伽利略《关于托勒玫和哥白尼的两大世界体系的对话》英译本序⁽¹⁾

伽利略的《关于托勒玫和哥白尼的两大世界体系的对话》，对于每一个对西方文化史及其在经济和政治发展上的影响感兴趣的人来说，都是一个知识的宝库。

在本书中，伽利略表现为一个具有坚强意志，并且具有智慧和勇气的人；他代表理性的思维，挺身而出，反对那一批倚仗人民的无知，并且利用披着牧师与学者外衣的教师的无所事事，借以把持并维护其权势的人。他以非凡的文学才能，用极其鲜明生动的语言，向他那个时代受过教育的人进行宣传，克服他同时代人的人类中心论和神秘思想，并且引导他们恢复从客观的和因果关系的角度来看待宇宙，而这种态度，自从希腊文化衰退以后，在人世间已经失传了。

在这样说时，我注意到，我也具有人们的一般弱点，那就是，由于醉心于所崇拜的人物，而夸大了他们的地位。很可能是，到了十七世纪时，黑暗的中世纪僵化的权威传统所产生的精神瘫痪已经大大减退，不管有没有伽利略，陈腐的文化传统都已经不可能维持多久了。

可是这种疑虑所涉及的只是这样一个普遍问题的一个特例，这问题是：那些我们认为具有偶然的独特品质的个人，对于历史的进程究竟有多大的决定影响。对于这种个人作用问题，我们的时代比起十八世纪以及十九世纪上半叶来，要采取更加怀疑的态度，那是可以理解的。原因是职业和知识的广泛专业化，使得个人就像是大规模生产的机器的部件一样，显得是“可替换的”了。

好在我们是把《对话》作为一个历史文件来评价，这同我们对上述那个尚无定论的问题抱什么态度无关。首先，《对话》极其生动有力地阐述了当时流行的关于整个宇宙结构的各种见解。中世纪初期流行一种见解，把地球幼稚地看成一只盘子，另外又加上关于恒星天空和天体运动的模糊观念；这种见解代表早先的希腊人的宇宙概念的一种退化，特别是亚里士多德的思想和托勒玫关于天体及其运动的贯彻一致的空间概念的一种退化。伽利略时代仍然占优势的世界概念可以描述如下：

存在着空间，空间里面有一被选中的点作为宇宙的中心。物质——至少是它的比较密集的部分——倾向于尽可能地接近这一中心。因此，物质表现为近似于球形的（即地球）。由于地球是这样形成的，地球中心实际上同宇宙中心合而为一。日月星辰所以不落向宇宙中心，是因为它们都被固定在刚性的（透明的）球壳上，而这些球壳的中心也就是宇宙（即空间）的中心。这些球壳以略有不同的角速度绕着不动的地球（宇宙中心）旋转。月亮的球壳半径最小；它包围着“地上的”万物。月亮外面的那些球壳同它们的天体一起代表“天球”，天球上的物体被看作是永恒的、不灭的和不变的，这同那个“下面的地球”正相反；地球是被月亮的球壳包围着，包含着一切暂时的、可毁灭的和“易变质的”东西。

当然，这样一幅幼稚的宇宙图像不能归咎于希腊的天文学家；他们用抽象的几何构图来表明天体的运动，而这些几何构图，由于天文观察愈来愈精密，就变得愈来愈复杂了。由于缺乏力学的理论，他们企图把一切复杂的（表观的）运动都简化为他们所能想象到的最简单的运动，即均匀的圆周运动，以及圆周运动的叠加。在伽利略的文章里，依然可以清楚地看出，他也接受这种把圆周运动当作真正的自然运动的思想；其所以如此，很可能是由于他并没有充分认识到惯性定律及其重大意义。

简而言之，希腊后期的这些思想，就是这样粗暴地被用来适应当时欧洲人的野蛮、原始的精神状态。这些希腊的思想尽管不是以因果性概念为基础，但总还是客观的，而且不带有唯灵论的观点——可是这一优点只能有条件地归功于亚里士多德的宇宙论。

伽利略在为哥白尼学说进行辩护和斗争时，不仅是企图简化天体运动。他的目的是要人们不带偏见，并且孜孜不倦地对物理事实和天文事实求得更深入、更一致的理解，用以代替那个僵化而贫乏的思想体系。

他在本书中所以采用对话形式，部分地可能是受了柏拉图光辉范例的启发；这种形式使伽利略能够把他的卓越文学才能用于这场尖锐而激动人心的学术争论上。固然，他在这些有争论的问题上，总想避免触犯当时的禁忌，以免受到宗教裁判所的迫害。事实上，伽利略就曾被明令禁止宣传哥白尼的学说。撇开其革命性的实际内容不论，《对话》表现了一种十分俏皮的企图，即在表面上服从法令，而实际上却不予理会。⁽²⁾不幸的是，后来宗教裁判所对这种微妙的谐谑并不怎么欣赏。

地球不动的学说所根据的假说，是宇宙有一个抽象的中心。根据想象，这个中心引起地面上重物坠落，因为物体在地球的不可入性所能允许的限度内，都有趋向宇宙中心的倾向。这就导致地球的形状近乎球形。

伽利略反对引进这样一个一直被假定为作用于物体的“无”（宇宙中心）；他认为这是完全不能令人满意的。

但是他也使人注意到：这个不能令人满意的假说所取得的成就太少了。虽然它说明了地球的球形，可是说明不了其他天体的球形。但是后来他用新发明的望远镜发现了月亮和金星盈亏的相，证明这两个天体都是球形的；而且对太阳黑子的精细观测，证明太阳也是一样。实际上，在伽利略时代，对于行星和恒星的球形，几乎是无可置疑的了。

因此，“宇宙中心”的假说必须代之以另一个不仅能解释地球的球形，而且能解释星体球形的假说。伽利略说得十分清楚：组成星体的物质之间必定存在着某种相互作用（相互接近的倾向）。而地面上重物自由坠落，也必须归之于同样的原因（在废除了“宇宙中心”之后）。

这里让我插进几句。伽利略拒绝用宇宙中心假说来解释重物坠落，同拒绝用惯性系的假说来解释物质的惯性行为，两者有着密切的类似性。（后者是广义相对论的基础。）这两种假说都同样引进了一个具有下述性质的概念客体：

（1）它不像有重物质（或者“场”）那样假定是实在的。

（2）它决定着实在物体的行为，但却丝毫不受它们的影响。引进这种概念元素，从纯粹逻辑的观点来看，虽然不是完全不许可的，但同科学的直觉总是格格不入。

伽利略也认识到，重力对自由落体的影响，表现为一个具有恒定数值的竖直加速度；他同样认识到，一个非加速的水平运动能够同这种竖直加速运动叠加起来。

这些发现本质上包含着——至少在定性方面——后来由牛顿所建立的理论的基础。但它首先缺少惯性原理的普遍公式，虽然这是不难用极限的方法从伽利略的落体定律得出来的。（过渡到没有竖直的加速度。）同样也缺少这样的观念：在一个天体表面上引起竖直加速度的那种原因，也就是能够使另一个天体加速运动的原因；这种加速度同惯性结合在一起，能够产生公转运动。可是当时已经获得了这样的知识：物质（地球）的存在引起了（在地球表面上的）自由物体的加速度。

今天我们难以估量，在精确地建立加速度概念的公式并且认识它的物理意义时，该显示出多么大的想象力。

宇宙中心概念一旦被充分的理由否定以后，地球不动的思想，以及一般地说来，地球的特殊作用的思想，也就站不住脚了。在描述天体运动时，什么东西应当被看作是“静止”的问题，也就成为一个方便与否的问题。依照阿里斯塔克（Aristarchus）和哥白尼的说法，假定太阳是静止的，会有很多好处（在伽利略看来，这不是一个纯粹的约定，而是一个有“是”“非”的假说）。当然，假定地球绕自己的轴转动，比起假定一切恒星都共同绕地球运转，自然要简单得多。再者，假定地球绕太阳运转，这就使内行星和外行星的运动显示出类似性，排除了外行星的麻烦的逆行运动，或者说，用地球绕日运动就可解释这种逆行运动。

尽管这些论据是令人信服的——特别是联系到伽利略发现的，由木星及其卫星所代表的一种所谓小型哥白尼体系的背景——但是这些论据仍然只是定性的。由于我们人类是被束缚在地球上，我们的观察直接向我们揭示出来的绝不是“真正的”行星运动，而只能是视线（地球-行星）同“恒星球”的交叉点。要超出定性的论据来支持哥白尼的体系，那只有求出行星的“真正轨道”，而这是一个几乎无法克服的困难问题，可是开普勒（就在伽利略在世时）却以真正的天才的办法解决了它。但这一决定性的进展，在伽利略一生的著作中却没有留下任何痕迹。——这一古怪的事例，说明有创造力的人往往是缺乏接受力的。

伽利略费了很大力气来证明，地球自转和公转的假说，并不因为我们观察不到这些运动的任何力学效应而不能成立。严格说来，由于没有完整的力学理论，这种论证是不可能的。我认为，正是在为这个问题所进行的斗争中，伽利略的独创性表现得特别有力。当然，伽利略也注意到，用他那时的测量仪器，不可能检验出地球的周年运动对恒星所产生的视差，因为恒星离得太远了。这种考察尽管是幼稚的，但却是天才的。

由于伽利略殷切期望为地球的运动找到一种力学的证明，就使他错误地提出了一个不正确的潮汐理论。如果不是由于他的性格影响，伽利略一定不会把最后一天对话中那些迷人的论据当作证明。关于这个问题，我不禁要再讲几句。

据我了解，伽利略这部书的主要目的是要竭力反对任何根据权威而产生的教条。他只承认经验和周密的思考才是真理的标准。今天我们很难理解这种态度在伽利略时代是多么危险和多么革命；当时只要怀疑那些除了权威以外别无基础的见解是否真理，就会被认为罪大恶极，要处以极刑。实际上，即使在今天，也绝不是像我们中间很多人喜欢自吹的那样，说我们已经远离了这种情况；但至少在理论上，无偏见思考的原则是取胜了，而且多数人在口头上都表示愿意支持这一原则。

常听人说，伽利略之所以成为近代科学之父，是由于他以经验的、实验的方法来代替思辨的、演绎的方法。但我认为，这种理解是经不起严格审查的。任何一种经验方法都有其思辨概念和思辨体系；而且任何一种思辨思维，它的概念经过比较仔细的考查之后，都会显露出由它们所产生的经验材料。把经验的态度同演绎的态度截然对立起来，那是错误的，而且也不代表伽利略的思想。实际上，直到十九世纪，结构完全脱离经验内容的逻辑（数学）体系才完全抽取出来。况且，伽利略所掌握的实验方法是很不完备的，只有最大胆的思辨才有可能把经验材料之间的空隙弥补起来。（比如那时并没有可量出小于一秒钟时间的办法。）经验论同理性论的对立，在伽利略的著作中看来并不是争论的焦点。伽利略只是在他认为亚里士多德及其门徒的前提是任意的，或者是站不住脚的时候，才反对他们的演绎法；他并不仅仅因为他的论敌使用了演绎法而斥责他们。在第一天的对话里，有好几节他都强调说：同样根据亚里士多德，即使是最讲得通的演绎，如果同经验的判断不符，也应当被抛弃。另一方面，伽利略自己也使用了不少的逻辑演绎。他努力追求的，并不是“实用知识”，而是“理解”。然而理解主要是从一个公认的逻辑体系作出结论。

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(1) 译自伽利略·伽利莱伊：《关于托勒玫和哥白尼的两大世界体系的对话》，德雷克英译，美国柏克立和洛杉矶加利福尼亚大学出版社1953年版，vi—xx页。（Galileo Galilei: Dialogue Concerning the Two Chief World Systems——Ptolemaic and Copernican. Translated by Stillman Drake University of California Press, Berkeley & Los Angeles, 1953.）

伽利略（Galilco Galilei）意大利物理学家、天文学家，生于1564年2月15日，卒于1642年1月8日。——编译者

(2) 伽利略这本书所以采用这种对话形式，是由于他接受了空想社会主义者康帕内拉（Tommaso Campanella, 1568—1639）的建议。康帕内拉长期受罗马宗教裁判所和西班牙殖民政府的迫害，曾在监狱里度过了三十三年。——编译者