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我們處於宇宙的中心嗎?–人類宇宙觀的演化

 
 
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】
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