◆解啟榮 桑同常

(連云港師范高等?？茖W(xué)校)

一、開普勒的性格、氣質(zhì)和鉆研問題的思想方式

開普勒的性格、氣質(zhì)和鉆研問題的思想方式是錯(cuò)中復(fù)雜的，其中有些方面還是相互矛盾、不可思議的。他在科學(xué)研究中神秘主義與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)并蓄;思想的飛馳和頑強(qiáng)的苦鉆精神并存;魯莽和迂腐的小心翼翼共處;暴躁發(fā)火和忍耐都會(huì)表現(xiàn);有時(shí)顯得異常天真，有時(shí)又陷入哲學(xué)的深沉;他會(huì)問出無人敢想的大膽問題，但有時(shí)所問的問題也顯得愚蠢可笑。從現(xiàn)代人的眼光看來，他的有些問題問得毫無意義，可有的卻是地球物理學(xué)與天文學(xué)交結(jié)點(diǎn)上的問題，象征現(xiàn)代宇宙學(xué)起始的問題。他和其他好些文藝復(fù)興時(shí)期的科學(xué)大師一樣，不一定能解答每一個(gè)問題，但最重要的都是會(huì)提出問題的巨匠。而開普勒更具有高超的數(shù)學(xué)推理才能，熾烈的宗教感情和靈活而豐富的想象能力。

在出席1928年韋爾城的紀(jì)念開普勒逝世300周年國際學(xué)術(shù)討論會(huì)上，著名的英國天文學(xué)家愛丁頓對開普勒獨(dú)有的學(xué)術(shù)思想風(fēng)格作出了最恰當(dāng)?shù)脑u價(jià):“在天文學(xué)上所有偉大的先驅(qū)者當(dāng)中開普勒所賦有的才智要算得上是最不尋常的了。發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律是一項(xiàng)驚人的光輝成就，這三個(gè)定律的內(nèi)容是互相包含的，從一個(gè)可以論證其他一個(gè)。我懷疑，任何一位受過正規(guī)科學(xué)訓(xùn)練的人能否作出這樣的工作，他的前人通過大家熟知的方法已經(jīng)用他們的心智技巧將天文學(xué)發(fā)展到了一定的程度，但是對于下一階段就需要另一種不尋常的心智和靈感了。開普勒的半荒誕的思想方式據(jù)我們所知，雖然能夠作出一些荒誕的判斷，但仍可看出他是有其科學(xué)訓(xùn)練功底的。我們雖然不能把他作為楷模來予以贊揚(yáng)，但是他的這種思想方式都是取得如此大的(突破性的)進(jìn)展所需要的。”

二、開普勒思想方式與青年時(shí)代的家庭和學(xué)校背景有關(guān)

開普勒的思想性格和氣質(zhì)的形成與他青年時(shí)代的家庭背景和教育環(huán)境大有關(guān)系，他的祖父是個(gè)貴族后裔，當(dāng)過韋爾城的市長，但配偶出自同家族人，導(dǎo)致后代大多早年夭折，智力衰退，或有精神變態(tài)，家族由此敗落。開普勒的父親是一個(gè)不務(wù)正業(yè)的流浪漢，參加過雇傭軍，死于他鄉(xiāng)。他的大弟弟也和他父親的情況相仿，不務(wù)正業(yè)，智力低下，一個(gè)精神病和癲癇病患者，也參加過雇傭軍。開普勒自幼體弱多病，先天近視散光，長大后有胃病和膽囊炎，?；冀戬?，滿身廯疥，不能久坐，處處表現(xiàn)神經(jīng)質(zhì)，對人對事多疑多夢，在學(xué)生時(shí)代有時(shí)異常高傲，洋洋自得;有時(shí)受同學(xué)們嫉妒常常挨打，又十分自卑。他是一個(gè)早慧兒童，根據(jù)當(dāng)時(shí)地方法規(guī)，他得到公費(fèi)資助，順利地進(jìn)入了各級學(xué)校，直到圖賓根大學(xué)文學(xué)系本科和神學(xué)研究生班先后畢業(yè)，正當(dāng)24歲畢業(yè)前夕，他被聘為奧地利格拉茨一所新教學(xué)校任天文與數(shù)學(xué)教師，并任斯臺(tái)里亞省的數(shù)學(xué)師兼星相師。

開普勒在學(xué)生時(shí)代憑著自己的天資、興趣和努力，在文學(xué)欣賞、詩歌劇本的創(chuàng)作，數(shù)學(xué)難題的鉆研，哲學(xué)、神學(xué)的思考等方面，均顯露了突出的才華。他除了受到天文學(xué)教授麥?zhǔn)苛值慕桃嫱?，還受到神學(xué)教授希爾布朗德(Jakob Heerbrand)的教益頗深，幫助很大，可謂影響他一生的學(xué)術(shù)思想和事業(yè)。希爾布朗德對他說:“宇宙的美是上帝存在的首要證據(jù)。”

他便進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到上帝和人之間的本體聯(lián)系便是通過自然這本大書，通過行星運(yùn)動(dòng)和眾星的的幾何圖像對人講話的。開普勒后來還在《新天文學(xué)》一書中討論了《圣經(jīng)》的解釋，努力說服教友們相信“哥白尼學(xué)說”和《圣經(jīng)》是可以相容的，并不威脅教徒。他想借此團(tuán)結(jié)各教派，團(tuán)結(jié)全人類。Edward Rosen認(rèn)為這是開普勒推動(dòng)人類進(jìn)步的重大貢獻(xiàn)之一。

三、開普勒和星相術(shù)的關(guān)系

在開普勒生活著的歐洲，星相術(shù)在廣大人民群眾中和許多科學(xué)家中都是很流行的，當(dāng)時(shí)圣神羅馬帝國以及各地區(qū)都有數(shù)學(xué)師兼星相師德官職，專司制定包含預(yù)卜第二年重大事件的年歷。由此可見官民對星相術(shù)是多么重視和習(xí)以為常了。開普勒于1594年4月到格拉茨上任后不久便開始編制撰寫1595年的年歷了。其中他通過星相術(shù)預(yù)卜了三件大事:嚴(yán)酷的寒冷，農(nóng)民暴動(dòng)和土耳其人入侵。這三件事在1595年全都應(yīng)驗(yàn)了，這使他在當(dāng)?shù)氐拿鬄樘岣摺：髞硭诓祭褚蚕群蟀l(fā)表了從1602～1606年和1613～1624年的年歷和預(yù)卜。

由此可見，他對星相術(shù)還是很有本領(lǐng)的。不過他自己并不相信星相術(shù)是合理的，可靠的，而作為天文學(xué)家，他不得不靠這“小女兒”來掙面包混口飯吃擺了。他在1624年年歷的說明中寫道:“薪水這樣延遲不發(fā)，撰寫年歷總比討飯好些吧。”他在1601年所發(fā)表的《星相術(shù)規(guī)程基礎(chǔ)》一書中寫道:“如果星相術(shù)說出了真理，那應(yīng)該歸功于幸運(yùn)了”。不過他認(rèn)為星相術(shù)還是有道理的，因?yàn)樗麑τ钪婧椭C的深刻體會(huì)是“宇宙和人之間有著強(qiáng)有力的共鳴?！笨梢娝麑π窍嘈g(shù)是有理論探索的，盡管他對理論的認(rèn)識(shí)還很膚淺。他認(rèn)為“占天的效果并不是由于天體本身，而是由于個(gè)別人的靈魂對天體方位和諧的本能反應(yīng)?！彼终f:“大自然地語言并非星相術(shù)士的語言，而是幾何學(xué)的神圣語言。”他在寫給Herwart的信上說，他對星體如何影響他的信仰只能從經(jīng)驗(yàn)中的得到證實(shí)，他有志于剝除星相術(shù)的不合理部分而使他成為建立在經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的合理科學(xué)。他的這種改革星相術(shù)的興趣在1598年寫給麥?zhǔn)苛值男派险f:“我是一名路德教派的星相家，我要把星相術(shù)的糠皮剝掉，保留其谷粒?！笨梢姴还墚?dāng)時(shí)星相術(shù)達(dá)到什么情況，開普勒還是以科學(xué)態(tài)度對待它的，而他雖然長期從事星相術(shù)活動(dòng)，但決不會(huì)影響到他的天文學(xué)研究思路的，對于行星運(yùn)動(dòng)三定律的研究不會(huì)有關(guān)。

四、從數(shù)學(xué)神秘主義走向現(xiàn)代機(jī)械觀

文藝復(fù)興時(shí)代的天文學(xué)家們在當(dāng)時(shí)普遍愛讀古希臘思想家的著作而又對經(jīng)院哲學(xué)所吹捧的亞里斯多德學(xué)說不勝反感的風(fēng)氣下，就紛紛向畢達(dá)哥拉斯學(xué)派和新柏拉主義學(xué)派的數(shù)學(xué)神秘主義討教。這兩種學(xué)派前后相隔800年，思想上有源流關(guān)系，內(nèi)容稍異但思想行動(dòng)均有宗教色彩，都追求和崇拜天上和地上幾何圖形和數(shù)值的簡單完美。哥白尼就是受此思想影響的一個(gè)典型。

開普勒起初非常欣賞哥白尼的太陽中心學(xué)說，但后來發(fā)現(xiàn)他為了頑固地信守“圓形軌道是最簡單完美的軌道”這一死教條，可這并不符合實(shí)際情況，哥白尼為了描述行星的實(shí)際路跡，就沿用了托勒密的復(fù)雜的本輪和均輪系統(tǒng)，他雖比托勒密托勒密減少了43個(gè)本輪，但有在每個(gè)本輪上加了一些小本輪，于是就更復(fù)雜了，哪里還談得上完美?另外，哥白尼只考慮到太陽居于宇宙中心的好處是把光和熱普照四方，卻忽視了把推動(dòng)力傳遞到各個(gè)行星的便利條件了。哥白尼把上帝放在恒星的天球邊緣上，只能推動(dòng)恒星天球而不能推動(dòng)行星天球了。開普勒認(rèn)為太陽理應(yīng)在上帝的寶座上，有其推動(dòng)行星運(yùn)轉(zhuǎn)的方便條件。

開普勒明確了哥白尼的上述幾方面失敗的原因之后，就立志要在新柏拉圖主義原則上將哥白尼天文學(xué)說完善起來。他想到，要將觀察到的現(xiàn)象建立正確的天文學(xué)理論，必須不僅著眼于幾何圖形，同時(shí)還得有著堅(jiān)實(shí)的物理原因，必須從物理原理推導(dǎo)出行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，他要追求的應(yīng)當(dāng)就是這種數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)和物理原因。要做到這一點(diǎn)就需要觀測嚴(yán)格，而同時(shí)要謹(jǐn)防有任何先入為主的違反觀測事實(shí)的先驗(yàn)理論。

這就出現(xiàn)了一個(gè)值得注意的問題，就是開普勒是一位地道的神秘主義者和神學(xué)家，又有著典型的近代自然科學(xué)家的治學(xué)精神，二者怎能統(tǒng)一?一位開普勒的傳記作者Arthur Koestler和不少學(xué)者著文論及此事就把開普勒看成一個(gè)類似于偏執(zhí)狂的幻想家和一個(gè)近代自然科學(xué)家二者兼于一身的患精神分裂癥者?？墒且粋€(gè)精神分裂癥者居然能在惡劣的環(huán)境中堅(jiān)持?jǐn)?shù)十年，想象力如此豐富而奔放，研究科學(xué)問題的嚴(yán)肅性和耐力又如此不同尋常，那樣斷言豈能讓人信服?這一類問題在那次紀(jì)念開普勒誕生400周年國際學(xué)術(shù)討論會(huì)上是一個(gè)重點(diǎn)討論問題。有些人認(rèn)識(shí)到，在歷史上把開普勒說成是神秘主義人物，因而對他本人和他的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)加以貶低，只把伽利略作為近代科學(xué)方法的唯一奠基人，這種作法是17世紀(jì)以來學(xué)術(shù)界的一種思想傾向。Arthur Beer認(rèn)為許多多人把開普勒的一些科學(xué)假設(shè)中的神秘主義色彩常被人與迷信劃上等號(hào)了。從提及這一點(diǎn)的許多文獻(xiàn)看來，那些作者根本就沒有了解開普勒。在那次國際紀(jì)念活動(dòng)的學(xué)術(shù)討論會(huì)上，Bernhard Sticher說:“上帝、世界和人是使得開普勒的整個(gè)生活得以和諧的三個(gè)和音，是使得開普勒的整個(gè)生活得以和諧的因素，所以也就不存在什么精神分裂癥狀了?！盧obert Westman認(rèn)為，開普勒的這種宇宙和諧思想是他不自覺地來自他幼年時(shí)代家庭生活破碎不幸的遭遇在精神上產(chǎn)生逆反心理的一種新療病例。Walther Gerlach認(rèn)為宇宙和諧的觀點(diǎn)有利于所有的教派和所有的人民均能從星空同一現(xiàn)象這種上帝的共同語言而感受到和諧，從而促進(jìn)各教派之間的團(tuán)結(jié)，產(chǎn)生文化效益和社會(huì)福利，這是從倫理上改善人類生活和促進(jìn)和平的普遍需要。

開普勒認(rèn)為，上帝、世界和人三者之間的和諧關(guān)系是表現(xiàn)在上帝通過眾星的幾何圖象和數(shù)學(xué)公式所表示的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來對人講話的，而要做一個(gè)虔誠的勤奮的牧師，想人間轉(zhuǎn)達(dá)上帝的意圖，正好符合他一生的理想，現(xiàn)在他來研究行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律不正好是在實(shí)現(xiàn)他的這一理想嗎?這樣看來，他從原來的數(shù)學(xué)神秘主義和基督教的虔誠信徒轉(zhuǎn)變?yōu)閲?yán)肅認(rèn)真的近代自然科學(xué)家，在目標(biāo)上只不過是一紙之隔罷了，而他以宗教熱情來工作卻是無與倫比的，難道這還是多余的嗎?Norbert Schiffers認(rèn)為，開普勒將宇宙和諧思想神圣化是他趨向泛神論的表現(xiàn)。而開普勒自己似乎也看出這一點(diǎn)，便進(jìn)一步發(fā)展他的宇宙的機(jī)械觀，把整個(gè)宇宙結(jié)構(gòu)看成一種無生命或無靈性的時(shí)鐘式結(jié)構(gòu)。這是在17世紀(jì)一個(gè)學(xué)術(shù)態(tài)度認(rèn)真嚴(yán)肅的科學(xué)家和思想家必然的歸宿。

開普勒在1609年出版的《新天文學(xué)》中提出的新計(jì)劃是:“我現(xiàn)在埋頭鉆研行星運(yùn)動(dòng)的物理原因，我的目標(biāo)是要證明天體運(yùn)動(dòng)的機(jī)制并不是什么神圣機(jī)制，只不過跟時(shí)鐘一樣的機(jī)器而已，所有昭示于人的運(yùn)動(dòng)只不過是一種受簡單的磁力所驅(qū)動(dòng)而已，就像一只鐘的全部運(yùn)動(dòng)都是由一只簡單的掛錘所驅(qū)動(dòng)的一樣?！彼倪@一認(rèn)識(shí)并無先例，在科學(xué)史上十分難得。當(dāng)時(shí)牛頓的《原理》尚未發(fā)表，自然科學(xué)家對超距作用還十分陌生，一旦1600年英國吉爾伯特的《磁鐵》一書發(fā)表，開普勒便立刻將磁力和地磁概念應(yīng)用在行星運(yùn)動(dòng)上，把假設(shè)中的太陽的磁力視作太陽驅(qū)動(dòng)各行星的動(dòng)力來源，他在1920年出版的《哥白尼天文學(xué)概要》一書中說，太陽是個(gè)大磁體，其中心是一個(gè)極，另一極分布于太陽表面上，各個(gè)行星猶如一磁體，在其橢圓軌道上先受到太陽的吸引，然后又受到排斥，這是行星所受到的太陽引力的輻射方向分量，而其切線方向則如掃帚一樣被太陽掃著走了。這種用無機(jī)的物理原因而不用任何神鬼性靈之類的原因動(dòng)力來源畢竟是可取的，對于當(dāng)時(shí)的他是十分難得的。

開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律這一杰出的艱苦工作之所以能夠成功，除了他本人的才能和宗教熱情氣質(zhì)以及他所利用的第谷的精密度足夠高的天文觀測數(shù)據(jù)外，主要還靠他處處心懷物理原理。人們大多憑著猜想，以為開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)的第一和第二定律無非靠了從一大堆數(shù)據(jù)中簡單地歸納一下便可得到結(jié)論了，其實(shí)不然，在浩瀚的數(shù)據(jù)中探索的道路是艱苦的，他有太陽是行星的驅(qū)動(dòng)力之源的物理原則和多種可能的軌道圖形在胸，高瞻遠(yuǎn)矚，主動(dòng)地處理和運(yùn)用數(shù)據(jù)，將全部工作劃分為七個(gè)階段，穩(wěn)扎穩(wěn)打逐步解決問題，絕不是成天亂湊數(shù)據(jù)的。第三定律在他胸中也是早有物理原型的定性認(rèn)識(shí)的他見到太陽系中愈遠(yuǎn)的行星線速度越小，周期越大，于是他便考慮到周期隨距離增大而增大的定性關(guān)系，再由此初步推測這是太陽對行星的推動(dòng)力隨著距離增大而減弱，由于各行星重量(其實(shí)是質(zhì)量，當(dāng)時(shí)尚無質(zhì)量概念)不同。所以各行星才未同步繞日。他對于物體慣性的認(rèn)識(shí)只有一半，即靜者恒靜，慣性大小表現(xiàn)于阻抗外力推動(dòng)的程度，而沒有認(rèn)識(shí)到物體不受外力作用時(shí)保持恒速。是由于他不相信宇宙無限大的緣故，而據(jù)A·Koyre指出，他的這種不相信是與布魯諾因宣傳宇宙無限大而受教廷迫害有關(guān)。

開普勒所處的年代正值歐洲從封建主義社會(huì)向資本主義社會(huì)轉(zhuǎn)變的時(shí)期。在科學(xué)與神權(quán)的斗爭中，開普勒堅(jiān)定地站在了科學(xué)的一邊，用自己孱弱的身體、艱苦的勞動(dòng)和偉大的發(fā)現(xiàn)來挑戰(zhàn)封建傳統(tǒng)觀念，他的學(xué)術(shù)思想和科學(xué)方法雖沒有伽利略對后輩科學(xué)家影響大，但他還是推動(dòng)了唯物主義世界觀的發(fā)展，使人類科學(xué)向前跨進(jìn)了一大步。

［1］A·S、Eddington，“Speech at the Kepler Monument in weil－ der－Stadt” Die Naturw － issensehaften，18 Jahrgang，Heft 46，(1930)S.71.

［2］Ibid.Chap.1.

［3］E.J Aiton，“Johoannes Kepler in the light ofreent research，”HIST.sei Xiv(1976)p.81

［4］Edward Rosen，“Kepler’s harmonies and his concept of inertia”Am·J·Phys，vol.34 p.610 － 3(1966).