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世界的和諧(絕版) | On the Shoulders of Giants:Harmonies of the World
站在巨人肩上系列
[1111GI003]
作者:克卜勒‧著∕霍金‧編、導讀
Author:Johannes Kepler
譯者:張卜天
25開 136頁 平裝
ISBN:986-729-102-6
CIP:320
978-986-729-102-8
初版日期:2005年02月14日
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定價: NT$ 200| 會員價: NT$170

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一六一八年,日耳曼天文學家克卜勒完成了他的曠世巨著──《世界的和諧》。有人是這麼形容這部作品:「一幅由科學、詩、哲學、神學與神祕主義編織成的宏偉宇宙景觀。」克卜勒用了五卷的篇幅,將他的和諧理論擴展到音樂、占星術、幾何學及天文學上,開創了天文學的新紀元,這其中還包括了你我耳熟能詳的行星運動第三定律。簡言之,克普勒發現了行星如何沿軌道運行,他的行星運動三大定律將太陽系用數學結成一體,更加肯定了哥白尼學說的正確性,也為六十年後牛頓的萬有引力學說帶來了攸關重大的啟發。

Johannes Kepler(克卜勒)
如果要把一個獎項授予歷史上最致力於追求絕對精確性的人,那麼這位獲獎者很可能就是德國天文學家約翰內斯‧克卜勒。克卜勒對測量是如此地著迷,以至於他甚至把自己出生之前的妊娠期精確到了分──二二四天九小時五十三分(他是一個早產兒)。因此,他在自己的天文學研究上所傾注的心血能夠使他制定出他那個時代最為精確的天文星表,從而使行星體系的太陽中心說最終為人們所接受也就不足為奇了。

Stephen Hawking(史蒂芬‧霍金)
史蒂芬‧霍金被認為是自愛因斯坦以來最傑出的理論物理學家,他也做了許多科學普及的工作,是享譽世界的科普暢銷作家。其《時間簡史》(A Brief History of Time)被譯成四十種語言,銷售了數千萬冊,取得科學史寫作史無前例的成功。他後續出版的還有《胡桃裡的宇宙》(The Universe in a Nutshell),以及與索恩(Kip S. Thorne)等人合著的《時空的未來》(The Future of Spacetime)也都獲得極大的迴響。
一九四二年(伽利略去世後三百年)一月八日,史蒂芬‧霍金出生於英國牛津。他起初在牛津大學學院學習物理,並在劍橋大學獲得宇宙學博士學位。自一九七九年起,他一直擔任著盧卡斯數學教授的職位。這個職位是遵照前大學議會議員亨利‧盧卡斯(Henry Lucas)的遺願於一六六三年設立的。首任者是伊薩克‧巴羅(Isaac Barrow),一六六九年由牛頓繼任。擔任該職位的人都被認為是當時最為傑出的思想家。
史蒂芬‧霍金教授致力於研究支配宇宙的基本定律,他與羅傑‧彭羅斯(Roger Penrose)一起證明了愛因斯坦的廣義相對論隱含著時空起始於大爆炸、終結於黑洞的結論。該結果表明,必須把廣義相對論與二十世紀上半葉的另一偉大科學進展──量子理論統一在一起,他發現這種統一會導致這樣的一個結論:即黑洞不應當是全黑的,而是會不斷地發出輻射直到最終消失。另一個猜想是:宇宙在虛時間中是沒有邊緣或邊界的。
史蒂芬‧霍金擁有十二個榮譽頭銜,還獲得許多獎項與勳章,他是英國皇家學會會員與美國國家科學院院士,他在進行理論物理學研究的同時,並沒有忽視家庭生活(他有三個子女和一個孫子),此外他還計畫做廣泛的旅行,並為公眾作演講。

史蒂芬‧霍金(Stephen Hawking)的導讀

如果要把一個獎項授予歷史上最致力於追求絕對精確性的人,那麼這位獲獎者很可能就是德國天文學家約翰內斯‧克卜勒。克卜勒對測量是如此地著迷,以至於他甚至把自己出生之前的妊娠期精確到了分──二二四天九小時五十三分(他是一個早產兒)。因此,他在自己的天文學研究上所傾注的心血能夠使他制定出他那個時代最為精確的天文星表,從而使行星體系的太陽中心說最終為人們所接受也就不足為奇了。
哥白尼的著作對克卜勒有很大啟發。與哥白尼類似,克卜勒也是一個宗教信仰很深的人。他把自己對宇宙性質的日復一日的研究視為一個基督徒應盡的義務,即理解上帝創造的這個世界。但與哥白尼相比,克卜勒的生活更加動盪不定、清苦拮据。由於總是缺錢,克卜勒往往要靠出版一些占星曆書和天宮圖維持生活,而諷刺的是,當所做預言後來被證明是正確的時候,這些東西竟使他在當地留下了某些惡名。此外,克卜勒行為怪異的母親卡特麗娜(Katherine)以施展巫術而聞名,並因此差點兒被處以火刑。克卜勒不僅過早地失去了他的幾個孩子,而且還因為不得不在法庭上為自己的母親辯護而受到侮辱。
在十六世紀的時候,天文學與占星術之間的分別還很模糊。身為一名數學家,克卜勒在格拉茨的職責之一就是編寫一部完整的、能夠用來預測的占星曆書。這在當時是一項普通的工作,克卜勒顯然是受到了這項工作所能帶來的額外收入的鼓舞,但他卻沒有料到,自己的第一部曆書會引起民眾怎樣的反應。他預言了一個格外寒冷的冬天和一次土耳其的入侵,當兩個預言都變為現實的時候,克卜勒被歡呼為一個先知。儘管呼聲很高,他卻從未看重自己的編曆工作。他稱占星術為「天文學愚蠢的小女兒」,所以既對民眾的興趣置之不理,又對占星術士的意圖嗤之以鼻。「如果占星術士有可能是正確的話,」他寫道,「那也只能說明運氣不錯。」不過,當手頭緊的時候,克卜勒從來都是轉向了占星術,這在他的一生中屢見不鮮,而且他也的確希望能在占星術中發現某種真正的科學。
《宇宙的奧祕》是自哥白尼的《天體運行論》以來所出版的第一部明確的哥白尼主義者的著作。身為一名神學家和天文學家,克卜勒決心理解上帝是如何設計以及為什麼要設計這樣一個宇宙的。儘管擁護日心體系有著嚴肅的宗教內涵,但克卜勒堅持認為,太陽位於中心對於上帝的設計是至關重要的,因為它使諸行星聯合起來連續不斷地運動。在這種意義上,克卜勒打破了哥白尼的「接近」中心的日靜體系,而把太陽徑直放在了體系的中心。
克卜勒的多面體在今天似乎很難行得通。然而,儘管《宇宙的奧祕》的前提是錯誤的,其結論卻是驚人地準確,它對近代科學進程的影響是決定性的。當這本書出版之後,克卜勒寄給了伽利略一本,勸他「相信並挺身而出」,但這位義大利天文學家卻因其外表上的思辨性質而拒絕了這部著作。而第谷‧布拉赫卻立即被它吸引住了。他認為克卜勒的這部著作很有創見,令人振奮,還寫了一篇詳細的評論來支持這本書。克卜勒後來寫道,人們對《宇宙的奧祕》的反應改變了他一生的方向。
一六○五年,克卜勒公佈了他的第一定律,即橢圓定律。這條定律說,諸行星均以橢圓繞太陽運行,太陽位於橢圓的一個焦點上。克卜勒斷言,當地球沿橢圓軌道運行時,一月份距太陽最近,六月份距太陽最遠。他的第二定律,即等面積定律,則進一步指出,行星在相等時間內掃過相等的面積。克卜勒說,如果假想一條從行星引向太陽的直線,那麼該直線必定在相等時間內掃過相等的面積。他於一六○九年出版的《新天文學》中發表了這兩條定律。
由於心神難以安寧,他不得不把注意力由星表轉到《世界的和諧》(Harmonice Mundi)的寫作。馬科斯‧卡斯帕(Max Caspar)在克卜勒的傳記中,曾把這部充滿激情的著作形容為「一幅由科學、詩、哲學、神學和神祕主義編織成的宏偉宇宙景觀」。一六一八年五月二十七日,克卜勒完成了《世界的和諧》。他用了五卷的篇幅,把他的和諧理論拓展到了音樂、占星術、幾何學和天文學上。他的行星運動第三定律也包含其中,六十年之後,它將啟發伊薩克‧牛頓。這條定律說,諸行星與太陽的平均距離的立方正比於運轉週期的平方。簡而言之,克卜勒發現了行星是如何沿軌道運行的,這樣就為牛頓發現為什麼會以這種方式運行鋪平了道路。
克卜勒確信自己已經發現了上帝設計宇宙的邏輯,他無法抑制自己的狂喜。在《世界的和諧》第五卷中,他這樣寫道:「我要以坦誠的告白盡情嘲弄人類:我竊取了埃及人的金瓶,卻用它們在遠離埃及疆界的地方給我的上帝築就了一座聖所。如果你們寬恕我,我將感到欣慰;如果你們申斥我,我將默默忍受。總之書是寫成了,骰子已經擲下去了,人們是現在讀它,還是將來子孫後代讀它,這都無關緊要。既然上帝為了他的研究者已經等了六千年,那就讓它為讀者等上一百年吧。」
儘管克卜勒從未獲得像伽利略那樣高的聲望,但他的著作對於像牛頓這樣的專業天文學家極其有用,他們會仔細研究克卜勒科學的細節和精確性。約翰內斯‧克卜勒更看重審美上的和諧與秩序,他的所有發現都與自己對上帝的看法密不可分。他為自己撰寫的墓誌銘是:「我曾測天高,今欲量地深。我的靈魂來自上天,凡俗肉體歸於此地。」

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