普洛提努斯指责诺斯提教派,因为后者相信在
创造出来的宇宙中最值得人们称赞的莫过于人类的灵魂。在他看来,天体不
仅看来是美的,而且在道德和理智上也是美的。太阳、月亮和行星都是高贵
的神灵,受这位哲学家在他最高境界中感到兴趣的那些动机所支配。他愤怒
地谴责诺斯提教派(以及后来的摩尼教徒)的悲观看法,按照这种看法,有
形的世界是一个邪神创造出来的,所以要受到每个真心向上,向往美德的人
的鄙弃。恰好相反,这些装饰天空的明亮的神灵是聪明而善良的,这些神灵
正是在倾覆罗马帝国的种种愚行和灾祸所造成的混乱当中唯一使这位哲学家
得到安慰的东西。
中古时代基督教的宇宙虽然不及摩尼教的宇宙那样严峻,可是它却失掉
了非基督教直到最后还保留着的一些富有诗意的想象力。然而这个变化并不
算很大,因为天使或大天使多少代替了多神教中天体上的神灵。中古时代的
宇宙,包括它的科学和诗的方面,都写进了但丁的《天堂篇》;其中科学一
方面是沿袭亚里斯多德和托勒密的。大地是个球体,位于宇宙的中心;撒旦
在地球的中心,地狱是座倒立的圆锥,撒旦就是圆锥的顶端。在地球另一面
和那路撒冷正好相对的地方是炼狱,它的最高峰就是地上的天堂,正好和月
亮接触。
天体是由十个同心的天球构成的,最靠下面的是月球。凡是比月亮低的
东西都是可以腐化败坏的;凡是比月亮高的东西都是永不毁灭的。比月亮高
的天球照顺序排有水星、金星、太阳、火星、木星、土星和各恒星,再往上
就是最外层的天球。过了最外层的天球最后还有最高天,最高天没有运动,
也没有时间和地点的分别。上帝,这个亚里斯多德所谓的不受动的推动者,
先使最外层的天球运转,再由最外层天球把运动传到恒星层,这样依次把运
动最后传到月球。但丁的作品并没有提到这些不同的天球的大小,可是他却
能够在二十四小时之内走遍天球。显然他所想象的宇宙用现代的标准来衡量
未免小了一点;因为这个宇宙不过是几千年前才创造出来的。所以它的开始
并不是很久以前的事。各天球都以地球为中心,它们是上帝选民的永久住所。
上帝的选民包括那些受过洗礼,在信仰和德行两方面都达到要求标准的人,
那些预见到基督降生的教长和先知,以及少数在尘世受到奇迹的启示的非基
督教徒。
近代天文学的开路人正是为了反对这样一种宇宙观而进行斗争的。把哥
白尼所引起的震动和亚里斯塔库斯所遭到的默默无闻作一个对比是很有意思
的。斯多葛学派的克林提斯认为亚里斯塔库犯了亵渎神明的罪,应当受到审
判,但是当时的政府对这个提议却表示了非常冷淡的态度;假如他真和伽里
略一样受到迫害,说不定他的学说会变得人所共知。亚里斯塔库斯和伽里略
后世声名的不同当然还有其它重要的原因。希腊时代的天文学是有闲富人的
一种消遣——尽管是种高尚的消遣,却不是整个社会生活的一个组成部分。
到了十六世纪,科学已经发明了火药和罗盘针,美洲的发现使人们看出了古
代地球构造学的局限,天主教的正统开始成了阻挡物质进步的一道障碍,蒙
昧主义的神学家的狂怒使得科学家在世人眼中成了代表新智慧的英勇战士。
十七世纪由于发明了望远镜、动力学和万有引力定律,科学的世界观取得了
完全的胜利,人们不仅把科学看成探索纯粹知识的一把钥匙,而且也把它当
作推动经济进步的一个有力工具。从这时起,人们才认识到科学并不只是关
系到个人,而且是关系到整个社会的一件事情。
把太阳和行星看作一个完整体系的学说实际上是由牛顿完成的。这个学
说与亚里斯多德和中世纪的哲学家所不同的地方在于:它不是以地球,而是
以太阳作为太阳系的中心;天体在不受外力作用下,沿着直线而不是圆来运
动;事实上天体运动的轨道既不是直线也不是圆,而是椭圆;保持它们的运
动并不需要外力的作用。但是关于太阳系的起源,牛顿却没有说出什么科学
性的意见;他设想上帝在创造世界时,用手沿着切线的方向把行星掷了出去,
然后就交给万有引力定律去支配它们。在牛顿之前,笛卡尔曾经提出太阳系
起源的学说,可是他的学说看来是站不住脚的。康德和拉普拉斯发明了星云
说,根据这个假说,太阳是由一块原始星云凝聚形成的,行星则是由于太阳
自转越来越快而被抛出去的。这个学说看来也有缺点,近代天文学家都趋向
一种看法,认为行星是当另外一个星体经过太阳附近时形成的。在这个题目
上人们所知道的仍然不多,但是没有一个人怀疑行星是由于某种内部作用从
太阳产生出来的。
晚近天文学最显著的进步是关于星体和星云这一方面。恒星中最近的半
人马座α星离地球大约有25×1012 英里,或4.2 光年。(光速每秒186,000
英里;一个光年是光在一年内所走的距离。)最早一次测定星体的距离是在
1835 年;从那时起,人们使用各种巧妙的方法算出越来越远的距离。人们相
信用现有的威力最强的望远镜可以看到的最远目标离地球大约有五亿个光
年。
人们现在有了一些关于宇宙的一般结构的知识。太阳是银河系中的一个
星体,银河系由大约3,000 亿颗星体汇集而成,广度大约有150,000 个光
年,厚度大约有25,000 至40,000 个光年。银河的总质量大约为太阳质量
的1,600 亿倍;而太阳的质量大约为2×l027 吨。整个银河系缓慢地绕着它
的重心旋转;太阳需要2.25 亿年才能走完它绕着银河系所走的轨道。
我们用望远镜可以观察到,在银河以外的空间相当均匀地散布着和银河
系大小差不多的其它星系。这些星系叫作外银河星云;其中可以观察到的估
计约有三千万个;但是这个统计还不完全。两个星云之间的平均距离大约有
二百万个光年。(这些事实大多数采自赫伯尔的《星云的世界》,1936 年版。)
有关星云的最奇异的事实之一就是除了极少例外,它们的光谱线都向着
红端移动,移动量和星云的距离成正比。唯一看来合理的解释是说星云正在
远离我们,最远的星云离开的速度也最快。在,500 万个光年远的距离这种
速度达到每秒,300 英里。(赫伯尔,第118 页,第八图。)速度到了一定
的距离就会和光速变得相等,结果不管我们用的望远镜威力有多大,星云仍
然不会被我们观察到。
广义相对论对这个奇异的现象提出了一种解释。这个理论认为宇宙的大
小是有限的——这并不是说它有一个边缘,超过了这个边缘就不再是宇宙的
一部分,而是说宇宙是一个三度的球体,其中无可再直的直线最后都又回到
出发点,象地球表面的情况一样。这个理论进一步推测宇宙一定不是逐渐缩
小就是逐渐扩大;然后它根据从星云上观察到的事实断定宇宙是在逐渐扩
大。照爱丁敦的说法,宇宙每十三亿年左右扩大一倍。(《科学的新途径》
第210 页。)如果这是正确的话,那就是说宇宙以前曾经很小,但是将来会
变得很大。
这就使我们想到地球、星体和星云的年龄问题。根据大部分从地质学得
来的证据,人们估计地球的年龄大约有30 亿年。太阳和其它星体的年龄仍然
是一个争执不决的问题。如果在星体的内部,物质能够因一个电子和一个质
子转化为辐射而归于消灭,那么星体的年龄可能有好几亿万年;如果不能够,
那么星体的年龄可能只有几十亿年。(H.斯宾塞·琼斯:《无尽的世界》第
231 页。)总的说来,后一种看法似乎更为普遍。
我们甚至有理由相信宇宙有一个时间上的开始;爱丁敦一直主张宇宙大
约从纪元前900 亿年开始。这比起我们的曾祖父一辈所相信的纪元前4004
年确实要长,但是它仍是一段有限的时期,至于这个时间以前到底是什么样
子,这类古老的谜语仍然没有得到解答。
我们从这个天文学的宇宙概观所得到的最重要的结论是:虽然宇宙确实
很广大很悠久,我们却有理由——尽管这些理由现在看来还带有很大的臆测
性——相信宇宙既不是无限广大,也不是无限悠久。广义相对论,通过把观
察和推理巧妙地结合起来,自认能够告诉我们宇宙整体是什么样子。如果这
是确实的话——我并不相信它是这样——那么一直成为天文学的特点的空间
和时间上的度量的增加将会有一个限度,这个限度是我们测度能力所及的范
围。爱丁敦主张宇宙的周界的数量级是60 亿个光年。(《科学的新途径》第
218 页。)如果真是这样,更好一些的望远镜将使我们“完全掌握这个令人
感到棘手的局面”。我们正在开始看到,我们不久也可能“把它击成粉末”。
但是我并不认为我们将来能够“把宇宙改造得更合乎我们的心愿”。