哥　白　尼

（Nicolaus Copernicus）

文：小罐子老師

　

托勒密的天文理論

現在幾乎每個小學生都知道：地球會自轉、地球繞著太陽公轉。但是，大約在二千多年前，正當科學萌芽之際，許多哲學家對宇宙、星象的觀察作出各種不同的說明和解釋，這些學說大都是採用「地球為宇宙中心」的觀念。希臘最受尊敬的學者—亞里斯多德，更是進一步用此「地心說」（就是：地球為宇宙中心的意思，也有人稱為天動說）的觀念來解釋當時的天文現象。後來西元二世紀時，亞歷山卓城的學者—托勒密，將這套理論彙整成一本《天文學》，裡面融合了古代天文學理論的精粹、並且完備記載各項觀測的結果，成為科學史上最早一本有系統的天文學書。由於亞里斯多德和托勒密都是當時的科學權威，所以托勒密的書也成為天文學的聖書。

托勒密的著作到了中世紀被教會所採用，並把「地心說」發展成基督教的宇宙觀，當時基督教會控制了整個中古歐洲，頑固守舊的教義瀰漫整個歐洲，根本談不上學術自由和創新思考。於是，亞里斯多德和托勒密的理論就這樣支配整個天文學界長達一千多年。

在這一千多年的漫長時空中，隨著觀測技術的日益進步，以及越來越多學者投入天文學的研究，發現有許多天文現象是托勒密的理論所無法解釋的，而天動說的理論也逐漸暴露出許多盲點，但是，一方面是沒有人匯整足夠的資料來印證新的理論；另一方面是害怕觸犯基督教會的教義而被迫害，因此錯誤的天文學理論一直被當作「金科玉律」來遵守，直到哥白尼出現，著書立言倡導「日心說」（地球繞日的學

說，又稱地動說），才把整個天文學帶進科學革命的洪流。

哥白尼在1473年出生於波蘭多倫城。哥白尼的父母都是出身於大戶人家，父親尼古拉．哥白尼先生是一位法官，也是一位很成功的商人， 哥白尼是家裡四個孩子中最小的一個。

哥白尼十歲時，不幸父母親相繼因病去世，哥白尼家中四個孩子由當牧師的舅舅魯卡斯收養。魯卡斯是一位學者，後來受任為主教。他對哥白尼的教育非常關心，在那個時代，年青人通常只有兩條路可以走：一條是從軍，一條是當教士。哥白尼受到舅舅的影響，選擇傳教做他的終身職業。所以十八歲的時候，哥白尼就被送到教會辦的科瑞克大學念書，這所大學在波蘭是一流的大學。當時哥白尼認識了2個傑出人物，一個是著名詩人—卡里馬赫；另一個是數學和天文學的教授沃伊切赫。他們都是具有新思想的人文主義者，視野開闊、知識豐富，哥白尼在這些老師的薰陶下，學習哲學、數學、天文學、地理學；更學會了用懷疑主義的精神去探索未知的學問，進而用實證的精神挑戰傳統權威。

1489年哥白尼的舅舅當上了主教，他運用影響力幫哥白尼在義大利當上神父，並為他申請到一筆助學金讓他繼續深造，於是，1496年，24歲的哥白尼轉入義大利的波隆那大學就讀，因為當時義大利是文藝復興的中心，是全歐最著名的學術研究中心。為了閱讀古代天文學家的著作，他去學習了希臘文，為了翻譯阿拉伯數學，他還學習了阿拉伯文。

	在哥白尼進入波隆那大學不到半年的時間，哥白尼一位指導老師，天文學家多明尼各．戴諾瓦拉 發表了一篇批評「地心說」的文章，對地球不動且為宇宙中心的論點感到懷疑。這篇發表在當地學報上的文章，引起學術界、校園內一場軒然大波。雖然大家沒有接受這個教授的批評，但是對哥白尼後來提出「日心說」有相當大的影響。
	哥白尼日心體系 各圖圓的中心為太陽，由內而外的軌道，分別代表已知的行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星和恆星所在的天球。除恆星天球不動外，其餘行星都在以不同的速度繞太陽轉動，較靠近太陽者轉速較快（左圖以紅色的長短來標示它的快慢速度），較遠離太陽者轉速較慢。

白天是神父，晚上是科學家

1502年，哥白尼修讀完碩士學位之後，又到巴多瓦大學攻讀教會法律和研究醫學。哥白尼在義大利 一共住了10年，到1506年才返回波蘭故鄉，擔任舅舅瓦克金路德主教的祕書兼教會的醫生。行政工作和行醫變成了哥白尼最初的主要工作，哥白尼的醫術在當時算是比較高超的，他曾購買大量的醫學書籍並加以研究，這些書籍在17世紀瑞典和波蘭戰爭中，被瑞典人搶走了，留下來的醫學書籍上還有他親筆的批注和藥方。

哥白尼也具有高尚的醫德，對於教區的窮人找他看病，他也從不推辭，不收錢還送藥給他們，窮人們都稱他為「阿卡拉司再世」，阿卡拉司是古希臘的醫神。不過哥白尼最鍾愛的還是他的天文學研究，常常白天他是一位神職人士、一位醫生、一位行政官；到了晚上搖身一變成為科學家、天文學家。 1512年哥白尼的舅舅去世，新的主教接任之後，哥白尼被任命管理一個在波蘭福龍堡山丘上的一座小教堂。以後數年哥白尼 就住在這個教堂的一個碉樓上，這個碉樓現在仍然存在，大家都把這座碉樓叫做「哥白尼塔」。這個碉樓是哥白尼的臥室，也是他的天文臺。由於當時天文觀測的儀器非常缺乏，哥白尼以自己製作的日晷、三角儀…等，來觀測星象。從1512到1529年，哥白尼在這裡進行了大量的天文觀察，並累積關於行星運行、日月蝕等大批的資料，根據這些資料他可以完全確信「托勒密的地心說」是錯誤的。在這段期間哥白尼先提出一篇關於天體運動假設的論文，後人稱為《淺說》的論文，概括的闡

哥白尼《天體運行論》中的手稿

述「日心說」的理論，不過，內容缺乏令人信服的證據。哥白尼再接再厲經過長期的觀察研究，最後完成了《天體運行論》。

天體運行論

天體運行論一書共分六卷︰

第一卷是運行理論的基礎與全書概要；第二卷是球面天文學與地平天文學；

第三卷是以地動說為基礎的太陽運動；第四卷是月球的運動；

第五卷是行星在赤經方向上的運動；第六卷是行星在赤緯方向上的運動。

哥白尼「日心體系」概略的要點：

一、地球不是宇宙的中心，而只是月球軌道的中心。

二、宇宙的中心在太陽附近，包括地球在內的行星都環繞著太陽轉動。

三、日地距離和眾星所在的天穹層高度相比是微不足道的。

四、每天看到的天穹周期性地轉動，是由於地球繞其自轉軸每天旋轉一周所造成的。（地球自轉效應）

五、每年看到的太陽在天球的周期性運動，並不是太陽本身在動，而是地球繞著太陽公轉所造成的。（地球公轉效應）

六、目視到的行星順行和逆行的現象，是地球和行星共同繞著太陽運動的結果。

天體運行論的初稿大約在1530年就已經完成，但是哥白尼鑑於教會勢力龐大，貿然出版，只會徒然犧牲自己的生命，於是他將初稿藏於書齋裡，一直沒有公諸於世，只是將自己的見解，透過天文同好和其他的科學家傳播出去，所以越來越多的科學家知道哥白尼的理論。一直到1539年，有位任教於威汀堡大學的數學教授雷替克斯，他閱讀哥白尼的短文後深受感動，親自到哥白尼住處拜訪，並以2年的時間整理出埋沒多年的稿子，改正其中的計算錯誤；並在1540年發行一本摘要來介紹哥白尼的學說，這本摘要並沒有引起教會太大的反彈，於是哥白尼才決定將天體運行論出版。但是在出版前二個月，哥白尼身染重病，1543年5月24日，當這本書送到病榻前時，哥白尼的眼睛已經瞎了，只能用手撫摸這本改變後世天文學家觀念的偉大著作，當天哥白尼就與世長辭了，享年七十歲。

最後的勝利

哥白尼過世後，他的論點引起極大的騷動，除了少數科學家之外，差不多所有的人都反對，包括羅馬天主教、馬丁路德、約翰喀爾文等宗教家都予以大力的抨擊，並將之列為邪說異端。但是，天文學的真理之火已被哥白尼燃起，擁護「日心說」的學者前仆後繼，第谷、克卜勒、布魯諾、伽利略、牛頓…….，其中甚至有人犧牲自己的性命來維護真理。

我們從哥白尼的一生來看，他雖然也是一位神職人員，但是他不盲從、不迷信權威，並且耐心的用長時間的科學觀察來發覺真理。哥白尼在他活著的年代也許只是一個醫術高明的神父，但是，時間證明了他是一個偉大的科學家。

圖片來源：

http://bwc.hkcampus.net/~bwc-phys/physicist.htm

http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/~history/Mathematicians/Copernicus.html