卡鲁塞和伟大的天文学家

2020-05-16 08:50:13

马车上的两个人都是28岁,1571年出生的时间相差不到几个月。弗雷德里克是丹麦人,约翰尼斯是德国人,由于不同的原因,他们现在发现自己在1600年6月初从布拉格前往维也纳时发生了推搡。

弗雷德里克被最近的事件深深震撼了,这些事件判处他流亡,他孩子的母亲被关在她父亲的护城河城堡里终身监禁。在约翰尼斯的脑海中盘旋着的是数学公式,他相信这将证明上帝对于一个由六颗行星组成的宇宙的最终意图。这两个旅行者都不知道,伦敦的一个人正在写一条短信,这条短信会让他们中的一人出名。另一个人的希望会破灭,尽管他也会出名-确实比他的旅伴更出名-但原因会让他大吃一惊。

弗雷德里克和约翰尼斯来到布拉格的原因是一年前弗雷德里克的第三个表兄第谷(Tycho)来到了布拉格,他是一只54岁的熊,有一个金银制成的人工鼻子-他的肉鼻子在一次决斗中被割掉了。1576年,30岁的第谷·布拉赫在丹麦的赫文岛上建立了世界上最先进的天文天文台--乌拉尼堡天文台,他是该岛的领主。

出于不同的原因,第谷和弗雷德里克激起了他们的国王克里斯蒂安四世相当大的愤怒。1596年加冕后,克里斯蒂安拒绝继续之前授予第谷的慷慨养老金-这笔金额相当于丹麦国库的1%。在一封愤怒的信件之后,第谷离开了他的祖国,带着一列由20多节车厢组成的火车在欧洲徘徊了12个月,为他的天文台寻找新的位置。最后,在鲁道夫二世皇帝给他提供帝国天文学家的职位后,他和他的家人在布拉格安息了下来。

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弗雷德里克的麻烦更多是世俗的:虽然他已经和一个年轻女子克里斯汀斯订婚了,但他爱上了另一个人,克里斯蒂安宫廷的侍女里格伯格,她已经怀孕了。由于先前的订婚,又因为这件事发生在皇宫内,克里斯蒂安国王根据乱交和引诱的法律判处弗雷德里克截肢两个手指,并取消他的贵族身份。里格伯格受到的惩罚要严厉几倍:她的孩子被从她身边带走,她被关在埃格斯科夫(Egeskov)的一个房间里,埃格斯科夫是她父亲在克瓦恩德鲁普(Kvaerndrup)的城堡。留了一个小口子来容纳食物和清除废物。

出于某种原因--也许是第谷-弗雷德里克的判决被软化了:他被允许保留他的手指和他的贵族身份,但却被迫参加了奥地利对抗准备夺取维也纳的土耳其人的战役。在从哥本哈根前往前线的途中,弗雷德里克在布拉格停留,拜访了表兄第谷,并获得了一封向大公马蒂亚斯的介绍信,马蒂亚斯大公是皇帝的兄弟,也是奥地利国防军的指挥官。

弗雷德里克的教练伙伴约翰尼斯在格拉茨的一所神学院教书时,他被他认为是关于宇宙结构的神圣启示所震撼。在仍然盛行的托勒密天文学体系下,人们认为地球在宇宙中心是静止不动的,周围环绕着固定的恒星和七颗行星(太阳和月亮也被认为是行星)。然而,约翰尼斯倾向于相信哥白尼在1543年提出的革命性宇宙学,该宇宙学将太阳放在中心,将地球降级为行星地位,将月球降级为地球的卫星。当时望远镜还没有发明,人们只知道存在五颗肉眼可见的行星:水星、金星、火星、木星和土星。将地球加入他们的公司,使总数达到6个。但是,约翰尼斯想知道,为什么上帝只造了六个行星呢?为什么他要按照他所拥有的特定比例安排它们的轨道呢?肯定有一个答案:上帝不会创造一个难以理解的宇宙。

这一发现发生在1595年7月19日,当时正在教授行星排列的课程,涉及柏拉图固体的奇怪几何性质。这些是三维多边形,它们的每个面都是相同的:立方体是柏拉图式的实体。四面体也是如此(有三个面和一个底面的金字塔,它们都是等边三角形)。自古以来人们就知道--柏拉图对此进行了大量讨论,因此得名--这样的多边形只能有五个:几何定律禁止任何其他多边形。除了分别有四个面和六个面的四面体和立方体外,还有八角形(8个)、十二面体(12个)和二十面体(20个)。对约翰尼斯来说,很明显,上帝肯定在行星的轨道之间交错了看不见的柏拉图固体,这样,基于每个轨道半径的球体就被包含在每个多边形中,然后又被每个多边形包含起来,就像一系列嵌套的俄罗斯玩偶一样。因为当时只有五个柏拉图固体,所以只能有六个行星球体。在约翰尼斯看来,这种几何的美进一步证明了哥白尼天文学的真理。

一年之内,约翰尼斯将这一理论发表在一本名为“宇宙之谜”的书中,他把这本书寄给了他能想到的每一位天文学家和数学家,包括伽利略和第谷。这些数字并不完全符合理论,但有足够的有希望的匹配给了他希望,如果他获得最好的观测数据,一切都会顺理成章。当时,也就是16世纪末,没有比第谷的更好的天文数据了。

约翰尼斯认为,就在“神秘”出版后不久,第谷就开始行动,最终定居在格拉茨以北仅300英里的布拉格。他写信给第谷,表示愿意提供服务,第谷--他对神秘背后的数学思维印象深刻--同意了。一切都花了一段时间,但在1600年春天,约翰尼斯在布拉格谈判他的工资,准备回到他的家人身边,把他们赶出格拉茨。最终达成了一项协议,但为了省钱,第谷安排约翰尼斯和他的堂兄弗雷德里克一起乘坐第一段旅程,弗雷德里克无论如何都要去维也纳。

约翰尼斯和弗雷德里克分享了柏拉图固体的一些秘密吗?弗雷德里克有没有告诉约翰尼斯被关在埃格斯科夫房间里的里格堡的悲惨命运?他们有没有哀叹第谷的古怪和土耳其人的威胁?一切都有可能,但没有他们说过的话的记录,只有他们一起旅行了三天,到达维也纳后就永远分开了。

如果历史发生了不同的变化,我们几乎不会知道这些细节。一个年轻人对在太空中盘旋的不可见的柏拉图固体抱有怀疑的想法,急于证明世界上只可能有六个行星;另一个年轻人,一个私生子的耻辱父亲,正在去与土耳其人作战的路上:历史的垃圾很容易模糊他们生活的轮廓。

但不到一年,第谷去世了,约翰尼斯继承了帝国数学家的角色,最终获得了完全接触第谷所有书籍的权利。里面的天文数据非常精确,约翰尼斯非常尊重它的精确度,这使他能够在这些数据的基础上写出四篇不朽的论文,并在这个过程中发现了现代天文学的三个基本定律:行星轨道的椭圆性质;行星速度的精确变化;以及行星速度和到太阳的距离之间的指数关系。牛顿建立他的万有引力理论所依据的三个定律,也就是后人熟知的约翰尼斯的姓氏:开普勒。当牛顿谈到站在巨人的肩膀上时,他想到的是约翰尼斯·开普勒,还有第谷、伽利略和笛卡尔。

开普勒从未完全放弃他的无形的柏拉图固体,尽管他最终不得不承认它们与第谷的数据并不相符。他为发现椭圆轨道奋斗了很多年:为什么一个完美的上帝不能做出完美的圆形轨道呢?有一次,他沮丧地称它们为“一车不平衡的粪便”。他的关注点随后转移到了每颗行星绕其轨道俯冲时不同速度之间的关系上,正是这些比率-最快到最慢的速度-的和谐准确地换位成了悦耳的音乐术语,最终使开普勒与椭圆之美协调一致。

至于他永垂不朽的三大定律:开普勒从来没有给它们编号,也没有认为它们特别突出,除非它们可能有助于证明他的调和比和嵌套柏拉图固体理论。一开始,他无疑会对我们对它们的使用感到惊讶--把人送上月球,发射一架太空望远镜(名为开普勒),寻找遥远恒星周围的行星--但他的专长是

昨天,写累了,我被叫去吃晚饭,我要的沙拉被妻子摆在我面前。“看来,”我说,“如果锡盘、莴苣叶、盐粒、水滴、醋、油和蛋片从永恒开始在空中飞来飞去,那么沙拉终于会出现在偶然的机缘上。”我说:“那么,如果锡盘、莴苣叶、盐粒、水滴、醋、油和鸡蛋片从永恒开始在空中飞来飞去,那么沙拉可能最终会偶然出现。”“是的,”我的爱人回答说,“但没有我的这一张那么好。”--约翰尼斯·开普勒,德·斯特拉·诺瓦(1606)。

不幸的弗雷德里克远非可爱的妻子摆在他面前的沙拉,1602年在摩拉维亚试图分开两个决斗的战友时被杀:对他来说,遗忘似乎是不可避免的。但同年1602年,伦敦上演了一出关于丹麦王子的新剧。这位剧作家需要两个密谋王子之死的人物的名字,他回忆起10年前,也就是1592年,丹麦国王向英国女王派遣了一次备受瞩目的外交使团。执行这项使命的两个年轻朝臣,都是第谷·布拉赫的亲戚,在伦敦的酒馆和肉锅里大出风头,他们狂欢的意外结果是不朽,尽管是一种可疑的结果:21岁的弗雷德里克·罗森克兰茨和他的朋友克努德·吉尔登斯蒂恩不知何故引起了威廉·莎士比亚的注意,并在戏剧“哈姆雷特”中向后人交出了他们的姓氏,作为戏弄堕落的代名词。

Rigborg Brockenhuus不可思议地幸存了下来。她在牢房里苦苦挣扎,直到1608年,也就是她父亲去世四年后,她被允许每周出去参加当地教区教堂的礼拜活动。1625年她母亲去世后,里格堡终于在26年后获得了自由,并在克里斯蒂安国王的同意下,搬到了更接近哥本哈根的地方。随后,她与儿子霍尔格·罗森克兰茨(Holger Rosenkrantz)团聚,15年后去世,享年62岁。

她的身体被埋葬在克瓦恩德鲁普教区教堂,距离她在埃格斯科夫被监禁的地点只有几英里远。字母“FR”装饰了她在自由岁月中写的一本关于家谱的书。

沃尔特·默奇从事电影工作已有50多年,担任过剪辑师、音响师、编剧和导演。他为弗朗西斯·科波拉(“教父三部曲”、“对话”、“现在的启示录”)和安东尼·明格拉(“英国病人”、“天才的里普利先生”、“冷山”)剪辑并设计了许多电影。他对科学的兴趣可以从他编辑的马克·莱文森(Mark Levinson)关于寻找希格斯玻色子的电影《粒子热》(2013)中可见一斑。他的兴趣延伸到科学史,特别是16世纪和17世纪。