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天体的音乐——读开普勒《世界的和谐》 精选

已有 11043 次阅读 2011-7-19 19:00 |个人分类:我的豆腐块|系统分类:观点评述| 音乐

天体的音乐

——读开普勒《世界的和谐》

 

 

(北大出版社 陈静)

 

 

现代天文学的开创者开普勒(J.Kepler,15711630)说:“天体的运动只不过是某种永恒的复调音乐而已”,在他的代表作《世界的和谐》一书中更是使用了大量的音乐语言和乐谱图,让人不禁感慨:“此曲只应天上有”。为什么一本揭秘宇宙天体规律的书,会这么具有艺术感呢?这还要从天文学史上的几个大人物说起。

毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580—前500)曾经说道:“万物皆数。”影响深远的毕达哥拉斯学派们相信:行星和恒星的运动是一个完美的图形,是最漂亮、最完美的几何图形。这就给17世纪之前的天文学带来了许多混乱。例如,虽然在中国很早就进行了卓越地天文学观测,但被 “天空是完美的”这一思想束缚,导致中国天文学的发展长期停留在观察和记录的初级阶段。然而,对大多数仰望星空的西方学者来说,16世纪仍然是激动人心的年代,统治了天文学界几乎1400年的托勒密(C. Ptolemy90168) “地心说”,终于遭遇了前所未有的颠覆,迎来了物理学中的第一场科学革命。

掀起这场革命的哥白尼(N.Copernicus14731543)迅速占据了天文学研究的制高点。当时流行的柏拉图主义强调数学、简单性和完美性,而在托勒密复杂的体系中,显然缺少了这种和谐或优美。正如“奥卡姆剃刀”理论警告的那样:“若无必要,勿增实体。”哥白尼在寻到一个在数学上更为优美的解释体系:如果太阳处于地球和行星的中心,那么一切看上去既美丽又精致!

哥白尼的“日心说”使人愉悦,但是仅仅凭借推理的力量,而没有观测的验证,很难令人相信这就是宇宙运作的真相,尤其当人们坚信地球作为人类的活动家园,宗教又赋予了它神圣的、优越的地位之时。在哥白尼死后的第三年,一位具有传奇色彩的天文观测家——第谷(T. Brahe15461601)诞生了。

    此时,许多向来被认为是理所当然的东西突然间开始受到了质疑,人们也会看见一些奇观,比如彗星。第谷进行了大量的观测,遗憾的是,这位出色的观测家仍然不相信哥白尼“日心说”,而是提出了自己的折中体系——把托勒密体系与哥白尼体系综合在一起:行星绕太阳旋转,而太阳绕地球旋转。

精通数学的开普勒吸引了第谷。除了这一点,开普勒当然还有其他优点。如捷克作家布诺德(M. Brod在他的《第谷·布拉赫的赎罪》(The Redemption of Tycho Brahe)一书中所写:“开普勒的全心全意致力于实验工作、完全不理会叽叽嚓嚓的谄言的宁静心理,在第谷看来,就几乎是一种超人的品质。”而此时的开普勒虽然已经于1596年出版了他的第一本书《宇宙的奥秘》Mysterium Cosmographicum,并于1597年结婚。但婚后的生活并不像他希望的那样顺利,儿子和女儿都在出生后不久因病夭亡,国家不同教派之间打得不可开交,母亲被指控为女巫而受到审判……这一切都让开普勒感觉到无穷的痛苦。正是第谷给他带来了一线希望。第谷写信邀请他到布拉格鲁道夫二世的皇宫里,一起从事天文观测。第谷在信中写道: “来吧,作为朋友而不是客人,和我一起用我的仪器观测。” 160024日,开普勒抵达布拉格。然而,开普勒在布拉格的生活一度非常贫困,他名义上是德国皇帝宫廷天文学家,却长达20年拿不到薪水。1630年,无法养家糊口的开普勒只好亲自去雷根斯堡向国会讨薪。不幸的是,由于饥寒交迫,刚到雷根斯堡他就病倒了。同年11月,开普勒含悲去世。但开普勒同时又是幸运的,在哥白尼与第谷的基础上,开普勒得以揭开一个宇宙之谜,使人们换一种方式来看待世界,并且为17世纪的后人创造了条件,而即将到来的就是科学革命全面展开的激动人心的岁月。

与其说是第谷发现了开普勒,不如说是开普勒发现了第谷。开普勒曾说过:“第谷掌握了最好的观察资料,这就如他掌握了建设一座大厦的物质基础一样。他可以说富甲天下,但就像天下大多数富人那样,他不知道如何恰当使用这些财富。”第谷去世后,开普勒负责整理第谷留下的数据库。与第谷不同的是,开普勒相信哥白尼的思想是正确的。同时,他还是毕达哥拉斯的忠实信徒。

毕达哥拉斯认为数和音乐之间存在非常令人惊讶的和谐关系。受此启发,开普勒打破传统的美学观,认为天体的运动是某种永恒的复调音乐,他以音乐的和谐关系来研究宇宙的关系,据此作出伟大的发现:行星之间受一种简单的、和谐的数学规律制约着。

实际上,17世纪初与在哥白尼生活的时代一样,圆周运动在天体的研究中被赋予了巨大的审美价值。但第谷的观测却表明:行星,特别是火星,以不同的速率运行,并且越靠近太阳时速度越快。开普勒用了8年的时间,伴以庞大且复杂的计算,得出结论:行星的轨道不可能时圆的,而是椭圆的!当然,行星沿椭圆轨道上的运动也是有规律可循的,这就是开普勒第二定律(也称“面积定律”)。1609年,开普勒在《新天文学》( Astronomia Nova)的书中发表了这一成果。

至此,开普勒大悟:“天体运动不是别的,不过是几种声音汇成一种连续的音乐。这种音乐只能为心智所领悟,不能被人的耳朵倾听。”

1619年,开普勒的《世界的和谐》(Harmonies of the World)出版,他显然非常重视这本书的出版,他高兴地写道:“在22年前,当我发现天体轨道之中的5种正多面体时,我就更加肯定天体一定是和谐的……不顾一切,把这本书写出来了。人们是现在读它,还是将来子孙后代读它,这都无关紧要。既然上帝为了他的研究者已经等了6000年,那就让它为读者等上100年吧。”

此时的开普勒心满意足,他把这看成是世界和谐的有力证据。在《世界的和谐》第五卷,开普勒讨论音乐的音高或音阶,各种和谐、大调和小调,都在星星的视运动中表现出来;六颗行星的和谐比例彼此不同,就像四声部对位;四声部表现于行星运动就是女高音、女低音、男高音和男低音……这些,俨然就是一曲天体的音乐。美国科学作家詹姆斯(J. James)在《天体的音乐》一书中写道:“开普勒的工作做得太好了!在开普勒之后,天体的音乐从科学中不可挽回地分开了,永远地退到模糊的深奥的幽深处。然而,开普勒是最后一位试图向这些隐秘处照射光亮的伟大的科学家。” 

开普勒还大胆地把它和谐的理念扩大:“天上地下,只要和谐持续着,一切都生机勃勃,一旦和谐受到了干扰,一切都会杂乱无章”。这种伟大的信念,至今仍是科学家的智慧源泉,是人类社会的最高准则。难怪黑格尔(G. W. F. Hegel1770—1831)盛赞道:“开普勒的有序和谐是一种伟大的哲学思想,一种超越时代、超越历史和具有永久生命力的伟大哲学思想。”

 

 

 

《世界的和谐》,(德)开普勒 ;张卜天 译。北京大学出版社,20116月出版。定价35元。
 
 
本文已发表于7.12《中国图书商报》,发表时更名为“开普勒:和谐受到干扰一切都会杂乱无章”

封一



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