《世界觀：現(xiàn)代人必須要懂的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)史》是美國(guó)學(xué)者理查德?德威特撰寫(xiě)的科學(xué)哲學(xué)著作，2018年由機(jī)械工業(yè)出版社出版。作者基于費(fèi)爾菲爾德大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)圖表輔助與通俗化表述，系統(tǒng)梳理科學(xué)認(rèn)知體系的演進(jìn)歷程。

全書(shū)以科學(xué)史為主線，解析人類世界觀從亞里士多德地心說(shuō)、牛頓經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論與量子力學(xué)的變革過(guò)程。第一部分探討科學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)命題，包括真理本質(zhì)與實(shí)證方法；第二部分分析古代至近代科學(xué)范式轉(zhuǎn)換，聚焦托勒密至伽利略的理論突破；第三部分評(píng)述現(xiàn)代科學(xué)對(duì)傳統(tǒng)世界觀的沖擊，揭示科學(xué)理論與認(rèn)知框架的動(dòng)態(tài)發(fā)展。通過(guò)跨學(xué)科視角，闡釋科學(xué)思維如何重構(gòu)人類對(duì)世界的理解。

第16章　開(kāi)普勒體系

在本章中，我們將探討由約翰尼斯·開(kāi)普勒（1571—1630）提出的體系，并且研究那些對(duì)開(kāi)普勒有促動(dòng)作用的因素。我們將看到，開(kāi)普勒實(shí)際上“得到了正確的答案”。也就是說(shuō)，開(kāi)普勒最終提出了一個(gè)體系，不僅在預(yù)測(cè)和解釋方面完全準(zhǔn)確，而且比其他任何可選體系都簡(jiǎn)單得多。除此之外，從現(xiàn)實(shí)主義者的角度來(lái)看，開(kāi)普勒體系似乎描述的正是月球和行星真正的運(yùn)動(dòng)模式。

開(kāi)普勒是個(gè)有趣的人。我們將研究的不僅是開(kāi)普勒所發(fā)展的體系，還有促使他發(fā)展新體系的某些原因。就像我們?cè)趯?duì)哥白尼的討論中所看到的那樣，其中一些原因所涉及的因素很明顯與其說(shuō)屬于科學(xué)范疇，不如說(shuō)屬于哲學(xué)/概念范疇。在研究這些原因之前，我們將首先探討一些背景材料。

背景信息

開(kāi)普勒生于1571年，也就是在哥白尼體系發(fā)表幾十年后，同時(shí)距離可以提供新經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)支持日心說(shuō)觀點(diǎn)的望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明也還有幾十年。在快到30歲時(shí)，開(kāi)普勒開(kāi)始為我們?cè)诘?5章中簡(jiǎn)要討論的天文學(xué)家、觀察家第谷·布拉赫工作。開(kāi)普勒與第谷合作的時(shí)間不長(zhǎng)，因?yàn)榈诠仍陂_(kāi)普勒加入不到兩年就去世了。但是，第谷對(duì)開(kāi)普勒最終發(fā)展出開(kāi)普勒體系產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響?；谶@一點(diǎn)，接下來(lái)我將簡(jiǎn)要探討第谷對(duì)開(kāi)普勒的影響。

第谷·布拉赫的經(jīng)驗(yàn)觀察

正如在第15章中提到過(guò)的，第谷的主要貢獻(xiàn)是發(fā)展出了第谷體系，以及他準(zhǔn)確到超乎尋常的經(jīng)驗(yàn)觀察。在第15章中，我們簡(jiǎn)要探討了第谷的天文學(xué)體系。然而，事實(shí)上，第谷的天文學(xué)觀察對(duì)開(kāi)普勒最終發(fā)展出其體系產(chǎn)生了更重要的影響。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，第谷是至此為止在那個(gè)時(shí)代里最謹(jǐn)慎、準(zhǔn)確和勤奮的觀察者，就這一點(diǎn)而言，他很有可能是人類歷史上僅靠肉眼進(jìn)行觀察的人中最為優(yōu)秀的一位。在20年的時(shí)間里，第谷收集了關(guān)于太陽(yáng)、月球和行星運(yùn)動(dòng)非常準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)（其準(zhǔn)確性實(shí)際上已經(jīng)達(dá)到了肉眼觀察所能達(dá)到的極限），特別是關(guān)于火星，他收集了大量關(guān)于觀察到的火星位置的數(shù)據(jù)，而且在很大程度上說(shuō)，在開(kāi)普勒發(fā)展其體系時(shí)，這些關(guān)于火星的數(shù)據(jù)是一個(gè)關(guān)鍵因素。

第谷和開(kāi)普勒

第谷去世后，開(kāi)普勒獲得了第谷積累的部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)，而且在很大程度上說(shuō)，正是因?yàn)楂@得了第谷的數(shù)據(jù)，開(kāi)普勒才有可能發(fā)展出自己的體系。

這絕不意味著開(kāi)普勒的研究工作是根據(jù)第谷的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單或直接的推斷。開(kāi)普勒為了發(fā)展自己的體系進(jìn)行了異常努力、認(rèn)真的研究，在這個(gè)過(guò)程中，僅為了找到正確的方法，開(kāi)普勒就花費(fèi)了多年時(shí)間。有關(guān)火星的數(shù)據(jù)尤為重要，因?yàn)殚_(kāi)普勒根據(jù)這些數(shù)據(jù)推理得出，不管是托勒密體系、哥白尼體系，還是第谷體系，都無(wú)法完全解釋第谷觀察到的火星位置。因此，開(kāi)普勒明確地認(rèn)為這些體系都不是特別正確。

開(kāi)普勒開(kāi)始探索新的體系，其關(guān)注的重點(diǎn)就是火星的運(yùn)動(dòng)。值得注意的是，開(kāi)普勒所探索的新體系都以日心說(shuō)為基礎(chǔ)。造成這種情況的原因有很多，不過(guò)其中部分源于他的學(xué)生時(shí)代，那時(shí)他的老師是哥白尼體系的一個(gè)熱情的支持者。

順帶提一下，此時(shí)用“體系”來(lái)指代開(kāi)普勒的研究成果多少有些不恰當(dāng)，因?yàn)樗缙谘芯抗ぷ鞯闹攸c(diǎn)僅僅是對(duì)火星運(yùn)動(dòng)進(jìn)行解釋。然而，最終他將對(duì)火星的成功研究推廣到了其他行星、太陽(yáng)和月球上，那時(shí)把他的研究成果稱為“體系”就合適了。為方便起見(jiàn)，我仍將使用“開(kāi)普勒體系”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，但同時(shí)你要明白，一個(gè)完整的體系實(shí)際上是多年以后才形成的。

與幾乎所有和他同時(shí)代的人相同，開(kāi)普勒最初也堅(jiān)信正圓事實(shí)和勻速運(yùn)動(dòng)事實(shí)。因此，他花了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)嘗試修正哥白尼體系，保持太陽(yáng)位于宇宙中心、宇宙中所有運(yùn)動(dòng)都是沿正圓軌道進(jìn)行的勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。實(shí)際上，開(kāi)普勒也確實(shí)對(duì)哥白尼體系進(jìn)行了某些重要改進(jìn)。

然而，到了17世紀(jì)初，主要根據(jù)第谷的數(shù)據(jù)，開(kāi)普勒已經(jīng)可以推理得出所有以勻速運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)的體系都無(wú)法解釋已觀察到的火星位置。此時(shí)，他開(kāi)始研究其他使火星可以在其軌道不同位置上以不同速度運(yùn)動(dòng)的體系。不久以后，開(kāi)普勒得出類似結(jié)論，也就是所有僅以正圓軌道為基礎(chǔ)的體系也都無(wú)法解釋已觀察到的火星運(yùn)動(dòng)，因此他開(kāi)始探索不同形狀的軌道。

請(qǐng)注意，重點(diǎn)是，開(kāi)普勒此時(shí)已摒棄兩個(gè)關(guān)鍵的哲學(xué)性/概念性事實(shí)，即正圓事實(shí)和勻速運(yùn)動(dòng)事實(shí)。接下來(lái)，我們將探討一些因素，正是基于這些因素，開(kāi)普勒才可以比他之前的大多數(shù)天文學(xué)家更容易地考慮到除沿正圓軌道勻速運(yùn)動(dòng)之外的其他運(yùn)動(dòng)。不過(guò)，現(xiàn)在我們將繼續(xù)開(kāi)普勒研究成果的概述。

最終，開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)，橢圓軌道和行星以變化的速度沿橢圓軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，可以完美地解釋火星的數(shù)據(jù)。在1609年，開(kāi)普勒發(fā)表了他關(guān)于火星運(yùn)動(dòng)的模型，也就是火星沿橢圓軌道以變化的速度運(yùn)動(dòng)，不久之后，開(kāi)普勒把這個(gè)模型擴(kuò)展到了其他行星?，F(xiàn)在，我們將更詳細(xì)地研究一下開(kāi)普勒的模型。

開(kāi)普勒體系

讓我們首先更詳細(xì)地了解一下開(kāi)普勒的兩個(gè)關(guān)鍵性創(chuàng)新，也就是橢圓軌道和變速運(yùn)動(dòng)。

你可能知道橢圓形是一種拉長(zhǎng)了的圓形。對(duì)橢圓形可以進(jìn)行精確的數(shù)學(xué)描述，但是要直觀地看到橢圓形，最簡(jiǎn)單的一個(gè)方法就是想象你用兩顆圖釘把一根皮筋的兩端固定在了一張白紙上?，F(xiàn)在，想象你用一支鉛筆把皮筋拉緊，然后讓鉛筆圍繞圖釘運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中保持筆尖一直在紙上，最后鉛筆畫(huà)出來(lái)的圖形就是一個(gè)橢圓形。圖16-1可能有助于你理解。圖釘所占據(jù)的點(diǎn)被稱為橢圓形的焦點(diǎn)。我們?cè)谇懊嫣岬竭^(guò)，開(kāi)普勒的第一個(gè)創(chuàng)新就是讓行星圍繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)所在的位置就是橢圓形的兩個(gè)焦點(diǎn)中的一個(gè)。舉個(gè)例子，火星的運(yùn)行軌道將如圖16-2所示。在這個(gè)示意圖中，為了更好地進(jìn)行說(shuō)明，我對(duì)橢圓形進(jìn)行了夸張?zhí)幚怼?/p>

對(duì)行星軌道的這種描述，也就是“行星圍繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)占據(jù)橢圓軌道兩個(gè)焦點(diǎn)之一的位置”，通常被稱為開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第一定律（簡(jiǎn)稱“開(kāi)普勒第一定律”）。

開(kāi)普勒的另一個(gè)主要?jiǎng)?chuàng)新是讓行星在沿其軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行變速運(yùn)動(dòng)。更具體地說(shuō)，根據(jù)開(kāi)普勒體系，如果以行星為起點(diǎn)畫(huà)一條直線把太陽(yáng)連接起來(lái)，這條直線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同。這個(gè)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)速度的描述就被稱為開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第二定律（簡(jiǎn)稱“開(kāi)普勒第二定律”），圖16-3中的示意圖是對(duì)此最簡(jiǎn)單的說(shuō)明。要理解開(kāi)普勒第二定律，假設(shè)有一條直線將火星和太陽(yáng)連接起來(lái)。在1月1～30日的30天內(nèi)，這條線會(huì)掃過(guò)某個(gè)面積（也就是圖16-3中的區(qū)域A）。根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，在另一個(gè)30天內(nèi)，這條線將會(huì)掃過(guò)相等的面積。舉個(gè)例子，在從11月1～30日的30天內(nèi)，這條線會(huì)也會(huì)掃過(guò)某個(gè)面積（也就是圖16-3中的區(qū)域B）。根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，區(qū)域A和區(qū)域B的面積大小將會(huì)是相等的。一般來(lái)說(shuō)，連接行星和太陽(yáng)的直線將在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。

開(kāi)普勒第二定律對(duì)行星運(yùn)動(dòng)提出了一個(gè)非常重要的推論。由于行星（比如火星）在其軌道上的某個(gè)點(diǎn)處距離太陽(yáng)更近（在圖16-3中，火星在左側(cè)時(shí)距離太陽(yáng)最近），因而當(dāng)火星運(yùn)動(dòng)到其軌道的這一部分時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度會(huì)更快，而當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到其軌道距離太陽(yáng)更遠(yuǎn)的部分時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度則會(huì)更慢。換句話說(shuō)，根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，行星的運(yùn)動(dòng)不是勻速的。相反，在其軌道的不同階段，行星的運(yùn)動(dòng)速度會(huì)發(fā)生變化。

運(yùn)用了橢圓軌道和非勻速運(yùn)動(dòng)的開(kāi)普勒體系可以完美地預(yù)測(cè)和解釋經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。除此之外，這個(gè)體系也遠(yuǎn)比托勒密體系或哥白尼體系簡(jiǎn)單。在簡(jiǎn)單性這一點(diǎn)上，請(qǐng)注意，開(kāi)普勒體系沒(méi)有使用本輪、均輪、偏心圓、等距點(diǎn)或其他類似概念。相比之下，在開(kāi)普勒體系中，每個(gè)行星只有一個(gè)橢圓軌道，僅此而已。

然而，同樣需要注意的是，開(kāi)普勒體系摒棄了正圓事實(shí)和勻速運(yùn)動(dòng)事實(shí)。

回憶一下，這兩個(gè)事實(shí)在2000多年間一直是核心觀點(diǎn)。因此，盡管開(kāi)普勒體系完美地處理了經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但其仍然需要亞里士多德世界觀體系發(fā)生重大的觀念變化。

什么因素促動(dòng)了開(kāi)普勒

根據(jù)我們到目前為止的討論，你可能會(huì)覺(jué)得開(kāi)普勒是一個(gè)相當(dāng)純粹的研究人員，促使他進(jìn)行研究的主要因素是他渴望發(fā)展出一個(gè)能夠處理經(jīng)驗(yàn)事實(shí)的理論。開(kāi)普勒實(shí)際上遠(yuǎn)比此復(fù)雜。與我們之前對(duì)哥白尼的討論相同，我不會(huì)試圖對(duì)開(kāi)普勒發(fā)展其體系時(shí)所涉及的不同因素進(jìn)行全面探討，而是提供足夠的信息，讓你可以對(duì)開(kāi)普勒的發(fā)現(xiàn)所涉及的哲學(xué)性/概念性命題有所體會(huì)。具體來(lái)說(shuō)，我們的重點(diǎn)將是：在開(kāi)普勒有生之年始終促使他進(jìn)行研究的一個(gè)因素，也就是開(kāi)普勒渴望讀懂“上帝”所思。

開(kāi)普勒渴望讀懂“上帝”所思

究其一生，開(kāi)普勒都堅(jiān)信“上帝”對(duì)構(gòu)建宇宙可以說(shuō)有一個(gè)確定的計(jì)劃、藍(lán)圖。開(kāi)普勒被強(qiáng)烈地吸引，渴望發(fā)現(xiàn)這個(gè)藍(lán)圖來(lái)讀懂上帝所思，并了解上帝在創(chuàng)造宇宙時(shí)就準(zhǔn)備好的計(jì)劃。開(kāi)普勒的這一渴望在很多方面都有所體現(xiàn)，下面幾個(gè)例子將足以說(shuō)明情況。

在快到30歲時(shí)，開(kāi)普勒去為第谷·布拉赫工作。為什么開(kāi)普勒想和第谷一起工作？這個(gè)問(wèn)題的答案，在很大程度上關(guān)乎開(kāi)普勒幾年前的一個(gè)“發(fā)現(xiàn)”，對(duì)這個(gè)發(fā)現(xiàn)的探討將有助于解釋開(kāi)普勒腦中的上帝所籌劃的藍(lán)圖是什么樣子，以及讀懂上帝所思包括什么內(nèi)容。

開(kāi)普勒的第一部重要著作發(fā)表于他為第谷工作的大約4年之前。在這部著作中，開(kāi)普勒發(fā)表了一個(gè)他認(rèn)為在其一生中都將非常重要的發(fā)現(xiàn)。開(kāi)普勒所關(guān)心的問(wèn)題包括：為什么上帝創(chuàng)造宇宙時(shí)正好創(chuàng)造了6顆行星（水星、金星、地球、火星、木星和土星），而不是5顆、7顆或其他數(shù)量？為什么上帝要將行星如此排列，而不是排列成其他樣子？開(kāi)普勒相信這樣的問(wèn)題都有答案。

多年間，對(duì)這些問(wèn)題，開(kāi)普勒嘗試了多種答案。舉個(gè)例子，他曾嘗試使用多種數(shù)學(xué)比例和函數(shù)來(lái)解釋，但沒(méi)有一個(gè)可以給出令人滿意的答案。然而，到了16世紀(jì)90年代中期，開(kāi)普勒想到了使用被稱為“正多面體”的概念來(lái)回答這些問(wèn)題。接下來(lái)我會(huì)對(duì)正多面體做個(gè)簡(jiǎn)要解釋，順帶提一句，請(qǐng)忍受一下我在這里的討論，因?yàn)檫@確實(shí)需要一些時(shí)間來(lái)解釋。然而，當(dāng)我們結(jié)束這段討論的時(shí)候，我認(rèn)為你會(huì)更好地理解開(kāi)普勒是多么不尋常的一個(gè)人。

思考一下正方體，因?yàn)檎襟w很有可能是正多面體最好的一個(gè)范例。正方體是三維的，其每一面都是相同的，而且都是正方形。請(qǐng)注意，正方形本身是二維的，其每一個(gè)組成部分（也就是每一條邊）都是相同的，具體來(lái)說(shuō)，每一條邊都是與其他邊長(zhǎng)度相等的直線。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)正多面體也具有正方體的這些特點(diǎn)，其每一面都是完全相同的二維圖形，而每一個(gè)二維圖形本身也都由相同的部分，也就是長(zhǎng)度相等的直線組成。

自古希臘時(shí)代起，人們就知道只存在5種正多面體，具體如下：①正方體，有6個(gè)面，每個(gè)面都是正方形；②正四面體，有4個(gè)面，每個(gè)面都是等邊三角形；③正八面體，有8個(gè)面，每個(gè)面都是等邊三角形；④正十二面體，有12個(gè)面，每個(gè)面都是正五邊形；⑤正二十面體，有20個(gè)面，每個(gè)面都是等邊三角形。

現(xiàn)在，假設(shè)我們有一個(gè)任意大小的球體，在球體里面，我們找到了一個(gè)正方體。也就是說(shuō)，我們把一個(gè)大小合適的正方體放進(jìn)球體里，使正方體的每個(gè)角都剛好頂住球體。然后，假設(shè)在這個(gè)正方體里面，我們又找到了另一個(gè)球體，也就是說(shuō)我們把一個(gè)大小合適的球體放在了正方體里，使球體的面剛好頂住正方體的各個(gè)面。盡管我們?cè)谶@里談?wù)摰氖侨S畫(huà)面，但是如果用二維示意圖來(lái)表示的話，那就將如圖16-4所示。

現(xiàn)在，假設(shè)我們繼續(xù)按照如下順序把正多面體和球體嵌套在一起：把一個(gè)大小合適的正四面體放在圖16-4中最里面的球體里，然后在這個(gè)正四面體里面再放入一個(gè)大小合適的球體，然后是一個(gè)正二十面體，接下來(lái)是另一個(gè)球體，球體里再放入一個(gè)正八面體，然后在正八面體里放入最后一個(gè)球體。這樣，我們所得的結(jié)構(gòu)將如圖16-5所示（同樣地，這雖然是對(duì)一個(gè)三維結(jié)構(gòu)的二維示意圖，但已可以很好地表示這個(gè)結(jié)構(gòu)了）。

重申一下，請(qǐng)?jiān)偃棠鸵幌拢驗(yàn)榻酉聛?lái)將是我對(duì)這個(gè)結(jié)構(gòu)最后的評(píng)論了。

讓我們關(guān)注一下這個(gè)結(jié)構(gòu)中的球體。請(qǐng)注意，最開(kāi)始所選擇的球體的大小將決定往里面放的正方體的大小，進(jìn)而決定正方體里的球體大小，以此類推。也就是說(shuō)，第一個(gè)球體的大小會(huì)決定所有球體的大小，同樣也會(huì)決定每個(gè)球體之間的實(shí)際距離。

然而，盡管每個(gè)球體之間的實(shí)際距離取決于我們所選擇的第一個(gè)球體的大小，但是球體之間的相對(duì)距離并不取決于此。也就是說(shuō)，不管我們所選擇的第一個(gè)球體尺寸如何，球體之間的相對(duì)距離都是相同的。

如果我們只看示意圖中的圓形，可能更容易理解這一點(diǎn)。示意圖也就是圖16-6，這個(gè)圖與圖16-5類似，只是去掉了5個(gè)正多面體的部分，從而使球體的排列模式更清晰可見(jiàn)。重申一下，不管我們?cè)陂_(kāi)始構(gòu)建這個(gè)球體和正多面體的結(jié)構(gòu)時(shí)所選擇的第一個(gè)球體的大小如何，球體之間的相對(duì)距離都將會(huì)如圖16-6所示。

現(xiàn)在，理解了以上內(nèi)容后，就出現(xiàn)了一個(gè)很有意義的問(wèn)題：以上的這些架構(gòu)與天文學(xué)有什么關(guān)聯(lián)？答案如下：這些架構(gòu)表明，根據(jù)哥白尼體系（或者任何其他的日心說(shuō)體系），計(jì)算出行星之間的相對(duì)距離是有可能的。后來(lái)事實(shí)證明，行星之間的相對(duì)距離與開(kāi)普勒構(gòu)建的球體之間的相對(duì)距離相當(dāng)接近。

這是一個(gè)很有趣的事實(shí)，我認(rèn)為，毫無(wú)疑問(wèn)這個(gè)事實(shí)只是一個(gè)關(guān)于我們這個(gè)太陽(yáng)系的有趣的巧合。然而，在開(kāi)普勒腦中則并非如此。對(duì)開(kāi)普勒來(lái)說(shuō)，這是他在讀懂上帝所思方面取得的第一個(gè)突破。圖16-5中的架構(gòu)就是上帝在構(gòu)建宇宙時(shí)腦中所想的，也就是上帝想模仿這個(gè)反映了球體和正幾何多面體之間關(guān)系的架構(gòu)。這就是為什么上帝創(chuàng)造的宇宙里有6顆行星，而不是5顆、7顆或其他數(shù)量，也就是每一顆都代表上面架構(gòu)中的一個(gè)球體。這就是為什么在上帝所創(chuàng)造的宇宙中行星會(huì)如此排列——行星的排列模式反映的是開(kāi)普勒架構(gòu)中球體的排列模式。除此之外，最外層也最重要的正多面體，也就是第一個(gè)正方體，其每個(gè)角都由3條互成直角的直線組成，上帝以此來(lái)反映宇宙空間的三個(gè)維度，等等。

正如前面提到過(guò)的，這是開(kāi)普勒的第一個(gè)重要“發(fā)現(xiàn)”，而這實(shí)際上也是開(kāi)普勒希望為第谷·布拉赫工作的主要原因之一。也就是說(shuō)，開(kāi)普勒希望與當(dāng)時(shí)最好的觀察者一起工作，部分原因是為了幫助自己確認(rèn)這個(gè)發(fā)現(xiàn)。這個(gè)發(fā)現(xiàn)在開(kāi)普勒的第一部主要著作中發(fā)表了。但是，在他的一生中，開(kāi)普勒始終渴望讀懂上帝所思，也始終篤信嵌套的球體體系是上帝藍(lán)圖的關(guān)鍵組成部分。舉個(gè)例子，很久以后，在開(kāi)普勒晚年，他對(duì)上面所描述的模型進(jìn)行了拓展，加入了和聲的因素，也就是說(shuō)，上帝在構(gòu)建宇宙的時(shí)候，不僅反映了幾何結(jié)構(gòu)，還反映了音樂(lè)結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)言之，開(kāi)普勒利用正多面體所進(jìn)行的構(gòu)建，以及他對(duì)讀懂上帝所思的渴望，并不只是在其青年時(shí)期。托馬斯·庫(kù)恩對(duì)此有過(guò)評(píng)論，我也相當(dāng)喜歡，他說(shuō)，開(kāi)普勒用正多面體所進(jìn)行的構(gòu)建“并不只是年輕的奢侈品，或者，如果這確實(shí)是年輕的奢侈品，那么開(kāi)普勒就從來(lái)沒(méi)有長(zhǎng)大”（庫(kù)恩，1957，p.218）。

開(kāi)普勒利用正多面體所進(jìn)行的構(gòu)建并沒(méi)有直接讓他找到那些令他青史留名的發(fā)現(xiàn)，也就是沿橢圓形軌道進(jìn)行的變速運(yùn)動(dòng)。然而，他在找出上帝構(gòu)建宇宙的規(guī)律性方面傾注了巨大的熱情，事實(shí)上他畢生堅(jiān)持對(duì)關(guān)于多面體的架構(gòu)進(jìn)行研究，正是這種熱情引領(lǐng)開(kāi)普勒找到了他的核心發(fā)現(xiàn)，也就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第一和第二定律。終其一生，開(kāi)普勒始終致力于發(fā)現(xiàn)這種規(guī)律。事實(shí)上，他發(fā)表了十幾個(gè)“定律”，都反映了他所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，或者他認(rèn)為自己所發(fā)現(xiàn)的規(guī)律。今天，這些定律中的大部分已經(jīng)被忽略，只有三條得到了認(rèn)可（其中兩條在上面已經(jīng)進(jìn)行了解釋，第三條定律描述的是行星與太陽(yáng)之間的距離和沿軌道圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間），然而，對(duì)開(kāi)普勒來(lái)說(shuō)，這些就是他研究工作的主要內(nèi)容，也就是發(fā)現(xiàn)宇宙中固有的規(guī)律，從而讀懂上帝所思。

科學(xué)總是不可思議的。開(kāi)普勒得到了正確的結(jié)果。在構(gòu)建一個(gè)完全準(zhǔn)確的天文學(xué)體系的問(wèn)題上，經(jīng)過(guò)了2000多年的研究后，開(kāi)普勒成為第一個(gè)發(fā)現(xiàn)正確體系的人，這個(gè)體系也就是沿橢圓軌道變速運(yùn)動(dòng)的體系。開(kāi)普勒是個(gè)與眾不同的人。他的研究方法在我們看來(lái)，絕大部分都很古怪，但卻是開(kāi)普勒其人不可分割的一部分。如果沒(méi)有這些古怪的方法，開(kāi)普勒就不可能取得這些成就。

結(jié)語(yǔ)

在第14章中，我們討論了哥白尼體系，隨后我們花了一點(diǎn)時(shí)間來(lái)探討人們對(duì)這個(gè)體系的接受情況。我們看到，總的來(lái)說(shuō)，幾乎所有天文學(xué)家都很快就熟悉了哥白尼體系，很多人開(kāi)始使用這個(gè)體系，而且在使用時(shí)大多采用工具主義態(tài)度來(lái)對(duì)待這個(gè)體系。在結(jié)束本章之前，我想討論一下人們是如何接受開(kāi)普勒體系的。

討論人們是如何接受開(kāi)普勒體系的，在某種程度上說(shuō)并不像討論人們是如何接受哥白尼體系的那樣直接明確。其中一個(gè)原因是，許多天文學(xué)家試圖在保留正圓軌道和勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，復(fù)制開(kāi)普勒的成功。也就是說(shuō)，這些天文學(xué)家承認(rèn)開(kāi)普勒的成就，也就是他所建立的體系在解釋經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)方面優(yōu)于任何已有理論，但是，同時(shí)他們錯(cuò)誤地認(rèn)為可以利用開(kāi)普勒的研究成果獲得新的發(fā)現(xiàn)，來(lái)修正當(dāng)時(shí)已有的使用正圓軌道和勻速運(yùn)動(dòng)的眾多體系，從而使這些體系可以像開(kāi)普勒體系一樣準(zhǔn)確。因此，從某種意義上說(shuō)，這些天文學(xué)家承認(rèn)了開(kāi)普勒的成功，卻沒(méi)有完全接受他的方法和模型。

第二個(gè)使情況變得復(fù)雜的因素與開(kāi)普勒的研究所處的時(shí)代背景有關(guān)。開(kāi)普勒于1609年發(fā)表了他的體系（至少是關(guān)于火星運(yùn)動(dòng)的研究成果）。天文學(xué)命題通常都是專家的命題，也就是說(shuō)，通常是那些受到過(guò)數(shù)學(xué)訓(xùn)練的天文學(xué)家才會(huì)關(guān)注這些命題，因而這些命題并不會(huì)引發(fā)太多的大眾爭(zhēng)論。然而，第二年，伽利略發(fā)表了使用望遠(yuǎn)鏡所得的發(fā)現(xiàn)。我將在第17章中對(duì)伽利略的這些發(fā)現(xiàn)進(jìn)行更詳細(xì)的解釋，不過(guò)在這里，你只要知道伽利略的發(fā)現(xiàn)對(duì)更廣泛的受眾來(lái)說(shuō)是很容易理解的，就已經(jīng)足夠了。除此之外，這些發(fā)現(xiàn)都非常令人激動(dòng)，或多或少淹沒(méi)了開(kāi)普勒的研究成果，因此伽利略的研究成果自然獲得了比開(kāi)普勒的研究成果更廣泛的受眾和關(guān)注。

還有最后一個(gè)使情況變得復(fù)雜的因素值得一提。伽利略發(fā)表其使用望遠(yuǎn)鏡取得的發(fā)現(xiàn)后不久，天主教會(huì)正式表示反對(duì)日心說(shuō)觀點(diǎn)，并限制關(guān)于這個(gè)觀點(diǎn)的討論和著作。前面提到的開(kāi)普勒在1609年發(fā)表的著作，也就是有關(guān)火星運(yùn)動(dòng)的著作，以及開(kāi)普勒后續(xù)的一些著作，都被列入了禁書(shū)清單（這個(gè)清單實(shí)際上就是禁止天主教徒閱讀的出版物清單）。由于這些形勢(shì)的變化，很多人本來(lái)計(jì)劃就地心說(shuō)觀點(diǎn)和日心說(shuō)觀點(diǎn)之爭(zhēng)撰寫(xiě)并發(fā)表文章或著作，此時(shí)也都決定全部擱置。因此，開(kāi)普勒發(fā)表其最重要的著作時(shí)，剛好有關(guān)其他體系的公開(kāi)爭(zhēng)論和討論也變少了。

所以，想要清晰理解開(kāi)普勒研究成果的接受情況并不那么容易。盡管如此，可以明確的是，最終，開(kāi)普勒體系的優(yōu)勢(shì)，也就是其體系的簡(jiǎn)單性以及對(duì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)更好的解釋，與伽利略通過(guò)望遠(yuǎn)鏡所獲得的、可以支撐日心說(shuō)觀點(diǎn)的證據(jù)一起，得到了廣泛認(rèn)可。除此之外，在開(kāi)普勒晚年，也就是17世紀(jì)20年代末，開(kāi)普勒基于其體系做出了一套天文學(xué)表格，效果遠(yuǎn)優(yōu)于基于其他競(jìng)爭(zhēng)體系所做出的天文學(xué)表格。因此，到了17世紀(jì)中期，持續(xù)關(guān)注這些天文學(xué)命題的人都已經(jīng)很清楚，包括地球在內(nèi)的行星確實(shí)是沿橢圓軌道以變化的速度圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)。終于，在17世紀(jì)中期，關(guān)于沿正圓軌道勻速運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)性/概念性“事實(shí)”不再被當(dāng)作事實(shí)了。