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我們處於宇宙的中心嗎？–人類宇宙觀的演化

102/05/16 5621

秦一男｜淡江大學物理學系教授

自古以來，人們不斷問自己，我們從哪裡來？要往哪裡去？我們是否是上帝的選民，宇宙當中獨一無二的生命？因此，從東方到西方的哲學家們花了很多時間在探討什麼是「宇宙」？藉由本演講，我們將一起探討人類的宇宙觀是如何演進的。無論是中國的渾天說、蓋天說、宣夜說，或是古希臘時期的日動說與地動說，都是先民嘗試利用有限知識解釋浩瀚宇宙的過程；近代的科學萌芽之後，從哥白尼到加利略與克卜勒，乃至牛頓、赫歇爾、愛因斯坦、哈柏等人的努力，讓我們更了解到人在宇宙當中的地位；並希望藉由此一認知，讓世人可以了解人與自然的關係。

「我們真的在動。」伽利略被宗教異端法庭審判定罪，被迫放棄學說時，說了這一句話，在仍堅信地球為宇宙中心的時代，可說是驚世駭俗。

三派學說解釋「天」

中國古代正式有天文觀測紀錄，留下完整的紀錄，首推就是司馬遷，大家看到太史令司馬遷，以為他是個歷史學家，其實他是個天文學家。秦一男說，大家常把太史令翻成國史館館長，其實是皇家天文台台長。

古代中國天文官要做些什麼事：「日月運行，曆示吉凶。」藉由太陽和月亮的運行來編列，不是初一、十五，什麼時候立冬該進補，何時冬至該吃湯圓，而還要告訴我們什麼是好日子，什麼是壞日子。

要了解中國古代的宇宙觀，秦一男說，晉書天文志曾記載，古代有三派學說討論天的結構，分別是蓋天說、宣夜說、渾天說，後來流傳下來的只有渾天說。

他解釋，但因中國古代致力發展天文為服務業，這些學說並沒有進一步發展。

再看看西方的宇宙觀，一直以地心說為主流，十五世紀時，哥白尼寫了名著「天體運行論」。揭諸了現代日心說的理論，點出地球並非宇宙中心，恆星的周日運動來自於地球公轉，太陽的周年運動來自地球公轉。

秦一男說，在望遠鏡未發明前，用肉眼觀測精度最高的就是帝谷（Tycho Brahe)。他測量了恆星，甚至行星的位置，還是不相信地球在動，又不能解釋其他看到的現象，就把地球放在宇宙中心，太陽月亮繞地球轉，然後其他五顆行星繞著太陽。

德國天文學家克卜勒後來當帝谷的助手，帝谷要他觀測火星，沒想到卻讓他發了，並提出克卜勒提出著名的行星三大定律：一、行星以橢圓軌道，繞著太陽公轉，太陽位在其中一個焦點上面。二、行星繞著太陽公轉，離太陽遠時走得慢，離太陽近時走得快，每單位時間掃過的面積是一樣的。三、周期的平方與半徑的三次方成正比。

望遠鏡發明後，天文學的發展又進入另一個階段。英國人Thomas Harriot也做了望遠鏡，並拿來觀測月亮，他可能才是第一個拿望遠鏡觀測天空的人，而不是伽利略。但秦一男認為，跟伽利略最不一樣地方，就是 Harriot寫的東西都放在家裡，對科學發展幾乎是沒有貢獻，可以把「第一」放在他身上，但不代表有用，因為他沒有跟其他人互動。

愛情之母仿戴安娜

伽利略自己很會做望遠鏡，也用望遠鏡觀測到許多現象。他是第一個用望遠鏡看到金星圓虧變化的人。

當伽利略發現金星圓虧變化時，他想告訴人家，但又怕是看錯了，以後會被嘲笑，只在給克卜勒的信中寫了句：「我徒然閱讀了這些未成熟的東西」。這句話重新排列後才是他想說的：「愛情的母親仿效戴安娜。」

愛神是丘比特，他的媽媽是維納斯，也就是金星；戴安娜是月神，結果維納斯偷學戴安娜，意指月亮有圓缺，金星也有，拐彎抹角到一個地步。

秦一男說，古人不相信日心說還有一個原因，如果真的太陽是宇宙中心，地球和其他五顆行星繞著太陽公轉，為什麼別的行星沒有衛星，但地球帶了一個拖油瓶，就是月球。而伽利略又靠著觀測發現了木星的衛星，說明了衛星並非地球特有的現象。

這一連串的觀測證據在在顯示，地心說是無法解釋我們所見的自然現象。

日心說、地心說吵完了，太陽是中心，但太陽真的是宇宙的中心嗎？

怎麼知道太陽是不是宇宙中心，秦一男說，天文學家Shapely想到數球狀星團的方法，估計出銀河系大小是30萬光年；雖然現在知道直徑只有10萬光年，錯得很離譜，但沒關係，起碼知道我們不是在銀河的中心上面。

不是靜態正在膨脹

愛因斯坦在1915年提出廣義相對論，預測宇宙不可能是靜態的，會因為質量彼此間引力收縮，消滅不見。為了解釋當時大家認知的靜態宇宙，愛因斯坦引進「宇宙學常數」。1923年，他知道「宇宙學常數」是錯誤的。

20年代，哈柏透過宇宙紅位移的觀測，發現遙遠的星系都在遠離，確認宇宙正在膨脹。

進入21世紀，發現宇宙間物質佔4%，有23%是不發光的黑暗物質，其他73%是什麼？這些東西是最後答案嗎？

奏一男說，隨著人類觀測的進步，看的世界愈來愈大，才發現地球繞太陽，後來發現銀河系結構，又發現我們繞著銀河系在公轉，銀河系也不是唯一的星系。就像伽利略所說的，「我們是真的在動。」

【2008/11/17／聯合報／記者楊正敏／台北報導】

恆星(23) 行星(36) 銀河暗物質(2) 伽利略(22) 廣義相對論(11) 宇宙膨脹(3)

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