(Nicolaus Copernicus,1473-1543)

蘇明俊

天文學家哥白尼於1473年二月十九日在波蘭北部的桑城(Thorn) 出生，父親經商非常成功，育有四個子女，哥白尼是老么。但因父親早逝(當時哥白尼只有十歲)，哥白尼由當主教的叔父扶養長大；由於叔父熱衷教育，使哥白尼得以接受優良的教育。1492年，他在波蘭南部最優秀的學府科拉科 (Krakow)大學攻讀美術與數學。次年，叔父勸他學醫，理由是可以替更多人服務。1496年起前往義大利北部留學，他在波隆那(Bologna) 大學學習教會法，同時也跟隨天文學家諾巴拉從事星象觀測，也到過羅馬觀測行星。後來在帕度亞(Padua) 大學獲得教會法的博士學位，之後在羅馬大學教授數學和天文學。他因懷疑托勒密的行星理論而不願再教書，1502年回到波蘭懸壺濟世，受到大家的愛戴，同時在叔父服務的教會擔任牧師，叔父去逝後，更掌理教會的行政工作。他是羅馬天主教的神父，更是現代天文學的創始者，他致力於研究太陽、行星、和月亮對恆星的相對運動，窮其一生對星象的觀察，大致獲得下列結論。

證據是：越往北移動，北極星就升得越高；越往南移動，則越低。

　　如果大氣不隨著地表運動，應該會有連續的風由東向西吹。太陽、月亮、和星星都是東升西落，表示地球由西向東自轉。

　　太陽才是宇宙的中心，地球和行星都以圓形的軌道繞太陽運轉，但是圓形的軌道不以太陽為圓心；因為觀察行星在天空中移動的速率，並不是等速率的。

　　當外行星(火星、木星、土星)在「衝」的位置時，看起來會漸慢而停止，再向後移動一些，又停止一次後，再向東行。造成這樣現象的原因是地球在內軌道越過它們所造成的相對運動。

因為地球以圓形軌道繞著太陽運轉，看起來太陽在星空中移動的方向是由西向東；反之，星星則以由東向西的方向移動。和我們今天觀察的現象吻合。

　　因為行星到達「衝」的位置時，離地球最近，所以比其它時間亮。

　　火星的逆行運動比木星大，木星又比土星大；逆行所造成的圈線是透視的效果，表示火星比木星靠近太陽，木星又比土星靠近太陽。

　　「恆星週期」是指行星繞轉太陽一週所需要的時間。恆星週期越長，行星離太陽越遠；火星的週期 687天、木星將近12年、土星大約30年，因此土星離太陽最遠，木星次之，火星則是三者離太陽最近的行星。而地球的週期是 365天，顯然比火星還靠近太陽。水星和金星永遠無法完整地繞轉天空一週，因為它們的圓軌道在地球軌道內繞太陽運轉，週期分別是88天和 225天，可以知道水星最靠近太陽，金星遠些但仍比地球近。由於水星與金星在地球軌道內運行，從地球觀察會有盈虧現象，但因此現象無法用肉眼看見，而不能支持哥白尼的觀點。

　　哥白尼在義大利留學期間正逢文藝復興最盛期，在新思想接二連三地被提出的環境中，他讀了紀元前三世紀時天文學家阿里斯塔克斯(Aristarchus) 的著作，受到很大的影響；阿里斯塔克斯出生於希臘的薩摩斯島(Samos) ，該島位於愛琴海中的一小島，他的書寫著：「不是太陽繞地球運行，而是地球繞太陽運行。」，對哥白尼主張太陽為中心的宇宙觀貢獻很大，他指出恆星並不會因為視差而產生歲差的現象，因為恆星實在是太遙遠了。

　　1530年哥白尼完成了他的著作，但仍繼續做修訂和編輯的工作，手稿卻在歐洲學者間四處傳閱。1539年，德國人雷替克斯 (Georg Joachim Rhaeticus,1514-1576)是數學教授，任教於Wittenberg大學，因製作當時最精密的三角函數表而聞名。他閱讀哥白尼的論文深受感動，親到佛隆堡(Frauenburg)哥白尼的住處拜訪，並住下來一起討論了兩年。1540年就出書介紹哥白尼的學說。羅馬教皇讀過雷替克斯的書後，肯定其價值，力勸哥白尼出版全部論文，後來哥白尼就把著書捐給教皇。隨後哥白尼又在1541年出版了工作摘要，標題是Narratio Prima(意為：首次報告) 長達三十八頁，立即引來羅馬天主教、馬丁路德(Martin Luther)、約翰喀爾文(John Calvin)、和Melancthon等宗教家的抨擊。

　　在那同時，因為雷替克斯必須離開烏天堡，故將哥白尼的手稿委託朋友出版，他是路德教派的牧師奧西安得(Andreas Osiander,1498-1552)，他深知路德反對此學說，於是未經哥白尼同意，自己寫了一篇序文加上去，說明該書的論點並非絕對真實，而只是計算行星位置的方法，手稿交給Nurnberg的出版商Petrejus，並在1543年出版了，當時立刻轟動整個歐洲；書名叫做De Revolutionibus Orbium Coelestium(意為：天體運行說) ，出版後兩個月 (1543年五月廿四日下午二時) 哥白尼因腦溢血去逝，使得哥白尼永遠沒有機會看到序文；他若看到序文，可能死得更快。後來世人還以為懦弱的序文是哥白尼寫的，評價大幅降低，直到1609年才被刻卜勒揭開真相，再度提升哥白尼的地位。

　　天球的運行一書共分六卷，第一卷是運行理論的基礎與全書概要，第二卷是球面天文學與地平天文學，第三卷是以地動說為基礎的太陽運動，第四卷是月球的運動，第五卷是行星在赤經方向上的運動，第六卷是行星在赤緯方向上的運動。

　　位於路德教派中心地的烏天堡(Wuttenberg)，有一位萊茵荷德(Reihold) 教授贊同哥白尼地動說的觀點，製作了「行星運行表」，1551年他在阿伯特(Albert)公爵的資助下出版了「普魯士表」；他修正哥白尼一些計算上的錯誤，可以證明地動說的正確性。一直到1627年德國的天文學家及物理學家刻卜勒(Johannes Kepler,1571-1630) 根據橢圓軌道計算出「魯得夫表(Tabulae Rudolfinae)」後，才取代該表。

　　由於教會的打壓，使厄運降臨義大利哲學家布魯諾(Giordano Bruno,1548-1600)身上；在哥白尼的書出版後五十七年，布魯諾強烈地認同哥白尼對行星運行的觀點，並使用法 語、英語、和意大利語從事演說，闡述地球就是行星之一。1600年，他被控告嚴重的罪行並且受到嚴厲的審問，迅速的審判之後，處以火刑。義大利的物理學家及天文學家伽利略(Galileo Gililei,1564-1642) 後來也因為提倡地動說而受軟禁處分。

　　對於金星和水星一直沒有環繞整個天空，只在太陽附近擺動的問題？哥白尼是第一個給我們正確解釋的人。金星只在太陽的東方和西方47度的範圍內擺動，水星則是28度，那是因為兩者的軌道均在地球的軌道內。

　　哥白尼解釋行星「逆行」的運動是因為行星間的相對運動；外行星在「衝」附近時，從地球觀測將發現順行漸慢，然後停止(天文學稱之為留)，再逆行(由東向西)一段時間，又發生「留」一次後，繼續順行。「衝」的現象是行星與地球最接近的位置，也是二者與太陽成一直線時的位置，火星每780天發生「衝」一次，木星是399天，土星是378天。