給學生的信河馬食堂

河馬食堂(一七三)

聖誕節的由來


信心依掛在藍天--刻卜勒與天體運動三定律

公元前四十六年,羅馬凱撒(Julius Caesar)下令曆法的訂定365又1/4日為基準,以365日為一年,第四年為潤年,再加一日。用此作為羅馬官方文件、公共事業、法庭審理、市場貿易等基礎,他忽略了一年是365日6時11分14秒,以致每148年就會要加算一日,成為日後曆法的誤差。

公元325年,尼西亞會議(Council of Nicaea)以耶穌降生時,有一顆明亮的星星停在伯利恆城,就以當年夜晚最長的12月,滿月的25日為「聖誕節」。視為節慶日,喜悅的禮儀。其實每一年12月的滿日,並非一定25日停在伯利恆的星星,也非月球。一直到十七世紀,一個大學的數學教授寫道:「數學是精確的思索,來釐清事實。數學教人喜愛真理,因此我愈喜愛數學,就愈親近上帝。成為真理的教導者,喜愛釐清事實,聖誕的節日祇是曆法錯誤的日子,救恩才是真正主觀的經歷。願福音的真光,照在我們心中,新的節日成就在我們的生命,直到永生。」

這人是誰?
有人稱他是「天文物理學之父」,
有人稱他是近代科學的主要奠立人之一。
但這都無法盡涵,他氣勢澎湃的一生,
彷如大海的巨浪撞上岸邊的巍岩,
所激起的浪花,至今仍然潑濺普世的科學課本上,
聽過刻卜勒與他的天體運動三定律嗎?

一五七一年十二月二十七日,刻卜勒 (Johannes Kepler)生於德國南部的魏爾斯達德 (Wei der Stadt)城。刻卜勒是一個早產兒,從小就身體虛弱,個子矮小,當時的醫學落後,刻卜勒的母親就學了一些草藥的知識,煎一些草藥給刻卜勒喝。刻卜勒的家庭非常窮,他的父親本來是一個釘書匠,但是他誤認一個男人最能表現男性氣概的方法,就是去參加作戰,祇要聽說哪裡要打仗了,他就去參加。荷蘭內戰、匈牙利與土耳其之戰、比利時與奧地利的戰爭,都有刻卜勒父親的身影。沒有戰爭的日子,這個男人就在家裡打造武器,練習招式,不然就罵妻子,打孩子出氣,刻卜勒後來寫道:「父親打孩子跟打狗沒有兩樣」。一五八八年,父親又去參加義大利的那不勒斯之戰 (neapolitan war),終於戰死沙場。

英雄父親的背景是孩子的陰影
刻卜勒的母親一直以賣草藥支持這個家庭。刻卜勒在七歲時進小學,他的成績非常好,在十三歲時以第一名進入隆柏格 (Leonberg)中學。一五八七年,以全校最優異的成績進入杜賓根大學(University of Tubingen)。刻卜勒在中學時代,在日記上寫道:「使用時間最好的方法,就是去解決困難的事」、「在我做完一件事以前,不會再去做另一件事。在我看完一本書以前,不會再看另一本」,「當我進學校的時候,我叮嚀自己帶著清楚的頭腦,與主動學習的心進入校門」。

刻卜勒的學生生涯並不愉快,他瘦小的身材與他熊腰虎背的父親很不相稱,常被人嗤笑為「大英雄的兒子」。刻卜勒後來寫道:「我經常活在自我批判之下,常有一股強烈的失望籠罩在我的心頭,我在同學中以雄辯出名,以幽默吸引人,以譏諷折服人,我不知道什麼是生命的真實,我從小就經常向上帝呼求,求祂幫助我。」

大學是孕育一個學生特質的搖籃地。刻卜勒最喜歡上希臘文教授古魯西斯(Martin Crusius, 1526-1607)的課,古魯西斯的課程變化多端,「由荷馬的史詩論早期的天文」,「由羅馬曆法計算舊約聖經中,但以理的預言年代」,上他的希臘文化史不是強迫自己啃一些冰冷的詞彙,而是進入一個萬花筒的世界中去探險。

哥白尼的理論的啟示
最影響刻卜勒一生的是天文學教授梅斯特林(Michael Maestlin, 1550-1631),梅斯特林當時被學生稱之為「最敬虔的教授,最熱心教學的基督徒,與關心貧窮學生的老師,對上帝敬畏的教授」,梅斯特林是最早在大學將哥白尼(Nicolaus Copernicus, 1473-1543)的理論作為教材的老師,理由是:「所有的宇宙學說都像一堆垃圾,祇有哥白尼學說才透露出正道。他提出正確的光,比所有宗教敬虔與古希臘的哲學,更接近聖經的權威。」梅斯特林帶領刻卜勒進入天文學與信仰。

這時刻卜勒寫道:「哥白尼的理論不僅是數學的證明,而是更準確的天文觀測,更重要的是證明地球不再是宇宙的中心,所有的星球並非繞地球而轉動。如同所有的事情並不因人的意志而決定。我相信馬丁路德(Martin Luther, 1483-1546)所提人的自由意志並不自由。如同地球並不能自由轉動,而是受太陽的影響……,這使我愈來愈體會,人並沒有絕對的自由意志,因為人如果有控制自己意志的自由,那這自由是誰來控制?可見人心會偏於邪惡,即使邪惡成為人意志的第一個推動者,仍然有人會歸向上帝,這是上帝的恩典,在人心的推動。如同地球沒有自己轉動的自由意志,太陽引力的作用。啊!我終於體會哥白尼的發現使我到教會擘餅時,更知道與基督的聯合成為基督的身體,是不受時空影響的,這使我的心靈變得更健康。」

講台在眾星之間
一五九一年,刻卜勒自大學畢業,他決定成為一個宣教士,進入德國路德神學院。一五九四年,就在刻卜勒將自神學院畢業前五個月時,奧地利的葛雷茲(Graz)神學院需要一位數學教授。杜賓根大學推薦他前往,刻卜勒前往任職。

刻卜勒到了葛雷茲神學院,除了教授天文與數學之外,也接受奧地利政府委託重新校正曆法。刻卜勒知道,校正曆法不祇需要天文知識,也需要勇氣。曆法的訂定本來是為了時間,作為農業耕種的時節,或是知道四季運轉的記號,後來逐漸變為政治的工具、皇帝欺騙人民的藉口與宗教神棍恐嚇百姓、避禍藏凶的謀利工具。刻卜勒寫道:「這種曆書,是招魂術與惡作劇的組合」。他寫道:「星球不會讓強者更強,也不會讓弱者更弱,星球不會去滿足人的慾望,也不會使人倒霉。星球是物質,人是生命;物質與生命無關,星球的運轉與人的命運無關。」刻卜勒為奧地利訂定新的曆法,他寫道:「我相信這是上帝的旨意,使我獲得這個機會,去除百姓被扭曲曆法轄制的痛苦。」刻卜勒的曆法有更準確的四季日期,每一天都是新的,沒有什麼吉利或不吉利的。

沒有不吉利的事
刻卜勒的信念不久就受到別人的挑戰。葛雷茲城有一個女孩名叫芭芭拉‧慕樂(Barbara Muller),被人公認是出名「不吉利」的女人,她才二十三歲就已經「剋死」了二個丈夫,她在十六歲時先嫁給一個四十多歲的男人,二年後生了一個女兒,丈夫卻死了。旋即再嫁另一個年紀更大的男人,三年後那個男人又死了。刻卜勒調查這件事,他發現這「不吉利」的背後,是她的父親,犧牲女兒賺到許多的遺產,更有意思的是刻卜勒與慕樂見面數次後,竟皆墜入情網。一五九五年,刻卜勒向對方提親也獲回應。沒想到結婚的那一天,刻卜勒在教堂等了許久,不僅女方的親友都沒有來,連新娘也沒有出現。

原來是新娘的父親看刻卜勒的「聘金」太少而想毀婚,於是刻卜勒上法庭告岳父不守承諾。這個官司纏訟了二年,法官才判刻卜勒勝訴,但要刻卜勒簽下以後放棄岳父的財產繼承權,刻卜勒立刻簽名,帶著慕樂小姐到教堂結婚。這期間很多人勸刻卜勒放棄這個 「不吉利」的女孩,刻卜勒堅定的回答:「我不在乎她的星座,祇在乎她的心靈。」

布拉格的異鄉人
後來慕樂為刻卜勒生了六個孩子,其中有四個出生不久就病故。刻卜勒周圍有太多的閒言閒語,刻卜勒也非常的難過,但他寫道:「即使周遭是一片的混亂,天上的星辰仍有條理。」一五九八年,奧地利政府下令「基督徒必須繳更重的稅,生病不得就醫,孩子不得入學」。逼迫愈來愈厲害了。一六○○年,刻卜勒帶著家人逃到捷克的布拉格(Prague)。

刻卜勒在布拉格有一年的時間,找不到正式的工作。他幫人看病,到歌劇院打零工,寫詩投稿賺稿費。刻卜勒的多才多藝,竟在失業時,才有機會派上用場。這時,他還為女兒寫了一本介紹信仰的書,一六○一年十月,布拉格大學首席數學系教授出缺,刻卜勒以一個外鄉人竟獲任用,刻卜勒高興地寫道:「上帝眷顧天上的星球,也眷顧研究星球運轉的我。」不久,這個布拉格的教授,翻轉了整個科學界。

刻卜勒第一定律
當刻卜勒提出:「地球,是以橢圓的軌道繞著太陽運轉。」引來了許多的反對,在人類的歷史上,無論是西方的科學家或是東方的哲學家皆認為:「圓形是最完美的圖案,所以星球運轉的軌跡也是圓形的。」怎會有人提出軌道橢圓形呢?而且還說太陽是在橢圓形二個焦點中的一個位置上。但刻卜勒以精確的觀測與計算證明「如果是圓形的軌道,火星的出現會有八分鐘的誤差。」八分鐘誤差的發現,顛覆了當時宇宙學。有人質問刻卜勒:「為什麼上帝要給星球橢圓形的軌道,而不是完美的圓形呢?」刻卜勒回答道:「這是要提醒人,星球是物質,物質不完美。」這就是科學史上著名的「刻卜勒天體運動第一定律」,又稱為 「橢圓定律」。

刻卜勒第二定律
不久,刻卜勒又提出:「行星在繞太陽運轉時,由於受到太陽不同的『引力』影響,星球距離太陽愈遠時,移動的速度愈慢。星球愈接近地球時,移動的速度愈快。但是無論移動的速度快或慢,在單位時間內,星球距太陽半徑,所移動的面積是相等。」這是「刻卜勒天體運動第二定律」,又稱為「面積定律」。當時的人都看不懂刻卜勒的第二定律,以至於想質問他都不知道要從何問起。在第二定律裡,刻卜勒不僅證明了星球存在和諧性的規則,並且他把「物理」 的力學觀念帶進了天文學,後來牛頓就是根據刻卜勒第二個定律導出非常著名的「萬有引力定律」。

超級巨星之辯
一六○四年十月十一日夜裡,在天上突然出現了一顆明亮的星星,那一顆星星還比周遭的土星、木星、火星更亮。怎麼會出現這樣的一顆星星呢?開始祇是一些人私底下耳語,結果竟快速的成為當時最熱門的預言,有「大審判的日子來了」、「有一場可怕瘟疫的先兆」、「有一顆星球要撞過來了」、「土耳其的的軍隊即將攻到」、「伯利恆之星的再現」、「耶穌基督的第二次再來」…

當眾人為一件事情熱昏頭的時候,最好的對策是保持冷靜。刻卜勒寫道:「人心的錯謬在此就可以看出來,不去思想流傳千年的不變真理,卻為新奇的事物顛狂。就像一隻愚昧的熊,已經背負了各種重擔,又愛跳進泥濘中爬行。…在這個時代,如果上帝要讓世人知道什麼,一定是凡夫俗子都可以知道的,是明明可知的,要認識上帝不用一顆突來的星星來表達。」刻卜勒拒絕成為星球的先知,又引來不少的攻擊。

「那麼,耶穌降生伯利恆時,怎麼也會有一顆明亮的星星,帶領東方的博士前來膜拜呢?」反對的人問道。刻卜勒沒有直接回答,他回到一個更基本的立足點去看問題,他提出:「一個人對於異象的解釋,不會超過他對上帝的認識。東方的博士前來,是要認識上帝,不是那一顆星。上帝可以用任何方式讓東方的博士認識祂,伯利恆之星祇是上帝用的一種方式,是給東方博士的特例,不是給所有人認識祂的通則。」

這一顆明亮的星星在天上亮了十七個月才消失。刻卜勒觀察了十七個月後,他才提出正式的報告。「這是一顆銀河系裡的新恆星,星球的位置,是我們的肉眼與望遠鏡所看不到,突然地發出劇烈的光芒,證明這顆星球是處在一種連續蛻變的狀態。」後來天文學就稱這種星球為「超級新星」。

請不要誤用公元元年
一六一三年,刻卜勒又提出:「公元元年,並不是耶穌基督誕生的那一年。」第一個以耶穌基督誕生那一年為公元元年的是狄奧尼‧西夏斯 (Dionysius Exiguus),他錯誤的假設耶穌是誕生於羅馬城建立後的第七五四年,而後千年大家就糊里糊塗的依例使用。刻卜勒仔細的查考,發現當時的暴君西羅亞王(Herod's King)是死於羅馬城建立後的七五○年,耶穌基督是西羅亞王死前一年降生,所以耶穌基督是降生於公元前五年,不是公元元年。所以任何人要用西元年代的數字去預測事件,是一件荒謬的事,因為西元元年是一個錯誤的起算點,不要把預言架構在這不正確的座標上。刻卜勒寫道:「天文是在表達事實,不在預測命運。星球會出現異常現象,但不是警訊,因為星球是上帝在人墮落犯罪時造,是在表達準確的時間、方位,與人的命運無關。」

刻卜勒第三定律
一六一九年,刻卜勒又提出:「行星繞太陽一圈所需要的時間,與該行星距離太陽的立方成正比」。這是「刻卜勒運動第三定律」,又稱為「2/3次方定律」。當時的歐洲進入漫長的內戰,幾乎所有人所關注的都是戰爭,與戰爭所帶來的飢荒與傳染病,有誰還會去在乎天上的星球怎麼轉動呢?刻卜勒卻寫道:「一百年以後的人,也許才會體會與瞭解。不過,上帝至少等了六千年才讓我知道這奧秘,我不怕等待眾人一百年。」

刻卜勒又繼續發表《望遠鏡的光學原理》、《人的視覺是來自光進入眼睛》、《極小角度裡的三角幾何運算》,他不僅出版天文學的課本,也出版《給兒童的聖經真理問答》,稱這本書是「耶穌基督,我們救主的聖者與寶血訓誨」(Lesson from the Holy sacrament of the body and blood of Jesus Christ our Saviour),寫書的目的是「期待孩子們在朗誦的時候,聖靈可以感動他們,使他們能夠心中明白、頭腦相信,並能一生行在這真實、準確的信仰中。」

流浪的人
一六二○年,刻卜勒聽說母親在家鄉被人控告是巫婆,要被處以死刑。刻卜勒立刻回到家鄉,在法庭裡為母親辯護。他的解析長才又再度發揮功用,他力辯眾控告者。例如有一個女人說:「當我看到你母親從我身旁經過,我的手臂就會酸痛,所以她是惡魔附身。」刻卜勒檢查她的手以後問道:「妳前幾天有搬過什麼東西嗎?不然你手指甲上怎麼有黑色的痕跡?」那個女人說:「我搬石頭。」於是刻卜勒化解了一個個控告,最終洗刷母親的不白之冤。

一六二五年,戰爭如火如荼地在奧地利、捷克展開。刻卜勒又帶著家人四處流浪,後來有人考證他在流浪所經之地,現今在歐洲中部,有幾條「刻卜勒路」,那是他一度流浪過的路。有幾間「刻卜勒屋」,可能是他流浪時的暫居之所。

一六三○年十一月十五日,刻卜勒病逝於雷根斯堡(Regensburg),刻卜勒在死前寫了一首短詩:
「我曾經丈量過天上,
現在,我去測量地的陰霾有多深。
我的身體躺在地,
但是,我的心靈仍在天。」


參考資料:
1.Caspar, M., 1993. Kepler. Dover Publications, Inc.New York, USA.
2.Tiner, J. H., 1981. Johannes Kepler. Mott Media. Michigan, USA.
3.Pearcey,N. R., and C. B. Thaxton. 1994. The Soul of Science: Christian Faith and Natural Philosophy. Crossway Books. Illinois, USA.

微笑
張文亮

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