第谷转身让身后的仆从看一看是否头顶的天空有一颗亮星,他们附和说是有一颗亮星在头顶上。但是可能第谷对他的仆从们颐指气使惯了,他们总是唯唯诺诺,所以他叫停了一辆经过的马车,并向车里的乡民问同样的问题。“这些人喊着说他们看见了那颗亮星,可是它以前却从来没有出现过。”
第谷:全新的太阳系(上)
老狼主
条凳上堆满了内容深奥的书,一位炼金术士仰靠在书堆上,伸展身躯,环顾四周。一边,一名助手正在拉动风箱升起火焰,加热一只盛有几滴熔融贵金属的坩埚;另一边,一名侍从正在细心地守着一只曲线优美的、滴着淡黄色液体细流的玻璃蒸馏器。
但这已是晚餐的时间。这位炼金术士既不是贫穷的探索者,又不是寻求知识的乞讨者。
这位炼金术士是25岁的第谷·布拉赫(Tycho Brahe),是当时最有势力的家族子弟。他的亲戚控制着丹麦王国,因而无论从哪一方面来说,控制着国王本人。第谷的实验室位于他伯父豪宅的地下室,这所宅邸原本是赫雷瓦德修道院。但现在已不再是一个做礼拜的场所:在16世纪的整个北欧,君主和权臣们从教会抢夺了修道院,把它们作为自己豪华的宅邸。
第谷热切地把他的目光投向四周。看来每一件事都井井有条。他爬上楼梯,来到室外。当受到傍晚冷空气的侵袭时,他不得不拉紧他的大氅裹住身子。
几天以来,天气闷热而多云,很反常。可是今天天空晴朗而明亮。第谷抬头看了一眼,陷入了更大的惊奇。
“惊奇”肯定是词不达意的说法。第谷·布拉赫在1572年11月11日那个黄昏所看到的天象将改变他的一生,更将永远改变我们对于天空的看法和人类对宇宙的理解。
几乎就在头顶正上方的天空,第谷看见一个耀眼的光点。它出现在由5颗W形恒星形成的仙后座。这个星座代表古代埃塞俄比亚的王后,但是这个新天体比这几颗古老的恒星明亮得多。
第谷后来回忆说,“我大吃一惊.而且目瞪口呆。这种难以置信的景象使我不知所措,以至于我开始怀疑是否看走了眼。”
他转身让身后的仆从看一看是否头顶的天空有一颗亮星,他们附和说是有一颗亮星在头顶上。但是可能第谷对他的仆从们颐指气使惯了,他们总是唯唯诺诺,所以他叫停了一辆经过的马车,并向车里的乡民问同样的问题。“这些人喊着说他们看见了那颗亮星,可是它以前却从来没有出现过。”
(虽然第谷·布拉赫今天被认为是伟大的天文学家,但是正如16世纪的佛兰德艺术家约翰内斯·斯特拉达努斯(Johannes Stradanus)在本图中所画的那样,他把许多时间花费在地下实验室的炼金术上。)
新的恒星冲击了科学的根本。在第谷生活的时代,学者们信奉古希腊的亚里士多德和托勒密的地球中心说,月亮、太阳、行星和恒星围着地球运转。不久以前,尼古拉·哥白尼提出太阳应占据在宇宙舞台的中央,取代了地球。
但是,不论天文学家如何相信哥白尼,他们还是尊奉亚里士多德的一个重要教导:地球上发生的事情与天空的事件之间有根本的区别。在我们周围的事物会改变,会衰亡,但是天空是完美的,恒星和行星在它们预先规定的路径上运行,亘古不变。宇宙中,没有任何事情会改变。
但是天空在这里出现了改变。这绝对是耸人听闻的事:只有一种解释可以与亚里士多德的教条相符:看来像恒星的东西,连同它的变幻不定的云、虹和其他气象现象,实际上是位于地球的大气之内。
(这是40岁时的第谷·布拉赫。这张肖像作为卷首插画,刊发在他的《天文学通讯》上。他的鼻梁显得略微有些粗大,因为他的鼻子在一次决斗中被削去,这是金属的替代品。幸好第谷的眼睛完好无损,使他能成为他所在时代最伟大的观测天文学家。)
第谷是澄清这个问题的第一人。虽然这时他深深地沉迷于炼金术,但在内心深处,他是一位天文学家。他甚至称炼金术是“地面的天文学”,认为在他的长颈瓶里嘶嘶作响或烟雾腾腾的反应,是行星和恒星之间相互作用的映像。
第谷在新星的激发下,立刻拿起了他的十字杖。这是一种简单的木制设备,用于测量两颗恒星之间的距离。这一次,他要测量这个天空的入侵者与仙后座5颗亮星之间的距离。
在后来的几个夜晚,他都整夜反复观测着。在黑夜中,仙后座和这颗明亮的新星围绕北极星旋转,从东方的高处到正南方,在拂晓之际下沉到西北方向而隐没。
努力不懈的第谷力图测量这颗新星的任何运动,而它则在星座内它的位置上纹丝不动。随着第谷再三地得到否定的结果,他终于认识到这意味着……
从希腊人的时代以来,天文学家已经认识到月亮于一夜之间在天空作透视位移(而且月亮本身围绕天空每月绕行一周)。我们对月亮的视点改变,使它看起来在运动,这正像在窗上的一只苍蝇,当你用一只眼睛看它,随后用另一只眼睛看它,它相对背景的位置看起来在改变。如果新星是在地球大气内,它在一夜之间看来应有移动.甚至比月亮更明显。
第谷知道月亮所显示的视差,月亮的移动距离大约是其本身直径的2倍,但是新星的移动距离小于月亮直径的1/30。所以它一定位于比月亮还远几十倍的地方——在行星或恒星之外。由于恒星不像较近的行星那样运动,第谷认证它一定在恒星的范围之内,即在亚里士多德的宇宙学里的最高天,即第八球层。用第谷自己的话来说,“这颗新星并不位于空气的上层区域,即月球轨道的正下方,也不在靠近地球的任何位置.而是远在月亮球层之上的第八球层……”
所以,第谷时代的科学是错误的。星星既非恒定又非不朽。就像地球上的一切事物一样,天上的王国也经历着变化。第二年,第谷看到的那颗恒星暗淡下去,很显然即使它是天体,也在经历衰亡。
第谷证明了天空与地球没有不同。他对1572年新星的测量,是当时精度日益提高的测量技术的最高水平,而这些测量技术将越来越深入地剖析天空,并最终证明我们的世界只是浩瀚宇宙中渺小到微不足道的一部分。宇宙中的自然规律无一例外地支配着行星、恒星、星系和宇宙本身。
这位伟大的丹麦人开始了科学研究,这一研究将导致天文学突破原有的天空模式。第谷引领着一种冲破传统习俗、比现存模式更广阔的生活,而这种生活正是从他诞生时已存在的。
(第谷跨出他的地下实验室,认出了天空中一颗明亮的新星。这幅后来所作的版画可能过于突出了旁观者的激动情绪,但是1572年超新星的出现,却是推翻关于宇宙的古老观念的契机。)
这位丹麦的天文学家出生于1546年,正是在灵床上推出太阳中心说的哥白尼逝世后三年。他的父亲奥特·布拉赫(Otte Barhe)是丹麦杰出的贵族,他的母亲贝阿特·比勒(Beate Bille)来自于门当户对的贵族家庭。
贝阿特生下了双胞胎。先出生的男婴起了教名第格,并在15岁左右成为一名高中生的时候,遵循惯例把名字改为相应的拉丁形式——第谷。双胞胎中的弟弟去世了。但是第谷从来没有忘记他的孪生兄弟,他后来说过他之所以能在生活中达到这一高度,是因为一直在做着两个人的工作。
在第谷一岁半的时候.他的生活经历了一次更加奇特的转折。当时他的父母离开他们在克努茨托尔普的城堡(现位于瑞典南部,但当时是丹麦王国的一部分),他的叔叔约尔根·布拉赫(Jorgen Brahe)趁机拐走了年幼的第谷。这说明第谷作为唯一的后嗣,大家都珍爱他,因为他的叔叔和婶婶从未生儿育女。
这段家庭历史中不合常情的纠缠,倒是有助于造就这位深入探索宇宙的学者。他的养母英格尔·奥克塞(Inger Oxe)出身于一个知识分子家庭。虽然第谷的生身父不希望他成为一名外交官和朝臣,但是英格尔却积极让第谷接受大学教育。
(直到第谷的时代,学者们都相信以地球为中心的一系列固体水晶球带动着行星。当时的教会教导是天使们提供了推动力。第谷的观测将证明天空中不能存在固体球。)
在那个时代,大学生并不按专业培养。第谷必须学习每门科目,从数学到希伯来文,从音乐到修辞学。但是有关天空的学习科目最能抓住他的灵魂,包括天文学和星占学。
在那个时代,大多数学者相信天空一定对地球有影响。虽然没有人知道原因,但太阳确实影响我们的生活、四季的循环和田地的收成,月亮则引起潮汐和女性的月经。第谷曾经怀疑上帝难以创造宏伟而复杂的天空奇观,是天体对于上帝最伟大的创造物——人类的生活起了一些作用。
阿兰·查普曼在他的著作《中世纪天文学史》中剖析了第谷对于星占学的信仰。“古代文明为行星赋予特定的品性。例如,木星是快乐的,火星是蛮横、暴虐的,黄道星座中特定的天宫有特定的性格,这并不是迷信或愚昧。星占学是古人的文化的组成部分,正如我们现在的汽车文化一样。”
第谷的热情被1560年的一次日食点燃,又因三年后木星和土星的密近会合而熊熊燃烧。然后他做了一些年轻贵族从来没做过的事情。他拿着一副大大的木制圆规,在这两个天体互相靠近时,用它去进行自己的测量。
令他惊奇的是,他发现对这一事件的所有预测都是错误的:信赖古人智慧——认为太阳环绕地球旋转的陈旧的托勒密理论——的天文学家需要去解释整整1个月份的误差。而根据认为太阳是宇宙中心的新的哥白尼理论所作的预测,却只有几天的误差。
16岁的第谷仅仅运用粗糙的仪器就能揭示古人和前辈的预测,这对于天文学和星占学来说都构成了威胁。第谷总结说:“现在所需要的,是旨在测量天空的一个长期方案,要固定在一个地方用几年的时间进行长期观测。”
在他的梦想成真之前,他的私人生活历经了一个动荡的时期。1566年的年末,第谷与他的同学发生了一次争吵。据欧文·金格里奇说,“他们在一次圣诞晚会上争论谁是最好的数学家。我认为他们俩一定都醉得神志不清了:他们走到外面去决斗……”
决斗以对手削去第谷的鼻梁而告终。那一定是一场真正的流血冲突,金格里奇这么认为,阿兰·查普曼也表示赞同:“几年以前,我与一位面部修复外科医生尼念·佩基特先生谈过,他说那一定会大出血,因为有两条大动脉都在那里通过头颅……”
第谷用金属鼻梁固定了他的鼻子。根据传统,这个金属鼻梁应该是用银子或金子去做:但是金格里奇指出,“当捷克人在1901年发掘他的墓地时.发现在他的颅骨上有绿色的锈迹。所以,他的金属鼻梁包含了一些铜。”
也许第谷的金属鼻子是用铜夹固定,或者第谷在特殊场合戴金鼻子而平时只戴较轻的铜鼻子。很可惜,第谷生活的时期太早,无缘采用佩基特最新的修复术——在皮肤下面植入钛鼻梁,佩基特称之为“第谷·布拉赫的鼻子”。
(天堡是第谷的天文台与庄园合二而一的居所。圆堡和锥形屋顶下安放着天文仪器,而他的炼金实验室位于地下室。建筑的中间部分没什么不同,这里是第谷一家及其同事、客人的生活场所。)
1571年底,第谷与他的舅舅(他母亲的兄弟)住在赫雷瓦德修道院,经历了一次比较愉快的人生变动:第谷坠入了爱河。但是这是一段违背命运的浪漫史,至少在他的亲戚看来是这样。吉尔斯滕·约尔根斯达特(Kirsten Jorgonsdatter)是一位当地牧师的女儿,按通常的传统,贵族第谷是不能与她结婚的。
但是在丹麦的法律上有一个漏洞。如果一名女子公开地在一名男子家里住了三个冬天,吃、喝、睡都在一起,并在腰带上挂着这个家的钥匙,那么她可以称为他的妻子。限制性的规定是她不能与丈夫在公众场合露面,无权使用丈夫的姓氏,并且不能继承丈夫的任何财产。他们的孩子处于同样的地位。也就是说,第谷的儿子将不具有贵族家庭的姓氏,不能像父亲那样叫做第谷·布拉赫,只能叫做第格·第格森:第格·第格的儿子。
但是第谷是年轻并且执着的,并深深地迷恋着她。吉尔斯滕成为了他平民的合法妻子。他们享受着长久又快乐的婚姻关系.直到第谷逝世。
正当这个丹麦贵族子弟向牧师的女儿求婚之际,一个男婴出生在往南830千米的一个非常不同的家庭里。当然,当时第谷并不知道,这导致了天文学史上最有意义的合作关系。
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