椭圆，而太阳就位于一个焦点之上。这不由得让人们想起了古希腊的大哲学家毕达哥拉斯“数即万物”的命题和宇宙统一于数的和谐的思想。其实，开普勒本人就是毕达哥拉斯这种思想的忠实信徒。

开普勒继续探索，经过9年苦战，开普勒终于使杂乱无章的数字显示了数的和谐性，得出了行星公转周期的平方与它距太阳的距离的立方成正比的结论。这就是著名的开普勒行星运动第三定律。这一定律是开普勒的哲学思辨和第谷的精确观测相结合的产物。1619年，开普勒出版《宇宙和谐论》一书，公布了这一发现。

开普勒定律是行星运行的基本定律。自从这三大定律被发现之后，行星的复杂运动立刻便失去了它的神秘性。更为重要的是它把哥白尼的理论推进了一步，为专业天文学家和数学家提供了支持日心说的强有力论据。人们称赞开普勒是“天空立法者”。大哲学家黑格尔称他是“现代天体力学的真正奠基人”。另外，开普勒定律为牛顿数十年后发现的万有引力定律铺平了道路。除了行星运动定律外，在其他领域，开普勒也颇有建树，如光学和数学。

开普勒对科学做出了巨大的贡献。然而，他的一生却是在极端艰难贫困中度过的。有人说：“第谷的后面有国王，伽利略的后面有公爵，牛顿的后面有政府，但是，开普勒只有疾病和贫困。”的确，疾病、贫困，加上教会的迫害，使开普勒一生不曾得到安宁。1623年，开普勒因出版《哥白尼太阳中心说概念》受到教会迫害，书被焚，工资被停发。1630年，开普勒已几个月没有领到薪俸了，生活没有着落。于是他不得不亲自前往布拉格讨还皇家欠他的薪水。然而，他在去往布拉格的途中，突然发起高烧，几天后就在贫病交困中去世，终年59岁。后来德国大哲学家黑格尔谈到这件事，曾痛心疾首地说：“开普勒是被德国饿死的。”这不能不说是当时他的祖国德国的悲哀，但这更是那个时代的悲哀。