走向无限宇宙

走向无限宇宙

亚里士多德的宇宙在多数版本中都是一个有限的宇宙——物质和空间都只到恒星天球为止——最早的哥白尼主义者保留了这种传统特征。在哥白尼、开普勒和伽利略的宇宙论中，太阳的中心与有限的恒星天球的中心重合；太阳只是跟地球交换了位置，成了唯一的中心天体，新柏拉图主义的神的标志。这个新的两球宇宙是对传统宇宙论的自然修正。由于没有具体的反证，这种观念本来会一直保持到19世纪，那时，改进了的望远镜显示出不同的恒星跟太阳之间有着非常不同的距离。

然而，两球结构在亚里士多德和哥白尼二人的世界观中的地位很不一样；尤其是有限的概念，它在前者中具有的本质性功能在后者中彻底消失了。例如，在亚里士多德的科学中，需要恒星天球来带动恒星进行周日循环，并提供维持行星和地上物体运动的推动力。另外，外层天球定义了空间的绝对中心，所有重物都会自动朝向这个中心运动。哥白尼的宇宙剥夺了恒星天球的所有这些功能，同时还剥夺了其他一些功能。地上的运动并没有要求一个绝对的空间中心；石头是落向运动着的地球。也不需要一个外层天球来产生天的运动；无论是否位于一个天球上，恒星都是静止的。哥白尼主义者仍然可以自由地选择保留天球，但只有传统能够提供这样做的动机。可以抛弃天球而又不破坏哥白尼物理学和宇宙论。

因此，哥白尼主义允许了宇宙论思想上的一种新的自由，其结果是产生了一种新的思辨的宇宙概念，它着实会让哥白尼和开普勒感到恐惧。哥白尼死后一个世纪，他的两球框架被一个恒星散布在无限空间各个角落的宇宙所取代。这些恒星中每一颗都是一个“太阳”，而且其中许多被认为拥有自己的行星体系。到了1700年，被哥白尼降格为六颗行星之一的原本独一无二的地球已经变成宇宙的一粒微尘了。

尽管历史学家对这种新的哥白尼概念建立的过程知之甚微，但其起源非常清楚。通过去掉外层天球的宇宙论功能，哥白尼复活了早期的三种思辨的宇宙概念，这三个概念分别与经院哲学、新柏拉图主义和原子论相联系。在《天球运行论》之前，这三种宇宙论的结构和目的截然不同，而且没有一个跟天的科学有关。但它们全都被哥白尼主义转变为科学的宇宙论，而且这种转变一旦完成，它们就显示出结构上明显的相似性。

首先考察在哥白尼之前最流行的无限宇宙的概念，它是由一些伊斯兰哲学家提出的，他们不能接受亚里士多德关于虚空的逻辑不可能性的证明。这个宇宙从中心的地球到旋转的恒星天球都跟亚里士多德的宇宙在实质上相同，但在恒星天球之外，空间并没有随着物质而不复存在。取而代之的是，整个亚里士多德宇宙作为核心嵌在没有物质的无限空间的中心，这个核心正是上帝及其天使的居所。由于没有限制上帝创造无限宇宙的能力，13世纪以后这一概念在欧洲相对比较流行。在哥白尼生活的时代流行的一些知名基础读物介绍过它，而且对这一概念的了解，可能帮助了哥白尼为恒星天球的扩张作辩护，在没有观测到视差的情况下这是非常必要的。但在哥白尼以前，这种无限宇宙的说法跟天文学的实践以及其他的科学都没有任何关系。只要天体被认为是处于连续运动之中，那就不能轻易地放置在最外层天球之外的无限空间里。这种空间的功能是神学的，而不是物理学或天文学的。

不过，哥白尼令恒星静止，使得将天文学功能赋予无限空间成为可能。在《天球运行论》出版之后过了一代人的时间，这种新的自由首次得到利用。1576年，英国的哥白尼主义者托马斯·迪格斯（Thomas Digges）在对哥白尼第一卷与别处不同的简明意译中引入了无限宇宙的观念。其结果如图45所示，这是从迪格斯原版的示意图翻印的。宇宙中间的核心部分与《天球运行论》的宇宙相同，但是恒星离开了静止的恒星天球的表面，散布在其外的过去少数派宇宙论传统所假设的无限空间之中。尽管哥白尼的直接继承者中很少有人走得像迪格斯一样远，但他们中有许多人认识到，恒星不再非得位于一个天球上，各个恒星与太阳的距离可以不相同，并不会影响到现象。当伽利略的望远镜在原先什么也看不到的地方发现了无数新的恒星时，对于思维不那么传统的天文学家来说，恒星散布在无限遥远的空间中几乎就是一个经验事实了。

迪格斯是第一个描述无限的哥白尼宇宙的人，但他只是因为无意中引进了一个悖论才达到那种无限性，这个悖论在古代和中世纪为拒斥无限空间提供了一个最主要的原因。迪格斯的位于中心的独一无二的太阳就是一个矛盾，因为它并不比任何一颗恒星和行星更“位于中心”。中心就是与边界上所有点都等距的一个点，在无限宇宙中要么各点都满足这个条件，要么任一点都不符合。这一悖论在哥白尼之前一个世纪已经由重要的新柏拉图主义者库萨的尼古拉完整地详细阐述过。他相信宇宙是一个无限的球体——他说过，比这小的球体跟上帝在创造方面的全能不一致——而且他通过断言这个球体的中心无论在哪里都跟边界相重合，来表述所产生的悖论。在他的宇宙中，每个物体无论运动还是静止，都同时既在中心，又在表面，也在内部。因为空间中每一部分都无法与其他任何一部分相区分，空间的占据者——地球、行星和恒星——必定全部在运动，而且全部具有相同的本性。

库萨的观点提供了因哥白尼主义而被转化的宇宙论的第二个范例。当库萨在《天球运行论》出版前100年提出它时，这种宇宙论没有丝毫科学上的意义。在宇宙论方面，库萨是一位神秘主义者，他乐于拒斥现象，因为他对于无限的神性有着超验的理解，而所有的悖论在神那里都会得到调和。但新柏拉图主义对无限及其悖论的坚持并非与现象和科学内在地不一致。在哥白尼死后，同样的坚持为意大利神秘主义者乔丹诺·布鲁诺的宇宙论著作提供了动机和重现的主题，在布鲁诺的宇宙观中，无限与现象都被哥白尼主义所调和了。布鲁诺的宇宙论方法几乎并不比深深地影响他的库萨的方法更关注科学和那些现象。但无论动机为何，布鲁诺是对的。太阳并不需要位于中心；实际上，根本不需要中心。哥白尼太阳系可以放在无限宇宙中的任何地方。只要假定太阳跟最近的恒星相距足够远以解释视差的不存在，现象就可以被维护。

布鲁诺对一个无限且无中心的宇宙和现象之间的调和，只是他的宇宙论构造的一部分。从1584年左右开始，他也明确了哥白尼太阳系跟他的无限空间中其他天界居民之间的物理关系。他认为，太阳仅仅是散布在无限宽广的空间中的无数恒星中的一颗；在无限天空中其他的一些天体必定拥有类似于地球的行星。不仅地球，还有太阳以及整个太阳系都变成了迷失在无穷的上帝造物中无关痛痒的小斑点；经院学者紧凑有序的宇宙已经成了一个巨大的混沌；对传统的哥白尼式背离已经达到极点。

尽管它很激进，但这个对哥白尼主义的最后拓展几乎没有任何新奇之处。布鲁诺出生之前两千年，古代原子论者留基波和德谟克利特已经设想了一个无限宇宙，包含许多个运动的地球和许多个太阳。在古代，他们的学说从未撼动过亚里士多德思想作为科学基础的地位，他们的著作在中世纪几乎完全消失了。但他们的后继者伊壁鸠鲁和卢克莱修的作品，属于文艺复兴人文主义者发掘的重要文学典籍。从这些著作中，特别从卢克莱修的《物性论》（De Rerum Natura）中，布鲁诺推导出他的许多最富有成效的概念。在布鲁诺的宇宙论中，第三种古代的思辨宇宙概念被它与哥白尼主义的亲缘关系所复活，并赋予了新的极端相似性。

这种亲缘关系有些令人惊讶，因为从历史上和逻辑上讲，原子论和哥白尼主义似乎是完全不同的学说。古代原子论者主要不是从观测出发提出他们宇宙论的主要学说，而是出于解决表面上的逻辑悖论的企图。他们感觉到，只有当现实世界由微小的不可分的微粒即原子构成时，有限物体的存在及其运动才可以得到解释，而原子在广大空旷的空间即虚空中自由地游荡。虚空是解释运动所必需的；如果没有空无一物的空间，就不会有位置让物质移动进去了。同样，对他们而言，似乎终极粒子的不可分性对有限物体的存在是必不可少的；如果物质无限可分，它的终极部分将纯粹是几何点，完全不占据空间。单独来看，不占体积的部分构造出有限物体似乎是不可能的。零加零等于零，无论重复多少次还是一样。因此，原子论者认为实在必定由不可分的原子和虚空构成，这个前提是他们的世界观的基础，跟哥白尼主义没什么关系。

然而，这一前提带来一些并非毫无关系的显著的后果。例如，原子论者的虚空在广延上必须是无限的。它只可能被物质所包围，而且物质一定会反过来被更多的虚空包围。当物质与空间不再像亚里士多德的物理学中那样合二为一，包围宇宙的过程就永无休止了。再者，在原子论者的宇宙中没有特殊的位置或是独一无二的物体。虚空本身是中性的；每个位置都与其他位置相同。地球或太阳存在于这个区域而不是那个区域，只不过因为原子偶然的运动和碰撞恰好在这个位置上产生了聚集，而且一旦原子碰巧相遇后，它们就会缠绕和粘连在一起。这一过程同样可以发生在其他任何地方。实际上，由于宇宙是无限的，并且包含了无限多的原子，这个过程几乎肯定某一时刻在其他地方已经发生了。许多的地球和太阳还有许多的原子充斥了原子论宇宙论的无限虚空。天与地的二分是不可能的。根据原子论者的说法，同种物质在中性的无限虚空中到处都服从相同的定律。

由于哥白尼主义也破坏了地球的唯一性，废除了天与地的区分，并暗示了宇宙的无限性，原子论的无限虚空为哥白尼的太阳系，更是为许多个太阳系提供了很自然的归宿。布鲁诺的主要贡献就是认识到并详细阐明了这两种古代和现代学说之间朦胧的亲缘关系。一旦认识到这种关系，原子论被证明是在17世纪使有限的哥白尼宇宙转变为无限的、多世界的宇宙的几种思潮中最有效、影响最深远的一种。然而宇宙尺度的扩展只是原子论在新宇宙的建构中所起的第一个重要作用。