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哥白尼理論中有一些真正的困難。最大的困難是見不到恆星視差。假定位於軌道上任意一點的地球,和半年後的地球所在點距離一億八千六百萬英里,這應當使恆星的外觀位置產生變動,正比如海面上的船隻,從海岸某一點看來在正北的,從另一點看必不會在正北。當時未觀測到視差現象,哥白尼下了一個正確推斷:恆星一定比太陽遙遠得多。直到十九世紀,測量技術才精密到能夠觀測恆星視差,而且那時候也只有少數最近的星可以觀測。
關於落體,又生出另一個困難。假若地球自西往東轉動不停,從高處掉落下來的物體不應當落在起始點的正下方一點,而該落在稍偏西一點才對,因為在下落時間內,地球要轉過一段距離。這個問題由伽利略的慣性定律找到解答,但是在哥白尼的時代,任何答案還拿不出來。
有一本E.A.柏特(Burtt)寫的饒有趣味的書,叫《近代物理學的形而上學基礎》(TheMetaphysicalEoundations oeMod-ernPhysicalScience)(
1925),這本書論述了創立近代科學的那些人所作的許多難保證的假定,講得非常有力量。
他指出一點十分正確,就是在哥白尼時代,並沒有既知的事實足以令人非採納他的體系不可,倒有若干個對此不利的事實。「當代的經驗主義者假使生在十六世紀,會頭一個嘲笑這新宇宙哲學不值一談。」這書總的目的是在表示:近代科學裡的發現都是從一些和中世紀的迷信同樣無稽的迷信中偶然產生的幸運事件,藉此貶低近代科學的聲價。我以為這表明對科學態度有誤解。顯出科學家本色的,並不在他所信的事,而在乎他抱什麼態度信它、為什麼理由信它。科學家的信念不是武斷信念,是嘗試性的信念;它不依據權威、不依據直觀,而建立在證據的基礎上。哥白尼把自己的理論叫作假說是對的;他的敵派認為新的假說要不得,這是一個錯誤。
創立近代科學的那些人有兩種不一定並存的長處:作觀察時萬分耐心,設假說時有大無畏精神。其中第二種長處最早期的希臘哲學家先前曾有過,第一種長處在古代晚期的天文家身上也有相當程度的表現。但是在古代人中間,也許除亞里士達克外,沒有人同時具備這兩種長處,而中世紀的時候,更無人具備任何一種。哥白尼像他的一些偉大的後繼者,兩種兼有。關於各天體在天球上的外觀運動,用當時已有的儀器所能知道的一切他全部知道;他並且認識到,地球每日自轉一周這種講法和所有天體旋轉這講法比起來,是個較簡便的假說。現代觀點把一切運動看成是相對的,按這觀點來講,他的假說產生的唯一好處就是單純;但這不是哥白尼的看法,也不是他的同時代人的看法。關於地球每年一度的公轉,這裡也有一種單純化,不過不像自轉的單純化那麼顯著。
哥白尼仍舊需要周轉圓,無非比托勒密體系所需要的少些罷了。新理論要等到開普勒發現行星運動定律以後,才獲得充分的單純性。
新天文學除了對人們關於宇宙的想像產生革命性影響以外,有兩點偉大價值:第一,承認自古以來便相信的東西也可能是錯的;第二,承認考查科學真理就是耐心蒐集事實,再結合大膽猜度支配這些事實的法則。這兩點價值無論哪一點,就哥白尼講都還不及他的後繼者們發揮得充分,但是在他的事業中,這兩點都已經有了高度表現。
哥白尼向一些人傳達了自己的學說,這裡面有的是德意志的路德派信徒;但是當路德獲悉這件事,他極為震憤。他說:「大家都要聽這麼一個突然發跡的星相術士講話,他處心積慮要證明天空或蒼穹、太陽和月亮不轉,而是地球轉。哪個希望顯得伶俐,總要杜撰出什麼新體系,它在一切體系當中自然是頂好不過的羅。這蠢才想要把天文這門科學全部弄顛倒;但是聖經裡告訴我們,約書亞命令太陽靜止下來,沒有命令大地。」
同樣,加爾文也拿經句「世界就堅定,不得動搖」(《詩篇》第九十三篇第
1節),把哥白尼一口罵倒,他叫喊:「有誰膽敢將哥白尼的威信高駕在聖靈的威信之上?」新教牧師至少像舊教教士一樣冥頑不靈;儘管如此,在新教國家不久就比舊教國家有了大得多的思想自由,這是因為新教國家中牧師的權力較小的緣故。新教的重要一面不在於樹立異端,而在於分裂教派;因為教派分裂造成國家教會,而國家教會的力量夠不上控制俗界政權。這點全然是一種好處,因為無論何處,几乎對一切有助于增進人世間幸福和知識的革新,教會只要能反對總要反對。
哥白尼提不出什麼支持他的假說的確鑿證據,因此長時期內天文學家否定這假說。其次的一個重要天文家是泰寇‧布剌(TychoBrahe,
1546—
1601),他採取折衷立場:認為太陽和月亮環繞地球,但是各行星環繞太陽。至於理論方面,泰寇‧布剌不大有創見。不過,他給亞里士多德所謂的月球以上萬物不變這個意見舉出了兩點正當的反對理由。一個理由是
1572年出現一顆新星,發覺這顆星沒有周日視差,因此它一定比月球遠。另一個理由是從觀測彗星得到的,發覺彗星也很遙遠。讀者會記起亞里士多德講的嬗變朽敗限于月球下界的學說;這學說正像亞里士多德對科學問題發表的一切別的意見,到底還是對進步的障礙。