尼古拉·哥白尼

尼古拉·哥白尼是生活在歐洲文藝復興時期的天文學家、數學家兼教會人士。他以一項大膽的見解聞名於世：位於行星系統中心附近的並非地球，而是太陽，而地球本身其實是一顆行星，每天自轉一圈，並每年繞太陽公轉一周。

這種見解稱為「日心說」，源自希臘語helios，意為「太陽」。而將地球置於中心的舊有觀點，則稱為「地心說」。哥白尼在一部共六卷的鉅著《天體運行論》（De revolutionibus orbium coelestium）中，完整闡述了他的體系，此書於1543年在紐倫堡印製出版。

哥白尼並非全職學者。他成年後的大部分歲月，都是在波羅的海沿岸一處由教會治理的小地區——瓦爾米亞——擔任教士會會士，也就是主教座堂管理團體的一員。他是在管理莊園、診治病患，以及應付政治與戰事之餘，抽出時間鑽研天文學的。

哥白尼於1473年2月19日，出生於維斯瓦河畔的貿易城市托倫。他的父親與他同名，也叫尼古拉，是一位從克拉科夫遷來此地的商人；母親芭芭拉·瓦岑羅德，則出身於托倫一個顯赫的商人家族。他是家中四個孩子裡最小的一個。就在幾年前的1466年，托倫及整個西（王室）普魯士地區，才剛從條頓騎士團手中轉歸波蘭王國統治，因此這個出身講德語家庭的男孩，是以波蘭國王臣民的身分長大的。

1483年父親去世後，他的舅舅盧卡斯·瓦岑羅德便接手照顧幾個孩子。瓦岑羅德在1489年成為瓦爾米亞主教，並引導外甥走上教會生涯的道路。1491年，哥白尼進入克拉科夫大學就讀，該校開設有數學、天文學與占星術等課程。他並未在那裡取得學位——這在當時並不罕見——但他從那時起，便開始購買天文學相關書籍。

1496年，他前往義大利波隆那攻讀教會法。在那裡，他寄住在天文學教授多梅尼科·瑪利亞·諾瓦拉家中，並留下了他最早的觀測紀錄，其中包括1497年3月9日月亮掩過畢宿五這顆恆星的現象。他也在此學習希臘語，這一點意義重大，因為當時有些重要的希臘天文學著作，尚未被譯成拉丁語。後來，他又在帕多瓦研習醫學，並於1503年在費拉拉大學取得教會法博士學位。

多虧了舅舅的安排，哥白尼早在1495年便當選為弗龍堡瓦爾米亞教士會的會士，這為他帶來了終身穩定的收入。從義大利返鄉後，他起初與舅舅同住在利茲巴克的主教宮邸，參與教會政務，並擔任舅舅的私人醫師。1510年，他遷居弗龍堡，此後除了因教士會事務而暫時離開之外，他的餘生都在那裡度過。

他肩負的職責十分繁重：管理教士會的地產、收取地租、調解糾紛，並記錄帳目。從1516年到1521年，他擔任奧爾什丁（阿倫施泰因）城堡的管理人；在波蘭與條頓騎士團的戰爭期間，他還親自指揮奧爾什丁的防禦，抵抗條頓騎士團的攻勢。此外，他也為主教、教士會的同僚，以及普魯士各地的重要人士看診行醫。

哥白尼甚至還寫過有關貨幣的文章。他對當時普魯士流通的劣質貨幣深感憂心，因而撰寫了多篇貨幣論文，其中包括《鑄幣之道》（1526年）。在這些文章中，他描述了「劣幣驅逐良幣」的原理——這項原則後來被稱為「格雷欣法則」——比托馬斯·格雷欣早了數十年提出。

西元1500年前後，歐洲的知識分子所遵循的宇宙圖像，是建立在希臘哲學家亞里斯多德，以及活躍於西元二世紀亞歷山卓的天文學家托勒密思想之上的。地球靜止不動地位居中心，月亮、水星、金星、太陽、火星、木星與土星，都繞著地球轉動，而在這些行星之外，則是恆星所在的天球。人們認為，天體是由一種特殊的「第五元素」構成的，這種元素天生就會沿著完美的圓形軌道運動。

問題在於，行星的實際運動並不如此單純。火星、木星與土星有時看起來會停下來，暫時往後移動一段時間，接著才又繼續向前運行，這種現象稱為「逆行」。為了解釋這一點，托勒密設想行星在稱為「本輪」的小圓上運動，而本輪的中心，又沿著更大的圓——稱為「均輪」——移動。他還將地球的位置稍微偏離中心，並加入了一個稱為「等距點」的假想點，行星繞著這個點運動時，看起來速度才是均勻的。

托勒密的體系在預測行星位置方面，運作得相當不錯，天文學家沿用了一千多年之久。然而，許多思想家對此感到不安。「等距點」似乎違反了「天體運動必須完全均勻且呈圓形」這條原則，而且整套體系也並未真正構成一個統一的整體。

我們並不確切知道，哥白尼究竟是何時開始確信地球會運動的，時間大概落在1508年到1514年之間。1514年，克拉科夫的一位教授在其藏書目錄中，記載了一份「共六葉、闡述某位作者理論的手稿，該作者主張地球在運動，而太陽靜止不動」。這份手稿幾乎可以肯定，就是我們今天所稱、未曾命名的短篇論著《短論》（Commentariolus，「小評論」之意），哥白尼曾以手抄本的形式流傳此文，但從未將它付印。

《短論》提出了一系列假設：地球並非宇宙的中心，只是重力的中心，以及月球軌道的中心；所有行星的天球，都環繞著位於中心附近的太陽運行；宇宙的規模，遠比人們原先設想的要大得多，因此地球到太陽的距離，相較於到恆星的距離而言微不足道；天空每日的旋轉，其實是地球自身的自轉；太陽一年間的運動，其實是地球公轉所致；而行星的逆行現象，則是因為我們是從一顆正在運動的地球上進行觀測而產生的錯覺。

哥白尼在《短論》中解釋道，他一直為托勒密的「等距點」感到困擾，因而致力尋找「一套更合理的圓形排列方式」，讓一切運動都能保持均勻。大多數學者認為，對「等距點」的不滿正是他的出發點，不過也有學者主張，正是這種不滿，讓他察覺到其他問題，進而將他一步步推向了「地球運動」這個結論。

哥白尼花了數十年的時間，才將他的想法發展成一套完整的數理天文學體系。這個過程進展緩慢：他需要新的觀測資料，而弗龍堡經常起霧；繁重的職務也不斷打斷他的工作；再加上他遠離印刷廠與學術同儕。《斯坦福哲學百科全書》認為，對教會當局的畏懼，恐怕是他遲遲不肯出版的原因中最不重要的一項；真正的主因，是這項工作本身在技術上的高度困難。

1539年，一位來自路德派威登堡大學、年輕的數學教授格奧爾格·約阿希姆·雷蒂庫斯，前來向他求教。1540年，雷蒂庫斯在但澤（格但斯克）出版了一份理論摘要《首篇報告》（Narratio prima）——這是有關哥白尼體系的第一份印刷出版介紹——並說服哥白尼將整部著作付印。雷蒂庫斯把手稿帶到紐倫堡，交給印刷商約翰內斯·佩特雷烏斯，並親自監督了大部分的印刷工作。據傳說，當時已因中風而癱瘓的哥白尼，正是在他去世那天——1543年5月24日——收到了這部完成著作的樣書。

當雷蒂庫斯必須動身前往萊比錫時，工作便由路德派牧師安德烈亞斯·奧西安德接手。奧西安德加上了一篇未署名的序言〈致讀者〉，聲稱書中的假設「無須為真，甚至無須看似合理」，只要有助於計算即可。這與哥白尼本人的看法完全相悖。雷蒂庫斯以及哥白尼的友人蒂德曼·吉澤主教都對此提出抗議，數十年後，約翰內斯·克卜勒公開揭露了奧西安德才是這篇序言的真正作者。而哥白尼自己所寫、獻給教宗保祿三世的獻詞，則堅持強調「天文學是為天文學家而寫的」。

全書共分六卷。第一卷提出以太陽為中心的行星排列方式；第二卷進一步闡述第一卷所提出的概念；第三卷探討分點歲差與太陽；第四卷討論月球；第五、六卷則處理各行星在經度與緯度上的位置。哥白尼親筆撰寫的手稿，如今仍保存於克拉科夫的雅蓋隆大學圖書館。

哥白尼體系最強而有力的論據，在於其整體的一致性。一旦把地球歸入行星之列，各行星的排列順序與相對距離，便能直接從觀測結果中推導出來：一顆行星距離太陽越遠，繞行一周所需的時間就越長。哥白尼列出的數值是：土星30年、木星12年、火星2年、地球1年、金星9個月，以及水星80天。在托勒密的體系中，並沒有任何機制能像這樣把各行星串連在一起。哥白尼也很自然地解釋了，為何水星與金星總是緊靠著太陽，以及外側行星為何會出現逆行的表象。

然而，仍有許多部分保留了傳統的樣貌。哥白尼依舊秉持古人的信念，認為天體運動必須是完全的圓形且勻速的，因此他仍然需要借助小圓——本輪或「小本輪」——來符合觀測結果；就圓的數量而言，他的體系並不比托勒密的體系來得更簡單。太陽雖然靠近他所設想的行星軌道中心，卻並非精確地位於中心點上。他大量倚賴托勒密留下的古老觀測資料，也保留了亞里斯多德的物理學，這就留下了一個尷尬的問題：如果地球並非宇宙的中心，那麼為什麼重物依然會落向地球？

他的體系還面臨一項有力的反對意見。如果地球真的繞著太陽運行，那麼鄰近的恆星，理應在一年之中看起來會有些微的位移（即恆星視差）。然而人們卻觀測不到任何這樣的位移。哥白尼的回應是：恆星距離我們極其遙遠。第谷·布拉赫等反對者則反駁道，如果恆星真的那麼遙遠，它們的體積勢必大得荒謬。這項質疑，在哥白尼去世之後很長一段時間內，依然是一個嚴肅而懸而未決的難題。

起初，大多數讀者把這部著作，當作一項出色的計算工具來看待，而不是對世界真實樣貌的描述。歷史學家將這種現象稱為「威登堡式解讀」：以伊拉斯謨·萊因霍爾德為首的當地天文學家，利用哥白尼的模型計算出《普魯士星表》，卻並不接受地球真的在運動這一點。望遠鏡發明之前最偉大的觀測者第谷·布拉赫，稱哥白尼為「第二個托勒密」，但他自己另外提出了一套折衷體系：各行星繞太陽運行，而太陽本身則繞著靜止不動的地球運行。

宗教上的反對聲浪很早便出現了。據說馬丁·路德曾在1539年的一次餐敘上嘲笑這個想法，他的同僚菲利普·梅蘭希通也對此加以批評。在羅馬，教宗克萊孟七世曾在1533年聽取約翰·魏德曼施泰特對此理論的解說，反應頗為正面。道明會的一位審查官巴爾托洛梅奧·斯皮納，原本有意將這個理論定為異端，卻在1546年去世；他的友人喬瓦尼·瑪利亞·托洛薩尼所寫的批判文章，也始終未曾出版。到了1600年前後，據信整個歐洲公開支持哥白尼學說的天文學家，僅有大約十五人左右。

到了十七世紀初，一切都變了。堅定的哥白尼學說支持者約翰內斯·克卜勒，以橢圓軌道取代了圓形軌道，使日心說天文學的準確度大幅提升。伽利略·伽利萊的望遠鏡，則揭示了金星的相位變化，以及環繞木星運行的衛星。隨著爭議日益擴大，1616年，天主教會的禁書目錄聖部下令，將《天體運行論》「暫停使用，直至修正為止」，並稱地球運動說是一種「錯誤的畢達哥拉斯學說」。直到1758年，對日心說書籍的全面禁令才被撤銷；而未經修正版本的《天體運行論》，其最後的禁令，也在1835年的禁書目錄中徹底消失。艾薩克·牛頓的物理學，最終解釋清楚了行星為何會繞著太陽運行。

哥白尼並非第一個構想出「地球在運動」這個想法的人。阿基米德記載，西元前三世紀，薩摩斯的阿里斯塔克斯就曾提出，地球會自轉並繞太陽公轉。在《天體運行論》一份較早的手稿版本中，哥白尼曾提及畢達哥拉斯學派的菲洛勞斯，以及阿里斯塔克斯所提出「地球運動」的構想，他自己也擁有一本收錄了普魯塔克記述阿里斯塔克斯觀點的書籍。由於阿里斯塔克斯的著作僅以片段的轉述形式流傳下來，學者普遍認為，哥白尼是獨立發展出自己這套體系的。

另一個更偏向技術層面的問題，涉及他對伊斯蘭世界天文學家的借鑑。歷史學家已經證明，哥白尼採用了與馬拉蓋天文台及其後繼者相關的十三、十四世紀天文學家所發展出來的幾何工具：納西爾丁·圖西的「圖西雙輪」、穆艾亞德丁·烏爾迪的「烏爾迪引理」，以及與大馬士革的伊本·沙提爾完全相同的月球與水星模型。諾埃爾·斯沃德洛與奧托·諾伊格鮑爾曾論證，哥白尼確實使用了這些工具，而F·賈米勒·拉吉普則證明，雷吉奧蒙塔努斯所使用的一項理論，其實出自在撒馬爾罕受過訓練的天文學家阿里·庫什吉。

這些構想究竟是透過什麼途徑傳到哥白尼手中的，至今仍不清楚。目前並沒有發現任何將相關阿拉伯文獻譯成拉丁文的譯本。一條可能的傳播途徑，是經由拜占庭希臘語：格里高利·喬尼亞德斯曾將圖西的著作譯為希臘文，而收錄圖西雙輪的希臘文手稿，至今仍保存在義大利——正是哥白尼求學的地方。有些歷史學家主張這是直接傳播的結果；另一些學者則認為，也不排除是獨立重新發現的可能性。這場爭論之所以重要，是因為它讓哥白尼被置於一場跨越多個文明、長期致力於修補托勒密天文學的努力之中，而不是被塑造成一位孤立無援的天才。

就一位如此重要的人物而言，一手史料其實相當稀少。哥白尼留存至今的天文學著作，僅有《短論》、《駁韋爾納書信》（1524年）以及《天體運行論》；他其餘的文字，大多與貨幣與教會事務有關。雷蒂庫斯雖曾為他撰寫過一部傳記，如今卻已經佚失。因此，諸如他究竟為何、又於何時接受日心說這類問題，都只能依靠推論來回答。《斯坦福哲學百科全書》否定了「新柏拉圖主義或赫密士主義哲學驅使他走向這一步」的舊有說法，轉而強調他對行星運行模型所做的縝密技術分析。

這部著作的接受史，如今也重新受到檢視。亞瑟·柯斯勒曾著名地稱《天體運行論》為「一本沒有人讀過的書」。天文學家兼科學史家歐文·金格里奇，花費了大約35年的時間，盡其所能地查找並檢視第一版（1543年）與第二版（1566年）現存的每一本原書——共找到第一版276本、第二版325本——並研究讀者留在書頁邊緣的批註。他的研究顯示，十六世紀大多數頂尖的天文學家，確實都曾擁有並閱讀過這本書，只不過許多人在書中技術性模型部分留下的批註，遠比對第一卷宇宙論部分的批註來得多。

近代的民族史敘事，又為這段故事增添了另一層複雜性。十九、二十世紀的德國與波蘭作家，都各自主張哥白尼屬於自己的民族。諾曼·戴維斯等歷史學家，以及切斯瓦夫·米沃什等作家則指出，這其實是將現代的民族主義，強加在一位主要認同自己屬於普魯士與瓦爾米亞、以拉丁文寫作、據信會說德語與波蘭語、並為波蘭王室效力的文藝復興人物身上。考古學方面也提供了佐證：2005年在弗龍堡主教座堂地板下發現的遺骸，經過與他生前所擁有一本書中所夾頭髮進行DNA比對等方式，於2008年確認為哥白尼本人，並於2010年在原地重新下葬。