导语

  

    托马斯·德·帕多瓦激动人心地讲述了至今被研究得少得令人惊讶的伟大时刻，即近代宇宙观诞生的时刻。
    作者以绝妙的方式表明，在伽利略和开普勒受到误解的简短故事背后，埋藏着近代早期天文学革命的漫长而纠结的历史。
    这是可以近距离体验的科学，是侦探小说形式的科学，拉近了天空与读者的距离。

内容提要

  

    1609年，伽利略·伽利雷和约翰内斯·开普勒突破了当时已知世界的边界。他们一人在威尼斯透过望远镜观察星辰，另一人在布拉格发现了行星运动定律。托马斯·德·帕多瓦以至今较少受到关注却扣人心弦的通信往来为基础，首次讲述了两位如此不同的科学家之间不对等的关系，以及他们如何在同样的时刻以各自的方式探索星辰的奥秘。

    “托马斯·德·帕多瓦激动人心地讲述了至今被研究得少得令人惊讶的伟大时刻，即近代宇宙观诞生的时刻。一部重要的作品！”
    ——斯特凡·克莱因（Stefan Klein，德国物理学家和科普作家）
    “德·帕多瓦写的不单是一部历史的双重传记。他的主要目标更多的是关于科学史的问题，即发生于1609年的事件对天文学史以及更一般地对科学思想的发展具有怎样的意义。他知识渊博地援引了最新的研究成果，多次引述专家的精辟见解。于是，作者以绝妙的方式表明，在伽利略和开普勒受到误解的简短故事背后，埋藏着近代早期天文学革命的漫长而纠结的历史。”
    ——德国《星辰与太空》杂志(Sterne und Weltraum)

谁破解了宇宙的奥秘？（译者序）
引言
第一部分  目光透过望远镜
  抛光镜片背后的世界
    伽利略如何又一次发明了望远镜
  一架数学的登天阶梯
    开普勒的月亮之梦
  新的宇宙
    仰仗目力的伽利略
  夜晚为什么会变暗？
    开普勒与科学的伟大时刻
  志在公侯之堂
    伽利略教授成为宫廷哲学家
  “让我们嘲笑众人的愚昧吧！”
    开普勒热情洋溢的书信所获反响存疑
第二部分  意大利人和德意志人
  琉特琴演奏家
    伽利雷家中的音乐与数学
  “我想要成为神学家”
    开普勒的成长之路：从士兵之子到数学教师
  试金天平
    伽利略追随着阿基米德的足迹
  天空与婚姻的秘密
    开普勒从恒星中看出了什么
  探索真理的伙伴
    伽利略，秘密的哥白尼主义者
  “伽利略，鼓足勇气，站出来吧！”
    开普勒在科学的鲨鱼池中
第三部分  天堂和地狱之间
  脑海中的曲线
    开普勒如何发现他的行星运动定律
  势不可当的崛起
    伽利略处于权力中心
  悬崖边缘
    开普勒的命运年
  致开普勒的最后一封信
    伽利略和反对哥白尼的教令
  不祥的彗星
    战争期间：开普勒批判伽利略
  分裂的天空
    对伽利略的审判与近代宇宙观的诞生
附录
  时间表
  人物索引
  参考文献
  图片来源
  致谢

前言

  

    谁破解了宇宙的奥秘？（译者序）
    1
    你可曾记得，上次仰望天空是什么时候？当时是万里无云，还是电闪雷鸣？是月光皎洁，还是星河璀璨？
    亘古以来，无论海陆如何变迁，物种如何演进，日月出没、斗转星移这些天象似乎从未改变。在认知革命的过程中，智人面对博大和永恒的天空，抛出了一系列问题：天地为什么分开？太阳为什么发光？月亮为什么盈亏？星辰为什么如此排布？它们为什么运动不休？
    为了解答这一切，智人发展出五花八门的神话传说。原始信仰要求敬畏上苍、崇拜日月，多神论视星辰为神祗，一神论认为天堂是造物主的居所。天不仅是存在的完美形式，也隐含着存在的终极目的。探究天空是最神圣的事业，假如它没有因为过于神圣而被禁止的话。
    初看上去，天空的变化似乎很有规律。古人不但根据星辰的运动规定了时间单位和空间方位，而且掌握了用数学推算天象的方法。但在进一步观察和计算之后，人们发现天象并不简单：太阳日不等于恒星日，太阳年不等于恒星年，月相周期和它们不能约分……更奇怪的是，当绝大多数星辰——“恒星”几乎固定地绕着天极旋转，太阳、月亮和五颗“行星”却一直飘忽不定，特别是行星的亮度、速度甚至运动方向都会发生变化。
    为了记录、解释和预测天上的事件，使令人困惑的现象自圆其说，星相学和天文学这对双胞胎应运而生。前者借助经验，重在定性描述，强调天与地的超自然关联；后者依靠数学，重在定量分析，试图发掘天象不规律背后的规律性，进而揭示天的真实结构以及天与地的自然关联。如果说，天文学犹如一场解谜游戏，天文学史就好比一部侦探小说。本书讲述的故事便是其中一个精彩的核心章节。
    2
    “天似穹庐，笼盖四野。”从日常经验来看，中国古代的宇宙观“天圆地方”似乎颇为形象，但它既不严谨，也没有形成体系。之后，历代哲学家和天文学家又提出了“宣夜说”、“盖天说”和“浑天说”。其中，宣夜说缺乏数学基础，无法加以发展；盖天说与浑天说进行了干余年的辩论，最终浑天说凭借较准确的预测占据了上风。
    遗憾的是，无论是盖天说还是浑天说，都是比较朴素和粗糙的。中国古代天文学的任务不在于探究宇宙的结构，而在于为权力和礼教服务。因此，它留下了精巧的观象仪器和丰富的观测记录，却长期在基本问题上止步不前。直到利玛窦来华，天朝的学者仍无法想象大地是一个球体。
    ……
    与他们相比，人类已经走出了很远。然而，在真理的海洋面前，我们和他们一样无知，甚至更加迷茫。我们仍在思考他们思考过的问题：时空有没有边界？是否存在多重宇宙？有没有地外生命？上帝是否存在及其存在的方式是什么？今人或许可以提出越来越多的论据，但始终无法给出令我们自己信服的答案。
    如今，我们似乎仍处在第二次科学革命的进程之中。100年来，相对论、量子论和许多其他主张试图揭示世界的深层本质，但万有理论的曙光还没有出现。或许，当下热门的“弦理论”和“圈量子理论”就像托勒密、哥白尼、第谷和开普勒体系，可能部分是正确的，也可能都是错误的，抑或像伽利略和开普勒那样，分别只参透了真相的某一个方面。
    此刻，我望着北京的夜空——由于高楼大厦的遮挡、雾霾和光污染，天上看不到几颗星星——自觉与宇宙空前的接近，又空前的疏离。古人对星宿如数家珍，而它们现在只是科学家和少数爱好者的专属。现代社会打破了世界的整体感，使个人前所未有地了解自然，又孤立于自然——对照科学事业的初衷，真是莫大的讽刺。
    几天前，就在这个世界深陷于新冠肺炎疫情的时候，美国太空探索技术公司（SpaceX）完成了首次商业载人航天任务，令世人距离实现太空梦又近了一步。不过，在我们出征星辰大海之前，应该先看看四周——那些比疫情更加危险的“灰犀牛”正在缩小包围圈：气候变化问题、环境污染问题、生物多样性问题、人口问题、粮食安全问题……科学不是万能的，人类以它的名义制造的麻烦，仅依靠它恐已无法解决。
    曾几何时，日心说打破了人的自我中心观念，望远镜使人认识到自身的渺小和局限，椭圆定律则展现了宇宙的意外之美。面对重重危机，托马斯·德·帕多瓦的故事或许有助于读者反思：我们是谁？我们从哪里来，到哪里去？我们与自然的关系如何？我们该怎么做，才能既不辜负400年前的先人，也无愧于400年后的来者？
    2020年6月于北京