天体运行论

尼古拉·哥白尼
原序
给保罗三世教皇陛下的献词(1)
神圣的父亲，我能够容易地想像到，某些人一旦听到在我所写的这本关于宇宙中天球运转的书中我赋于地球从某些运动，就会大嚷大叫，宣称我和这种信念都应当立刻被革除掉。但是我对自己的见解并没有迷恋到如此地步，以至于愿别人对它们有什么想法。我知道，哲学家和思维并不受制于一般人的判断。这是因为他努力为之的是在上帝对人类理智所允许的范围内，寻求一切事物的真谛。我认为应当摆脱完全错误的观念。我早已想到，对于那些因袭许多世纪来的成见，承认地球静居于宇宙中心的人们来说，如果我提出针锋相对的论断，即地球在运动，他们会认为这是疯人呓语。因此我自己踌躇很久，是否应当把我论证地球运动的著作公诸于世，还是宁可仿效毕达哥拉斯（Pythagoras）以及其他一些人的惯例，把哲理奥秘只口述给至亲好友，而不著于文字——这有莱西斯（Lysis）给喜帕恰斯（Hipparchus）的信件(2)为证。我认为，他们这样做并不是像有些人设想的那样，是怕自己的学说流传开后会产生某种妒忌。与此相反，他们希望这些满怀献身精神的伟大人物所取得的非常美妙的想法不致遭到一些人的嘲笑。那些人除非是有利可图，或者是别人的劝戒与范例鼓励他们去从事非营利性的哲学研究，否则他们就懒于进行任何学术工作。由于头脑的愚钝，他们在哲学家中间游荡，就像蜜蜂中的雄蜂一样。当我把这些情况都仔细斟酌的时候，害怕我的论点由于新奇和难于理解而被人蔑视，这几乎迫使我完全放弃我已着手进行的工作。
可是当我长期犹豫甚至经受不住的时候，我的朋友们使我坚持下来，其中第一位是卡普亚的红衣主教尼古拉·舍恩贝格(3)，他在各门学科中都享有盛名。其次是挚爱我的台德曼·吉兹（Tide-mann Giese）(4)，他是捷耳蒙诺（Chelmno）地区的主教，专心致力于神学以及一切优秀文学作品的研究。在我把此书埋藏在我的论文之中，并且埋藏了不是九年，而是第四个九年之后(5)，他反复鼓励我，有时甚至夹带责难，急切敦促我出版这部著作，并让它最后公诸于世。还有别的为数不少的很杰出的学者(6)，也建议我这样做。他们规劝我，不要由于我所感到的耽心而谢绝让我的著作为天文学的学生们共同使用。他们说，目前就大多数人看来我的地动学说愈是荒谬，将来当最明显的证据使迷雾消散之后，我的著作出版就会使他们感到更大的钦佩和谢意。于是在这些有说服力的人们和这个愿望的影响下，我终于同意了朋友们长期来对我的要求，让他们出版这部著作。
然而，教皇陛下，您也许不会感到惊奇，我已经敢于把自己花费巨大劳力研究出来的结果公诸于世，并不再犹豫用书面形式陈述我的地动学说。但您大概想听我谈谈，我怎么会违反天文学家的传统论点并几乎违反常识，竟敢设想地球在运动。因此我不打算向陛下隐瞒，只是由于认识到天文学家们对天球运动的研究结果不一致，这才促使我考虑另一套体系。首先，他们对太阳和月球运动的认识就很不可靠，以致他们甚至对回归年都不能确定和测出一个固定的长度。其次，不仅是对这些天体，还有对五个行星，他们在测定其运动时使用的不是同样的原理、假设以及对视旋转和视运动的解释。有些人只用同心圆(8)，而另外一些人却用偏心圆和本轮，尽管如此都没有完全达到他们的目标。虽然那些相信同心圆的人已经证明，用同心圆能够迭加出某些非均匀的运动，然而他们用这个方法不能得到任何巅扑不破的、与观测现象完全相符的结果。在另一方面，那些设想出偏心圆的人通过适当的计算，似乎已经在很大程度上解决了视运动的问题。可是这时他们引用了许多与均匀运动的基本原则(9)显然抵触的概念。他们也不能从偏心圆得出或推断最主要之点，即宇宙的结构及其各部分的真实的对称性。与此相反，他们的作法正像一位画家，从不同地方临摹手、脚、头和人体其他部位，尽管都可能画得非常好，但不能代表一个人体(10)。这是因为这些片段彼此完全不协调，把它们拼凑在一起就成为一个怪物，而不是一个人。因此我们发现，那些人采用偏心圆论证的过程，或者叫做“方法”，要不是遗漏了某些重要的东西，或者就是塞进了一些外来的、毫不相干的东西。如果他们遵循正确的原则，这种情况对他们就不会出现。如果他们所采用的假设并不是错误的，由他们的假设得出的每个结果都无疑会得到证实。即使我现在所说的也许是含混难解的，它将来在适当的场合终归会变得比较清楚。
于是，我对传统天文学在关于天球运动的研究中的紊乱状态思考良久。想到哲学家们不能更确切地理解最美好和最灵巧的造物主为我们创造的世界机器(11)的运动，我感到懊恼。在其他方面，对于和宇宙相比极为渺小的琐事，他们却考察得十分仔细。由这个缘故，我不辞辛苦重读了我所能得到的一切哲学家的著作，希望了解是否有人提出过与天文学教师在学校里所讲授的不相同的天球运动。实际上，我首先在西塞罗（Cicero）①的著作中查到，赫塞塔斯（Hicetas）设想过地球在运动(12)。后来我在普鲁塔尔赫（Plutarch）②的作品中也发现，还有别的一些人持有这一见解。为了使每个人都能看到，我决定把他的话摘引如下(13)：
有些人认为地球静止不动。但是毕达哥拉斯学派的费罗劳斯（Philolaus）相信地球像太阳和月亮那样，沿着倾斜的圆周绕着一团火旋转。庞都斯（Pontus）的赫拉克利德（Heraclides）以及毕达哥拉斯学派的埃克范图斯（Ecphan-tus）都主张地球在动，但不是前进运动，而是像一只车轮，从西向东绕它自己的中心旋转。
就这样，从这些资料受到启发，我也开始考虑地球的可动性。虽然这个想法似乎很荒唐，但我知道为了解释天文现象的目的，我的前人已经随意设想出各种各样的圆周。因此我想，我也可以用地球有某种运动的假设，来确定是否可以找到比我的先行者更可靠的对天球运行的解释。
于是，假定地球具有我在本书后面所赋予的那些运动，我经过长期、认真的研究终于发现：如果把其他行星的运动与地球的轨道运行联系在一起，并按每颗行星的运转来计算，那么不仅可以对所有的行星和球体得出它们的观测现象，还可以使它们的顺序和大小以及苍穹本身全都联系在一起了，以至不能移动某一部分的任何东西而不在其他部分和整个宇宙中引起混乱。因此在撰写本书时我采用下列次序。在第一卷中我讲述天体的整体分布以及我赋于地球的运动。因此这一卷可以说包含了宇宙的总的结构。然后在其余各卷中，我把别的行星和一切球体的运动都与地球的移动联系起来。这样我就可以确定，如果都与地球的运动有联系，其他行星和球体的运动和出现在多大程度上能够保持下来。我毫不怀疑，精明的和有真才实学的天文学家，只要他们愿意深入地而不是肤浅地检验和思考（这是这门学科所特别要求的）我在本书中为证明这些事情所引用的资料，就会赞同我的观点。但是为了使受过教育和未受教育的人都相信我决不回避任何人的批评，我愿意把我的著作奉献给陛下，而不是给别人任何人。甚至在我所生活的地球上最遥远的一隅，由于您的教廷的崇高以及您对一切文化还有天文学的热爱，您被推崇为至高无上的权威。因此您的威望和明断可以轻而易举地制止诽谤者的中伤，尽管正如俗话所说：“暗箭难防”(14)。
也许有一些空谈家，他们对天文学一窍不通，却自称是这门学科的行家(15)。他们从《圣经》中断章取义(16)，为自己的目的加以曲解，他们会对我的著作吹毛求疵，并妄加非议。我不会理睬他们，甚至认为他们的批评是无稽之谈，予以蔑视。众所周知，拉克坦蒂斯（Lactantius）①(17)可以说是一位杰出的作家，但不能算作一个天文学家。他很幼稚地谈论地球的形状，并嘲笑那些宣称大地是球形的人。因此如果这类人会同样地讥笑我，学者们大可不必感到惊奇。天文学是为天文学家撰写的。除非我弄错了，就天文学家看来我的著作对教廷也会作出一定的贡献，而教廷目前是在陛下的主持之下。不久前在里奥十世治下，在拉特兰（Lateran）会议上讨论了教会历书的修改问题(18)。当时这件事悬而未决，这仅仅是因为年和月的长度以及太阳和月亮的运动测定得还不够精确。从那个时候开始，在当时主持改历事务的佛桑布朗（Fossombrone）地区最杰出的保罗主教(19)的倡导之下，我把注意力转向这些课题的更精密的研究。但是在这方面我取得了什么成就，我特别提请教皇陛下以及其他所有的有学识的天文学家(20)来鉴定。为使陛下不致感到我在夸大本书的用处，我现在就转入正文。