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第八章 开普勒、吉伯和伽利略
临。

    如果所有行星的运动都直接受太阳运动的支配(因为所有行星都沿着椭圆形轨道运动,而太阳处在椭圆的一个焦点上,况且,所有行星在轨道上的运动都受据认为与太阳有关的面积定律制约),那么必然存在着一种作用于行星之上指向太阳方向的力,这是从开普勒的这一思想中推出的:行星本质上是惰性的,因而必须要有一种力来保持它们在轨道上的运动。开普勒得出结论说,这种力肯定是磁性的力。他知道,威廉·吉伯证明,地球是一个巨大的球状磁体。既然地球是一个行星,为什么别的行星不会是磁体。太阳不会是磁体呢?太阳和行星的磁极方向决定了轨道是椭圆形的而不是纯圆形的。

    开普勒的惯性概念与伽利略(后来又被笛卡尔加以完善)和牛顿所发展的惯性概念不同。不过,他的天文学与牛顿的天文学更为相象,而不怎么像伽利略或笛卡尔的天文学,因为他把轨道和轨道运动与作为成因的力联系了起来。开普勒可能对力的函数有过错误的认识(认为力的变化与距离而不是与距离的平方成反比),但这并不重要,重要的在于,也许是他首先构想出了一种天体的作用力,并且认识到了这种力的作用肯定是某种与距离成反比的函数。

    开普勒在《鲁道夫星表》的前言中曾经指出,他的(我们愿说是具有创新性和革命性的)工作有一个主要的特征,那就是整个天文学quot;从非真实的循环论证向寻求自然原因的转变。quot;开普勒说,哥白尼是后验地在观察的基础上创造出其体系的,但是他断定,宇宙的真实排列可以先验地从宇宙观之中、从物质的本质和属性之中得到证实。的确,开普勒认为,如果亚里土多德还活着的话,这样一种证明甚至也会使他感到满意的。因而开普勒相信,在追寻终极因方面,他已经远远超过了哥白尼。他在1603年7月4日给法布里休斯的信中(1937,14:412)写道,他的天文学业已得到了天文观察的检验和印证。从这种意义上讲,正如埃里克·艾顿1979年3月17日给我的信中指出的那样,开普勒的quot;先验推理包含的并非是必然的结果,而只是一些可能的结果。quot;

    毋庸置疑,开普勒为天文学的发展提出了一个革命性的纲领。因为他是一位喜欢反思的人,他较为详实地记录了他的思想观点和方法的发展过程。我们已经对例如他那行星运动第三定律的发现的契机作了细致的说明。在他的《新天文学》中,他非常审慎而详细地阐述了他的思想革命和信仰革命的各个时期;他把错误的计算结果也都记了下来,这样,读者就可以了解到他的思想和计算的演变过程,这些发展变化导致他最终抛弃了传统的圆周运动天文学,并且开始探索其他类可能的轨道的曲线。虽然读者会对后面一页又一页对开纸上陷入绝境的计算感到厌烦,但开普勒提醒自己不要忘了他靠手算完成这些计算吃了多少苦。在得到了答案后,他把它们付样出版了。随着他的主要著作——或《宇宙的奥秘》(1596)、《新天文学》(1609)、《鲁道夫星表》(1627)、或《宇宙和谐论》(1619)以及《哥白尼天文学概要》(1618-162)等的出版,一场思想革命完全变成了论著中的革命,书已出版,谁都可以阅读和利用。

    那么,是否出现了一场科学革命呢?开普勒论著中的革命是否改变了大文学家的实践、是否已成了天文学思想的基础以致于随继就会在科学中有一场开普勒革命呢?我认为,回答是否定的。首先,从开普勒到牛顿,这期间的几代天文学家并没有完全接受新的开普勒天文学。例如,占统治地位的天文学思想,不久就发生了变化,笛卡尔涡旋系统而不是开普勒所提倡的研究天体作用的动力学成了它的中心。在某种程度上看,这是由于开普勒末能成功地像牛顿最终做到的那样发明一门新的足以
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