世界近代前期科技史-第5章
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任教，把具体印刷出版事务交给路德教牧师、数学家安德烈·奥塞安德尔负
责。后者担心有关地球运动的理论会触怒路德派领导人，就按自己的想法对
哥白尼的著作作了一些修改，并为它写了一个序言以取代哥白尼给教皇的
信。他在序言中强调，哥白尼的论断只是假设，书中有不少荒谬的东西。
1543年春天，哥白尼的《天体运行论》出版。这年的5月24日，哥白
尼死于脑溢血。
《天体运行论》共有6卷。第1卷是基本部分，它对一个新的宇宙体系
作了非常明晰和极为简洁的解释。哥白尼用普通人能够理解的语言介绍了自
己天文学理论的概貌：宇宙是球形的，它由以太阳为中心的天体组成；地球
进行着由西向东的旋转运动，它不在宇宙的中心，也肯定不是行星轨道的中
心；天穹的周日旋转只是一种视运动，实际上是地球运动的反映。哥白尼画
了一张图表对其体系进行解释。这是一组8个同心圈（纽伦堡1543年出版的
《天体运行论》中这张图被画成了9个圈，这是与原稿不符的，且未经哥白
尼核对和认可），在圆圈之间的环状带上，从外向里依次标有数字1到7，
第一条圆环表示恒星，以下由土星、木星、火星、地球、金星、水星各占一
个圆环，而在中心圆中写着太阳。一般认为，哥白尼图中的圆环表示的，是
互相邻接的天球。根据欧多克斯、亚里士多德等古代学者的说法，行星是被
巨大的旋转天球携带着绕地球转动的，而哥白尼把古希腊以地球为中心的天
球理论改造为以太阳为中心的新的天球理论。
哥白尼还计算出了太阳的直径与围绕其旋转的行星直径的比例，确定了
土星、木星、火星、地球、金星、水星等天体对太阳的顺序和它们围绕太阳
旋转一周的时间。他指出，土星围绕太阳一周的时间为30年，木星12年，
火星2年，地球1年，金星270天，水星80天。这一计算结果同实际时间的
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误差不大，如土星绕太阳旋转一周的实际时间是29年又167天，木星为11
年又315天，火星为1年又322天，地球为1年，金星为225天，水星为88
天。如果考虑到哥白尼时代观测器材的简陋，那么他的计算的精确度是令人
惊叹的。他还明确地指出了地球的自转、绕日周年旋转和倾斜面的运动。
《天体运行论》的第2至第6卷分别叙述了其他行星运动与地球运动的
关系，把其他星体运动都与地球运动联系起来，从而说明其他行星和天球的
运动和现象。
（3）哥白尼学说的意义
哥白尼提出日心说，是人类对自然认识史上具有划时代意义的转折点。
哥白尼体系不仅意味着天文学基本概念的变革，也意味着人对自然的理解的
重大变革。在当时人们的思想仍受到宗教神学和经院哲学左右的情况下，它
也标志着欧洲人价值观念的深刻变革。当然，这一系列变革并非是由哥白尼
一个人实现的，在他之后，经过布鲁诺、第谷、刻卜勒、笛卡尔直至牛顿等
众多科学家的努力，终于完成了由他开始的天文学革命。
作为一种新的天文学理论，哥白尼的体系也不是完美无缺的。例如，他
没有摆脱天球理论的影响，坚持认为天体的运动必定是圆周的和匀速的，而
且过分地相信托勒密观察结果的精确性，以致刻卜勒后来也批评他“更多地
解释托勒密，而不是解释大自然”。但哥白尼终究是取代托勒密学说的新体
系的创立者，他的贡献使天文学从中世纪走向近代。
3。哥白尼学说的传播和发展
（1）变革的趋势
在哥白尼去世后的几十年中，他的学说的拥护者为数不多。大多数人仍
然不能想象，他们生活的地球竟然是在旋转着的。但是，哥白尼的体系和计
算结果，开始被采用或引起讨论。
《天体运行论》出版后，维滕贝格大学教授埃拉斯姆斯·莱因霍尔德（1511
—1553年）受到激励，决定利用哥白尼的研究成果来修改旧的天文图表而编
制一套新的。哥白尼依据日心说所编制的星表，能够计算出太阳、月球和行
星在任何时候的位置。但由于他所能够利用的观测数据较少且不够可靠，他
的星表的精确度还不太高。莱因霍尔德借鉴了哥白尼著作中提供的模型、计
算方法和某些观察结果，在普鲁士公爵的赞助下，经过七年努力，在 1551
年发表了自己的工作成果，其名称为《普鲁士星表》。莱因霍尔德的星表在
精确度上提高了一步，它成为教皇格列高利十三世在1582年颁行的新日历的
主要依据。“格列高利历”一直沿用至今。
16世纪后期，一些重要的天体观测和发现，使天文学的根本变革日益临
近，并使哥白尼学说所体现的精神和代表的方向具有了更为现实的意义。
1572年，天文学家发现了一颗新星，据说这颗星的亮度仅次于太阳、月
亮和金星，有时甚至在白天也能看到，并且在整个1573年中始终能够看到，
直至1574年初方才消失。这颗新星的发现，使历来关于崇高的天既不变化，
也不生成或衰败的观念受到了冲击。1577年，又发现了一颗新慧星，对它进
行的观测表明，它径直穿过了被认为是形成天空的不可刺透的透明天球。于
是，天球的真实性便成了问题。著名的天文学家布拉赫·第谷因此而表示，
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他再也不相信天球的存在了。天文学界出现了一种倾向，认为“天文学彻底
革新”的时机已经到来。有人认为，需要有一种既不是哥白尼体系而又能取
代托勒密体系的新假说；也有人指出，应该有一种比托勒密和哥白尼的观察
更好的观察。
正是在这一背景下，一些卓越的学者在理论阐述或实际观测方面发展或
完善了哥白尼的学说。而从另一角度来说，哥白尼学说在真正对天文学产生
根本性影响之前，也还需要经受批评和考验。
（2）布鲁诺的宣传和超越
①接受和发展日心说。乔尔丹诺·布鲁诺（1548—1600年）是文艺复兴
时期反对经院哲学的思想家，也是天文学家和数学家、哥白尼学说最早的支
持者之一。
1562年，布鲁诺到那不勒斯学习古典文学、逻辑和雄辩术，三年后进入
修道院，成为多米尼克派修士，并继续学习和研究。在文艺复兴精神的影响
下，布鲁诺形成了非正统观点。1576年，由于阅读异教书籍和谈论异教思想，
地方教士要审判他。于是，他先逃亡罗马，后又到日内瓦，并转而信奉加尔
文派。但新教同样是不容异说的，布鲁诺在日内瓦曾因自己的观点而遭拘捕。
1581年，他来到巴黎。当时天主教正与胡格诺派斗争，他被法王亨利三世任
命为王室神学教师。次年去伦敦，在牛津大学作了一系列演讲，阐述哥白尼
的学说，批驳托勒密的体系和亚里士多德的观点。
布鲁诺摒弃了地心说，宣传哥白尼关于地球是绕太阳旋转的行星的思
想，并比哥白尼更进一步，超越了他关于恒星固定在一个以太阳为中心的天
球上的观点。他认为，宇宙在时间和空间上是无限的和永恒的，宇宙没有中
心，太阳系只是其中的一个天体系统；恒星之间有着极大的距离，它们散布
于无限的宇宙之中，以它们为中心，存在着无数象太阳系一样的体系。他还
预见到，太阳围绕着它自己的轴转动，太阳系的行星数量不止已知的那些，
地球的两极呈扁平状等等。
布鲁诺宇宙观的基础，是认为“物质”和“形式”紧密结合为“一”。
他指出，统一的物质实体是宇宙万物普遍的、共同的本质，是万物的本原和
原因；不存在宇宙之外的别的推动力量，宇宙便是其自身运动的原因。
1584年，布鲁诺先后出版了《论无限性、宇宙和诸世界》等三种著作，
系统地论证了日心说理论的真实性，阐述了宇宙是无限的观点，全面地批判
了亚里士多德物理学。
②为真理献身布鲁诺是近代科学革命的哲学代表，他强调，自然界是唯
一的认识对象，而只有理性才能真正认识自然，只有最符合于自然真理的哲
学才是最好的哲学。他指出，真理并不存在于感觉之中，譬如，在人们的感
觉中，地球不动而太阳在围绕地球运转，但这只是一种错觉。布鲁诺也是近
代科学的殉道者，他认为，为了追求真理和美好的事物，应该具有牺牲精神，
如果个人在追求真理过程中遭受危难和不幸，从永恒的观点来看，可以被认
为是善事或引向善的先导。
布鲁诺的言论对教会权威和经院哲学构成了重大威胁，甚至在较为自由
的英国也不能被容忍。1585年10月，布鲁诺回到巴黎，同天主教徒公开论
战。随后，他离开巴黎去德国，1588年出版了一本宗教哲学方面的著作，主
张所有宗教在互相了解和自由辩论的基础上和平相处。1591年8月，布鲁诺
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回到意大利，次年5月因宣扬异端的罪名而被捕受审。由于布鲁诺坚持自己
的信念，在被监禁8年之后，教皇克莱芒八世下令，将他处以死刑。 1600
年2月17日，布鲁诺被宗教法庭烧死在罗马鲜花广场。在临刑之际，布鲁诺
依然宣称：“火并不能把我征服，未来的世界会了解我，知道我的价值的。”
（3）第谷的观测
在16世纪下半期，编制出能准确表示行星实际运动的星表，是不少天文
学家努力追求的目标。第谷（1546—1601年）便是这些天文学家中最著名的
一位。
①心向天空。第谷于1546年12月14日出生于一个丹麦贵族之家，13
岁时就进入哥本哈根大学。在他的学习科目中，除了语法、修辞、逻辑和音
乐外，还有几何、天文和算术。1560年8月21日，他惊奇地看到了一次在
预报时间发生的日全食，从而对天文学产生了强烈兴趣。于是，他白天在学
校上课，而把晚上的部分时间用于观测星空。1562年，他到莱比锡大学学习
法律，但仍迷恋于天文学。1563年8月17日，他第一次作了天文观测记录，
描述了木星与土星相合的情况。借助于极为简陋的观测器材，第谷发现，根
据已有星表计算出的行星位置与实际观测到的行星位置之间存在着偏差。这
使他下决心献身于天文观测工作。从此，他开始了长期而又系统的观测，以
编制一个精确可靠的星表。
在欧洲各地游学数年之后，第谷约在1570年回到丹麦。1572年11月，
他遇到又一次重大的天文事件：发现仙后座中出现了一颗亮度超过金星的新
星。在这颗新星可见的约一年半时间里，他不断跟踪它的亮度和色彩的变化，
反复地测量了它与其他星体的角距。根据观测结果，他发表了一篇《论新星》
的文章。他指出，这颗新星相对于周围的恒星没有明显的周日视差，而且它
也没有象行星那样的自身运动，因此，它应当是在极远的恒星区域。这一结
论具有十分重要的意义，因为在当时，亚里士多德的宇宙学教导说，恒星区
域是不可能发生物理变化的。
②从尤拉纳斯堡到布拉格。第谷成了享誉欧洲的天文学家。 1576年，
丹麦国王腓特烈二世 （1534—1588年）为把他留在丹麦而赐给他一笔经费，
让他在文岛建立天文台。第谷把他在文岛上建造的城堡称为尤拉纳斯堡——
天上的城堡。他和他的家庭从1576到1597年在这里住了20多年。在尤拉纳
斯堡，除了有一些天文观测室外，还有图书馆、仪器制造厂、印刷厂和化学
实验室，并且集中了一些能工巧匠。在自己的孩子们和助手的帮助下，第谷
进行了长期的系统而又有规律的天文观测。他使用的仪器已是当时可能有的
最好的仪器，但仍然是比较简单的。他借助于这些仪器，用肉眼观察天空。
1577年，通过对大慧星的观测，他又一次证明，慧星离地球肯定比月球遥远
得多，因为慧星没有显示出明显的周日变化。在他于1588年出版的《论天上
世界的新现象》一书中，详细叙述了他对慧星的观测和结论。当时的尤拉纳
斯堡成了欧洲天文研究和发现的中心。
在1588年腓特烈二世死后，第谷从王室得到的资助越来越少，尤拉纳斯
堡的维持也越来越困难。1597年，第谷最终离开文岛前往德国。在汉堡，他
写了一本名为《力学重建的天文学》的书。1598年，德皇鲁道夫二世（1552
—1612年）邀请他到布拉格，并于次年资助他在布拉格附近的一个城堡建立
天文台。1600年，第谷邀请年轻的德国天文学家刻卜勒当自己的助手。但是，
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他在布拉格还未来得及进行系统的工作，就于1601年10月24日去世了。
③无与伦比的观测者。第谷对于精密天文学的一系列问题作了深入的研
究。在16世纪最后的20多年中，他在实践中使用了望远镜出现之前所有可
能的观测方法，极大地改进和完善了观测仪器。他的观测结果达到了光学仪
器被应用于天文观测之前的最高精度。据此，他确定了许多重要的天文学常
数，编录了一千颗恒星的位置。他跟踪行星运动的整个过程，而不仅是在这
些行星轨道的某些特定位置分辨出它们。
第谷采用了反复观测的方法，力求把误差减小到最低限度。在他的星表
中，标准星座标的误差率只有25秒左右。由于意识到任何精密的仪器都难免
造成误差，他通过组合观测的方法，测出误差并以此修正由该仪器测得的结
果。他还注意到大气折射对观测精度的影响，并力图加以修正，编制出了最
早的大气折射表，虽然他对折射产生的影响估计有误。
在理论上，第谷既没有完整地继承托勒密，也没有全面地接受哥白尼，
而是提出了自己的折衷性体系。他没有放弃地球在宇宙中心静止不动的观
点，认为有关地球在运动的说法违背了亚里士多德的物理学，如果地球是旋
转的，那么一枚朝地球旋转方向发射的炮弹将比朝相反方向发射的炮弹射得
更远，而这种情况是不存在的；此外，如果地球绕太阳运动，那么恒星的视
位置应产生周年视差移动，但这种移动尚未被测出，即便存在也肯定极小，
以至于恒星只能位于离地球遥远到难以置信的距离。正是由于拘泥于上述认
识，他认为沉重静止的地球位于宇宙中心。但在他的体系中，围绕地球转动
的只有太阳和月球，而水星、金星、火星、木星和土星等行星则是绕着太阳
运动的。通过自己的体系，他既证明了托勒密体系的缺陷，也指出了哥白尼
体系的不足。
尽管�
