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第5章 天文学家的故事(5)

7岁那年,耶尔根给第谷请了家庭教师,教他拉丁文和一些其他的基础知识。叔叔希望他长大了当一名律师,但是第谷兴趣盎然地观看了一次日食的全过程后,对天文学产生了浓厚的兴趣。

当时的大学里并没有这门课,15岁的第谷只能自己去钻研探索。他找到了一本斯塔迪乌斯的《星历表》。但是叔叔并不放弃让他当律师的想法,叔叔把他送到莱比锡大学,同时还派了一名家庭教师督促第谷的学习。但第谷白天遵从叔叔之命学习其它各门课程,晚上等家庭教师睡了,他就起来秘密地钻研天文学。他从叔叔给他的费用中,省出钱来购置了很多有关书籍和天文仪器、天文表。他又陆续找到了《阿尔芳索星表》和《普鲁士星表》,独自钻研。

叔叔去世后,他到达德国的罗斯托克大学,在这里开始正式攻读天文学。除了在学校里学习,他还结识了几个热衷于星占术、炼金术、医学和数学的人,这些人的观点大大影响了第谷日后的学术结构。在罗斯托克,第谷观测了一次月食和一次日偏食。他每天坚持天文观测,梦想建立一个自己的天文台。

为了进行准确地观测,第谷自己动手设计了一个便携式天文仪器,用来直接测得两个天体之间角距离。一次,超新星爆发,日落时,第谷注意到仙后座中有一颗新星,他一直坚持观测这颗星星并留下了有关这颗新星的完整记录。根据观测这颗新星的记录,他撰写了《论新星》一文。由于他关于这颗星的观测和研究,使他在欧洲天文学界崭露头角,并且获得了较高的国际声誉。这可以说是第谷在天文学上一个重要的起点。

丹麦国王弗里德里希二世将位于丹麦海峡中的汶岛赐给第谷,并拨了款让第谷在岛上修建了宏大的天文台,并购买了大批的天文仪器。国王弗里德里希二世聘第谷为皇家天文学家。第谷很高兴,决心大展宏图。国王也很赏识第谷的才学,给他以最有力的支持。他在汶岛上的令科学家们羡慕不已的科学生涯一直持续了二十多年。他通过长期、坚持不懈地观测积累了有关行星运行的大量数据资料,人们誉之为“星学之王”。第谷一系列重大的天文发现是人类的宝贵财富,特别是他最终与亚里士多德的“水晶球”宇宙体系的决裂,使“天体不变”的学说从此动摇了。

在汶岛期间,第谷还特别注意天文设备的改进。他过去曾多次因仪器误差太大而吃尽苦头,因此他很关注于此。通过长期的观测,他还发现了许多新现象。第谷在汶岛一共工作了23年,这时他已驰誉欧洲,先后有很多学者投到他的门下。29岁的开普勒应第谷之邀来到贝纳特屈,成为第谷的助手之一,这是天文学史上的一件大事。后来,开普勒相继创立了行星运动三定律,在科学史上做出不可磨灭的贡献。

为了记念第谷,人们把他发现的那颗新星命名为“第谷超新星”。

兴趣是最好的老师,然而,兴趣也需要坚持。如果没有第谷的坚持,也许世上多了一个平庸的律师,而少了一个伟大的天文学家。

舍身成仁的布鲁诺

布鲁诺,意大利著名数学家、哲学家、天文学家。因宣传哥白尼的太阳中心论,被教会判处死刑,烧死在罗马百花广场。

布鲁诺出生在意大利的一个贫苦家庭,15岁进修道院,在那里他读了很多书。24岁成为牧师,并获得哲学博士学位。此后,他逐渐对宗教产生怀疑。他大胆地批判《圣经》,因而冒犯了罗马教廷,只好逃出意大利,到法国、英国等地宣传哥白尼的日心说,批判托勒密的地心说。他认为宇宙是无限的,在太阳以外,还有无数个类似的恒星系统。太阳不过是一个恒星系统的中心,而不是整个宇宙的中心。布鲁诺发展了哥白尼的太阳中心说,把人类对天体的认识提高到一个新水平。

由于布鲁诺广泛宣传他的先进哲学思想,引起了罗马宗教裁判所的恐惧和仇恨。罗马教廷采用欺骗手段,把他骗回意大利,并立即逮捕。刽子手们使尽了种种威胁利诱手段,想让布鲁诺屈服,但他坚贞不屈地说:“我半步也不退让”。经过八年的折磨,布鲁诺始终坚持自己的学说,终被宗教裁判所判为“异端”,被处以火刑,烧死在罗马的鲜花广场上。在生命的最后时刻,布鲁诺面对行刑的刽子手,庄严宣布:“你们对我宣读判词,比我听到判词还要恐惧!”布鲁诺被处死了,他的科学精神永存!他死后被葬于拉提斯本圣彼得堡教堂。

布鲁诺是文艺复兴时期的唯物主义哲学家,主要著作有《论无限性、宇宙和诸世界》、《论原因、本原和统一》、《驱逐趾高气扬的野兽》等。他在临死前,还坚定地宣称:“火并不能把我征服!为真理而斗争是人生的最大乐趣!”

为了缅怀这位伟大的科学家,人们在布鲁诺殉难的鲜花广场上竖立起他的铜像,永远纪念这位为科学献身的勇士。

布鲁诺以其突破性的天文学理论,以及他不畏强权、舍身成仁的精神成为后人铭记他的最好的丰碑。无论任何困难和阻挠,甚至夺去我们的生命,都不能阻挡我们寻找真理的脚步。

天上的立法者——开普勒

约翰·开普勒,德国天文学家,第一个站出来捍卫太阳中心说,并在天文学方面有突破性成就的人物,被后世的科学史家称为“天上的立法者”。

开普勒出生在德国威尔的一个贫民家庭,全家人就靠经营一家小酒店生活。开普勒是一个早产儿,体质很差。他在四岁时患上了天花和猩红热,虽侥幸死里逃生,身体却受到了严重的摧残,视力衰弱,一只手半残。后来,父亲病故,母亲因被指控有巫术罪而入狱。但开普勒身上有一种顽强的进取精神,他一直坚持努力学习,成绩一直名列前茅。

长大后,开普勒进入蒂宾根大学。在大学学习期间,他受到天文学教授麦斯特林的影响,成为哥白尼学说的拥护者,同时对神学的信仰发生了动摇。

大学毕业后,开普勒获得了天文学硕士的学位,被聘请到格拉茨新教神学院担任教师。后来他与卓越的天文观察家第谷一起专心地从事天文观测工作。在第谷的帮助和指导下,开普勒的学业有了巨大的进步。虽然生活非常困苦,但他却从未中断过自己的科学研究,并且在这种艰苦的环境下取得了天文学上的累累成果。

晚年的开普勒坚持不懈地同唯心主义的宇宙论做斗争。他写了题为《为第谷·布拉赫申辩》的著作,因而受到了天主教会的迫害。天主教会将开普勒的著作列为禁书。一群天主教徒包围了开普勒的住所,扬言要处决他。后来,开普勒因为曾担任皇帝的数学家而幸免于难。

早期的开普勒深受柏拉图和毕达哥拉斯神秘主义宇宙结构论的影响,以数学的和谐性去探索宇宙。他用古希腊人已经发现的五个正多面体,跟当时已知的六颗行星的轨道套迭,从而解释了太阳系中包括地球在内恰好有六颗行星以及它们的轨道大小的原因。他把这些结论整理成书发表,定名为《宇宙的秘密》。这个设想虽带有神秘主义色彩,但却也是一个大胆的探索。后来,在伽利略的影响下,开普勒开始对行星运动进行深入的研究。

对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点。开始,开普勒用正圆编制火星的运行表,发现火星老是出轨。于是他便将正圆改为偏心圆,在进行了无数次的试验后,他找到了与事实较为符合的方案。可是,依照这个方法来预测卫星的位置,却产生了8分的误差。这8分的误差相当于秒针0.02秒瞬间转过的角度。那错误出在什么地方呢?

正是这个不容忽略的8分使开普勒敏感地意识到火星的轨道并不是一个圆周。随后,在进行了多次实验后,开普勒将火星轨道确定为椭圆,并用三角定点法测出地球的轨道也是椭圆,断定它运动的线速度跟它与太阳的距离有关。

17世纪初,开普勒出版了《新天文学》一书,提出了著名的开普勒第一和第二定律。而开普勒第三定律则是在两年后出版的《宇宙谐和论》中提出的。

开普勒第一定律:所有行星绕太阳运转的轨道是椭圆的,其大小不一,太阳位于这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律:行星绕太阳运动是不等速的,离太阳近时速度快,离太阳远时速度慢。这一定律指出了自然界的真正的客观属性,并对哥白尼的日心说做出了巨大的发展,使“日心说”更接近于真理,更彻底地否定了统治千百年来的地心说。

开普勒第三定律:行星公转周期的平方与行星和太阳的平均距离的立方成正比。这一定律将太阳系变成了一个统一的物理体系。

开普勒在完成三大定律时曾说道:“这正是我16年前就强烈希望探求的东西。我就是为了这个目的同第谷合作的……现在大势已定!书已经写成,是现在被人读还是后代有人读,于我却无所谓了。也许这本书要等上一百年,要知道,大自然也等了观察者六千年呢!”

因数月未得到薪金,生活难以维持,年迈的开普勒不得不亲自到雷根斯堡索取。不幸的是,他刚到那里就抱病不起,在一家客栈里悄悄地离开了世界。他死时,除一些书籍和手稿之外,身上仅剩下了7分尼的钱。

为了纪念开普勒的功绩,国际天文学联合会决定将1134号小行星命名为开普勒小行星。

在科学与神权的斗争中,开普勒坚定地站在了科学的一边,用自己孱弱的身体、艰苦的劳动和伟大的发现来挑战封建传统观念,推动了唯物主义世界观的发展,使人类科学向前跨进了一大步。马克思高度评价了开普勒的品格,称他是“自己所喜爱的英雄”。

一个真正的科学家一定是一个不畏强权、坚持真理的人。而我们普通人,也只有做到坚持自我、实事求是,才是一个真正的人。

认真严谨的弗拉姆斯提德

弗拉姆斯提德,英国天文学家,英国第一任皇家天文学家。

弗拉姆斯提德15岁时,因健康原因而被迫退学,那时他便有了阅读天文书籍的嗜好。后来,他对天文学的兴趣渐渐浓到开始自己制造仪器了。24岁时,他已发表了一些颇为吸引人的天文著作。那一年,他开始与牛顿结交,并进入剑桥大学学习。

当时英国的商船队正在逐渐变为世界上最大的船队。英国政府对任何精确测定船在海洋中经度的方案都感兴趣。政府请一些人将已提出的测量经度的方法继续研究下去,弗拉姆斯提德却对此持否定态度。他认定,在制成比以往已有的任何星图都准确的新星图之前,什么方法都无济于事。

他和其他一些人都请求国王查理二世建立一个天文台来照管这项工作。查理二世责成弗拉姆斯提德在伦敦郊外的格林威治造一个天文台。于是,弗拉姆斯提德成了第一任皇家天文学家。国王提供了房子,但是薪俸极微,既无助手亦无仪器,或者为建造仪器而筹款乞讨。他继续坚持,含辛茹苦地工作,并进行了无数次观测,然后完成所必要的计算,将观测结果归算为有用的数据,他在观测中系统地使用了时钟,他是第一个照此办理的天文学家。

工资低到了极点,无人协助,身体衰弱的弗拉姆斯提德在工作上却尽善尽美,这使他与当时最伟大的天文学家们发生了竞争。牛顿觉得,弗拉姆斯提德的任务就是做一个普通的天文奴仆,叫他观测什么他就马上去观测什么,弗拉姆斯提德据理提出应该提高他的地位。牛顿采取了相当低劣的报复行为:在作品中略去了弗拉姆斯提德应该享有的荣誉。

在这种情况下,弗拉姆斯提德必须尽可能地发表他的著作,但是只要他尚未全部完工,并认为自己已经做得十分圆满之前,他就拒绝这样做。有一次,牛顿的朋友哈雷设法接触到弗拉姆斯提德的大量观测资料,并立即将它们公开了。弗拉姆斯提德怒不可遏。他激烈地诅咒哈雷,指责哈雷伤风败俗背叛宗教。弗拉姆斯提德焚毁了他所能找到的这部著作的每一份副本。

然而,这件事却激励了他继续完成他的星表,最后,他终于将作品全部公诸于世,这是望远镜时代的第一份伟大星图。在他之后两个世纪,世界上许多国家都同意采用一种标记经度子午圈的国际系统,它的经度为“本初子午线”。

对工作认真严谨、追求完美,在逆境中不卑不亢,从容面对,这就是弗拉姆斯提德留给我们最好的礼物。

发现彗星回归规律的哈雷

哈雷,英国天文学家,哈雷彗星的发现者。

哈雷出生在伦敦附近的哈格斯顿。年少时进入牛津大学女王学院学习数学,然而,20岁的哈雷毅然放弃了即将到手的学位证书,只身搭乘航船,到达南大西洋的圣赫勒纳岛,建立起人类第一个南天观测站,经过一年多的天文观测,测编了世界上第一份精度很高的南天星表。以后,又选择了彗星这一前人涉及不多的领域,进行了深入的研究,开创了认识彗星和研究彗星的新领域。

过去由于迷信以及误解,彗星的出现一直被认为是不吉利的预兆。直到彗星的第三十次出现,引起了科学家的极大兴趣。研究哈雷彗星的权威专家指出:“过去历史上彗星所带给人的恐惧和不了解,将转为全球科学家共同合作的空前的研究探测。”

第谷提出彗星是天体,但对于它是什么样的天体并不清楚。天文学家普遍认为彗星是在恒星之间的漂泊不定的“怪物”,无法预测它的行踪。

哈雷与彗星似乎非常有缘。一次,哈雷在法国旅游时看到了有史以来最亮的一颗大彗星。两年后,哈雷又看到了另一颗大彗星。这两颗大彗星在他心中留下了极为深刻的印象。哈雷从彗星记录中挑选了24颗彗星,用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙,虽然经过近日点的时刻有一年之差,但可能解释为是由于木星或土星的引力摄动所造成的。一个念头在他脑海中迅速地闪过:这三颗彗星可能是同一颗彗星的三次回归。但哈雷没有立即下此结论,而是不厌其烦地向前搜索,发现1456年、1378年、1301年、1245年,一直到1066年,历史上都有大彗星的记录。

于是,经过严密地推断,哈雷发表《彗星天文学论说》,宣布1682年曾引起世人极大恐慌的大彗星将于1758年再次出现于天空。当时哈雷已年过五十,知道在有生之年无缘再见到这颗大彗星了。于是他在书中写道:“如果彗星最终根据我们的预言,大约在1758年再现的时候,公正的后代将不会忘记这首先是由一个英国人发现的……”1758年圣诞之夜德国德雷斯登附近的一位农民天文爱好者发现了回归的彗星。此时,哈雷已长眠地下十几年了。

人们为了纪念哈雷,将这颗每76年来访地球一次的彗星命名为“哈雷彗星”。

科学家的生命是有限的,但他们对科学的贡献却永世长存。正像哈雷当年所希望的那样,真理终有被认同的一天。

猎彗人梅西耶

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