第七章 夜空之脊

第七章
夜空之脊

多明了件事理,胜过当波斯人的王。

——阿夫季拉的德谟克利特

如果一个人能坦诚看待“神性”这个词,就不得不承认“神”,很大程度上是用来描述那些他亲眼看见,却不理解、不明白的遥远事物的;当事物的原委模糊不清,当已知无法解释未知时,他就用起了这个词来。事物的起因结果总是环环相扣,一旦他丢失了线索,或者跟不上事态的发展,就把一切都归因于他的神。这是不必费心思考就解决困难的好办法……他认为是他的神引发了某种现象……除了闭目塞听,虔敬于内心早已熟识的神明之外,他还做过别的努力吗?

——保罗·海因里希·迪特里希,冯·霍尔巴赫男爵,《自然的体系》,伦敦,1770年

我小时候住在纽约布鲁克林本森赫斯特区。我对邻里十分熟悉。我了解每一栋公寓楼、每一个鸽舍、每一户后院、每一座前门廊、每一处空地、每一棵榆树、每一排装饰护栏、每一根煤溜槽、每一面玩中式手球的墙——那家叫勒伊史迪威的剧院砖墙质量最好。我也认识居住在附近的许多人:布鲁诺和迪诺、罗纳德和哈维、桑迪、伯尼、丹尼、杰基和玛拉。但只要走出几个街区,穿过车流喧闹的86号公路和高架铁路,就到了我从未踏足过的陌生地方。据我所知,火星也不会比那里更遥远了。

哪怕总被早早赶上床,我也偶尔能看到冬夜的星星,遥遥在上,忽闪忽闪。我很好奇它们到底是什么。我问过年纪更大的孩子和成年人,他们只会回答:“那是天上的光,孩子。”我当然知道它们是天上的光,问题在于,它们到底是什么?小小的悬浮灯吗?那它们为什么要挂在天上?我替人们感到悲哀:明明有秘密一直隐藏在日常生活中,我的同胞却视而不见。真正的答案肯定没有他们说的这么简单。

长大一点后,爸妈给了我一张借书证。图书馆在第85街,那也是块陌生的地方。到了图书馆,我问管理员有没有关于星星的书。她回来的时候带来一本画册,上面有很多男男女女的照片,都是克拉克·盖博、简·哈洛之类的电影明星。我抱怨说这不是我要的书。也不知道为什么,她露出微笑,回去找来另一本——是我想看的那种。我屏住呼吸,翻开书页,直到找到答案。这本书讲了一些让人难以置信的东西。它说星星是太阳,但离我们非常非常遥远。太阳也是星星,只不过我们离它很近很近。

想象一下,把太阳挪到远处,让它变成一个小亮点。但那该是多远呢?小时候的我对角距大小毫无概念,也不知道光线传播的平方反比定律。我根本算不出星星的距离。不过我明白,如果星星是太阳,它们一定非常遥远——比第85街要远,比曼哈顿要远,可能比新泽西还要远。宇宙比我想象的大得多得多。

后来,我了解到了另一件惊人的事。地球,就是布鲁克林所在的地球,是一颗行星。它绕着太阳转动。还有其他的行星也绕着太阳转,只是有些离得近,有些离得远。行星本身不发光,仅仅反射阳光。在很远很远的地方,你是看不见地球和其他行星的;它们只是微弱的光斑,被太阳的光芒掩盖。可能其他那些恒星,我猜想,也有自己的行星,只不过我们现在还看不见。一些行星上应该会有生命,为什么不呢?它们大概和我们所熟悉的种类(特别是布鲁克林的那些)完全不同。我决定长大后当个天文学家,去了解那些恒星和行星,如果有机会的话,甚至亲自造访一下。

我的运气真的很好,这不单因为自己古怪的愿望得到了爸妈和一些老师的鼓励,还因为我所生的这个时代,人类第一次拜访了其他世界,对宇宙也进行了深入的探索。如果我早生个几百年,那无论我多么努力,都不会知道恒星和行星是什么。我也不会知道宇宙中存在那么多太阳、那么多世界。这个了不起的秘密,是我们的祖先经过百万年耐心观察和勇敢思考后才悟出来的。

星星是什么?这问题简直就跟婴儿生来会微笑一样自然。千万年来,它一直困扰着我们,直到这个时代才出现转机——我们终于知晓了部分答案。有些现成的答案,就藏在书籍和图书馆里。生物学中有个原理,虽然算不上完美,但适用于不少场合。它叫作“重演”,即胚胎在发育成熟的过程中会再现物种的演化史。我相信人类在智力发展过程中也存在重演,会下意识地想古人之所想。想象一下,在科学出现以前,在图书馆出现以前,在十多万年前,我们的祖先就已经很聪明,很好奇,和我们一样热衷于社交和性事了。但那时人类还不懂什么叫实验,发明创造的概念也无从谈起。那就是人类的童年。想象一下刚刚发现火的时代。那时人类过着怎样的生活?我们的祖先认为星星是什么?我有时会代入古人的想法:

我们吃浆果和块茎、坚果和叶子,还有死去的动物。有些动物是找到的,有些是杀掉的。我们知道哪些食物好,哪些食物坏。如果我们吃了不好的东西,会受到伤害。我们不想受伤害。可是毛地黄和毒芹会杀死我们。我们爱我们的孩子和朋友。我们警告他们不要吃这种东西。

我们捕猎动物,但有时候会被杀。我们会被戳伤、踩踏、吃掉。动物事关我们的生与死:它们的行为方式,它们留下的踪迹,它们交配、生育的季节,它们游荡的时间。我们必须了解这些事。我们把这些事告诉我们的孩子。我们的孩子又告诉他们的孩子。

我们依赖动物。我们跟踪它们——缺少植食的寒冬更是如此。我们是流浪的猎手和采集者。我们称自己为猎人。

我们露天睡觉,也会躲在树下,或者藏在树杈上睡觉。我们把动物皮做成衣裳。它们既能保暖,也可以保护我们裸露的皮肤,有时候还能当吊床。我们穿动物皮,获得动物的力量。我们和羚羊一起跳跃,和熊一起打猎。我们和动物之间存在联系。我们猎杀动物。动物也猎杀我们。我们是彼此的一部分。

为了活下去,我们制造工具。我们中的一些人擅长寻找、劈打、剥落、磨制和抛光石头。我们用动物的筋把这些石头和木柄捆在一起,制造斧子。斧子可以用来砍植物和动物。还有些锥形石头可以绑在长棍子上。如果我们安静地潜行,有时候可以靠近动物,用矛刺杀它们。

肉会腐烂。有时候我们太饿,只能吃腐烂的肉。我们把一些草叶和烂肉搅拌在一起,掩盖它的味道。我们把不会腐烂的食物切块,用动物皮、大叶子,或者大果子的壳包起来。把食物带在身边是好事。如果不储存,有多少吃多少,一些人可能以后会挨饿。我们必须互帮互助。因为要相互帮助,再加上其他很多原因,我们一定要讲规则。每个人都必须遵守规则。规则长存。规则神圣。

有天,我们遇上了雷雨。电闪雷鸣,大雨倾盆。小孩子害怕雷雨。有时候我也怕。雷雨里有秘密。雷声低沉响亮,闪电短暂明亮。可能有个充满力量的人生气了,所以才有了雷雨。我想,天上肯定住着人。

雷雨过后,附近的森林噼里啪啦响个不停。我们去看。那里有个东西,它又亮又热,颜色有红有黄。我们从没见过这样的东西。我们叫它“火”。火的气味很特殊。它似乎是活的。它需要吃东西。它吃掉草叶、树枝,如果你不管,它甚至会吃掉大片森林。它很强。但是它不聪明。把所有食物吃光后,它就会死。如果路上没有食物,它不会从一棵树移动到另一棵树上,哪怕它们之间的距离只有一支矛投出去那么远。但有了充足的食物,它会长大,生下很多火孩子。

我们中间有人提出一个大胆又可怕的想法:捕捉火,喂它一些吃的,和它做朋友。我们找到些又长又硬的树枝,火焰喜欢吃它们,但是吃得很慢。我们可以拿着枝条没有火的一端,带着它走。如果跑太快,微弱的火孩子就会死。我们不跑。我们一边走,一边大声祝福它。“不要死啊。”我们对火说。另外一些猎人看着我们,瞪圆了眼睛。

从那以后,我们一直带着火。我们饲养火妈妈,时不时给她些吃的,免得她饿死。[1]火是奇迹,也很有用;它肯定是更强大的人给我们的礼物。他和在雷雨里发怒的是同一个人吗?

寒冷的晚上,火给了我们温暖,给了我们亮光。漆黑的新月之夜被它改变。我们围坐火边,制作修理第二天狩猎用的长矛。如果不累,我们还可以在夜里彼此对视、交谈。另外,火还能赶走野兽,这可真是件好事!现在晚上也能打猎了。以前哪怕一些小动物也能威胁到我们,比如鬣狗和狼。但火能把野兽赶走。野兽在黑暗中低嚎、徘徊,眼睛反射着火光。它们害怕火。可是我们不怕。火是我们的。我们照顾火。火也照顾我们。

天空很重要。它笼罩着我们。发现火以前,我们就会躺下看夜空的光点了。有些光点似乎能连成某些东西。我们中有个人擅长认图识画。她告诉我们那些星星代表了什么,还给它们想了故事。天上有狮子、狗、熊、猎人,以及奇奇怪怪的东西。这些画,是天上那个威力无比的人创造的吗?他会不会也创造了雷雨?

天空的大部分区域都长久不变。每年都是同样的星星图案。月亮也总是从一弯银线变成圆球,然后逐渐缩小。月亮变化时,女人流出经血。有些部落在月亮增长和缩小的特定时间禁止性事。有些部落会在鹿骨上刻下女人流血或者月亮变化的日期,这样才能提前做好准备,遵守规则。规则神圣。

星星离我们很远很远。爬到山顶或者树梢,它们看起来也没有变近。飘过的云层挡住星星,所以星星肯定在云后面。月亮动得很慢,它经过时遮掩住了星星,但等它离开,星星又冒了出来。月亮没有吃掉星星。它们肯定在月亮后面。它们不停闪烁。那是遥远、苍白,从很远很远地方传来的冷光。星星很多,布满天空,但只能在晚上看到。我想知道它们到底是什么。

发现火以后,我常常坐在篝火边看星星。有个想法慢慢浮现出来。星星是火,我想。然后我有了另一个想法:星星是其他猎人晚上的篝火。星星的光比篝火要弱,所以它们是很远很远地方的火。“但是,”其他人问我,“篝火怎么会在天上呢?这些篝火和它们边上的猎人,为什么没落下来?那些奇怪的部落,为什么能待在天上?”

这些问题很好。它们困扰着我。有时候,我怀疑天空是半个大蛋壳或者一个大果壳。我猜那些遥远篝火边的猎人正低头看着我们。但没准他们也在抬头看,好奇我们怎么不掉下去。我的意思是,我们可能在他们的天空中。不过其他猎人说“上就是上,下就是下”。他们也没错。

我们中有人提出了另一种看法。他说夜空是黑色的大兽皮,蒙住了整个天穹。兽皮上穿了一些孔,我们透过孔洞,看到了兽皮后面的火光。他觉得整个天空都在着火,只是全被兽皮盖住了,除了上面的那些孔洞。

有些星星会动,就像我们狩猎的动物。就像我们。你耐心地观察上几个月,会发现它们共有五个,和一只手的手指数目一样。它们在星星间缓慢移动。如果星星都是篝火,那它们一定是游牧部落的篝火,那些人走到哪儿,就把火带到哪儿。我想象不出移动的星星怎么可能是兽皮上的洞。你在皮上戳个洞出来,它会一直在那里。洞就是洞,不会移动。再说了,我也不希望天上全是火。否则兽皮撤掉的话,晚上就会很亮——太亮了。到处都是火可不好。我认为那些火会把我们吃掉。也许天上有两种威力无比的人。坏的那种想让火吃掉我们。好的那批给天空蒙上了兽皮。我们得想办法感谢好人。

我不知道星星到底是天上的篝火,还是隔开火焰的兽皮上的洞。有时候我觉得是篝火,有时候又觉得是洞。还有一次,我觉得它们既不是篝火又不是洞,而是另一种东西,但它们对我来说太难理解了。

把你的脖子枕在圆木上,仰起头。这样,你看见的就只有天空。没有山岭,没有树木,没有猎人,没有篝火。只有天空。有时候我觉得我会摔到天上去。如果星星是部落篝火,我倒想拜访一下,特别是那些总是走个不停的。是的,摔到天上是好事。但如果星星是兽皮上的洞,那就让人害怕了。我不想摔到天上的洞里被火吃掉。

我想知道哪个答案才是对的。我不想一无所知。

我想,在一个狩猎或者采集部落里,真的会这么看待星星的人不多。也许经年累月下来,确实有几个人冒出了差不多的念头,但我的这些想法不太可能出现在同一个人脑子里。不过,原始社会的人们确实已经产生了复杂的思考。举个例子,生活在博茨瓦纳的喀拉哈里沙漠里的孔!布须曼[2]人把夜晚横陈在头顶的银河叫作“夜空之脊”,就好像我们住在一头巨兽的腹中。孔!人相信银河支撑起了夜晚;若非如此,黑暗的碎片就会落到地上。这看法多么清晰易懂,又多么奇妙。

诸如“天上的篝火”或者“夜空之脊”这类观点,在绝大多数人类社会里最终让位给了另一种想法:那些住在天上的人是威力无比的神。他们有名有姓,亲眷众多;各司其职,肩负着维持宇宙运转的责任。人世间的所有事务都有相应的神祇管理。诸神掌控着自然。缺少他们的直接干预,世界便陷入停滞。如果神灵满意,则食物丰产,人民幸福;但如果他们被触怒——有时候只是因为无足轻重的小事——结果会非常可怕:干旱、风暴、战争、地震、火山喷发、瘟疫。诸神的怒火需要平息,于是乎,人数庞大的祭司阶级应运而生。可神灵总是喜怒无常,你无法保证他们会做些什么。自然充满神秘。了解世界不是件容易的事情。

爱琴海上有座岛屿名叫萨摩斯,一座巨大的赫拉神庙曾经矗立于此,它是古典世界的奇迹之一,如今只剩下了断壁残垣。赫拉是天后,也是萨摩斯的守护神,她在这里扮演的角色与雅典娜在雅典类似。神话传说里,她后来和奥林匹斯神王宙斯结了婚,而且度蜜月的地方就选在萨摩斯。希腊神话中,赫拉的乳汁喷洒在天上,形成了一条光带。西方人把银河称为The Milky Way(乳汁之路)就是这么来的。这个名词在起源时可能还带有他意,比如天空养育了大地;倘若确实如此,那它的原意也早在数千年前就遭到了遗忘。

这些艰难求生,为喜怒无常的神祇编唱故事的人,是我们几乎所有人的祖先。在很长很长一段时间里,人类理解自然的努力,都受到了此类肤浅神话的阻碍。《荷马史诗》可能是最好的例子。在那些故事里,有天空之神、大地之神、风暴之神、海洋之神、冥界之神、火焰之神、时间之神和爱之神;几乎每棵树和每片草地都栖息着精怪。

宇宙是牵线木偶,被看不见摸不着、行动难以预料的诸神控制。这观念曾经压迫了人类数千年,至今仍然有不少信众。然而2500年以前,爱奥尼亚地区爆发了一次辉煌的觉醒。爱奥尼亚是指包括萨摩斯在内,在繁忙的爱琴海东部岛屿和海岸上发展起来的希腊殖民地。[3]那里突然间出现了许多相信宇宙万物都由原子构成的人;他们还认为人类也好,各种动物也好,都是从更简单的形态发展出来的;疾病的成因并非邪灵或诸神;地球只是一颗绕着太阳转的行星;星辰距离我们非常遥远。

这场思想革命把宇宙从混沌变成了秩序。古代希腊人认为最早出现的生命是卡俄斯(Chaos,意为混沌),和《创世纪》里的“空虚混沌”同一个意思。卡俄斯先是创造了夜之女神,然后和她结婚,他们的后代繁衍出了诸神和人类。古希腊人相信自然由反复无常的神明掌控,无法预测,而宇宙从混沌中诞生完全符合这一信仰。但在公元前6世纪的爱奥尼亚,一种新观念诞生了,它是人类历史上最伟大的思想之一。爱奥尼亚人认为,宇宙是可知的,因为它展现出了一种内在的秩序:自然界存在规律,允许人们揭示出它的奥秘。自然并非完全无法预测,实际上它本身也必须遵守一定的规则。万物的秩序令人肃然起敬,这一特质,便叫作宇宙(Cosmos)。

但为什么是在爱奥尼亚?为什么这一革命性的思想会诞生在风光朴实的田园里,诞生在地中海东部偏远的岛屿和海岸上,而不是印度、埃及、巴比伦、中国或者中美洲的宏伟城市里?中国有长达数千年的天文传统,纸张、印刷术、火箭、钟表、丝绸、瓷器和远洋海军也最早出现在这个国家。有些历史学家说,中国社会过于传统守旧,不愿意接受创造发明。那么既丰饶,又富有数学天赋的印度文化呢?另一些历史学家说,印度文化里的宇宙无限古老,却总是陷入毁灭与重生,无尽的轮回观从根本上扼制了新思想的诞生。那么,玛雅和阿兹特克又如何呢?他们取得的天文学成就,还有对巨大数字的痴迷程度都可以与印度比肩。然而有些历史学家宣称,他们缺少工程发明的能力与欲望。玛雅和阿兹特克人——除了在给孩子们的玩具里——甚至没能发明轮子。

与他们相比,爱奥尼亚文化有几点优势。爱奥尼亚是松散的岛屿城邦联盟。独立,即使本身并不完整,也会孕育多样性。爱奥尼亚岛屿众多,政治制度五花八门。没有哪个强权能够统一诸岛,传播单一文化,这让思想开放成为可能。与另一些地区不同,爱奥尼亚本身并不是某个文明的中心,而是处在不同文明的十字路口。在这里,腓尼基字母最早得到了希腊式应用。随着人民识字率大幅提高,写作不再是祭司和抄写员的专利;在这里,各种各样的想法得到思辨;在这里,政权无法强行宣扬迷信文化。实际上,爱奥尼亚地区的政治权力很大程度上掌握在商人手中,而商人积极推广着能为他们带去丰厚利润的技术。来自非亚欧三洲的文明,包括伟大的埃及和美索不达米亚文明的偏见、它们的文字、它们的观点和诸神,在地中海东部剧烈碰撞,彼此融合。如果发现有好几个神祇同时掌管同一个领域,你会怎么想?巴比伦的马杜克和宙斯一样据说是众神之王,你可能会认为马杜克和宙斯其实是同一个神,也可能认为他们差别巨大,所以其中肯定有一个是祭司发明创造的伪神。但既然一个神可以是假的,那又凭什么不能说他们全是捏造的呢?

那个伟大的思想便发轫于此。人们意识到要认识这个世界,未必需要以神灵的存在为前提;也许我们能通过什么法则、力量或者自然规律了解世界,而不必把芝麻绿豆大的事情全归结为宙斯的干预。

我认为,再给中国、印度和中美洲文明一点时间,它们也能各自发展出科学。文明的出现时间不同,发展速度也不同。但以科学的方式看待世界,不但效率高,能合理解释诸多疑问,还会和我们大脑中最发达的部分产生和谐的共鸣。所以假以时日,地球上每一种文化都会自发地诞生科学。只不过总有某个文明会先迈出第一步。爱奥尼亚就这样成了科学的发源地。

大约在公元前600到前400年间,人类的思想发生了翻天覆地的变化。这场革命的关键是手。那些睿智的爱奥尼亚思想家多为海员、农民和织工的后代。其他国家的祭司、抄写员出身高贵,不愿意弄脏双手,这批爱奥尼亚人却摒弃迷信,擅长动手,早已习惯了敲敲打打、修修补补。可惜对于当时所发生的事,如今只剩下了零星间接的记载,词句也晦涩难懂。而且数个世纪后,这些先哲的见解还遭到了刻意打压。掀起那场革命的领军人物有着希腊式的名字,我们也许不太熟悉,但他们是文明和人性发展的真正先驱。

第一个爱奥尼亚科学家是米利都的泰勒斯。米利都地处亚洲,与萨摩斯之间仅隔着一条狭窄的海峡。泰勒斯曾去埃及旅行,也熟悉巴比伦的知识。据说他预报过日食,还知道怎么用阴影的长度、太阳和地平线的夹角来测量金字塔高度。同样的办法如今被我们用在月球山脉高度的测定上。欧几里得后来提出的一些几何定理,在之前三个世纪就已经被泰勒斯证明——比如等腰三角形的底角相同。从泰勒斯到欧几里得,再到艾萨克·牛顿1663年在斯陶尔布里奇集市上购买的《几何原理》之间,有一条清晰的脉络。这一事件最终促成了现代科学的诞生。

泰勒斯试图在不求助诸神的情况下理解世界。和巴比伦人一样,他相信世界曾经是一片汪洋。为了解释干燥陆地从何而来,巴比伦人创造了马杜克,说是这位天神把垫子放在水面,然后覆上了泥土。[4]泰勒斯也持有类似的观点,但就像本杰明·法灵顿说的那样,“让马杜克滚蛋”。是的,一切都曾经是水,然而大地是海洋自然形成的——泰勒斯认为,这个过程和他亲眼见过的尼罗河三角洲淤积近似。事实上,他认为水是所有物质的基础,就像我们今天所说的电子、质子、中子或者夸克一样。泰勒斯的结论正确与否,远不如他采取的方法论重要:他相信世界并不是众神创造的,而是物质力量在自然中相互作用的结果。泰勒斯从巴比伦和埃及带回了天文学和几何学的种子,这些新科学很快就在爱奥尼亚肥沃的土壤中萌芽生长。

对于泰勒斯的生平,我们所知不多。不过亚里士多德在《政治学》中提过他的一段轶事:

(泰勒斯)家境贫寒,因此有人嘲讽说他的哲理全无用处。泰勒斯用他的知识(解读天象)作为回应。当时冬天还没来,他就判断出来年是丰年,于是租下了希俄斯和米利都所有橄榄榨油坊。由于无人竞价,他仅仅支付了很低的价码就完成了交易。第二年丰收之时,人们急着用榨油坊,这时泰勒斯就随心所欲地要价,狠赚了一笔。他用这种方式向世界表明,只要哲学家愿意,很快就能致富。他们只是另有抱负。

泰勒斯还是一个出色的政治家,曾敦促米利都人反抗吕底亚国王克罗伊斯的同化政策,但未能成功说服爱奥尼亚诸岛联手反抗吕底亚人。

米利都的阿那克西曼德是泰勒斯的朋友和同事,也是目前所知最早以实验检验理论的科学家之一。通过观察竖杆阴影的移动,他准确测量出了一年四季的长度。这么多年来,人类只知道把棍棒用作武器,阿那克西曼德却用它来测量了时间。他还是全希腊第一个制作日晷的人,第一个绘制世界地图的人,第一个制作天球模型、标识出已知星座的人。他相信太阳、月亮和群星是火,从天穹移动的孔洞中洒下光芒——这个观点可能比阿那克西曼德更加古老。他有种非凡的看法,即地球并不是悬挂在天空中,或者由天空支撑,而是自己固定在宇宙中心的;既然它和天球上任何地方的距离都相等,没有任何力量能够撼动它。

阿那克西曼德还说,人类的新生儿如此孱弱,如果最早的人类由婴儿状态降世,马上就会死去。因此,人类肯定由其他幼崽独立生存能力更强的动物逐渐变化而来的。他相信生命从泥土中自发形成,第一批动物是浑身上下长满骨头的鱼。这些鱼的部分后代离开大海迁徙到了陆地上,它们从一种形态转化到另一种形态,最后变出了种类繁多的动物。他还相信宇宙中存在无数世界,每个世界都有人居住,它们都在经历毁灭和重生的循环。圣阿古斯丁不无惋惜地评价阿那克西曼德,说“他和泰勒斯一样,不愿把这些无休无止的活动归因于圣灵”。

公元前540年左右,萨摩斯岛出了个僭主,名叫波吕克拉底。他似乎以承办酒席起家,后来操起了海盗的行当。波吕克拉底大力赞助艺术、科学和工程发展,但对普通百姓穷凶极恶;由于与邻国发生战事,他非常害怕萨摩斯遭到入侵,于是令人沿首都造了一圈城墙,那长达6千米的厚实墙体残存至今。为了从远处的泉眼取水供给防御工事,他下令修建水道,那条水道长达1千米,需要穿山而过。人们从山体两侧同时开挖,让水道在山中央完美接合。这项耗时约15年的工程证明了爱奥尼亚人非凡的工程能力,但它同时也有黑暗的一面:水道的一部分是戴着镣铐的奴隶完成的,他们中有不少人由波吕克拉底的海盗船俘来。

那也是工程学大师西奥多罗斯的时代。希腊人说他发明了钥匙、直尺、直角尺、水准仪、车床、青铜浇筑技术和集中采暖系统。为什么这样的伟人居然没有属于他的纪念碑?当时怀抱梦想、追寻自然法则的人,与技术人员和工程师交流甚密。他们常常就是同一群人。于他们而言,理论即为实践。

大约同一时间,希波克拉底在附近的科斯岛建立了他著名的医学体系。因为希波克拉底誓言过于闻名遐迩,他的医学体系本身如今反而不为人知。这套体系讲究实用性,希波克拉底坚持认为它必须建立在当代物理和化学的基础上[5],但它同时也保留了理论的部分。在《古代医学》中,希波克拉底写道:“人们之所以认为癫痫是神罚,只是因为他们不了解这种疾病。如果人们把所有不了解的事都归因给神,那神授之物就会多得没完没了。”

随着时间推移,爱奥尼亚这股实证主义思潮的影响力逐渐扩大到了希腊本土、意大利和西西里。曾经,几乎没有人相信空气的存在。当然了,人们知道呼吸,还认为风就是诸神的呼吸,却把空气视为一种静止的、尽管透明但确实存在的物质,对大多数人来说还是难以接受。按史料记载,最早对空气进行试验的人是一个叫恩培多克勒的医生。[6]他在公元前450年左右就已经闻名乡里。有些记载说他自称为神,但这可能只是因为他太聪明,被别人误以为神。他认为光的传播速度很快,但不是无限快。他教导说,地球上曾经存在种类繁多的生物,但其中有许多“无法繁衍而灭绝。因为现存的任何一种生物都有特长之处,或能制作工具,或充满力量,或速度惊人。这些特质保护它们幸存于世”。在解释物种对环境的适应性方面,恩培多克勒和阿那克西曼德,还有德谟克利特(见下文)一样,已经清晰地感受到了达尔文所提出的自然选择论里的一些方面。

恩培多克勒用来做空气实验的,是人们已经使用了几个世纪的漏壶。这个家用器具又叫“偷水贼”,在厨房里常常被当作长柄勺用。它是个黄铜球体,顶部有个颈口,底部有许多小洞。你把它放在水中,水自然会把壶灌满。你要是不去管敞着的颈口,直接把它提起来,水就会像喷淋头一样从小孔里流出。但你要是用拇指堵住颈口再把它提起来,水会继续封存在罐子里,直到松开拇指。而你把封住颈口的漏壶放进水里,水也不会流入壶内。肯定有什么东西隔开了水,一种我们看不见的东西。它能是什么呢?恩培多克勒认为那只能是空气。尽管看不见,但它施加的压力是实实在在的。如果我笨到堵着颈口去盛水,肯定会由于空气的阻挠而失败。就这样,恩培多克勒发现了“无形之物”。他相信空气是一种物质,只是太过精细,所以人们看不见。

据说恩培多克勒最终陷入疯狂,为了证明自己是神而跳进了埃特纳火山滚烫的火山口。可我有时候会想,他其实是在对地球物理学进行大胆的探索,只是不幸失足。

对于万物由极其细小的颗粒组成这件事,当时人们只有些隐约的认识,真正将这个概念发扬光大的人名叫德谟克利特。德谟克利特出生于希腊北部的爱奥尼亚殖民地阿夫季拉。公元前430年的阿夫季拉有点像今天的布鲁克林,在人们眼里就是个笑话。如果有谁讲阿夫季拉人的故事,肯定会引来哄堂大笑。对德谟克利特来说,生命意味着享受和学习;而两者其实是一回事。他说“没有享乐的生命,就像没有旅店的漫漫长路”。德谟克利特是阿夫季拉人,但绝对不是笑料。他相信弥散在宇宙中的物质自发形成了许许多多的世界,而这些世界也会变化、朽坏。在无人知晓陨坑为何物的年代,德谟克利特就认为世界会偶尔彼此碰撞;他相信有的世界在黑暗的虚空中飞翔,有的则与数颗太阳月亮为伴;有的世界住了人,有的既没有植物也没有动物,甚至连水都没有;最简单的生命源于太古时代的烂泥。他教导说“感知”——比如说,我认为我手上有一支笔——纯粹是物理的、机械的过程;思维和感知是物质,尽管精细微妙难以观察,但绝非神明赋予物质的某种精魂。

“原子”这个词就是德谟克利特发明的,它在希腊语里有“不可分割”的意思。原子是终极粒子,无法继续切分成更小的碎片。德谟克利特说,万事万物都是原子以错综复杂的方式组合起来的,人类也概莫能外。“除了原子与虚空,”他说,“世间并无一物。”

德谟克利特认为,当我们切苹果时,刀子必定穿过了原子间的空隙。如果不存在这样的空隙,刀子就会碰到无法穿越的原子,苹果也就切不开了。再比如,我们切开圆锥体,比较两个切面的大小。它们是否完全相等?德谟克利特说答案是否定的。圆锥体的斜率会使其中一面比另一面稍小。如果两个面完全相等,那我们切的就该是个圆柱,而非圆锥了。无论刀子多么锋利,两个切面的大小都不可能相等。为什么?因为在极小的尺度上,物质表现出了无法再分割的粗糙度。到这个尺度,就进入了原子的世界。德谟克利特的论点不是我们今天常用的那些,而源于日常生活,他的看法优雅微妙,而且基本正确。

在另一项相关的研究里,德谟克利特设想,要计算圆锥体或者方锥体的体积,人们可以通过使用大量微小的板材,从底部一直叠加到顶点来得以实现。他说这个问题在数学里可以叫作“极限理论”。他实际上正在敲打微积分的大门,而微积分是我们了解世界的基本工具。但就我们所知,至少从书面记录上来看,直到艾萨克·牛顿的时代,微积分才正式出现。如果德谟克利特的著作不是被毁得那么干净,也许在基督的时代微积分就已经诞生了。[7]

1750年,托马斯·赖特发现德谟克利特认为银河系主要由难以辨别的恒星组成,不由得发出惊叹:“远在光学发展到让天文学大受裨益之前,他就用理性的眼睛,看到了遥远未来天文学家凭借最先进的望远镜才能看到的东西。”越过赫拉的乳汁,越过夜空之脊,德谟克利特的思想飞向了远方。

作为一个人,德谟克利特显得与众不同。他对女人、儿童和两性关系感到困扰,部分原因在于这些杂念会占用他的思考时间。但他珍重友谊,视快乐为生活的目的,还对“激情”的本源进行了深入的哲学思辨。他前去雅典拜访苏格拉底,却害羞得不敢自我介绍。他是希波克拉底的密友。他敬畏物质世界的优雅美丽。他宁可在民主体制下受穷,也不愿因屈服于暴君而富有。他认为他所处时代的主流宗教本质邪恶,灵魂不朽与诸神不朽全是谎言:“除了原子与虚空,世间并无一物。”

没有记录显示德谟克利特因他的观点而受到迫害——他毕竟来自阿夫季拉。但对离经叛道思想的宽容如同乍现的昙花,此时已经开始凋零。当时许多人因为持有非传统观点而遭到迫害。德谟克利特的头像如今被印上了一百元面值的希腊德拉克马,可他的言论曾遭到压制,对历史的影响力也变得微不足道。神秘主义占据了时代的上风。

阿那克萨哥拉是爱奥尼亚的实验家,活跃于公元前450年左右。他是个富豪,对钱财漠不关心,但在科学上充满热情。有人问他生活的意义,他说“探究太阳、月亮和天空”——这真是天文学家的回答。他做过一个有趣的实验,证明把一滴白色的液体滴入一大罐暗色的液体里,比如一滴奶油混入葡萄酒里,并不会使后者产生肉眼可见的颜色变化。因此,他总结道,事物细微的变化可以通过实验推导出来,而人类的感官往往无法察觉。

阿那克萨哥拉没德谟克利特那么激进。虽然他们都是彻头彻尾的唯物主义者,对财产兴趣索然,认为物质是世界的基础,但阿那克萨哥拉不相信原子,他认为世间存在一种特殊的精神物质。他说人类比其他动物更聪明,是因为我们的双手。这是非常爱奥尼亚式的看法。

他是史上第一个指出月光其实是阳光反射的人,而且在这个基础上,阿那克萨哥拉还为月相提出了一套理论。但这套理论过于惊世骇俗,只能以手稿形式在雅典人中私下传阅。用不发光的地球、月球,还有发光的太阳之间的几何关系来解释月相和月食,不符合当时的主流观点。亚里士多德生于阿那克萨哥拉两代人之后,他简单地认为月相变化是因为月亮本身会变化——这就是个文字游戏,一个什么也没解释的解释。

当时的人们普遍把太阳和月亮当作神祇,阿那克萨哥拉却说太阳和群星不过是炽热的石头。只是群星太过遥远,我们感觉不到多少热量。他还相信月亮上有山脉(这是对的)和居民(这是错的)。他认为太阳之巨大,甚至超过了伯罗奔尼撒半岛,约有整个希腊南部的三分之一,结果遭到许多批评,那些人说他太过夸张荒谬。

把阿那克萨哥拉带到雅典的人名叫伯里克利。伯里克利是雅典最辉煌时代的领袖,但伯罗奔尼撒战争也与他脱不开干系,而这场战争最终摧毁了雅典的民主制度。伯里克利喜欢哲学与科学,视阿那克萨哥拉为知己。有些史学家认为,阿那克萨哥拉为雅典的辉煌做出了重大贡献。然而伯里克利政敌众多,位置并不安稳。鉴于伯里克利本人威望与权势过高,不好直接污蔑,于是政敌们转而攻击起他的密友。阿那克萨哥拉因认为“月亮由寻常物质构成,太阳是炽热的石块”被起诉渎神,送进了监狱。1638年,主教约翰·威尔金斯[8]评价那些雅典人说:“这些狂信徒(认为)把他们的神说成石头是极大的亵渎,却意识不到正是他们盲目的偶像崇拜,把石头变成了他们的神。”伯里克利后来把阿那克萨哥拉从监狱里救了出来,但是时代的潮流已经转向。亚历山大统治的埃及,也不过为爱奥尼亚传统多续了200年的命。

今天的历史书或哲学书,一般把从泰勒斯到德谟克利特和阿那克萨哥拉时代的科学家们叫作“前苏格拉底学派”,就好像他们只是守着哲学堡垒,等着苏格拉底、柏拉图和亚里士多德前来发扬光大,也许还对后来人有那一点儿影响似的。事实并非如此。爱奥尼亚人的传统和那些后来人有很大的不同甚至矛盾,反而更接近现代科学。他们的影响力只持续了两三个世纪便消失殆尽,直到文艺复兴才得到继承。对世界历史来说,这是无法弥补的巨大损失。

萨摩斯人中,影响力最大的也许是毕达哥拉斯。和波吕克拉底一样,毕达哥拉斯诞生在公元前6世纪[9],按照当地传统,在萨摩斯科奇斯山的山洞里住过一段时间。他是史上第一个声称大地呈球体的人。这个答案,也许是类比太阳和月亮的形状得出的,也许因为他在月食期间注意到了地球投到月面的阴影呈圆弧形,也可能因为船只离开萨摩斯岛时,桅杆会消失在海平面上。

毕达哥拉斯本人或他的门徒发现了著名的勾股定理:直角三角形两条较短边的平方和,等于斜边的平方。毕达哥拉斯没有单纯地通过举例来论证这个理论;他发明了一种演绎法,用数学方式进行了推导,而数学推导对现代科学至关重要。另外,他还是第一个用Cosmos来表示宇宙秩序井然、和谐有序的人。那代表了一个人类能够理解的宇宙。

许多爱奥尼亚人相信,不断的观察和实验会让宇宙的内在秩序逐渐显现,这种方法在主导今日的科学。但是毕达哥拉斯采取的方式和他们有很大不同。他认为自然的法则可以通过纯粹的思考得出。他和他的门生不是经验主义者[10],更应该被称为数学家,并且是纯粹的神秘主义者。伯特兰·罗素不乏刻薄地评价毕达哥拉斯:“他创立了一门宗教,主要教义是灵魂轮回和禁止吃豆子。这宗教秩序严明,获得了一些国家的支持,建立了贤人政治。但那些死不悔改的人贪图豆子,迟早要造反。”

毕达哥拉斯学派沉迷于论证数学公式,认为它可以帮助人们探寻纯洁无瑕的宇宙,那里的一切关系都简洁优美,如直角三角形的几条边。它和污浊混乱的现实生活形成了强烈的对比。毕达哥拉斯学派相信人们可以通过数学瞥见完美现实。我们所见的世界残缺不全,因为它只是那众神国度的不完美投影。在柏拉图著名的洞穴寓言里,被囚于洞中的人只看到外面往来人群的影子,他相信影子是真实的,却不曾想过只要扭头,就能看到更加鲜亮的世界。毕达哥拉斯学派显然深深地影响了柏拉图,以及后来的基督教。

毕达哥拉斯学派并不主张思想自由,让彼此矛盾的观点相互碰撞。相反,就像所有主流宗教一样,他们制度僵化,无法纠正自己的错误。西塞罗如此评价道:“讨论中的理据被权威取代,自命教师的人反而成了求学的障碍。他们放弃自我判断,只信奉‘大师’的教诲。我并不欣赏毕达哥拉斯学派的做派,因为他们在辩论中言必称‘大师’。这个‘大师’就是毕达哥拉斯。因为大师的论断无可撼动,理性让位给了权威。”

毕达哥拉斯学派对正多面体顶礼膜拜。正多面体是对称的三维物体,所有面都是同样的正多边形。最简单的例子是正方体。它有六个面,每个面的边都等长。正多边形的数量无边无际,但正多面体只有五种(这是个著名的数学推导例子,详见附录2)。出于某些原因,毕达哥拉斯学派认为正十二面体和宇宙之间存在神秘的联系,了解它会给人带来危险。另外四种人们熟知的正多面体和组成世界的四种元素一一对应:土、火、风、水。所以第五种正多面体肯定和第五元素相对应,而宇宙中的天体就是这种元素构成的(英文里表示“精华”的单词quintessence,直译正是“第五元素”)。这种玄奥的知识,不该由凡夫俗子了解。

此外,毕达哥拉斯学派坚信世间万物都是有理数衍生出来的,更不用说其他数字。发现2的平方根(也是正方形对角线和边长的比值)居然不能用有理数来表达后,他们整个学说的根基都受到了冲击。讽刺的是,这个发现(见附录1)恰恰从毕达哥拉斯定理推导而出。“无理数”本义只是无法用比率表示的数字,却被毕达哥拉斯学派认为极富威胁,甚至暗示他们的宇宙观毫无意义,因此今天这个词直观地解读起来,意思变成了“不合常理”。无理数是重大的数学发现,然而毕达哥拉斯学派非但没有分享它,还刻意隐瞒了关于无理数和十二面体的知识,使外界无从得知。[11]即使到了今天,依然有科学家以同样的理由反对科学的普及:有些奥秘就应该被锁在深闺,以免遭受公众的亵渎。

毕达哥拉斯学派相信天球“完美”,任意一处表面到中心的距离都等长;行星的轨迹也同样浑圆,且绕转速度永恒不变;认为行星运动时快时慢是很不得体的想法;实际上,非圆周运动存在缺陷,不适合远离地球的“完美”行星。

提到约翰内斯·开普勒为之奉献一生的工作时(见第三章),我们可以清晰地看到毕达哥拉斯传统的利与弊。毕达哥拉斯学派认为存在一个完美的神秘世界,但凡人看不见、摸不着。早期的基督徒接纳了这种思想,开普勒年轻时所受的训练也属于这一套。所以开普勒深信自然界中存在和谐数字(他说过“宇宙铭刻着和谐比例的标记”),行星运动一定能以简单的数值关系加以解释,而且行星只可能做匀速圆周运动。他实际观察到行星运动违背了这理论,却依然反复不断地尝试。只不过,开普勒和毕达哥拉斯的信徒不一样,他选择相信观察和实验数据。最终,他被迫放弃了圆形轨道的想法,并领悟到行星的轨道其实是椭圆形的。毕达哥拉斯学派的观点,既点燃了开普勒探索群星的激情,又阻碍了他,使他晚了至少10年才获得发现。

总之,这股反经验主义的风潮横扫了古代世界。柏拉图要天文学家去思考天空,但别浪费时间在观察上。亚里士多德相信:“下等人天生是奴隶,应该服从主人的统治……奴隶的生命属于他们的主人;工匠与主人的关系不像奴隶那么紧密,只有在成为奴隶时,才能取得应有的成就。对那些不服管教的工匠,另有一套专门的奴役方式。”普鲁塔克说:“觉得某样作品完成得出色,就转而欣赏它的作者,这种想法应当摒弃。”色诺芬的观点是:“所谓的力学艺术是社会的污点,抹黑了我们的城市。”这样的风气盛行后,原本前途无量的爱奥尼亚式经验主义惨遭排挤,几乎被人遗忘了2000年。少了实验对比,矛盾的假说就无法争个高低,科学的进步自然无从谈起。直至今日,毕达哥拉斯学派这种反经验主义的遗毒尚在。但是为什么?这种对经验主义的诋毁从何而来?

对古代科学的衰落,科学史专家本杰明·法灵顿提出了一个观点:爱奥尼亚科学发展所倚靠的商贸传统,同时导致了奴隶经济。拥有奴隶,是通往财富和权力之路。波吕克拉底的堡垒由奴隶所造。伯里克利时代的雅典,柏拉图和亚里士多德都蓄奴成群。雅典伟人们所谈论的民主只适用于少数特权阶层。体力劳动是奴隶的特征。科学实验同样是一种体力劳动,自然不被奴隶主们所喜好。问题在于,只有这些奴隶主——在某些社会里被冠以“绅士”之名——才有闲暇钻研科学。所以最后再也没人从事科学了。爱奥尼亚人完全有能力造出一些优雅的机器,然而奴隶的存在削弱了科技发展的动机。商业传统在公元前600年促成了爱奥尼亚的伟大觉醒,它带来的奴隶制却又成了两个世纪后这一传统衰落的根本原因。这真是莫大的讽刺。

12

生活在公元前7世纪至5世纪之间的爱奥尼亚和希腊科学家名讳。名单人数在公元前1世纪后骤减,证明了希腊科学的衰落

类似的趋势出现在了全球各处。中国天文学的顶峰约在1280年前后,当时,郭守敬以长达1500多年的观测数据为基础,改进了中国的天文学设备和计算技术。中国的天文学在那之后就陷入了急剧衰退。南森·席文认为衰退至少有部分原因在于“精英阶层陷入僵化,受过教育的人对新技术并不好奇,也不愿意把科研当作正当事业”。钦天监成了世袭职位,这与天文学的发展相悖。此外,“天文学的发展局限在宫廷内,还在很大程度上丢给了外国的技术人员”。耶稣会传教士把欧几里得和哥白尼的思想传入中国,震惊了许多人,但对后者宣扬的日心说,朝廷选择了掩饰和压制。奴隶经济的普遍性可能同样导致了科学在印度、玛雅和阿兹特克无法顺利发展。有些国家面临着类似的问题。那里的受教育阶层往往是富人,保持现状对他们有利,而且他们也不习惯动手劳作或挑战传统。在这些地方,科学落地生根的速度很慢。

柏拉图和亚里士多德对奴隶社会感到满意,还为这种压迫制度编造正当性。他们侍奉僭主,鼓吹灵肉分离(对奴隶社会来说,这再自然不过);分裂物质和思想;把地球从天空中剥离——这种观点主宰了西方思想界两个千年。柏拉图相信万物有灵,把奴隶制和他的政治观、宇宙观结合到一起。据说他要求烧毁德谟克利特的所有书籍(他还说要把荷马的书也付之一炬),这可能是因为德谟克利特不承认灵魂不朽、诸神永恒或毕达哥拉斯的神秘主义,也可能是因为他认为存在无数世界。据说德谟克利特写过73本书,涵盖人类方方面面的知识,但没有一本流传至今。今人所知的都是他著述的碎片,主要是关于伦理道德的,还有一些转述。其他古代爱奥尼亚科学家的遭遇也一样。

毕达哥拉斯和柏拉图都认为宇宙是可知的,大自然遵循着自然法则,所以他们推动了科学的发展。但他们同时也相信危险的发现应该被深埋,真理只能掌握在少数精英手中。他们反对经验主义、拥抱神秘主义、接受奴隶制的态度阻碍了人类的进步。漫长岁月中,科学的工具逐渐腐坏,幸好爱奥尼亚传统已通过亚历山大大图书馆的学者播撒了出去。当这颗种子终于苏醒,西方世界便迎来重生:人们对实验和记录的热情更甚以往,遭遗忘的书卷和片段再度被阅读。列奥纳多、哥伦布和哥白尼都曾受到古希腊传统的激发。在我们所处的时代,爱奥尼亚传统对科学的影响升上了崭新的台阶,各种大胆的探索层出不穷,然而它对政治和宗教影响有限,还有很多人深陷迷信愚昧。旧日的矛盾依然割裂着我们。

柏拉图学派和受其影响的基督徒抱有一种奇怪的观点,即地球污秽肮脏,天堂神圣完美。他们忘记了地球是行星之一,人类是宇宙的公民——这说法最早由阿利斯塔克提出,他出生于萨摩斯岛,比毕达哥拉斯晚了三个世纪,是最后的爱奥尼亚科学家之一。到他的时代,知识启蒙的中心已转移到亚历山大大图书馆。阿利斯塔克是提出太阳中心论的第一人。他相信行星绕着太阳而不是地球转动。可惜,他关于这个问题的著作全部遗失了。根据月食时地球投在月面的阴影大小,他推断太阳一定比地球大得多,而且位于非常遥远的地方。他可能据此认为,要让太阳这般庞然大物绕着小小的地球转是荒诞不经的,便把太阳放在中心,让地球沿着地轴每天自转一圈,围着太阳每年绕行一周。

说到这里,就不能不提一下哥白尼。伽利略称哥白尼是日心说的“恢复者和证明者”,但不是发现者。[12]公元前280年,阿利斯塔克就清晰地陈述了日心说,然而直到哥白尼之前的1800年里,没人了解行星运动的真实轨迹。阿利斯塔克的假说激怒了他同时代的人,就像阿那克萨哥拉、布鲁诺和伽利略一样,他因为不敬神而遭到控告。直到今天,对阿利斯塔克和哥白尼的抵触依然存在,而且就在日常生活之中:人们总说太阳“升起”、太阳“落下”。阿利斯塔克已作古2200年,我们的语言却还假装地球没有转动。

行星的间距——地球和金星相距最近时为4000万千米,和冥王星则是60亿千米——会吓坏很多古希腊人,他们觉得太阳能和伯罗奔尼撒一样大都是胡扯。毕竟认为太阳系小而精密是非常自然的想法。如果把手指伸到眼前,先用左眼看,再用右眼看,我会觉得它仿佛在背景的衬托下移动了一段路。手指离眼睛越近,移动幅度越大。我们可以通过这个视差来估计手指和眼睛的距离。如果我眼睛的间距更宽,手指的位移也会更大。我们进行两次观测的基线越长,视差越明显,远方物体的距离就推算得越准确。我们居住的地球是个移动平台,每六个月就会从轨道的一断移动到另一端,跨越3亿千米的旅程。如果我们间隔六个月观察同一个天体,就能发现它有非常微小的位移。阿利斯塔克推测星星是一颗颗极其遥远的太阳。他把太阳与群星并列了起来。地球移动,那些星星的视差却无法觉察,这表明它们异常遥远。在望远镜发明前,哪怕距离我们最近的恒星也因为视差太小而无从判明距离。直到19世纪,人们才测量出了第一颗恒星的视差。有了视差数据,最简单的希腊式几何图也能向我们表明这些恒星与我们相距数光年之远。

爱奥尼亚人完全有能力发现另一种推算群星距离的方式,不过他们似乎一直没有采用。大家都知道,一样东西看起来总是近大远小。这种距离和大小的反比关系是摄影透视的基础。那我们得离太阳多远,它才能变得像星星一样微小黯淡呢?或者再换个说法,星星的亮度,是太阳的几分之一?

为了解答这个问题,克里斯蒂安·惠更斯设计了一个非常具有爱奥尼亚风格的实验。惠更斯在一个黄铜盘子上钻了大小不一的洞,举起面向太阳,看哪个洞里的阳光和夜晚的天狼星相仿。[13]他找到的洞,是太阳视大小的1/28000,他据此推断天狼星和地球的距离,是太阳到地球的28000倍,约为半光年。你很难记清几小时前看过的恒星到底有多亮,但惠更斯记得非常清楚。如果他知道天狼星本来就比太阳亮,会得出几乎完全正确的答案:8.8光年。因为数据不精确,阿里斯塔克和惠更斯的推算并不完美。然而这无关紧要。他们已经找到了正确的方向,只要测量工具获得改进,就立刻能获得更精确的答案。

星星是什么?那个布鲁克林小男孩的问题,在阿利斯塔克和惠更斯的时代得到过回答:星星是巨大的太阳,它们散落在浩瀚的星际空间里,和我们隔着需要用光年计算的距离。

阿利斯塔克的观点是一项伟大遗产,那就是:无论我们的种族,还是我们的星球,在大自然中都并不特殊。这观点上及天文,下及人文,带来了无穷的益处,也引发了永恒的对立。天文、物理、生物、经济、政治和人类学都受惠于此。我有些好奇,它之所以受到强烈阻碍,主要原因会不会在于它对社会的影响。

阿利斯塔克的遗产涉及之广,超越了群星的国度。18世纪末,乔治三世任用的音乐家和天文学家威廉·赫歇尔绘制了详细的周天星图,发现只要在银河这条带子上,各个方向的星星密度都差不多。他从这点很自然地推断出,地球位于银河系中心。[14]第一次世界大战前,密苏里的哈罗·沙普利发明了测算球状星团距离的技术。星团顾名思义,就是聚集成团的星星,仿佛一窝可爱的蜜蜂。沙普利还确立了恒星的“标准烛光”:一颗恒星的光芒闪烁,但平均亮度始终不变,通过比较星团中恒星的模糊光芒和其应有的真正亮度——通过附近同类恒星判断——就能测算出它们的实际距离。这就像我们走在野地里看到微弱的灯光,只要知道灯光本该多亮,就能判断出我们离它的距离一样。本质上,沙普利用的还是惠更斯的办法。沙普利发现,球状星团并不以太阳系附近为中心点运动,而是以远在人马座方向的银河系彼方为中心。他观察的球状星团数量近百,全都绕着庞大的银心不断转动,仿佛在向那里致敬。

1915年,沙普利大胆提出,太阳系并不在银河系中心,而在外围边缘。赫歇尔被人马座方向的大量星尘遮挡,无法意识到远方还有更多的恒星。现在我们已经清楚人类生活在银河系旋臂外缘,距离银心3万光年,这里星辰稀疏。如果有外星人居住在沙普利所见星团核心附近的行星上,可能会向人类投以同情的目光。因为银心附近,天空会被群星点亮,可见范围内有数百万颗璀璨的明星,而我们只能在地球上看到区区几千颗。他们的太阳(或者太阳们)也许也会落山,然而不存在真正的黑夜。

20世纪早期,天文学家还认为宇宙中只有一个星系,也就是银河系。但是早在18世纪,德班的托马斯·莱特和柯尼斯堡的伊曼努尔·康德就隐约察觉到,望远镜里的螺旋形发光天体可能是其他星系。康德曾明确表示仙女座M31是另一个星系,由大量恒星组成。他提议用一个回味无穷的词来称呼那些星系:宇宙岛。但不少科学家认为那些螺旋状星云并不是遥远的宇宙岛,而是附近的星际气体凝结云,可能正在逐渐形成恒星系。为了测量螺旋星云的距离,需要一组明亮得多的变星充当新的标准烛光。1924年,埃德温·哈勃在M31里发现了这样的恒星,而它们的亮度非常低。毫无疑问,M31距离我们非常遥远。最新的测算数据显示,M31和我们相隔超过两百万光年。但如果M31真这么遥远,那就不可能只是一团星云;它无疑要大得多得多——实际上,它就是一个巨大的星系。而宇宙深处,还有更多更遥远、看起来更黯淡的星系,数以千亿计,一直延伸到已知宇宙的尽头。

自诞生以来,我们一直在寻找自身在宇宙中的定位。无论在我们的祖先四处游荡仰望星空之时,古希腊爱奥尼亚科学家的时代,还是在当下,同样的谜题始终未解:我们在哪儿?我们是谁?长久以来,我们热衷于为天空构建模型;太阳是烧红的石块,群星是高悬的火焰,银河是夜空的脊梁。这古老的尝试延续至今,终于化作对宇宙的最新认知:人类生活在一颗无足轻重的行星上,围绕着一颗单调乏味的恒星旋转。这个恒星系处在银河系外沿两条旋臂末端之间,甚至银河系也只是一个稀疏星系团里不起眼的一员,这个星系团被遗忘在宇宙的一角,而宇宙中的星系比人类个体的数量还要多得多。

探索的漫漫长路上,我们在阿利斯塔克之后迈出的每一步,似乎都在远离宇宙舞台的中心。许多新知识甚至还来不及消化,不少见证了沙普利和哈勃伟大发现的人依然在世。对很多人而言,接受新知并不容易。他们依然渴望身处宇宙中心,身为万物的焦点和支柱。但是想和宇宙打交道,第一前提就是去了解它,哪怕真相会打破妄自尊大的幻想。这就像要搞好邻里关系,我们首先得明白自己到底住在哪儿,对邻居的了解也多多益善。如果真的珍视我们的地球,还有好些事可以做。只有大胆提出问题,寻找深层答案,我们的星球才会变得更加重要。

星星是什么?人类从童年时代就在思考这个问题。而今,我们带着它踏上前往宇宙的旅程。探索是人类的天性,这个物种诞生之初就在流浪,至今依然在流浪。我们在星海之滨逗留了许久,是时候扬帆启程了。

[1]把火视为活物,需要保护和照料,并不是需要抛弃的“原始”想法,而是许多现代文明的根基。古代希腊、罗马,还有印度的婆罗门家中都有炉灶,还有一套照料炉火的规章制度。人们晚上覆上炭灰以保持热量,早上用细树枝让火苗重燃。灶台里的火焰熄灭,与家人去世同义。在这三种文化里,炉灶管理仪式都与祖先崇拜相关。世界各地的宗教、纪念、政治和体育仪式中,常常会出现象征着永恒的火焰,它们正是起源于此。

[2]原文!Kung Bushman,这里的感叹号是舌头碰到门牙内侧,同时发英文K的弹音。

[3]为了避免混淆,必须说明一下,爱奥尼亚并不在爱奥尼亚海;它是由那些来自爱奥尼亚海沿岸的殖民者命名的。

[4]有证据表明,早期的苏美尔创世神话更像是一种自然主义解释,它们在公元前1000年前后被编撰成典籍,写成了《埃努玛·埃利什》(Enuma elish 的意思是“天之高兮”,它是那首创世史诗的第一个词);但到那个时候,诸神已经取代了自然,神灵的谱系替代了宇宙的秩序。《埃努玛·埃利什》让人想起日本阿依努人神话,后者认为巨鸟翅膀的扇动改变了混沌的宇宙,分开了陆地和海洋。斐济创世神话说的也是“若库马图创造了岛屿。他从海底一捧捧捞起泥,这里堆一些,那里摆一点。就这样,斐济群岛诞生了”。对岛屿和航海民族而言,陆地从海洋中诞生是种自然而然的想法。

[5]占星术在当时被认为是一门科学。希波克拉底写过一段很典型的话,他说:“人们必须留意升起的行星,特别是狗星(天狼星),然后是大角星,还有昴宿星。”

[6]恩培多克勒做这个实验是为了证明一个完全错误的血液循环理论,但是以实验来探索自然的想法,本身就具有重要意义。

[7]欧多克索斯和阿基米德后来也触及了微积分的边沿。

[8]约翰·威尔金斯(1614—1672):英国圣公会的神职人员,也是自然哲学家和皇家学会的创建者之一,曾同时担任过剑桥大学、牛津大学两校的学院院长。——译注

[9]公元前6世纪,智识的风暴刮遍全球。不只是泰勒斯、阿那克西曼德、毕达哥拉斯和其他的爱奥尼亚人,埃及的法老尼科一世也命人完成了环绕非洲的航行,波斯则出现了琐罗亚斯德,中国诞生了老子,犹太先知出现在以色列,印度有了乔达摩·悉达多。很难想象这都是些彼此孤立的事件。

[10]当然也有几个有趣的例外。毕达哥拉斯学派对音乐和声中整数比的着迷似乎源于对弹琴的观察,他们甚至可能为此做过实验。恩培多克勒至少可以算半个毕达哥拉斯门生。毕达哥拉斯还有一个学徒名叫阿尔克迈翁,他是世界上最早解剖人体的科学家。他区分了动脉和静脉,发现了视神经和耳咽管,并认为大脑是人类智力活动的中心(亚里士多德后来否认了这点,他相信思考的器官是心脏。阿尔克迈翁的观点重新被人拾起,要等到卡尔西登的希罗菲卢斯)。他还创立了胚胎学。可惜的是,阿尔克迈翁对“不洁之事”的热情并没有影响多少他的同学。

[11]一个名叫希帕索斯的毕达哥拉斯学派学者曾私下发表《由十二个五边形组成的球体》一文。他后来死于一场海难,同僚们认为这是天意。希帕索斯的书没能保存下来。

[12]哥白尼可能是在读关于阿利斯塔克的书时想到了日心说。最近的研究显示,哥白尼在意大利大学医学院就读时,阅读了大量古典文献。在书稿中,哥白尼提到了阿利斯塔克的观点,但在书籍正式出版时,那些引文被略去了。在给教皇保罗三世的信中,哥白尼写道:“西塞罗、尼基塔斯认为地球在移动……根据普鲁塔克(他曾和阿利斯塔克交流)所说……其他人也抱有相同的观点。我因此陷入思考,认真研究起了地球移动的可能性。”

[13]惠更斯还用了一颗玻璃珠来减少穿过孔洞的阳光。

[14]地球被认为是已知宇宙的中心,这种想法导致A.R.华莱士站到了反对阿利斯塔克的立场上,他在1903年出版的《人类在宇宙中的位置》里说,地球可能是唯一一颗有人居住的星球。