宗教和科学的产生有着共同的认识根源,都是以观察和解释自然现象为其前提。有些基本问题,如宇宙和生命起源,是物质运动还是一种超自然力的创造?自然界的事物是按其自身规律发展运动,还是受一种超自然力的支配?意识的本质是物质高度发展的产物,还是脱离物质而存在的灵魂的机能?诸如此类问题,既是宗教无法回避的问题,也是学术界一直在研究的重大课题。 关于哥白尼 地心说是人类早期对宇宙的认识。三千年前,人们凭肉眼观察到天上5颗会移动位置的星星,人们称之为行星,并分别命名为:月亮,太阳,水星,金星,火星,木星,土星。太阳东升西落,水星、金星、火星都有规律地出现在天上,月亮从西方落下。人在地球上,丝毫感觉不到地球有动的迹象。于是,当时的学者提出了以静止不动的地球为中心的地心说。 2500多年前,希腊的天文学家、哲学家、数学家毕达哥拉斯通过长期观察提出,地球位于宇宙中心,静止不动。地球本身是一个圆球,它被球形的宇宙包裹。天上的太阳、月亮、行星,都围绕着地球作圆周运动。 为什么是球形,圆轨道?这是毕达哥拉斯从哲学观点考虑,他认为自然规律应该是和谐的,是简单完美的,他认定圆球形,圆轨道就是完美的形状。自然规律是简单的、和谐的,这个观点一直被继承到现在,作为发现的自然规律的标准。地心说提出的天动和地球中心,与人们的直观感觉一致,没有人提出疑义。毕达哥拉斯的思想和学说对希腊文化产生了很大的影响,他的地球和天球的宇宙模式,为希腊天文学奠定了基础。毕达哥拉斯常常思考的哲学问题是,一切物体的起源,物体运动有什么规律之类的问题。毕达哥拉斯很突出的特点是他对数学的研究。他认为,数学是理解宇宙奥秘的钥匙,主张通过数学来理解世界。他曾经说,事物所遵循的规律是数学的。哲学家的思考,数学家的头脑,促成了毕达哥拉斯提出地心说。 波兰天主教神父、天文学家、数学家哥白尼(14731543),为了解答神是怎样创造这一切的?这个永恒难题,在信仰的支撑下,进行了近三十年的观察和计算,发现太阳才是宇宙的中心,而地球只是一颗同五大行星一样围绕太阳运行的普通行星,其自身又以地轴为中心自转。 哥白尼时代,人们相信的是由古希腊哲学家、科学家和教育家毕达哥拉斯(约公元前580年前500(490)年)、里士多德(公元前384前322)创立的宇宙模式。然而,天文学家们通过长期观察,发现行星运动并不与这个模式完全相吻合,如火星多数时间火星在地球上空的视相运动是一个方向的,缓慢而稳定的在遥远的背景星前运动,然而大约每两年火星就像是在天空中倒着走,出现逆行现象,这表明并不是所有行星都是东升西落。于是数学家、天文学家、地理学家托勒密(约公元90168年)对地心说的宇宙轨道模式进行了修正。在原有的轨道(或称小天体轨道)上又增加了更多的天体运行轨道。新的模式称每颗行星都沿着一个小轨道作圆周运行,而小轨道又沿着该行星的大轨道绕地球作圆周运动。几百年之后,人们发现这一模式的漏洞越来越明显。科学家们于是又在这个模式上增加了许多轨道,认为行星就是这样沿着一道又一道的轨道作圆周运动。 哥白尼依据这个模式,对行星位置在经过了20多年的观察后,发现其结果与日心说的原天体运行模式,并无大的差别。哥白尼突发奇想:若在另一个运行着的行星上观察这些行星,那么这些行星的运行情况会是什么样的? 哥白尼通过在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星,发现每一个行星的情况都不相同,这使他意识到地球不可能位于行星轨道的中心。哥白尼发现唯独太阳的周年变化不明显,这意味着地球和太阳的距离始终没有改变。如果地球不是宇宙中心,那么宇宙中心就应该是太阳。他立刻想到如果把太阳放在宇宙的中心位置,那么地球就该绕着太阳运行,这样就可以取消所有的小圆轨道模式,直接让所有的已知行星围绕太阳作圆周运动。 1533年,60岁的哥白尼在罗马作了一系列关于日心说的演讲。精采的演讲立即引起了学界强烈反响和激烈争论。任何一种学说都不会是完美无瑕的,在其问世后都必然会有支持者和反对者,争论不可避免。只要没有权力介入,争论最终都会促使学说得到进一步的完善,更接近真理。 地心说是当时学界最具权威的天文学理论,是教廷钦定学说,统治欧洲长达1300多年之久,在人们头脑中根深蒂固。哥白尼的日心说,是对毕达哥拉斯、亚里士多德和托勒密主张的地心说的挑战。 《天体运行论》一书于1535年脱稿,但观测仍在继续,因为在确定地球绕日运动后,必然要涉及到行星运行轨道的形状问题,而行星轨道形状历来是天文学界公认的、无法回避的世界难题,是所有天文学家都想破解而没能破解的难题。 科学的起点是怀疑。哥白尼想,行星以太阳为中心,绕太阳转的轨道形状还会是圆的吗?但由于观测资料不足,计算能力有限,哥白尼始终无法确定地球绕日运行的轨道形状。因为只有发现了行星运动轨道的形状,而不是猜测,才能从根本上证明日心说是真理。这是《天体运行论》迟迟未能发表的真正原因。 第谷布拉赫(15461601)是丹麦著名的天文学家,第谷有着超人的视力,观测到的资料十分精细,但计算能力不如他的助手、德国天文学家开普勒(15711630)。开普勒的视力远不如第谷,但计算能力比第谷强。第谷在去世前,把自己20余年辛勤观测的资料,全部交给了开普勒。第谷寄希望于开普勒能在行星运行轨道等问题上有所突破。 1619年,开普勒在对观测资料进行了精心计算后,出版了《宇宙和谐论》一书,发表了开普勒三大定律。开普勒第一定律(轨道定律):每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳运行,而太阳则处在椭圆的一个焦点上。这一重大发现终于给这道世界难题划上了句号。 文艺复兴运动后的欧洲社会,人文环境已经有了很大改观。认为哥白尼迟迟不发表《天体运行论》,是害怕受到宗教的迫害,纯属猜测。 《天体运行论》一书,在导言中将日心说定位为假说。假说是指根据已知的科学事实和科学原理,对所研究的自然现象及其规律性提出的推测和说明,而且数据经过详细的分类、归纳与分析,才能得到一个可以被接受的解释。任何一种科学理论在未得到实验反复论证之前都是假说。由于假说是科学新理论的起点,有待完善,因而对学科的未来能产生深远的影响。全书只改了九句话,便通过了罗马教廷的审批。 1543年5月24日,哥白尼在将离世的那一天,他用手抚摸着出版商刚刚给他寄来的《天体运行论》这部书,安祥地闭上了眼睛,离开了这个世界。 日心说是文艺复兴运动的产物,是自然科学的独立宣言。不仅启蒙了人们的思想,而且引起了人类宇宙观的重大变革,创造了一个爱心、希望、慈善的人文环境,铺平了通向近代天文学的道路,成为人类探求客观真理道路上的里程碑。 关于乔尔丹诺布鲁诺 乔尔丹诺布鲁诺(15481600)是位神职人员、哲学家、天文学家。主要研究古埃及占星术、魔法、巫术、炼金术等神秘主义学说,在宗教界是个典型的异端。他认为,摩西、耶稣都是巫师,教会的十字架是从古埃及宗教里窃取的。布鲁诺深信,未来在欧洲兴起的宗教,将是古埃及的太阳神教,他宣扬日心说并非基于科学,而是在为他信奉的太阳神教提供佐证。 布鲁诺认为人类历史是不断变化和前进的。他反对那种把远古社会美化为黄金时代的观点。他主张社会变革,但反对用暴力手段去改造社会,他把理性和智慧看成是改造社会,战胜一切的决定性力量。 布鲁诺对经院哲学家们所宣传的教义持否定态度,写了一些批判《圣经》的论文,并从日常行为上表现出对基督教徒的极端厌恶。他的言行触怒了教廷,被革除了教籍。 1592年,宗教裁判所指控布鲁诺传播巫术等异端邪说。法庭要他忏悔,只要在悔过书上签名认罪,就可免死。性格刚强的布鲁诺决心用生命来捍卫自己的信仰,拒绝签字。 1600年,布鲁诺在关押八年后,被押赴刑场,烧死在火刑柱上。显然,布鲁诺与教会的矛盾是教派之间的纷争,与科学无关。 1616年,罗马教皇宣布《天体运行论》为禁书。 关于伽利略伽利雷 伽利略伽利雷(1564年2月15日1642年1月8日),意大利天文学家、哲学家、数学家、物理学家。 1609年8月21日,伽利略展示了人类历史上第一架按照科学原理制造出来的望远镜。伽利略被誉为现代天文学观测之父、实验科学的奠基人、物理学之父。 两千多年前,亚里士多德提出的落体之速度与其重量成正比例被认为是不容质疑的真理。伽利略通过对自由落体的研究,证明这个论点是不能成立的。在其《关于两门新科学的对话中》一书中,描述了整个计算和推演实验过程,证明感受到引力的物体并不是呈匀速运动,而是呈加速度运动;物体只要不受到外力的作用,就会保持其原来的静止状态或匀速运动状态不变,为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。其主要成就还包括改进望远镜和其所带来的天文观测,发现木星有卫星存在,证明不是所有星体都是绕地球运动,从而有力的支持了哥白尼的日心说。 伽利略最重要的贡献是发明了实验科学,建立了自然科学研究方法。与亚里士多德主张科学研究只能进行观察,不能设置环境截然不同,主张必须通过实验来检验各种学说、规律是否正确和发现新的规律,成为世所公认的实验科学奠基人。爱因斯坦认为,伽利略是开创科学革命的第一人,比牛顿更重要。 1623年,大主教乌尔班当选罗马教皇。乌尔班是伽利略的同学、同乡、好朋友。伽利略是乌尔班侄子的博导,伽利略的两个女儿都是通过乌尔班送到修道院的。乌尔班年轻时是个狂热的科学爱好者,很敬重伽利略,曾对伽利略说:象你这样的人就应该长命百岁。1616年教会颁布禁令时,乌尔班曾说,如果我是教皇绝不会让它出山。 1632年,伽利略顺利地取得了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书的出版许可证。这部有42万字的书,集中了伽利略半辈子的研究成果,用了整整五年时间才完成。书中描述了三个人四天的对话,一个是托勒密的粉丝,一个是哥白尼的粉丝,另一个人持中间立场。第一天讨论的是天上的星星是不是永恒不变的,第二天讨论的是地球是不是在自转,第三天讨论的是地球有没有绕着太阳公转,第四天讨论的是潮汐是怎样形成的。人物、场景都是虚构的。伽利略是位优秀科普作家,由于文笔优美,篇章设计精妙,《对话》一时成了畅销书。 伽利略在写作过程中,按照乌尔班的要求,不偏不依、客观公正地做了描述,然而读者的读后感却是日心说是正确的。《对话》出版不到半年时间,学界中的保守派就联名告发伽利略搞异端邪说,并别有用心地说:三人中那个学而无术的庸人,是暗指教皇乌尔班。 伽利略被送上了法庭。庭审中,法官口头警告伽利略,不要坚持日心说是科学真理,你只要声明是假说就没事了。这位法官就是1600年,判布鲁诺上火刑柱的那个大法官。 1633年6月,罗马天主教宗教裁判所,判伽利略终身监禁。法庭要求他跪在地上签署悔过书,规定在以后的三年中,每个周日都要跪着背诵七首悔罪诗,伽利略表示认罪伏法。判决书还寄到了欧洲天主教区里的每一所大学,当众宣布伽利略是一个思想异端的人。然而,关了没几天,一乘小轿车就把伽利略送到了一位罗马大主教家中。平时,很多朋友还常来找他探讨学术问题。有人跟教皇乌尔班八世说:伽利略是名人,放了算了。教皇说:不行!不能自己打自己嘴吧。但同意伽利略回家服刑的请求,并指派当地的大主教柯罗米尼监管。 很快,伽利略就回到了在佛罗伦萨的家中。佛罗伦萨是美第奇家族的领地,美第奇家族是当时欧洲第一大家族,是文艺复兴运动的赞助者、推动者。1610年1月7日,伽利略用他发明的望远镜,发现了木星的四颗卫星,证明不是所有行星都是围绕地球转的,为哥白尼学说找到了确凿的证据。伽利略用美第奇家族主要成员的名字,命名他发现的四颗木星卫星。作为回报,伽利略被聘任为美第奇家族首席科学家和哲学家。 大主教皮柯罗米尼是伽利略的学生、好朋友。大主教建议他只研究无争议的物理学问题。在伽利略生命的最后十年,他仍用《对话》中的三个人物,以对话的体裁和朴素的文笔,将他最成熟的科学思想和研究成果,撰写成《关于两门新学科的对话与数学证明对话集》,两门新学科是指材料力学和动力学,书稿于1636年完成。由于教会明令禁止出版伽利略的任何著作,他只好托一位威尼斯友人,将书稿秘密携出国境。 1638年,该书在荷兰莱顿出版。书出版时他已双目失明,眼睛是在他当年用望远镜观察太阳黑子,发现太阳自转时,就已经严重受损。 罗马教廷为维护其在精神领域的绝对权威,把对真理的认定放在政治层面上,学术问题成了政治问题。特权阶层独享对真理的认定权,顺者昌,逆者亡,是人治社会最基本的特征之一。 科学的不断发展,迫使罗马教廷不得不在1757年宣布,解除对哥白尼《天体运行论》的禁令。1882年,罗马教皇承认了日心说。1979年11月10日,梵蒂冈教皇J保罗二世代表罗马教廷,为伽利略公开平反昭雪,认为教廷在300多年前迫害伽利略是严重的错误。这表明教廷最终承认宗教不应干预科学。