第二章太空探秘（1）

古籍中的天文秘密

如果说近代以来发现的很多天文知识，早在很久以前古人就已经掌握了，你可能会不相信，但这有可能是事实。很久以前，西方人都根据基督教教义认为，地球是宇宙的中心，自己不转动，太阳和其他星星都围绕着地球公转。

在哥白尼之前，中世纪一位天文学家首先提出了地球围绕太阳旋转的观点，但他却说：“我是在读了古人的书之后，才有地球是运动的这种看法。”他到底读的是什么书呢？我们已经无法得知了，但如果真的有这本书，就说明古人比近代人更早发现地球围着太阳转。但是有人会怀疑其真实性，因为当时的科学家，为了逃避教会的迫害，经常把和教义有矛盾的重要发现，都假托成先人的观点。

而在几个世纪以前，东欧地区就有学者声称自己也见到过同样内容的古籍，里面说地球是一个圆形的球体。另外，犹太人的一部古书中也说到：人类所居住的大地，其实像球一样在旋转着。当某一地区是黑夜时，其他地区就是白昼。当有些人在迎接黎明时，有些人正笼罩在黑夜中。奇怪的是，犹太古书好像也在转述更远古的文献。不过，这一说法只能说明地球是在进行自转运动。

18世纪时，据说有一位作家在讲究古代文献时，得知火星有两颗卫星，于是将这一发现公之于众。但是直到一百多年后，天文学家才在火星的周围发现了两颗卫星，而且这两颗卫星运转的规律与周期，竟然与所谓的古文献中的描述几乎一样。

然而，这些记载于古文献中的知识是从哪里来的呢？知识的主人又到哪里去了呢？这到底是真的科学史实，还是无意中的巧合，甚或是后人的臆断与附会？

“固执”后的重大发现

开普勒在研究星球运动规律时，遭到了周围人的反对，但是由于他的“固执”，才使得自己的研究能够一如既往地坚持下去。

一天，在开普勒连续在书房里演算了几个月之后，他的夫人走进房间，看到那些画满大小圆圈的纸片，气得上去一把抓过，揉作一团，指着他的鼻子直嚷：“你每天晚上看星星，白天趴案头，我穷得只剩下最后一条裙子了，你还在梦想你的天体！”开普勒自己也觉得很对不住妻子，无可奈何地哀叹了一声，又接着继续研究自己的星球了。

一年之后，开普勒发现了火星的椭圆轨道，当时他真是高兴得如癫如狂，立即写信给他的恩师马斯特林。但是马斯特林对他这一新发现却置之不理，而欧洲其他有名的天文学家对他更是公开地嘲笑。这时开普勒想起了意大利的伽利略。在伽利略最困难的时候，开普勒曾写信支持他。但是，伽利略对他却反应很冷淡，甚至连信也不回一封，连他一再想要的一架伽利略新发明的望远镜也没有得到。

开普勒碰了这许多冷冰冰的钉子后，便闭门不出，一个人写起书来。过了些日子，一本记录着他的伟大发现的《新天文学》终于完稿了。这天，他将手稿装订好，放在案头，像打了一场胜仗一样高兴。虽然家境日趋贫寒，他还是连呼妻子备酒，要自我庆祝一番。

也就是因为开普勒拥有这种乐观的“固执”，才使得他在遭遇小女儿夭折、夫人去世、家破人亡、支持者倒台等一系列艰难事件时，能够始终保持自己对天体研究的信念。最终，经过16年的不懈努力，开普勒于1619年出版了《宇宙之和谐》，将自己发现的三条定律融合写入书中，奠定了自己在宇宙学中巍峨屹立的地位！

开普勒站在了第谷的肩膀上

1560年，天文学家预告8月21日将有日食发生。正在大学读书的丹麦人第谷对那些天文学家的神机妙算很是佩服，从此之后，他一直坚持不懈地进行天象观测和研究。1600年，第谷由于身体原因，再也不能爬起来工作了，因此急忙从德国招来一个青年继承他的事业，这个幸运的年轻人就是开普勒。

1601年，第谷老人身体彻底不行了。那天他费力地睁开眼睛，对守护在他身边的开普勒说：“我这一辈子没有别的企求，就是想观察记录一千颗星，但是现在看来已不可能了，我一共才记录了750颗。这些资料就全部留给你吧，你要将它编成一张星表，以供后人使用。为了感谢支持过我们的国王，这星表就以他的名字，尊敬的鲁道夫来命名吧。”

第谷让开普勒更凑近些：“不过你必须答应我一件事。你看，这一百多年来人们对天体运行以及天文现象的解释众说纷纭，各有体系。我知道你也有你的体系，这个我都不管。但是你在编制星表和著书时，必须按照我的体系来。”开普勒心中突然像被什么东西敲击了一下，但他还是含着眼泪答应了老人的请求。老人听见了他的承诺便溘然长逝。开普勒痛哭流涕，并暗暗发誓，一定要完成第谷生前的愿望。

在第谷工作的基础上，开普勒经过大量的计算，编制成《鲁道夫星表》，表中列出了1005颗恒星的位置。这个星表比当时的其他星表要精确得多，几乎没有改变地一直流传到今天。后来，开普勒经过长期坚持不懈的努力，终于提出了开普勒定律，使那杂乱的行星们，顿时在人们眼里显得井然有序起来。开普勒后来被人们誉为“天空的立法者”。

牛顿说，自己是站在巨人的肩膀上才获得了成功。开普勒同样也是这样。

哥白尼引发了天文学革命

在15世纪前，人们普遍认为地球是静止不动的，是世界的中心，而且这个学说早已成为基督教教义的支柱，哥白尼（1473~1543年）却发现，地球只是地月系的引力中心和轨道中心，并不是宇宙的中心。哥白尼建立起一个新的宇宙体系，说太阳居于宇宙的中心，太阳是静止不动的，而包括地球在内的所有天体都围绕太阳转动。

哥白尼用了将近40年的时间，去测算、校核、修订他的学说。但是，他迟迟不愿将自己的著作《天体运行论》公开出版，因为担心强大的教会势力会对他进行残酷打击。最后，哥白尼还是听从了朋友们的劝告，将他的手稿送去出版。当时，哥白尼已重病在身，于是委托一名教士代为办理出版工作。为了使这本书能安全发行，教士假造了一篇无署名的前言，说书中的理论不一定代表行星在空间的真正运动，不过是人为想出来的一种设计。在半个多世纪的时间里，这篇前言骗过了许多人。直到布鲁诺和伽利略公开宣传日心说，罗马教廷才开始注意这本书，并于1616年把它列为禁书。然而经过开普勒等人的工作，哥白尼的学说不断得到令人信服的证明。

1757年，罗马教廷取消了对哥白尼日心说的禁令。1759年哈雷彗星的出现以及1846年海王星的发现，使哥白尼的日心说经过300年的发展，从假说变成了被证实的学说。到1822年，各天主教大学已经可以自由讲授哥白尼和伽利略的理论——地球是绕太阳转动的！

哥白尼的学说，相对科学地阐明了天体运行的现象，并从根本上实现了天文学与宗教的脱离，使科学的发展从此得以大踏步前进。

布鲁诺被烧死

意大利人布鲁诺自幼好学，本来是个虔诚的天主教徒，一接触到哥白尼的《天体运行论》，便摒弃了宗教思想，只承认科学真理，并为之奋斗终生。而且，他大大丰富和发展了哥白尼学说，提出了宇宙无限的思想：宇宙是统一的、物质的、无限的和永恒的。在太阳系以外，有以无数计的天体世界。人类所看到的只是无限宇宙中极为渺小的一部分，地球只不过是无限宇宙中一粒小小的尘埃。布鲁诺指出，千千万万颗恒星都如同太阳那样巨大而炽热，它们的周围也有许多像我们地球这样的行星，行星周围又有许多卫星……

由于宣传这些在当时人们看来非常异端的天文知识，布鲁诺成了宗教的叛逆，不得不长期在欧洲各国逃亡。1592年初，布鲁诺落入了教会的圈套，被捕入狱。

在宗教裁判所里，教会向他许诺：“只要你公开宣布放弃日心说，就免你一死，并且给你足够的生活费安度晚年。”布鲁诺说：“你们不要白费力气了，我是不会为了讨好罗马教皇而说谎的。”此后，布鲁诺度过了长达八年的监禁生活，其间受尽折磨，并最终被判处火刑。

布鲁诺被绑在罗马鲜花广场中央的火刑柱上，到了这时，他仍然没有屈服。行刑前，布鲁诺庄严地宣布：“黑暗即将过去，黎明即将来临，真理终将战胜邪恶！”52岁的布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义。

随着科学的发展，布鲁诺的学说被证明是正确的。到了1889年，罗马宗教法庭不得不亲自出马，为布鲁诺平反并恢复名誉。同年6月9日，在布鲁诺殉难的罗马鲜花广场上，人们竖立起他的铜像，以作为对这位为真理而斗争、宁死不屈的伟大科学家的永久纪念。

发现光速

对于现代天文学来说，光速是最为基础的测量单位。我们现在都知道，光速是有固定数值的，但光的速度是不是一个有限值，这在历史上曾是一个引起巨大争议的问题。1607年，伽利略第一次尝试测量光速。一天夜里，他和助手分别站在两个山头上，每人拿一盏灯，灯有开关。伽利略在某个时刻打开灯，并开始计时，助手看到灯光后马上打开自己的灯。当伽利略看到对方的灯光时，就停止计时。伽利略试图测出从他开灯到他看到助手开灯之间的时差，从而算出光速。但是因为光的传播速度实在太快，这个实验失败了。我们现在知道，光速很快，1/7秒能绕地球一周多，靠当时的条件，用伽利略的方法测光速，是难以实现的。于是，人们把测光速的场地移到了太空。

在伽利略去世后约30年，1676年，丹麦人罗麦指出光速是有限的。罗麦在对木星的观测中发现，卫星由于木星的遮掩造成的卫星食，周期有些不规则。它随着木星和地球之间距离的不同而变长或变短。罗麦认识到这是由于在长短不同的路程上，光线传播需要不同时间。

1862年，法国科学家傅科发明了旋转平面镜的测量方法，利用光线的反射，通过调整平面镜的速度，就能测算出光的速度。迈克尔逊继承了傅科的实验思想，改良了傅科的测量方法，通过旋转八面棱镜法，测得光速为299796千米/秒。

爱因斯坦说过，物体运动速度越接近光速，相对于别的物质来说，它的时间流逝得就越慢。一旦物质的运行速度等于光速，时间就会停止流逝。当然，理论上说，要是真的超过光速了，这个物质的时间就会出现倒流。但是现在，科学家还不能实现超光速。

伽利略受迫害

1597年，伽利略收到开普勒赠阅的《神秘的宇宙》一书，开始相信日心说，承认地球有公转和自转两种运动。1604年，天空出现超新星，亮光持续了18个月之久。伽利略便趁机在威尼斯作了几次科普演讲，宣传哥白尼的学说。由于讲得精彩动听，听众逐次增多，最后达千余人。1615年，一些教士集团控告伽利略违反基督教教义，教皇下达了“1616年禁令”，禁止伽利略以口头或文字的形式保持、传授或捍卫日心说，公开压制他。

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