《聖誕節的由來》信心依掛在藍天—刻卜勒與天體運動三定律 作者∕張文亮 ─────────────────────────────── 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. ─────────────────────────────── 本文作者為台灣大學生物環境系統工程學系張文亮教授, 本文轉錄自張 文亮教授臉書 (Facebook) https://www.facebook.com/wenlian.chang/posts/511348788973274 About 張文亮 http://hippo.bse.ntu.edu.tw/~wenlian/about.htm ╭╦══════╦╦═╦═════╦══╦═╦═══╦═══╦══╦═╮ ╠╬══╮╭═╦╣║ ╰═╮═╮ ╠═╮║═╬══╮║╭╯╭╩═╮╰╮║ ║╠══╣║ ║╠╩═ ╭╯ ║╭╣ ║║ ║ ║║╰╮╠╮ ║╭╯║ ║╠══╣║ ║╠══ ╰╮║║║╠╮╠╯ ║ ║║╭╯║╰═╣╰╮║ ╠╩══╯╰═╯╠══╭═╯║╠╯║║║ ═╬══╯║╰╮╰══╯╭╯║ ╠═══╦══ ║╭╮╰╮ ╰╣ ║║║╭═╣ ║═╩╦═╬═══╣ ║ ══╬═══╣║╠═╬╮ ╰═╣╰╣║ ╰╮ ║ ╭╯ ╠╮ ║ ╠═══╩═══║╰╯╭╯╰═══╣ ║║ ╰═╮║═╯ ╭╯╰══║ ╰═══════╩══╩═════╩═╩╩════╩╩═══╩════╯ Copyright(c) 財團法人信望愛資訊文化藝術基金會 All Right Reserved ╬═╗╭═╗ █ ═╮═╮ *║* ║ ★ ║█║║﹋║ ═══╭╯ ║ ┼ **║**═╬═╮ ═╮╭═╮╭═ ║█║║﹋║ ══ ╰╮║╠ ◢◣ ****** ║ ║ ╭╯╠═╣╰╮ ╩═╯╚═╯ ══ ╭╯║║ ◢█◣ ╰╬╯═╬═╯ ╰═╰╦╯═╯ ══╦══ ╭═╗╰╮╰╣ ◢██◣ ║ ╭╣☆ ══╦╬╦══ ══╬══ ║㊣║═╬╮╰ ◢███◣ ║ ║╰═╮ ╭╯║╰═╮ ══╩══ ╚═╯═╯╰═ █ ║ ║ ║ ═╯ ║ ║ Copyright(c) 財團法人信望愛資訊文化藝術基金會 All Rights Reserved. --

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