陳方正

彗星的科學(xué)、宗教與政治

彗星在古代被認(rèn)為是災(zāi)異動(dòng)亂的兇兆，這可能是因?yàn)槌Ｒ娞煜蠊潭ú蛔?，或遵循一定?guī)律，彗星則出沒無常，不能預(yù)測(cè)，一旦出現(xiàn)，又巨大光耀，形狀多變，持續(xù)相當(dāng)時(shí)日，因此很容易被和無從預(yù)測(cè)、破壞社會(huì)秩序的災(zāi)難動(dòng)亂聯(lián)系起來。然而，它其實(shí)也早已成為科學(xué)探索的一部分。在這個(gè)歷程中，它和宗教、政治，乃至科學(xué)的政治糾纏在一起，剪不斷，理還亂，形成很有興味的一段歷史。

古代的兩種觀念

在中國(guó)，很早就有關(guān)于彗星的記載。明代有人在佛像肚子里發(fā)現(xiàn)一部失傳已久的《開元占經(jīng)》，那是唐代太史監(jiān)、印度僧人瞿曇悉達(dá)的著作，共110卷，里面保存了許多古代資料，包括戰(zhàn)國(guó)時(shí)代石申和甘德兩人所著的《星經(jīng)》，和漢代諸多“緯書”。從其中的3卷《彗星占》，我們可以知道不少古代彗星觀念。首先，彗星有許多名稱，例如孛星（蓬勃之意）、拂星、掃星、天棓（棒）、天槍、天攙（鉤）等等，不一而足，都是對(duì)形狀的描述。其次，對(duì)彗星出現(xiàn)的原因，有許多揣測(cè)，例如：是由于某行星與日、月或者某星座相合若干日，或者行星逆行多少度所致，或者是“逆氣所生”、“海精死”、“君為禍”引致等等，莫衷一是。最后，彗星所預(yù)報(bào)的，亦不外“臣謀其主”、“天子死，五都亡”、“天下亂，兵大起”、“赤地千里”、“天下更改”等各種兇兆亂象。

在《占經(jīng)》之外，我們還有其他生動(dòng)彗星記錄，就是長(zhǎng)沙馬王堆西漢帛書上手繪的29幅彗星圖像，其旁注明了諸如灌、蒲、房、竹、蒿、苫、蚩尤旗、翟等各式各樣的象形名稱，說明它們的觀察是非常豐富和仔細(xì)的。這些都被視為高度實(shí)證性的寶貴科學(xué)文獻(xiàn)，然而，它們也表明，我們的祖先很容易以表象為滿足，并沒有興趣探究深層次原因。

在古代西方，彗星觀念也同樣被視為重大政治事件或者災(zāi)難的警兆，其中最有名的大概就是，凱撒大帝被暗殺和威廉公爵率領(lǐng)諾曼人渡海征服英格蘭之前，據(jù)說都曾經(jīng)有彗星出現(xiàn)。托勒密是偉大天文學(xué)家，他的《大匯編》是集古代數(shù)理天文學(xué)之大成的經(jīng)典。然而，因?yàn)槭馨捅葌愑^念影響，他也相信占星學(xué)，其《四部書》就有討論彗星，提到“橫梁”、“喇叭”、“曇罐”等象形名稱，并且說它們主兇兆。

但希臘哲人對(duì)彗星，卻有完全不一樣的觀念。這主要留存在亞里士多德《天象學(xué)》的第一卷第六章之中。首先，他征引了早期自然哲學(xué)家的三種不同說法：首先，彗星是由行星互相接近以致像是彼此觸碰造成；其次，它其實(shí)是周期極長(zhǎng)，其運(yùn)行面接近地平面的行星；最后，是相同的另一種說法，但認(rèn)為彗尾其實(shí)并非彗星一部分，而是由其所吸引的水汽反射陽(yáng)光形成。跟著，他反駁了所有這些觀點(diǎn)，主要理由是彗星和我們熟知的行星規(guī)律完全不同，例如彗星會(huì)在空中逐漸“隱沒”，而不是如行星“落到地平線下”。最后，他提出自己的看法，即彗星并非處于遙遠(yuǎn)星空（即月球“以外”）的事物，而是地球大氣上層的干燥和炎熱物質(zhì)受了（攜帶月球和行星的）急速旋轉(zhuǎn)天球摩擦，因此燃燒起來所產(chǎn)生的現(xiàn)象。很顯然，不論他們的實(shí)際理?yè)?jù)如何，這些哲學(xué)家所真正關(guān)心的，是純粹以觀察和思辨來探討彗星本身性質(zhì)，而并非它的表象或者對(duì)人世的影響。

彗星研究的價(jià)值

此后2000年間，亞里士多德的觀念一直穩(wěn)占主導(dǎo)地位，直到文藝復(fù)興時(shí)代。當(dāng)時(shí)維也納大學(xué)的波耶巴赫和拉哲蒙坦那師徒二人重新整理《大匯編》，為哥白尼的工作奠定基礎(chǔ)，也為哥倫布西航提供了賴以測(cè)定方位的《星歷》。這只是開端，真正的改變要到一個(gè)世紀(jì)之后。當(dāng)時(shí)丹麥的第谷（Tycho Brahe）獲得國(guó)王賞賜，在赫文小島上建立龐大天文臺(tái)，以20年光陰做了大量精密天文觀測(cè)。在彗星方面，第谷有開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，他極為詳盡地觀測(cè)和研究了1577年的明亮大彗星，為此先后發(fā)表通俗小冊(cè)子和拉丁文專著，提出了革命性觀點(diǎn)。他指出，根據(jù)在多個(gè)不同時(shí)間、地點(diǎn)的觀測(cè)，可知彗星的視差（即處于地上不同地點(diǎn)觀測(cè)同一彗星，所得方位之差別）極小，這就證明，它的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過月球，因此不可能如亞里士多德所猜測(cè)，是地球大氣上層的現(xiàn)象。也就是說，即使在月球以外的“天界”，宇宙也并非恒久，也同樣會(huì)有像彗星那樣的生滅變化。這是個(gè)大膽新觀念，是首次基于實(shí)測(cè)證據(jù)對(duì)亞里士多德權(quán)威的挑戰(zhàn)。

到了17世紀(jì)初，彗星不但與科學(xué)，而且與宗教也發(fā)生密切關(guān)系。大家都知道，伽利略是首先研究落體運(yùn)動(dòng)和用望遠(yuǎn)鏡觀察月球和行星的大科學(xué)家，他后來因?yàn)閳?jiān)持哥白尼的地動(dòng)說而受到羅馬教廷嚴(yán)厲譴責(zé)?？墒?，他和教廷發(fā)生沖突的起因卻是1618年的3顆彗星。當(dāng)時(shí)梵蒂岡羅馬學(xué)院的天文學(xué)教授格拉西發(fā)表了一篇演講，引用前述的第谷新學(xué)說，指出彗星是處于月球與太陽(yáng)之間，即屬“天界”的事物。此文立論客觀，語(yǔ)氣平和，并沒有任何挑釁意味。此時(shí)伽利略名聲如日中天，但身體抱恙，工作不順?biāo)?，所以脾氣很壞。因此，他接到朋友從羅馬來信，說格拉西的文章被廣泛引用為反對(duì)哥白尼的借口（因?yàn)榈诠热匀徊幌嘈诺貏?dòng)說），更加上周圍好事朋友一力攛掇煽動(dòng)，就按捺不住，決定派弟子圭都齊出馬攻擊格拉西。這樣，雙方就打起筆戰(zhàn)來了。開頭伽利略只在幕后督戰(zhàn)，亦往往捉刀，至終則被迫披掛上陣，具名發(fā)表《測(cè)試師》小冊(cè)子，以求一錘定音。這場(chǎng)筆戰(zhàn)轟動(dòng)一時(shí)，前后打了4年，結(jié)果卻令人錯(cuò)愕。首先，他反對(duì)第谷，這出發(fā)點(diǎn)壓根就錯(cuò)了，由是被迫作出許多遁詞，無形中充當(dāng)了亞里士多德陳舊理論的辯護(hù)士，學(xué)術(shù)生涯因而蒙上白圭之玷。更糟糕的是，他因此與梵蒂岡的耶穌會(huì)士變成死敵，為他10年后受審蒙羞埋下導(dǎo)火線。所以，說來吊詭，彗星的確是為伽利略帶來了噩運(yùn)！

到18世紀(jì)末，彗星更進(jìn)一步成為撬動(dòng)宗教和政治轉(zhuǎn)向的杠桿，這是法國(guó)一位新教徒貝爾的杰作。當(dāng)時(shí)路易十四壓迫新教無所不用其極，為了爭(zhēng)取求學(xué)機(jī)會(huì)，貝爾早年被迫改宗天主教，畢業(yè)后卻又秘密重投新教，因此不容于政府，被迫流亡多年，最后跑到新教國(guó)家荷蘭，在鹿特丹獲得哲學(xué)教席。1680年彗星出現(xiàn)，他由此得到靈感，兩年后發(fā)表第一部著作《彗星隨想》。它宣稱，彗星其實(shí)是自然現(xiàn)象，民眾視為災(zāi)難預(yù)兆，那是迷信，教士和君主為了迷惑、操控群眾，又不惜助長(zhǎng)此種愚昧觀念。由此引申，他展開了對(duì)教會(huì)與絕對(duì)王權(quán)的批判，其核心觀念是：除了上帝無人能夠判斷宗教真理，而且道德意識(shí)、社會(huì)穩(wěn)定性等問題與宗教信仰也毫不相干。因此，每個(gè)人都有權(quán)憑良心來選擇宗教信仰（包括無神論），宗教迫害是無理而邪惡的，只有全面寬容方才合理。此書立論大膽，辨析深入周全，鋒芒直指百多年來連綿不斷的宗教戰(zhàn)爭(zhēng)與殘酷迫害，出版后大受歡迎，迅即奠定了作者的地位。此后他辛勤著述，寓思想于史實(shí)，撰成五大卷《哲學(xué)與批判辭典》，以辛辣筆觸與詳盡的歷史考證，為西方文明中大量古今人物作傳并加評(píng)論。他的自由、寬容觀念和大量著作深深影響伏爾泰，《辭典》更成為百科全書派的典范，因此他被尊為“啟蒙運(yùn)動(dòng)之父”。這樣看來，“掃把星”對(duì)于廓清歐洲陳腐觀念，為新思潮鋪平道路，也不乏汗馬功勞！

貝爾這樣一個(gè)潦倒流亡學(xué)者，居然有膽量去發(fā)表那樣的石破天驚之作，最根本原因自然是荷蘭是新教國(guó)家，言論自由，但更重要的，當(dāng)是兩位在荷蘭工作的前輩哲學(xué)家之影響，即激進(jìn)的泛神論者亦即自然主義者、猶太人斯賓諾莎，和名聲籠罩全歐洲的科學(xué)家、哲學(xué)家笛卡爾。貝爾能夠信心十足地宣稱“彗星是自然現(xiàn)象，視為兇兆實(shí)在是迷信”，那是受第谷、伽利略、笛卡爾等一脈相傳的科學(xué)思潮的熏陶；至于他膽敢借題發(fā)揮，攖羅馬教會(huì)之鋒鏑，宣揚(yáng)宗教寬容與自由，除了斯賓諾莎的榜樣以外，恐怕就靠從自身痛苦經(jīng)歷得來的勇氣了。

從絢爛歸于平淡

1680年的彗星激發(fā)貝爾，也同樣引起牛頓的濃厚興趣，就此他曾經(jīng)和天文學(xué)家法蘭姆斯蒂多次通信討論。五六年后，他日以繼夜地撰寫《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之際，彗星更成為這本劃時(shí)代巨著的重要論題。在《原理》第三卷“宇宙系統(tǒng)”中，彗星占了大量篇幅。它的運(yùn)動(dòng)被認(rèn)定為基本和行星一樣，同樣由太陽(yáng)的萬有引力決定，因此它的軌跡也同樣是以太陽(yáng)為焦點(diǎn)的橢圓，只不過“偏心率”極高而周期達(dá)數(shù)十以至數(shù)百年之久，因此大部分時(shí)間離地球極為遙遠(yuǎn)，難以觀察，所以顯得和行星截然不同而已。這樣，經(jīng)過2000年探索，人類終于發(fā)現(xiàn)，亞里士多德之前那些古希臘哲人對(duì)彗星性質(zhì)的猜測(cè)，基本上還是正確的！

但彗星與牛頓的關(guān)系并沒有到此結(jié)束，它隨后還有兩個(gè)令人驚訝的轉(zhuǎn)折。首先，牛頓是位極其真誠(chéng)虔敬的基督徒，他發(fā)現(xiàn)了宇宙（在當(dāng)時(shí)，太陽(yáng)系基本上就是宇宙）運(yùn)行規(guī)律，但倘若世界嚴(yán)格依照自然規(guī)律運(yùn)行，那么上帝豈非多余？牛頓認(rèn)為，彗星很可能就是解決這個(gè)難題的關(guān)鍵?！对怼返谌砟┝酥赋觯?680年的彗星在近日點(diǎn)離日球極為接近，倘若它在其漫長(zhǎng)軌道受到其他行星或者彗星即使微不足道的不規(guī)則性吸引，至終也有可能撞入日球，由此引起的巨大爆炸與所產(chǎn)生的火焰、蒸汽很可能波及鄰近行星，包括地球。研究牛頓的著名學(xué)者多布斯（B. J. T. Dobbs）指出，他這些繁復(fù)計(jì)算和隱晦說話都有特殊含義：他認(rèn)為，彗星撞日很可能就是上帝毀滅地球，令世界末日降臨，以施行最后審判的途徑，因?yàn)槟遣槐馗淖冏匀灰?guī)律，只需要對(duì)彗星軌道作極其微妙、完全不可覺察的擾動(dòng)就夠了！

第二個(gè)轉(zhuǎn)折則關(guān)乎牛頓學(xué)說的命運(yùn)。原來《原理》出版之后，只有英國(guó)人衷心接受它，歐陸學(xué)界雖然震撼于其數(shù)學(xué)推理之奧妙，卻對(duì)它的核心觀念萬有引力不以為然，因?yàn)樗淖饔贸娇臻g，不受阻擋，無遠(yuǎn)弗屆，這在當(dāng)時(shí)看來，是沒有根據(jù)，匪夷所思的。相比之下，笛卡爾的“漩渦說”更為具體，也更容易明白和入信。所以，在此后半個(gè)世紀(jì)間，牛頓物理學(xué)的根本原理飽受質(zhì)疑、冷待。

至終形勢(shì)逆轉(zhuǎn)，卻是靠?jī)蓚€(gè)嶄新的實(shí)測(cè)證據(jù)。首先，是1738~1749年間地球形狀被測(cè)定為略帶扁平的南瓜狀，這和“漩渦說”所意味的“檸檬狀”地球相反，而和《原理》從計(jì)算所得，地球在赤道方向要比在兩極方向的半徑長(zhǎng)17英里，則正好吻合。這成為了歐陸對(duì)牛頓力學(xué)態(tài)度的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。更富戲劇性的，則是哈雷彗星的回歸。哈雷（Edmond Halley）是才華橫溢的年輕天文學(xué)家，牛頓的崇拜者。牛頓之所以能下決心撰寫畢生巨著，正是由于他的刺激、勸說、鼓勵(lì)；此書的編輯、校對(duì)，乃至印刷費(fèi)用，也都由哈雷個(gè)人負(fù)責(zé)。在1705年，哈雷應(yīng)用《原理》所發(fā)明的方法，詳細(xì)研究了歷史上出現(xiàn)過的許多彗星，發(fā)現(xiàn)在1531、1607和1682年出現(xiàn)的3顆彗星其軌道形狀和位置都極其相近，因此判斷，這三者其實(shí)就是同一顆彗星，公轉(zhuǎn)周期為75~76年。他并且預(yù)測(cè)，它將在1758~1759年間重新出現(xiàn)。到18世紀(jì)中葉，歐陸的數(shù)理天文學(xué)家都已經(jīng)成為牛頓學(xué)說信徒，競(jìng)相應(yīng)用他的物理學(xué)原理來對(duì)天體運(yùn)動(dòng)作精密計(jì)算。其中搶盡風(fēng)頭的是克拉歐，因?yàn)樗?758年11月向法國(guó)科學(xué)院宣布，根據(jù)他的測(cè)算，哈雷彗星將于翌年4月中重現(xiàn)，誤差不會(huì)超過30天。而果不其然，經(jīng)過漫長(zhǎng)的77年之后，1759年哈雷彗星終于又依時(shí)出現(xiàn)了，比預(yù)測(cè)恰恰只早一個(gè)月！這樣，在18世紀(jì)60年代，也就是《原理》發(fā)表之后70多年，牛頓學(xué)說終于否極泰來，成為科學(xué)正統(tǒng)。而同時(shí)，在很大程度上由此學(xué)說所激發(fā)的啟蒙運(yùn)動(dòng)，也進(jìn)入高潮。自此之后，在人類腦海中，彗星從絢爛歸于平淡，歸位為可以測(cè)度、計(jì)算、理解的自然現(xiàn)象，它的神秘、傳奇色彩也就一去不返了。