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第二十三回:智達宇宙有權立法束眾星,貧病一身無錢餬口死他鄉

第二十三回:智達宇宙有權立法束眾星,貧病一身無錢餬口死他鄉

——開普勒第三定律的發現上回說到開普勒在第谷死後經過四年的辛苦研究,終於弄清了行星的橢圓軌道,剛寫成《新天文學》一書準備出版,突然有人闖進家來橫加干涉。來人正是第谷的女婿滕格納爾。他拿出當年第谷臨終時的話來要挾開普勒,並以第谷遺產繼承人的身份提出:要出書,也得署上他的大名。開普勒氣得半天說不出話來。他曾答應過第谷,以後寫書用老師的觀點。可是他現在的認識已比老師進步許多,怎好再後退回去?這樣,書只好不出。又拖了四年,直了1609年,雙方互相讓步,答應可以讓滕格納爾寫一篇文章放在書的正文前頁,這本書才算出版。在這篇文章裡,這個女婿對開普勒的新體系進行了一通攻擊,大喊開普勒對他岳父如何背叛。但是不管怎樣,書總算出了,作為現代天文學奠基石的開普勒第一、第二定律也總算正式問世。

開普勒在研究火星軌道問題時,心中無時不在惦念著第谷托付的《魯道夫行星表》。可是,整個國家政局不穩,宗教鬥爭嚴重,炮火連天,哀鴻遍野。開普勒被迫離開首都布拉格,居住在多瑙河邊的一個叫林茨的小城裡,任數學教師。

這天早晨,他憑桌傍窗而生,望著窗外多瑙河面上粼粼水波,不覺犯了愁思,直瞅著那河,像個木頭人似的呆坐了很久。過去是決沒有這種情況的,只要一靠近桌子,就像磁石見鐵一樣埋頭寫作、計算,而近來他有說不出的煩躁和淒涼。他這個數學家已名存實亡。他想起1611年——那個最使他辛酸的年頭。這年2月29日,他最心愛的小女兒夭折;3月24日,政變部隊擁進首都,他的靠山魯道夫皇帝不久身亡;7月8日,他的夫人去世……而新皇帝不喜歡他,他只好離開首都來到這個小地方。家破人亡,靠山倒台,他的境遇十分艱難。恩人魯道夫死了,但以他的名字命名的《星表》還未編成。他本想隱居此地埋頭整理《星表》,但是1618年開始了一場“三十年戰爭”。他的薪水總是一再欠拖。他窮得連一個助手也雇不起。現在第谷的那些資料,倒是都已在他的手中,那個總是搗亂的滕格納爾也家境敗落,自顧不暇,不再找他糾纏。可是身無分文,連那個他視為知己的伽利略,近來也拒絕與他通信了……他這樣對著多瑙河想了一番心事,歎了幾口氣,也無可奈何,又提起筆,對著第谷留下的那一堆數字去動腦子。

行星是在作著橢圓運動,但是它們繞太陽一周到底要多少時間,為什麼有的快,有的慢呢?這茫茫宇宙是無法丈量的。多病、窮困但又十分聰明的開普勒想出了一個妙法,它將人們最熱悉的地球到太陽間的距離R定為1,地球繞太陽的公轉週期T是1年,這樣以此為標準,再換算其他行星的週期和距離,便得到這麼一堆數字:

行星TR

水星0.2410.387

火星1.8811.524

金星0.6150.723

木星11.8625.203

地球1.0001.000

土星29.4579.539

他們之間到底有甚麼聯繫?開普勒看來看去,這些數字四散在桌子上,它們之間就像多瑙河裡的魚,桌上的蠟與天花板上的塵土一般,看不出一點的聯繫。但是開普勒堅信宇宙是一個和諧的整體。他和數學家畢達哥拉斯一樣,認為世間一切物體都有一定的和諧的數量關係。於是他使將這一堆數字互加、互減、互乘、互除、自乘、自除,翻來倒去,想碰碰能否發現它們之間的規律。這樣變了一陣“魔方”,但終究還是亂麻一團。

大約有很多日子,他就這樣,一直在亂麻堆裡尋求和諧。現在出入書房送茶倒水侍候他的,自然已不是先前那位跟著他吃盡苦頭的貴族出身的夫人了,而是一位年齡與他相差甚大的少婦。原來,開普勒的原配夫人死後,由於他的名望,立即有11位姑娘來做他的夫人候選人。這個極講和諧的科學家選夫人卻也有趣。他自知自己瘦削,所以第一個高大強健的女子便被淘汰;第二個矮胖女人也不在入選之列;直到最後,他選了一位不高不矮,身體略瘦的木匠的女兒。他選結婚的日子,也很特殊,得在“天文學的精靈藏匿不見的月蝕那一天”。1613年10月30日他們終於完婚(其實由於計算不準,這日子比月蝕晚兩天)。從此,在開普勒絞盡瑙汁追求天體和諧的日日夜夜裡,就是這位與他的體形、性格都和諧的年輕夫人服侍著他。

一天早晨,紅日照進書房,一夜沒有離開桌子的開普勒正把頭埋在稿紙堆裡,夫人輕輕走了進來,先吹滅桌子的蠟,又伸手去推窗戶。突然開普勒霍地從椅子上彈了起來,一把拉住夫人,“啊,我親愛的,我找見了,我發現了。感謝上帝將你賜給我,我們是這樣的和諧,宇宙是這樣的和諧。啊,發現了!弄清了!”他說著甩開夫人,自己上去一把推開窗戶.多瑙河上帶有霧氣的涼風吹了進來,拂動他蓬亂的頭髮。妻子以為他累瘋了,忙喊:“開普勒,親愛的,你怎麼了?”開普勒甚麼也不說,忙將一張紙片遞給妻子,這張紙上是這樣幾行數字:

行星TRT2R3

水星0.2410.3870.0580.058

金星0.6150.7230.3780.378

地球1.0001.0001.0001.000

火星1.8811.5243.543.54

木星11.862140.7140.7140.7

土星29.457867.7867.7867.7

木匠的女兒自然不懂這些數字。但是現在我們卻可以看出最後兩列數字一模一樣。開普勒做了那麼多加減乘除之後,終於碰著了天體上的一個電鈕,漆黑的宇宙在他的眼前忽然大放光彩。原來行星繞太陽運轉時,其運轉週期的平方等於它與太陽間平均距離的立方:T2=R3。這就是後來所稱的“開普勒第三定律”。這是一個天文史上極偉大的發現,開普勒的“和諧“思想找到了根據,它說明太陽與其他行星決不是一室烏合之眾,而是一個極嚴密的系統-太陽系。

再說開普勒的妻子將這張紙片拿在手裡正不知何意,卻見開普勒不言不語,早伏在案頭,又奮筆寫起他的筆記:

“…這正是我十六年以前就強烈希望探求的東西。我就是為這個而同第谷合作……現在我終於揭示出它的真相,認識到這一真理,這已超出我的最美好的期望。大事告成,書已寫出,可能當代就有人讀它,也可能後世才有人讀它,甚至可能要等一個世紀才有讀者,就像上帝等了六千年才有信奉者一樣,這我就管不著了。”

正是:

耗盡心血流盡汗,踏破鐵鞋翻群山。十年求得一個數,浸卷稿紙喜若癲。

開普勒寫完這段話,把筆一甩,拉著妻子,便推門向外跑去。陽光燦爛,清風徐徐,多瑙河波光粼粼。他驚訝地發現大自然這樣美好。多少年來,他一直是在黑洞洞的宇宙裡探索,今天才有空兒留心一下自己所生活的地球,所傍依多年的多瑙河。開普勒將他的“第三定律”等成果寫成一本書《宇宙諧和論》於1619年出版。開普勒發現的這三條定律可真是非同小可,它使那雜亂的宇宙星空頓然井井有序,開普勒自己也被後人譽為天空立法者。為了便於記億這三條重要規律,單有一首打油詩唱道:

第一定律限面積,第二定律畫橢圓,週期半徑歸第三,天上從此再不亂。

發現第三定律後,開普勒一生的最後目標便是趕快完成《星表》了。但是戰亂不斷,他只好離開林茨,坐船逆多瑙河而上來到雷根斯堡,然後將妻兒留在那裡,一人到烏爾姆組織印刷,後來又舉家遷到薩岡。1627年,他將這本書的樣本送給皇帝。他在致皇帝的呈詞中這樣傾訴自己的辛酸:“……經過二十六年的艱辛完成了奉獻給陛下的這部著作…,我能說些甚麼呢?我就像一個坐著一艘外國輪船的人一樣,船在那兒靠岸我也只能在那兒上岸。僅此而已,別無他求。”1629年,這部《星表》終於開始印刷,但是開普勒這時已經窮得揭不開鍋了。這天晚上,他把家人叫到一起,說:“我這一輩子研究天體,總算找到了他們和諧關係,可地球上總是這樣亂哄哄的。我雖然有發現,有著作,可是現在卻沒有能養活你們的麵包。我這一生的研究就到此為止了。明天一早,我就離開這裡到林茨去,去給你們尋飯吃。那是我生活了多年的地方,那裡的國會還欠我一大筆薪金,他們總不能這樣拖到我死才還吧。你們在家裡安心等著,我去些日子就會回來。”說完,他特別把他的女婿,也是他最信任的助手巴爾奇叫到跟前:“孩子,這是我過去寫的兩行詩,假如我死去不能再歸,就請用它做我的墓碑碑文吧。”這兩行詩是:

我欲測天高,現在量地深。上天賜我靈魂,凡俗的肉體安睡在地下。

第二天全家人泣涕而別。

11月初,開普勒到達雷根斯堡。三天後,他突然發燒,在大路旁的一間小旅館裡,這位會使天上的眾星都俯首聽命的偉人就這樣在孤獨和飢餓中死去。這天是公元1630年11月15日。