伽利略事件：世界天文史

伤我心太深

明年是伽利略用望远镜观看星空400多周年。对于这个被符号化了的科学巨人和生活中的普通人，我们了解的并不多。通过下文所述的伽利略事件，今天的我们会知道，科学与政治、科学与宗教、传说与真相之间的关系远比我们想象的复杂。当然，人无完人，我们不能因为伽利略在其他方面的瑕疵抹煞他对科学做出的杰出贡献。过去几十年来，科学史家重新检视了“伽利略事件”——罗马教廷于1633年对伽利略进行的审判。虽然学者们对于伽利略为何被宗教裁判所审问这件事还没有达成共识（这很自然），但几乎所有的历史学家都同意，伽利略并不是因为相信哥白尼的日心说才遭受审判。
此案的事实并无争议。1616年，伽利略前往罗马，为他此前关于日心说的著作和公开言论作辩护。在此之前，有一些批评者指控伽利略传播与《圣经》相左的观点。然而这时，许多——甚或绝大多数的教职人员已经得出结论，哥白尼的日心体系在预言天体位置（因为历法改革的缘故，这对教会尤其重要）时具有很高的精确度，并且十分有用。但是仍然存疑的是，这个宇宙体系是否是对真实情况的正确描述？最关键的是，从没有人能够令人信服地证明哥白尼学说的基本假设——地球是否以很高的速度绕太阳运转。其次，有一些《圣经》经文仿佛暗示地球静止地位于宇宙的中心。当时这是一个异乎寻常的棘手问题。当时的天主教会处于历史的紧要关头，正面临着新教改革的压力。教会对于任何有可能质疑其对《圣经》解释权的争论都特别在意。
当伽利略1616年在罗马逗留时，得到了来自某些有权力的自由主义神学家的支持。特别是枢机主教Roberto Bellarmine 和 Maffeo Barberini，他们辩解道，如果有一天哥白尼的宇宙体系被证明是正确的，那么教会将不得不重新解释那些看起来与之矛盾的经文。无论如何，他们都支持伽利略最后的妥协方案：在能拿出最终的证明之前，伽利略应该承认日心说仅仅是一种假设，并不把它作为对宇宙的真实描述加以推广。
证据的难题
时间到了1624年，伽利略认为自己已经找到了苦苦寻觅的证明。更妙的是，他的旧盟友，Maffeo Barberini此时已加冕成为教皇乌尔班八世。这一年，伽利略回到罗马，六次觐见了新教皇。在会谈中，伽利略向教皇保证，他已经找到了地球运动的证据。乌尔班对这种实证可能带来的影响更有兴趣。他忧虑的是教会该如何处理这一证明带来的神学方面的问题。他同意伽利略就日心说问题进行写作，但是不许他将日心说描述为事实（而仅仅是一个有用的假设），除非他真的能证明日心说。

1632年，当伽利略确信自己掌握着日心说所需要的证明，并且感到教皇本人已批准了他的工作后，便出版了他的《两种世界体系的对话》一书。这是一本写得很机智的书，书中内容以三个人物的对话展开——Simplicio（主张地心说的亚里士多德主义者），Salviati（主张日心说的哥白尼主义者）和Sagredo（在这场辩论中持中立态度的博学智者）。在这场对话中，Salviati系统地驳斥了Simplicio的所有观点，并得出了伽利略所主张的，富有挑战性的关于地球围绕太阳运转的证明。Sagredo最终总结道，睿智的Salviati（其实就是伽利略本人在书中的投影）是正确的。亚里士多德错了。然后三人退下，享受餐点和美酒。
然而，仍存在着一个问题：伽利略的新证明没有意义。这个虚假的论辩是关于潮汐现象如何证明了地球绕太阳运动的。但是潮汐的起因并不是这个。当外界开始施加压力时，伽利略却根本不知道如何证明地球真的在运动。伽利略因此越过了那条十六年前划定的界限——他正在推行一种与《圣经》不符的思想，却又没有提供关于其真实性的令人信服的证据。（为了保护自己，伽利略在书中加了一个序言，声明自己对日心说的态度是把它当作纯粹的假说。但仅仅是对《对话》的粗略阅读也会看出上述说法不过是一种托辞。）伽利略的批评者在罗马立即展开了对其论据薄弱环节的争论。批评者认为应该指控伽利略犯了严重罪行：他违背了教皇的命令，并且推广与《圣经》相左的学说。（作者的重要说明：不像后人通常认为的那样，伽利略从未被指控为异端。异端是一种更加严重的罪行，会给被指控者带来极其严重的处罚。读者应该明白这种处罚是什么。）
到了1633年，伽利略被召回罗马以回应这些指控。对他的审判是一场拉锯式的战斗，牵涉到了包括教会法律、神学、数学在内的许多技术细节，最后由类似于陪审团的机构来裁决。在随后的辩护书中，伽利略承认自己在没有充分证据的情况下，将日心说作为事实来推广是走得太远了。他承诺再也不这样做了。控辩双方同意达成一个顾全面子的折衷方案。然后，几乎就在最后一刻（原因仍是一个谜），宗教裁判所驳回了这个控辩合约，宣布了最终裁决。这个判决出人意料地刺耳：伽利略被判有罪，因为他是“异端般地持怀疑态度”（这虽然没有直接被称为“异端”那么糟，但仍然比违抗指令和推行与《圣经》向左的教义严重得多），并要求他公开发誓放弃对日心说的信仰。1633年6月，伽利略在宣布自己以前言论无效的声明上签了字。（作者注：我应该指出，伽利略从来没有被投入地牢监禁或者在审讯中受到拷打，虽然不少人有这样的错觉。按当时人的说法，他身处的环境其实相当令人羡慕。）
经过这次审判，伽利略回到了他在佛罗伦萨郊外的别墅。在那里他颇有为巧妙地渡过了生命中的最后十年。舒适的居家生活背后是软禁和不得写作物理方面文章的禁令。为了表明对他的判决是被何等严厉地执行，在他的余生里，伽利略经常住在托斯卡纳的贵族兼赞助人的宫殿中。不仅如此，他还公开违背了箝制言论自由的裁定，写出了《论两种新科学》一书。在该书中，他实际上发明了运动学和材料学（虽然伽利略的犯罪记录意味着这本书不可以在意大利出版，但它仍于1638年在荷兰出版了）。在纯学术层面而言，《论两种新科学》一书才真正堪称伽利略对现代科学的最伟大贡献。伽利略于1642年去世，在同一年，艾萨克·牛顿诞生了。
伽利略受到的惩罚
事实列举得够多了。但是教会究竟为何如此苛刻地对待伽利略呢？有些学者认为这要归因于伽利略的运气不好。因为他恰巧在政治环境最糟糕的时候出版了他的《对话》。在17世纪初，天主教会竭力避免来自基督教界内部的造反（新教改革）。当天主教会受到攻击时，教会内部不少人都不喜欢放宽对天主教学说的限制。伽利略很可能成了一场更大规模战争的间接牺牲品。
另有历史学家指出了伽利略生平中为数众多的瑕疵。毫无疑问，在攫取社会地位和政治地位时，他是一个贪婪的往上爬的人。他在意大利文艺复兴时期宫廷里施展的政治伎俩为自己树立了不少有势力的敌手。他对哥白尼体系的证明（该证明并不正确）做出后，伽利略显然希望能够借此赢得巨大声望，攀到宫廷金字塔的最高峰：梵蒂冈教廷（他渴望成为教皇的官方数学家和天文学家）。他以自己对哥白尼体系的证明作为赌注，却输掉了赌局，承担了随之而来的一切后果。

还有一些学者暗示伽利略的失势应归因于他与教皇个人关系的滑落。有一些文件支持这样的结论，教皇乌尔班八世感到自己被伽利略的错误证明所出卖。更令其恼怒的是，伽利略曾把教皇与他的私人谈话通过Simplicio（那个书中的笨蛋）之口写入《对话》的最后部分。
我的个人观点是，伽利略卷入这么多麻烦的原因有很多。首先，他认为日心说是正确的，并成为这个学说的传道者。悲哀的是，有很好的理由证明哥白尼的日心说那时已经在天主教主教团内部取得成功，并且即将成为一种可以被接受的基本学说——如果伽利略强行出版《对话》的话。其次，他觉得教会需要改革其整个知识结构已达到现代化的更新要求，并用新的知识体系来抵御新教徒的攻击。特别是伽利略认为科学已经取代了神学成为教会的首要理解模式，这时接受哥白尼学说将是合适的第一步。第三，他认为在教会正好表现软弱、处于守势的时候，自己可以在形成新学说方面发挥最重要的影响。最后，他觉得他自己，伽利略·伽利莱，有足够的权威和智慧来把天主教转到这一方向上来。当你阅读他的著作，便会明显地感到伽利略相信自己在天文学和数学方面的技能给了他（和所有的科学家）一种特别的权威，使他可以做出神学方面的声明，并告诉罗马教廷应该怎样管理教会。坦白地说，得知宗教裁判所给他落槌定罪时我并不感到意外。
不幸的是，伽利略与教会之间的麻烦后来变成了一个科学与宗教间历史关系的通俗原型。没有什么可以比事实走得更远。对于中世纪和文艺复兴时期而言，甚至延续到18世纪启蒙运动时，其间绝大多数时候科学研究和教学的主要支持者是罗马天主教会。事实上，有一个科学史学家John Heilbron最近出版了一本名为《教堂中的太阳》的书，记载了在伽利略事件发生后，教会如何继续推动关于日心说证据的研究。其中甚至包括将整个教堂变成一个巨大的小孔成像照相机，以便数次测量一年中太阳圆面视直径的变化。由于数学上的缘故，用哥白尼体系算出的太阳视圆面直径变化结果将与用托勒密-亚里士多德体系算出来的略有不同。17世纪50年代和60年代由教会主持的观测实验显示，测量结果显然支持哥白尼的学说。
因此，甚至是关于科学与宗教之间冲突的经典故事也比大多数人意识到的还要复杂。于我而言，这类传说中最伟大的一个罪犯还在以某种方式折磨我们：他混淆了对世界的两种不同理解方式之间的边界，在一种世界观里被专家断言为虚假的信仰在另一种世界观里却被推崇为权威。

1633年伽利略因支持哥白尼的日心说（《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，1632年）被宗教裁判所怀疑为重大异端邪说分子而遭到审判。

伽利略于罗马教廷受审

哥白尼（1473-1543）是波兰克拉科夫的一名天主教官员，他写《天体运动论》论的部分目的是找出天体运动理论，以便精确预知复活节日期。此书面世之际未遭到教会反对，而且其天体运动推算就作为1586年教会改革并颁发的“格里高利历”的理论基础。说明教会至少有限度的接受了哥白尼的天体运动理论。日心说出版四分之三世纪期间没有任何天主教官方团体采取过压制行动，所以一些影视书籍里记载描写哥白尼因为知道此理论的颠覆性而惧怕教会审判，直到临去世前才在病榻上抚摸着他的刚出版书籍，完全是不顾事实的打“悲情牌”。后来因为多米尼克派神父乔瓦尼.卡契尼对伽利略的控告，《天体运动论》才被列为禁书。

哥白尼

那么伽利略因何受审这要从“大环境”和“小环境”来说说看。

“大环境”是16世纪中期前，以马丁.路德的1490年后为先驱的新教教义改革已呈星火燎原之势，而天主教会也组织了反对改革的“特伦特天主教大会会议”。改革派与保守派最大的争议就是“应当赋予个人多大的解释《圣经》原文的自由度。”1546年4月8日教会发布教令如下：

“……举凡基督教条明训之涉及信仰与道德之事，任何人不得忘加臆断，悖乱《圣经》……”

不过，教会面对文艺复兴、宗教改革、启蒙运动大潮，也不得不做一些让步，即承认关于精神领域和现实世界的部分不相容性。连以信仰捍卫者自居的更加保守的多明我会修士们僵化的无一例外的照搬教条的做法也不受教廷待见了。

后来在1615年伽利略在致托斯卡大公夫人克里斯蒂娜的信中明确主张《圣经》也应当依照哥白尼理论而非地心说来解释。这就使伽利略陷入了日渐升级的宗教改革之争的漩涡。

关于枢机主教贝拉明代表宗教裁判所与伽利略的对话也存在两个版本其一是来源颇有争议的没有贝拉明签名的“宗教裁判所记录”之明令伽利略“完全放弃讲授或支持（日心说）或论及此种观点”；另一个版本是1616年3月26日，由贝拉明签名的谈话文本就具有很大程度的妥协性，记载曰：“不能支持或者信奉（日心说）。”诸如卡契尼神父等人虽然更加严厉但不是当时教会官方观点。

对伽利略的讨伐是否可以代表科学与宗教之间的矛盾？贝拉明曾明确表示过日心说只是科学方法论和纯粹的实用主义，他本人明确同意伽利略的主张，即如果将来有人能更证明哥白尼学说的真实性，那么《圣经》应当重新解释。另外，尽管伽利略用其发明的望远镜观察的结果颠覆了托勒密的地心说，但也没有为哥白尼学说提供正面的证据；还有就是伽利略确信潮汐运动可以证明哥白尼学说，以17世纪或者今天来看也是错误的。所以当时教会对伽利略学说的反击没有违背当时的学术精神。

目前为止，几乎没有官方证据证明1616年教廷对伽利略科学思想的残酷迫害。教会阶层对科学持有强硬态度的人只是一小部分。

另外我们还要看到导致伽利略1632年受审事件的小环境——“人事因素”。

伽利略为人狂傲不羁，在发明与发现的研究中也有很多掠人之美的剽窃行为，例如关于太阳黑子现象发现就有充分证据说明是耶稣会天文学家克里斯托.夏纳通信中告诉伽利略的，但伽利略独伐奇功率先发表。这类事件使伽利略官司缠身，并使可能的支持者离心离德，我们应该看到，直到1613年罗马的耶稣会天文学者还是伽利略的有力支持者之一。

另外，与伽利略很早私交甚好的教皇乌尔班八世（Urban VIII，前红衣主教马菲奥.巴贝里尼）在被晋选为教宗之后与伽利略尚有一系列多达6次会晤，他俩曾策划出一本关于地心说与日心说优劣比较的书籍，教宗本人实际上只要求伽利略将哥白尼学说保留在假说水平（当时从各个角度来看是合理的）；以及，承认教会在神学事务上的权威。伽利略本人也明确表示认可。但伽利略在《两个世界的对话》中未持有“公允态度”因此教宗怀疑其对自己的要求阴奉阳违；更有甚者《对话》通篇里凡是涉及到教皇的论断居然都出自一个叫“Simplicio”(意大利语“蠢货”)人物之口，《对话》为了取悦于一般读者用的是意大利语写成，而非当时通行的“学术著作用语”拉丁语，把教宗描述成傻瓜加以嘲弄，以至于教皇在指派特别委员会彻查此事过程中，不断感受到来自老友的背信与出卖，教宗恼羞成怒，对这位“无视友谊”者必欲严惩而后快。

科学精神自五四以来未昌盛于中华，新一代鼓吹者如邹承鲁先生、何祚庥先生、方舟子、太蔟等人引领下一大批有识之士加入了科普行列，对中医、反转基因、反水坝、韩寒现象……等等反智、反教育现象口诛笔伐，其间涌现了大批好文章、好作品。真像的力量就是在一次次论战，一篇篇文章中体现出来的。

历史事件细节往往被时间湮没与淡忘，将众多“有趣事件”偏颇、简单归结为“科学与宗教矛盾”而堂而皇之被装裱成大义凛然。我们应当尽可能的全面描述，使读者判断与思考。

我本人更加喜欢“鹰派科普”这个名头。





原创评书： 伽利略事件(兼聊世界天文史) ：


1992年11月1日，纽约时报(New York Times)报道：“天主教皇约翰*保罗二世(Pope John Paul II)在罗马天主教堂发表讲话，承认359年前教会谴责伽利略日心说是错误的，地球确实是围绕太阳旋转的。”

任何一个有小学文化水平的中国人都读过伽利略力斗罗马天主教会的故事：“科学和神学不可调和的斗争爆发了。。。1633年在审讯和刑法的折磨下，伽利略被迫在法庭上当众表示忏悔，同意放弃哥白尼学说，并且在判决书上签了字。。。但是他毕生捍卫的真理却与世长存。”所以，作为一个有稍高于小学文化水平的我，就有这样的疑问：为什么保罗二世吃饱了没事要翻370多年前的老帐？

天主教的两千多年历史中，有三大污点，分别是十字军东征、西班牙宗教法庭迫害异教徒、以及审判伽利略。这些不光彩的事，天主教的态度是Don't Ask, Don't Tell，你不提咱也不说，最好大家都忘记这几段不愉快。如果有人蓄意找天主教的麻烦，最简单的办法就是拿出这三件事中的任何一件在阳光下面抖一抖，一般来说天主教徒立刻会沉默无言。至于天主教徒们，是万万不会主动提起这三件事情的。

保罗二世是谁啊？梵帝冈的现任教皇是本尼迪克特十六世(Pope Benedict XVI)，保罗二世是他的前任。他是波兰人，1978年登基教皇的时候，年仅58岁，是1846年皮乌士四世(Pius IX)以来最年轻的教皇。保罗二世果然是年轻有为，在位期间访问过100多个国家，精通10门语言，直到2005年逝世。在位27年，时间之长，仅次于皮乌士四世，排名第二。

当保罗二世去世后，红衣大主教们在梵帝冈关门投票选新教皇。天主教的11亿教众也非常好奇，想看看谁能够接替这个一代明主的地位。结果选出了年龄高达78岁的现任教皇本尼迪克特十六世。这等于是红衣大主教们向世界宣布，当世的50、60岁的主教里面没有任何出类拔萃的人物可以继位，只有先选一个垂死的老头做过渡，在他活着的这几年继续慢慢寻找。保罗二世之受推崇，可见一斑。

作为天主教的一代英主，保罗二世当然不会吃饱了没事找事，更不会蓄意向自己的天主教发难。保罗二世的讲话，其实是对一个长达13年的调查做的总结，因为早在1979年他就责成教会的科学参议员(Pontifical Academy of Sciences)开始对迫害伽利略这件事做调查研究。调查的目的，并非是决定日心说的正确与否，而是搞清整个事情的来龙去脉，搞清究竟是什么原因导致天主教被扯入天文学争论，最终弄出一个跨世纪的大污点。换言之，教皇发火了，后果很严重，需要找出那些办砸事的人骂娘，哪怕是死了几百年的也要拉出来骂！

一个调查长达13年，如果不是那些调查员们人浮于事、效率低下，只能说明被调查的事相当复杂。伽利略事件远非小学课本写的那么简单。

(1)

小学课本里，大凡提到伽利略，必定会提到他的对立面，“万恶的”亚里斯多德；提到日心说，必定会提到它的对立面，“万恶的”地心说。就像每个童话故事，坏蛋越坏，才显得主人公越好。所以，地心说给小学生们的印象，就是“腐朽没落”四个字，和清政府、蒋家王朝是一个级别的。天文学被地心说统治了1800年，简直是老天瞎眼，人类不幸。

当然，实际的情况恰恰相反，地心说不但不是腐朽没落，而且是一个非常先进的天文学说。怎么先进？这样说吧，就在300多年前地心说被日心说取代的时候，它都遥遥领先亚、非、美洲的任何国家和文化。不信？好吧，让我们用中国天文学做个简单的比较。

常常读到中国古人晚上看天空，比如三国里的“亮夜观天象，曹贼未合身亡。。。”等等。孔明“夜观天象”是在看什么？天上所有的恒星位置都是固定的，如果是万里晴空，那么孔明每天晚上看的夜空就是一模一样的，没啥可观的。所以，值得“观”的，肯定是在夜空中有变化的，换言之，在没有望远镜的年代，孔明看的只会是七样游走天空的东东：日、月、金星、木星、水星、火星、土星。

有诸葛亮这样水平的人很快就能够看出，天空中这七样东东无论如何行走，都是沿着同一条道路在星空绕圈圈。这就是所谓的“黄道”，以区别于垂直于天空旋转轴的那条“红道”(就是天赤道啦)。因为中国古人没有全球地理的概念，所以赤道完全是条在天空的线道。它的存在只是为了表明黄道和赤道有个明显夹角，所以没有任何重要性：你只听说过“黄道吉日”，没有听说过“红道吉日”吧？

现代天文学解释了为什么日、月、金、木、水、火、土“看上去”都沿着黄道运行的原因：地球和月、金、木、水、火、土基本上在一个平面上围绕太阳公转。现代天文学也解释了黄道和赤道为什么“看上去”有个23度半的夹角：地球的自转轴不是平行于公转轴，而是有个23度半的夹角。当然，中国古人并不知道这些道理，他们只是观察到表面(apparent)现象。

中国古人对黄道的研究是很充分的。比如，你一定听说过二十八宿。什么是二十八宿？月亮沿着黄道走，大约27天多一点绕完一周，所以中国人把沿着黄道的恒星分成28组。月亮每晚(每宿)走过一组，所以称为二十八宿。又比如，春分秋分，其实就是太阳沿着黄道走到黄道红道的两个交叉点的日子。当太阳走到交叉点时，那天的白天和黑夜都正好是12个小时，等同长度。所以标志着冬去春来(即白天将越来越长)，或者夏去秋来(即白天将越来越短)。其他的节气也无非是太阳沿着黄道走到其他位置的日子。这也解释了为什么二十四节气能够非常准确地嵌入西元阳历，却在中国阴历里头乱七八糟，需要天官通过“夜观天象”年年更新。

所以，如果有人要求你造一个能够指示日月年的万年历机器，你会怎么做？最简单的方法是造3个轮子：最外圈的一个轮子模拟周天的星空背景；里面的两个轮子，一个模拟月亮相对于星空背景的移动，也就是每天走 1 / 27.x 个圆周；另一个模拟太阳相对于星空背景的移动，也就是每天走 1 / 365.25 个圆周；这样，“月轮”走一圈就是一个阴历月，“日轮”走一圈就是一个公历年。不难吧？如果你的技术足够高，让星空轮向真实的天空一样缓缓转动，让日轮、月轮建造得和日月轨道一样的倾斜于赤道，那么你的机器就很象浑天仪了。

但是，和希腊人相比，中国的天文水平就非常末流了。无论是天文理论、还是测量精度，中国人都落后希腊人数千年。

先说天文理论。中国的天文理论是什么？主要是三个，浑天说，盖天说，以及宣夜说。盖天说就是“天圆地方”说。就是天空如同一个碗倒扣在方形的地面，很直观，但问题也来了：天地交界的地方是怎么回事？圆形的天空扣在方形的地面，那么那些扣在外面的地是怎么回事？所以，后来在《周比算经》中改成天地平行，其间相距八万里，解决了天地交界这个棘手的问题。但是这个“八万里”的距离比较搞笑，地球赤道的周长都有8万里，天离地也太近了一些。

宣夜说认为天是无限而空虚的，星辰就悬浮在空虚之中，日月星辰自由自在地运行，没有运行规律。这个学说就太激进了，说天上星辰在无限的虚无之中胡乱行走飞腾，几乎就是“不可知论”。

这两个理论，与浑天说相比都有很大差距，当然更加不能拿出来和希腊人的相提并论。中国的天文理论中最成熟的，要算是浑天说了。东汉张衡，公元78-139年的人，就是制造浑天仪的那位大哥，写过一篇《浑天仪注》，非常好地总结了浑天说：“天如鸡子，地如鸡中黄，孤居于天内，天大而地小。天表里有水，天地各乘气而立，载水而行。周天三百六十五度四分度之一，又中分之，则半覆地上，半绕地下。”其中比较先进的思想有三条：

1。地球说：大地如蛋黄据于世界中央。相对于盖天说的“天圆地方”，这是非常先进的。
2。地心说：天空如蛋壳围绕地球旋转。这也是非常先进的，而且对旋转机理也有解释(虽然是错的)：蛋清分为上下两部分，上半部分是气，下半部分是水，地球是浮在水(即大海)上，所以天空(蛋壳)可以自由绕地球(蛋黄)旋转，符合“日月升落”的日常常识，也符合“走到大地尽头肯定是大海”的日常常识。
3。公历年：张衡说一年有365.25天。

张衡造水运浑象，即漏水转浑天仪，是在公元117年。他能够写出如此定性且定量的浑天说论文，说明在公元后117年浑天说已经相当成熟。但是很可惜，比张衡早462年(差不多20几代人吧)，希腊人亚里斯多德已经系统性地提出了地心说。