《人類科學技術史-170》歐洲中世紀天文學

歐洲中世紀天文學

在中世紀之前，基督教的早期傳道者僅滿足于象征性地解釋《圣經》，對托勒密體系等古希臘宇宙觀念抱容忍態度。進入中世紀以后，隨著教會勢力的強化，對《圣經》的解釋就日益嚴格、呆板。基督教的思想代替了古代科學文化的成就而傳播開來。《圣經》和教會人士詮釋《圣經》教義的文章，成為關于宇宙構造知識的唯一合法的文獻。

例如，《舊約全書.以賽亞書》有一處提到，"上帝坐在大地圓盤之上，萬民象蚱蜢一樣歡欣雀躍，天空象帷幕一樣籠罩四野，人們象住在帳篷里一樣舒適安寧"。這一段富有詩意的文學語言，被神學家演繹為穹窿狀的天空覆蓋著圓盤狀大地的宇宙圖象。公元4世紀，教士科斯馬斯寫了一部12卷本的著作《基督教地形學》，書中竟用基督教圣殿的結構來附會宇宙。例如，他認為圣殿中安放供品的桌子代表著大地。由于這張桌子是長方形的，按東西方向放置，因此大地也必然是長方形的，而且東西方向也一定比南北方向更長。這等于回到了上古時代最幼稚的宇宙學概念。不過，歐洲當時以自然經濟為主，手工業生產水平很低，所以也很少有人對此提出質疑。

因此，中世紀的早期(公元5-10世紀）被稱為"黑暗時期"。當時歐洲人連著名希臘科學家的名字也不知道，宣揚地球是球形的思想也要遭受迫害，連亞里斯多德的水晶球理論和托勒密的地心體系也是不準傳播的。

在中世紀早期，天文學研究遭到冷遇，占星術卻日益繁榮起來，古希臘哲學家和科學家都力圖從自然界本身來解釋自然現象，對占星術不感興趣。但是羅馬人相當迷信，對占星術的預言深信不疑。早在公元1世紀，當羅馬帝國還處于全盛時期時，占星家赫姆斯.特里斯梅吉斯圖寫了一部鼓吹星辰與人事存在著對應關系的著作，后來經廣泛流傳和發展，成了中世紀歐洲著名的"黃道人"學說。14世紀德國一部占星術手抄本中，清楚地標出了黃道十二宮與所主宰的人體的各個部分：白羊宮——頭部；金牛宮——頸部；雙子宮——雙臂；巨蟹宮——胸部和胃、肺；獅子宮——心臟和后背；室女宮——腹部和內臟；天秤部——臀部；天蝎宮——膀胱和生殖器；半人馬宮--大腿；摩羯宮——膝蓋；寶瓶宮——小腿；雙魚宮——雙腳。

中世紀歐洲占星術更加盛行，人們的各項活動無一能脫離占星術士的喻告和誡示。一些著名的占星術士成了國王的高參，各種重大政治活動的決策都必須事先聽取占星術士的預言。羅馬教皇甚至親自下令，在大學城開設占星術課程。

基督教控制的國家再次接觸到古希臘和阿拉伯天文學的起因，是10到13世紀的十字軍東征。傳播的途徑大約有三個方向。首先是阿拉伯統治的西班牙。西班牙早就存在著基督徒與阿拉伯文化的接觸。從1085年托萊多被十字軍攻陷起，阿拉伯文的希臘科學著作逐漸被翻譯過來。托萊多陷落不久，就辦起了一所翻譯學校，歐洲很多學者都來到這里學習穆斯林的科學知識。

意大利的杰勒德(1114-1187)就是其中之一。他曾經翻譯了包括托勒密的《天文學大成》在內的80多部著作。其次是西西里島，這里的居民大多能說拉丁語、阿拉伯語和希臘語，其中有些人是猶太人。1091年西西里島被十字軍攻陷以后，一些阿拉伯著作就從這里被傳播到歐洲。第三是土耳其人于1453年攻陷君士坦丁堡，使希臘的學者們向西遷移。

同時，由于水輪、紡車、織布機、漂洗機、水力推動的鼓風機等機械的發明，冶金、玻璃和陶瓷制造、造船等手工業的發展，使西歐出現了早期的技術革命，有力地刺激了實驗科學的興起和發展，并提供了許多力學、化學、物理學等方面的新知識。在生產力發展的同時，觀測天文學也取得了相當的進展。例如在紐倫堡就形成了一個規模頗大的天文儀器制造中心，大批技術高超的手工業者在這里生產著大量的星盤、日晷、子午儀、象限儀、渾天儀等古天文儀器，為觀測天文學的發展創造了十分有利的條件。航海事業的發展，要求更加準確地測定日月星辰在天空中的地位，這也推動了觀測天文學的發展。

從13世紀起，歐洲各國開始興建大學。當時有三種大學：第一種是教會創辦的，如牛津和劍橋等大學；第二種是公立大學，由學生選舉出來的校長總攬校務，如帕多瓦大學；第三種是國立大學，由帝王征得教皇認可而建立，如那不勒斯大學。在這些大學中紛紛開設了講授希臘經典的課程，其中就有托勒密的天文學知識。

面對希臘古典科學在歐洲的傳播，基督教會在新的形勢下已經無法用老的方法進行阻擋了。公元1227年，羅馬教皇格里高里九世(約1170年-1241年）上臺后改用軟硬兼施的方法來控制人們的思想。一方面，他在1230年下令在羅馬建立宗教裁判所，殘酷迫害異端思想的傳播者；另一方面，他又在1231年下令重新修訂和評注古希臘的哲學和自然科學著作。于是托馬斯.阿奎那(1225-1274)竭力肯定亞里斯多德、托勒密學說和基督教的圣經是一致的，并把托勒密的地心學說捧上了權威的地位，使教會對托勒密的地心體系從排斥變為利用。

托勒密的體系認為地球位于宇宙的中心，天體圍繞它運轉。最接近地球的是月亮，其次是水星、金星、太陽、火星、木星、土星、恒星以及宗動天，這就是所謂九重天的思想。托勒密在描述行星運動時，如同描述太陽月亮的運動一樣，以本輪均輪加偏心圓的理論進行說明。由于觀測越來越精密以及觀測數據的積累，所發現的行星不規則運動就越來越復雜。為了說明這種復雜運動，托勒密除掉假設地球偏在均輪中心的一邊以外，同時還設想本輪的中心沿著均輪的運動也是不均勻的。他另外引入一個叫做"等點"的概念，等點與本輪中心的距離等于地球至均輪中心的距離，但方向相反，并假設本輪中心的運動從等點看是等速的。這樣既維護了天體作等速圓周運動的莊嚴及和諧，又盡可能地將理論推得的運動軌跡盡可能地符合觀測的結果。

教會宣稱，上帝創造了天和地。為了管理地上的萬物，上帝又按照自己的形象創造了人。按照這種說法，地球既然是上帝所安排的人類的棲身之所，當然應該在宇宙間有特殊地位。托勒密的地心說恰恰論證了地球固定不動地處于宇宙的中心，這正好給基督教教義提供理論依據。因此托勒密的體系長期被教會奉為顛撲不破的永恒真理。

托勒密體系是歐洲天文學乃至整個近代天文學發展的新起點。從這以后，中世紀歐洲天文學長期停滯的狀態結束了，開始了新的發展歷程。

1252年繼位為西班牙國王的阿方索十世(1221-1284)是一位熱衷于科學的人，他在未登上王位之前就熱情支持學者們將阿拉伯文的科學著作譯成拉丁文，并組織一批阿拉伯和猶太學者修訂查爾卡利的《托萊多天文表》。他一登基，就刊布了這部經修訂后的天文表，稱之為《阿方索天文表》。這份天文表在歐洲流傳極廣，在200年中，它幾乎滿足了所有歐洲國家的需要。

據說，阿方索十世對托勒密體系的繁瑣和不和諧頗為不滿，曾發牢騷說："上帝創造世界時要是向我求教的話，天上的秩序本來可以安排得更好一些。"為此，他被教會指控為異教徒，1282年被廢黜。

法國天文學家霍利伍德的約翰(-約1256）于1220年出版了名著《天球論》，簡明扼要地闡述了球面天文學，為天文學在歐洲的普及作出了貢獻。這本書有許多種譯本，一直流傳到17世紀末期。

15世紀歐洲的著名天文學家有維也納大學教授波伊爾巴赫(1423-1461）。他曾著《天文學手冊》，作為《天球論》的補充。同時又著《行星理論》(1474年出版），詳細地介紹了托勒密行星理論。該書此后200多年中再版了56次。他的學生和合作者雷喬蒙塔努斯(1436-1476)在紐倫堡建立了一座天文臺，并編印了公元1475-1506年的航海歷書，這份歷書曾為哥倫布發現新大陸時所使用。

在意大利，也曾出現過一位天文學家尼古斯(1401-1464)。他認為地球每日都在其軸上自轉，這是宇宙開始時所賦予它的沖力所致。他還認為，天體上也有和地球上相似的生物居住著，宇宙是無限的，在其他星球上所看到的天體運動，與在地球上所看到的應是一致的。人們以為地球不動，但實際上它與一切天體相類似，都在運動著。

中世紀晚期，正是歐洲資本主義生產關系孕育發展的時期。中國的火藥、指南針、造紙、印刷術四大發明已通過阿拉伯人傳到了歐洲，歐洲資本主義性質的手工業逐漸形成。1492年，意大利航海家哥倫布首次橫渡大西洋成功并發現北美洲；1519-1522年，葡萄牙航海家麥哲倫則率領西班牙探險隊完成了首次環球航行。因此，當時的托勒密地心體系越來越暴露出它的破綻。后繼者采用本輪、均輪的觀念來修補托勒密體系，本輪、均輪的總數多達80個，運算極為繁瑣，然而還是無法準確預報日、月和行星的位置，無法提供優良的航海日歷。

當資產階級需要利用科學同宗教神學的宇宙觀作斗爭時，這場斗爭終于從天文學中的地心說開始了。