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载《中国科技史杂志》28卷3期(2007)


一部“另类”的月亮天文学论著
——评《开普勒之梦》

穆蕴秋1
(上海交通大学 科学史与科学哲学系,上海 200240)

 

  Johannes Kepler :Kepler's Dream, Patricia Frueh Kirkwood (Translator), University of California Press (April 1965), Paperback: 192 pages. ISBN-10: 0520007166 , ISBN-13: 978-0520007161(约翰内斯·开普勒:《开普勒之梦》,译者:帕特丽夏·科克伍德,美国加利福尼亚大学出版社,1965年4月,平装:192页。ISBN-10: 0520007166 , ISBN-13: 978-0520007161)

摘 要 伽利略的《对话》和《开普勒之梦》都对同一个问题进行过讨论:月亮是否和地球一样,也存在有生命的物种?但它们不同于此前一些哲学家们的纯思辨性讨论,而是力图从各自的月亮观测结果出发,做出合乎逻辑的设想和解释。望远镜的使用在这里无疑起到了重要作用。《开普勒之梦》作为一本天文学著作中的“另类”之作,在后来某些时候被看作是科幻小说的先驱之作。
关键词 月亮天文学  月亮新发现 望远镜 月球旅行 
中图分类号 N09: 
文献标识码 A 文章编号 1673-1441(2007)03-

  1609年,伽利略(Galileo Galilei,1564—1642年)首次用望远镜看到月亮环形山。这个发现和他随后陆续观测到的太阳黑子和金星相位的变化,共同推翻了亚里士多德经院哲学家们一直所宣扬的,天体是完美无瑕的说教。在伽利略出版于1632年的《对话》1一书中,有关月亮新发现的讨论被放在第一天。这部分内容历来被强调的,也正在于它所隐含的颠覆意义。相较而言,伽利略在此处所论及的另一个问题:月亮是否和地球一样,也存在有生命的物种?则没有引起过太大关注。
  书中有关月亮新发现的讨论,一开始就是由两位对话人物辛普利丘(Simplicio)和萨格列托(Sagredo)从该问题引出的,作为作者代言人的另外一位对话人物萨尔维阿蒂(Salviati),他的回答无疑代表了伽利略对这个问题的看法:
  我有许多次约束自己不要去幻想这些事情,而我的结论是,要指出一些月亮上不存在和不能存在的事物确是可以的,但是我相信除掉在最广泛的意义上,没有一个事物能够在月亮上存在。(1,39—40页)
  相关的内容在伽利略对月亮新发现作了一番讨论后,又再度被提起。
  有意思的是,与伽利略同时代比肩而立的开普勒(Johannes Kepler,1571—1630),在他的一部著作中,也曾花了相当的篇幅在这个问题上。这就是出版于1634年的《开普勒之梦》2(Kepler's Dream,后简称《梦》)。原稿用拉丁文写成,书名为Somniun,Sive Astronomia Lunaris,可直译为《梦或月亮天文学》。它的最早雏形,是开普勒1593年就读于德国图宾根大学时,所写的一篇以哥白尼日心说立论的有关月亮天文学的论文。在当时托勒密地心说占主流的情形下,它未能被公开发表。1608年,开普勒重拾旧作,至1630年方完稿。但开普勒生前一直没有机会发表,他去世后,在其儿子路德维格·开普勒(Ludwig Kepler)的努力下,才于1634年印刷出版。
  开普勒在这本书中,所讨论的和月亮天文学有关的内容包括:月球的子午线、赤道、两极、昼夜长短,月球四季的划分,月亮上发生日食和“地食”的情形,以及想象从它上面所观测到的地球景象。不过,此书和一般天文学论著却也不太一样。
  首先,它以梦的形式写成。开普勒宣称上述天文学内容,来自他某次梦里读到的一本书中主人公留下的记载,在这本书里,主人公和他的母亲在博学的魔鬼(demon)引领之下,经历的一次月球旅行。开普勒是一名对神秘事物有着相当偏好的天文学家,书中他对月球旅行的设想,颇能体现他的这一特点。他构想,那些掌握飞行技艺的魔鬼生活在太阳照射下地球形成的阴影中,他们选择当地发生月全食时为从地球到月亮的旅行时刻,这样一来,地球在太阳照射之下所形成的阴影,就能触及月亮,形成了一条到达月球的通道。
  其次,在书的最后一部分,开普勒展开了对月亮世界的想象。他饶有兴味地在此提及了“月亮居民”:
  在月亮一直面向地球的一面,布满了很多像被刺穿一般的小孔,这其实是月球上一些连续的洞穴,它们应该是月亮居民(inhabitants of moon)用于抵御严寒酷热的遮蔽所。(2,153-154页)
  正是在这部分内容里,开普勒认为月亮上也存在有生命的物种:
  (月亮居民)生于泥地里,长于泥地里,他们身材庞大,成长迅速,但生命周期非常短暂。存在于朝向地球一面的月亮居民没有固定居所,成群结对到处游荡,一些用脚行走,可能比骆驼快些,一些用翅膀飞翔,还有一些坐在小船里随波漂流。中途暂停的时日里,它们就爬进那些洞穴里,根据各自的特性在群体中扮演不同角色。(2,155页)
  这些描写,看似天马行空,但其实和一般纯文学幻想也不太一样。它是开普勒通过望远镜观测,对月亮观测结果的进一步解释。相关内容除了出现在《梦》的正文结尾部分,主要还集中在此书附录里。表1是开普勒对月亮的观测结果及相关解释。

表1 开普勒对月亮的观测结果及相关解释1)

现象

观测结果

相关解释

 

月亮被阳光照亮部分,从明暗交界线处持续延伸,逐渐渗入暗的部分

明暗交界线是太阳光直射形成的,月亮是一个球体,但不光滑

月亮明暗分界线看上去很粗糙

月亮表面是高低不平的

月亮明暗分界线直接穿越它表面的斑点部分

斑点是月亮表面的光滑部分

月亮被照亮的部分有暗黑的缝隙

缝隙是月亮上高山和悬崖的影子

新月时,靠近明暗分界线的阴影部分有很亮点

亮点是从月亮表面升起的山峰

Ⅰ、Ⅳ的现象在月亮上弦和下弦的时候都能看到,只是出现在区域刚好相对

月亮上斑点部分是被亮点部分围绕着

在月亮被照亮部分接近明暗分界线的地方,有许多镰刀状、尖钩朝向分界线的小暗区。还有呈反向的镰刀状区域。与此相对的是黑色的凸状面

月亮被照亮部分有山谷和洞穴地球上看不到的月亮被遮住的一面也有巨大的洞穴或坑窝

月亮上的黑色斑点暗度深浅不同

月亮上潮湿区域干湿程度有别

月亮明暗分界线的两边都布满了斑点

推断整个月球上都遍布这种斑点(月亮的另一面从地球上看不到)

月亮上一些斑点区域内的那些洞穴呈完美的圆形,圆周大小不一。排列井然有序,呈梅花点状

绝非天然形成,而是一种非天然建筑智慧的结晶

月亮上的一些洞穴里还有洞穴

这是诸多个体总的劳动成果,许多个体共同使用这些洞穴

1) 根据附录注释1内容(2,167—175页)整理。
   开普勒认为月亮上存在有生命的物种的想法,依据来自现象Ⅺ和现象Ⅻ(2,173—174页)。在他看来,月球表面上洞穴和凹地的排列有序,和洞穴的构成情形,正是月球生命形式有组织的建造成果:
  我们认为月亮上存在某个种群,他们能够合理地在月球表面建造凹地。这个种群一定是由许多单个的群落组成,每个群落都有供自己使用的凹地。由此就可解释,为何我们发现这些凹地相互完全一样,因为它们是按照共同的设计方案的建造的。这表明不同的凹地建造者之间达成了成熟的一致意见。(2,175页)
  与此相关的内容,在他《天文学的光学部分》(1604年)一书也有提及(此书所涉及内容见参考文献 2第155页脚注212)。甚至他的老师第谷(Tycho Brahe,1546—1601)似乎也认为别的星球上可能存在有生命的物种,在《世界的和谐》(1619年)第5卷的结语部分,开普勒说3:
  如果第谷.布拉赫认为荒芜的星球并非意味着世上的一无所有,而是栖息着各种有生命的物种,那么通过地球观察到的星球,我们就能够猜想上帝是如何设计其他星球的。(3,795页)
  伽利略不这样认为,早在《关于太阳黑子的通信》(1613年)一书中,他就颇为尖刻地说过:“认为在木星、金星、土星和月亮上居住着有生命的物种——它们类似地球上和我们一样的居住者,这种观点是不成立和应该遭受诅咒的”4,伽利略还宣称自己能证明其它星球上不存在任何有生命的物种。的确,伽利略在后来《对话》一书中对此进行了具体分析,和开普勒一样,他的观点也基于对月亮观测结果的解释之上提出的。表2是伽利略在《对话》中对月亮的观测结果及解释。

表2 伽利略在《对话》中对月亮的观测结果及解释1)

观测现象

解释

和地球比较的异同结果

较为黑暗的区域

平原,很少有什么岩石坡地,虽然有些地方有一点

 

1.       圆形

2.       本身不发光不透明

3.       厚实,高低不平

4.       光亮和黑暗两部分

5.       都有圆缺

6.       有两个斑点

7.       互相照亮,互蚀

1.构成月球的材料并不是陆地和水

2. 太阳方位变动不同

3月亮上没有雨

 

余下明亮的部分

是岩石、山岭、环形山和其他形状的山

周围环绕着许多大山脉

斑点。明暗分界线上的残缺和锯齿

都是平原

1) 根据1第41—45、 67—68页相关内容整理。
   在伽利略看来,月亮和地球之间所存在的三点差异,决定了月亮上不可能存在其它物种——因为这些正是地球产生生命的必要条件。其中他着重分析了太阳方位变动对地球和月亮完全不同所造成的影响,“地球的一日一夜大多是二十四小时,但月亮上一日一夜相加却是地球上的一个月;太阳在地球上用以引起四季之分和日夜长短不同的周年起落,在月亮上一个月就完成了”。因此,“太阳如果连续不停十五天把它的光线射到月亮的热带上,那所有的草木和虫鱼都会被毁灭掉。”(1,68页)开普勒也同样考虑到了这一点,根据他附录正文中的描写,那些月球居民在上面建造小镇,构筑防御工事,修建护城墙等等,所做的一切,正是为了抵御月亮上严重的湿气,和连续长久的日照所引起的酷热。(2,166页) 
  关于月亮上是否能存在生命物种的问题,伽利略的讨论,是以地球生命所依存的环境要素作为参照标准,来判别月亮是否也具备同样的条件支持生命物种的存在。在后来有关地外文明的讨论中,这是常被采用到的方式。但这种鉴别方法也易遭到质疑,因为,地外物种假如真的存在,其生命存在方式极有可能和地球物种完全不同——正如开普勒在《梦》中所想象的那样。伽利略也虑及这点,他补充说,“如果月亮上存在什么物种的话,那一定是和我们眼前的这些草木鸟兽完全不同”。随后他做了很周到的总结:
  再者,如果有人问我,根据我的基本知识和天然理性,我对月亮上面产生同于或异于我们这里的事物的问题的看法,我将永远回答说,“很不相同,而且是我无法想象的。(1,68页)
  尽管在月亮上是否存在其他物种这个问题上,伽利略和开普勒的结论并不一致,但他们都力图从各自观测结果出发,做出合乎逻辑的设想和解释。虽然开普勒所观测到的现象Ⅺ和现象Ⅻ,某种程度上可以算是一种视觉幻觉,真实情形多半并非如此。但无论如何,这种基于观测经验之上的讨论,和此前一些哲学家在这个问题上的纯思辨性讨论,已经完全不同。而这个过程中,新的观测工具的出现——望远镜的使用,无疑起到了举足轻重的作用。
  有关望远镜在其中所起到的作用,科学史家库恩(Thomas Kuhn,1922—1996)在《哥白尼革命》5一书中从另外一个角度略有论及:
  (在17世纪),望远镜成为一种流行的玩具。对天文学或任何科学此前从未表现出兴趣的人,也买来或借来这种新仪器,在晴朗的夜晚热切地搜索天空。……一种新的文学也随之诞生了。科普读物和科幻小说的萌芽都可以在17世纪发现,一开始望远镜和它的发现是最显著的主题。(5,219页)
  就库恩所言及的“科幻小说萌芽”而论,《开普勒之梦》作为一部“另类”的月亮天文学著作,在后来某些时候的确被看作科幻小说的先驱之作6。 

 


收稿日期:2007-07-05

参考文献
1 (意)伽利略. 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话[M]. 周煦良,等译.北京大学出版社,2006.
2 Kepler J. Kepler's Dream[M]. Kirkwood P F (Tr). (USA) University of California Press, 1965.
3 (德)开普勒. 世界的和谐[A]. 张卜天译. 站在巨人的肩上(选集)[C]. 沈阳:辽宁教育出版社,2005.
4 Tipler F J. A Brief History of the Extraterrestrial Intelligence Concept[J]. Royal Astron. Soc. Quart. Jrn., 1981,22:133 .
5(美)托马斯.库恩. 哥白尼革命[M]. 吴国盛,等译. 北京大学出版社,2003年.
6 Christianson G E. Kepler's Somnium: Science Fiction and the Renaissance Scientist[J]. Science Fiction Studies, 1976,3(1).

A Particular Lunar Astronomy Work: Review of Kepler's Dream
MU YunQiu 
(The History and Philosophy Department of Science, Shanghai JiaoTong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: Galileo's Dialogue and Kepler's Dream have been discussed the same question:are there living creatures on the moon, just like the earth ? Different from some philosophers' pure thoughts about it before them, they both tried hard to make logical imagination and explanation on the basis of Lunar finds newly. Undoubtedly the use of the telescope has played critical role .As a particular lunar astronomy work, Kepler's Dream was regarded as the pioneer of the science fiction in later sometimes.

Key words: Lunar astronomy Lunar finds newly Telescope Travel to the moon

 

 

20071222加入