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1 17世纪对月亮适宜居住可能性的探讨

伽利略之前的月亮

在伽利略之前,关于月亮本质最具代表性的观点来自亚里士多德(Aristotle)。亚里士多德以月亮作为分界,把宇宙分为两个决然不同的区域。

月上区从月球轨道一直伸展到恒星天层,包括月亮、太阳和其他星体。月上区一切天体全都是由一种被称为“以太”的不可腐坏、完美无缺的元素构成的。以太有一种沿着正圆轨道环绕宇宙中心运动的天然倾向。月下区则包括了从处于中心的地球一直伸展到月球轨道内侧的区域。月下区一切物质是气、土、火、水四种元素的混合,各种元素混合的相对比例决定着由此而形成的物质的特性。与月上区的那种秩序井然、不可败坏的性质相对照,月下区的特征是变化、生长、衰退,以及繁殖和腐败。

目前能看到的最早对月亮生命及其适宜居住可能性进行专门讨论的著作,出自古罗马传记作者、历史学家和伦理学者普鲁塔克(Plutarch,约46—120)之手。普鲁塔克流传下来的著作有两部:《希腊罗马名人列传》( Parallel Lives )和《道德论集》( Moralia )。

《道德论集》以对话、书信、演讲等方式写成,共16卷,收集了83篇文章,涉及内容十分庞杂,所囊括的论题有:素食主义、迷信、伊壁鸠鲁学派学说、斯多葛学派学说、学院哲学、营养学、神学审判、预言、精灵研究、夫妻关系、家庭生活、神秘主义、有益教条,等等。普鲁塔克在第十二卷(Vol. Ⅻ)《月亮表面上》( On the Face in the Moon ,希腊文 De Facie )的一小节中,对月亮进行了专门讨论。

《月亮表面上》用对话体写成,主要对话人物有四位:斯多葛学派激烈的批评者兰普瑞阿斯(Lamprias),几何学家阿波罗尼丝(Apollonides),文学权威提昂(Theon),还有一位迦太基人苏拉(Sulla)。文章分三部分:第一部分谈话开始,兰普瑞阿斯从月相引申出了对月亮本质、月相、颜色以及月食等内容的讨论;在前面讨论基础上,第二部分提昂挑起了对月亮生命,以及月亮适宜居住可能性的争论;第三部分对月亮在宇宙中所处位置进行讨论,其中一种观点认为月亮是人死后灵魂的栖息地。

谈话人物之一提昂不认为月亮上存在生命,他的观点是:

……我以前曾听说,据称月亮上有生命存在——不说在上面是否有生命真的存在,而是说生命是否可能在那里存在。如果不可能的话,那认为月亮是一个地球,这本身就变得荒谬了。对月亮而言,它的存在是徒然和没有意义的。它既不能生长果实,又不能为人类的繁衍提供条件,也不能提供住所,或生活手段,而这些目的则是我们的这个地球所能满足的。

提昂从三方面进行论述:首先,没有任何事物能在月亮上停留下来,因为月亮运动很复杂,它有三种“女神的运动方式”,第一种是“一般运动”,第二种是“螺旋式运动”,第三种是“不规则运动”;其次,满月太阳垂直处于月亮正上方,这意味着月亮上的人(假如有的话)每年得忍耐着12次酷热夏季;再次,月亮上没有风、云和雨,植物不能生长,即便生长出来,生命也不能持续。总之,月亮上酷热、稀薄的大气,让人无法想象月亮上能形成生命。提昂最后总结道,如果月亮上根本就不能出现或存在居住者,却还要问这样的问题,月亮上的居住者怎样停留在那儿——这本身就是荒谬的。

兰普瑞阿斯随即对提昂进行了反驳,他的主要观点是,类比地球的情形,也并不是所有地方都物产丰饶、适宜居住,沙漠和海洋很贫瘠,但它们却有别的存在理由。所以,即便月亮不适宜居住,但它能够反射太阳照射在上面的光芒,这个理由对于它的存在就已足够了。何况提昂所提出的那些理由,也不能完全说明月亮不可居住。首先,兰普瑞阿斯认为,月亮的运行是“温柔平静的”,所以站在月面上的人并没有跌倒或滑倒的危险。至于太阳连续照射形成的酷热,(一年中)12个“夏天似的满月”而产生的酷热,会被朔月时没有太阳光照射导致的寒冷中和掉,最终的结果是,月亮气候像地球春天一样宜人。此外,月亮上还有厚重的大气,那儿的植物和树可能不需要雨水浇灌,它们会本能地适应月亮的酷热和稀薄的空气。对于不相信这一点的那些人,兰普瑞阿斯宣称,是无视大自然的多样性——这一点已经被地球上的多样性证明了。

《开普勒的月亮之梦》:一部另类的天文学论著

在普鲁塔克之后,对月亮适宜居住可能性的论说几近绝迹,直至17世纪才再度复苏,这其实和伽利略的月亮新发现有关。

1609年,伽利略在《星际使者》( The Sidereal Messenger 一书中发布了他在1609年至1610年两年间利用望远镜获得的一系列天文发现——月亮环形山、木星的四颗卫星、金星相位、太阳黑子、银河众星,这些新发现为哥白尼学说提供了实证观测证据。

伽利略在1609年12月,用望远镜对月球进行了一段时间的连续观测后,确信:

月亮并不像经院哲学家们所认为的,和别的天体一样,表面光滑平坦均匀,呈完美的球形。恰恰相反,它一点也不平坦均匀,布满了深谷和凸起,就像地球表面一样,到处是面貌各异的高山和深谷。( The Sidereal Messenger ,15)

除此以外,伽利略对观测到的其他月球现象也进行了讨论,涉及的内容有月亮斑点、月亮大气、月亮山峰的估测,月地关系,以及月亮和地球两者的异同比较等。

《星际使者》扉页

《星际使者》中的月球素描图

伽利略月亮环形山的发现和他随后陆续观测到的太阳黑子和金星相位的变化,推翻了亚里士多德经院哲学家们一直所宣扬的月上区天体是完美无瑕的这一说教。在出版于1632年的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》( Dialogue Concerning the two Chief World Systems: Ptolemaic and Copernican 一书中,伽利略把有关月亮新发现的讨论放在第一天。而这部分内容历来被强调的,也正在于它所隐含的这一层颠覆意义。

事实上,除上述这一重要影响之外,伽利略的月亮观测结果对另一方面——月亮适宜居住可能性的探讨,也产生了很值得关注的影响。

在伽利略的《星际使者》发表后,很多人希望看到另一位人物约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler,1571—1630)——当时正担任鲁道夫二世的宫廷数学家,对此书的看法。伽利略本人对此也满怀期待。1610年4月,意大利托斯卡纳公国大使碰巧拜访布拉格,伽利略委托他把《星际使者》的一份复制手稿,捎到了开普勒手中。

开普勒在阅读手稿后,花了差不多两个星期的时间,给伽利略写了一封回信,即《开普勒与伽利略关于〈星际使者〉的通信》( Kepler's Conversation with Galileo's Sidereal Messenger ,后文简称《通信》) 。在《通信》中,开普勒对《星际使者》一书中的各项望远镜新发现进行逐一回应。书中第Ⅴ部分,是开普勒专门针对月亮新发现内容的讨论,其中他还谈及了自己对“月亮居民”的想象。

伽利略在《星际使者》中曾提及,他对一个观测结果感到非常惊讶:

月亮的中央区域,看上去似乎被一个比其余洞穴都要大的洞穴填满,并且它在形状上呈现完美的圆形。( The Sidereal Messenger ,21)

伽利略所谈及的这个“呈现完美圆形”的巨大洞穴,激发了开普勒在《通信》中兴致盎然的想象:

我忍不住疑惑月亮上那个巨大圆形洞穴的意义——我通常把它称为“左嘴角”(the left corner of the mouth)。它是大自然的成果,还是经过训练的手工劳动结果呢?设想月亮上存在活的生命物(living beings)[跟随着毕达哥拉斯(Pythagoras)和普鲁塔克的步伐,在很久以前图宾根大学所写的那篇论文中,在后来《光学》一书的第250页中,以及在前面刚刚提及的月亮地理学中,我都在玩味这个想法]——这确实是顺理成章的事儿,月亮上的居民表现出了他们所居住的地方的特性,那儿有着比我们地球上更高的山脉和更深的山谷。因此,月亮上的居住者被赋予了庞大的身躯,他们就得建造巨型的建筑。( Kepler's Con versation , 28)

开普勒还想象,由于“月亮上的日长是地球上的15倍”,所以,“上面的居住者感到无法忍受这种酷热”,就得建造躲避酷热的地方:

有可能,他们缺少石头来建造遮蔽的地方,躲避太阳的照射。另一方面,也可能是他们用的是有黏性的泥土。相应地,他们的建筑方案如下:挖出一片巨大的空旷场地,然后用黏土筑出一个巨大的圆形围护。有可能这样做的目的,是为了使地下的湿气散发出去。以这样的方式,他们就可以藏在挖出的土墩后面,随着太阳运动,跟着土墩影子,在其中改变方向。这些建筑也可以说是某种类型的地下城。在那个圆形围护上,他们挖出了无数的洞穴,把家安置在其中。田野和牧场则被置于空旷场地的中央,这是为了避免在抵抗酷热时,还得跑很远的地方农作。( Kepler's Conversation , 28)

从第一段引文括号中的文字可看出,开普勒在《通信》中关于月亮生命的设想,并非他的突发奇想,对这个问题的兴趣,至少可追溯到他在德国图宾根大学上学时期。

1593年,开普勒写了一篇月亮天文学论文,文章以哥白尼日心说作为立论依据,但没有公开发表。1608年,开普勒重拾旧作,随后在1620年至1630年期间,又在原文文末补充增添了多达223条详细脚注——其长度超过正文的4倍。原稿完稿后在开普勒生前未能发表,他去世后在其子路德维希·开普勒(Ludwig Kepler)努力争取下,才于1634年印刷出版。原稿用拉丁文写成,书名为 Somniun, Sive Asttrono mia Lunaris ,可直译为《梦》或《月亮天文学》。1965 年,科克伍德(P.F. Kirkwood)女士将其首次译成英文出版,更名为《开普勒的月亮之梦》( Kepler's Dream,后文简称《月亮之梦》)。

开普勒在《月亮之梦》这本著作中,讨论的和月亮天文学有关的内容包括:月球的子午线、赤道、两极、昼夜长短,月球四季的划分,月亮上发生日食和“地食”的情形,以及想象从它上面所观测到的地球景象。不过,此书和一般天文学论著却不太一样,主要体现在两方面:

首先,它以梦的形式写成。开普勒称书中有关天文学的内容,来自他某次在梦里读到的一本书。书中的主人公和他的母亲在博学的精灵(demon)引领之下,经历了一次月球旅行,旅行途中,精灵向主人公口授了关于月亮天文学的内容。

其次,开普勒在《月亮之梦》的正文结尾部分,对月亮世界的生命形式展开了想象( Kepler's Dream ,152-158)。

到达月亮的主人公了解到,月亮也被称为拉维尼亚(Levania),分为朝地面(Subvolva)和背地面(Privolva)。整个月面上,特别是背地面,布满了很多穿透般的小孔,这是月球上一些连续的洞穴,它们其实是月亮居民(inhabitants of moon)用于抵御严寒酷热的遮蔽所。

(月亮居民)生于泥地里,长于泥地里,他们身材庞大,成长迅速,但生命周期非常短暂。生活在月球背面的月亮居民(Privolvans)没有固定住所,他们整天成群结队在整个月面上到处游荡,一些用脚行走,可能比骆驼快些,一些用翅膀飞翔,还有一些坐在小船里随波漂流。暂停休息的时日,它们就躲进那些洞穴,根据各自的特性在群体中扮演不同角色。

所有月亮生物呼吸都很缓慢,借助天生本领,它们可以潜入很深的水面下。这主要是因为,深水区比较凉爽,而水面上被正午太阳煮沸烧熟的东西,就成为四处游荡的月亮居民的食物。

大概可以这样说,月亮朝地面类似于地球上的村庄、小镇和花园;背地面类似于地球上的田庄、森林和沙漠。

对月球居民而言,从狭窄通道引一股热水进入洞穴是必要的。沸腾的流水经过很长的流程逐渐冷却,可供他们饮用。夜晚降临,他们再外出觅食。

月球上植物的树皮或动物的皮肤多孔而吸水。月亮生物只要白天暴晒在太阳底下,就会变得干燥易燃,傍晚来临,外壳自动脱离。泥地里长出的东西,出生到死亡只有一天,这种情形每天都在周而复始。

一种巨蟒类的生物掌控着这个星球。令人惊异的是它们正午时把自己暴晒在太阳底下,这是一种它们所乐意的生存方式。不过通常都会把地点选择在洞口的地方,这可能是出于安全和方便的考虑。

白天酷热之下呼吸停止的月亮生物,夜晚会复苏过来。月亮表面到处是白天被烤干成松果状的物体,但一到夜晚,它们立刻恢复原状。

月球朝地面若要从酷热中解脱,只能是靠连续的多云和阴雨天气。

开普勒这些关于月亮世界及月亮生命形式的想象,貌似荒诞不经,其实和一般纯文学幻想也不太一样。它们是开普勒通过望远镜观测,对月亮观测结果尝试进行的进一步解释。

在《月亮之梦》文末题为“月亮地理学(月面学)”的附录中,开普勒对相关内容进行了详细的再补充( Kepler's Dream,165-182)。这篇附录也是开普勒与耶稣会会士、数学家古尔丹(Paul Guldin,1577—1643)神父的通信之一。

在信中,开普勒向早年挚友报告说,自己通过祖奇(Zucchi) 赠予的一架自制望远镜,观测到了“月亮上的城镇”:

现在我应该怎么说呢?如果你愿意接受月亮上有城镇的观点,我将向你证明我观测了它们。伽利略首次观测到那些洞穴(在月亮上)表现出的斑点,正如我所证明的,是月亮表面上的一些凹陷。不过,我从洞穴的形状上推测,这些地方其实是月亮上的沼泽地。月亮居民——这些恩底弥翁的后代们,着手测定他们城镇的空间范围,除了防止潮湿外,还能抵抗太阳的酷热,甚至还可能用于抵御敌人的进犯。( Kepler's Dream ,165)

接下去,开普勒详细描述了月亮居民构筑防御工事的过程。月亮居民首先划定城镇范围,他们“在空地的正中央立一根标杆,把其加固后拴上绳子,绳子长短视将要建造的城镇大小而定”,开普勒甚至声称,他观测到“距离最远的有5德里”。确定绳子长度以后,城镇防御墙的圆周就被确定了。防御墙分为两种类型,一种是只一面有护城河的单层防御墙,另一种是里外都有护城河的双重防御墙。在月亮上相当于15个地球日的漫长白昼中,防御墙为居住在城镇中、处于烈日照射下苦不堪言的月亮居民提供了避暑阴影。

开普勒随后指出,自己的以上这些想象,是有“通过望远镜所揭示的现象”作为论据支持的,而这些观测现象,则“是和那些基于光学、物理学、形而上学(metaphysics)法则之上得到的结论相符合的”。在附录注释1中——它占去了全部附录几乎一半的篇幅,开普勒对月亮观测现象提供的论据进行了逐一列举(参见表1)。

表1开普勒对月亮的观测结果及相关解释

(续表)

资料来源: Kepler ' s Dream , 167-175 。

开普勒认为月亮上存在生命物种的想法,主要依据现象Ⅺ和Ⅻ( Ke pler's Dream ,173-174)。在他看来,月球表面上洞穴和凹地的排列有序及洞穴的构成情形,正是月球生命形式有组织的建造成果:

我们认为月亮上存在某个种群,他们能够合理地在月球表面建造凹地。这个种群一定是由许多单个的群落组成,每个群落都有供自己使用的凹地。由此就可解释,为何我们发现这些凹地完全一样,因为它们是按照共同的设计方案建造的。这表明不同的凹地建造者之间达成了成熟的一致意见。( Kepler's Dream,175)

开普勒的《月亮之梦》通常被认为带有明显的自传倾向,书中主人公的母亲是一位能和精灵打上交道的女巫,这很容易让人联想到现实中开普勒的母亲,她曾被当成一名女巫,差点遭到火刑的惩罚。

值得一提的是,开普勒还在别的著作中谈到了他的老师第谷·布拉赫(Tycho Brahe,1546—1601)关于其他星球上存在生命的看法。第谷认为,所有的星球上都可能存在有生命的物种。不过,由于缺乏直接史料,与此相关的内容只能在开普勒的著作中看到一些零星的记载。

1607 年,开普勒在与一位哥白尼理论的怀疑者布伦尼格尔(J.G. Brennger)的通信中为日心说辩护时,曾谈道:

不只被烧死在罗马鲜花广场上的不幸的布鲁诺(Bruno),我的老师第谷也持有这样的看法——存在恒星居民(stellar inhabitants)。

在《开普勒与伽利略关于〈星际使者〉的通信》中,开普勒把伽利略所发现的木星的四颗卫星,作为木星和地球一样可供居住的一项论据:“月亮的存在是为了我们这些生长在地球上的人,而不是为了别的星球。木星四颗卫星的存在是为了木星人(Jupiter),而不是为了我们。以此类推,每颗行星,以及它上面的居住者,都是被它自己的月亮所服务的。”“以这个理由为衡量,”开普勒说,“我们推想出极有可能木星是可以居住的。”开普勒在这里又一次提及第谷:

基于这些星球巨大体积的专门考虑,第谷·布拉赫也得到了相同的推论。

伽利略向威尼斯总督展示如何使用望远镜观察木星的卫星

在《世界的和谐》(1619年)第5卷的结语部分,开普勒又一次提到第谷:

如果第谷·布拉赫认为荒芜的星球并非意味着世上的一无所有,而是栖息着各种有生命的物种,那么通过地球上观察到的情形,我们就能够猜想上帝是如何设计其他星球的。

开普勒的《月亮之梦》作为一部另类的月亮天文学论著,有时候也被认为是科幻小说的先驱之作。不过,“科幻小说先驱”的头衔究竟应该赋予哪部著作,据文学评论家罗素(W. M. S. Russell)1983年发表的一篇文章中的整理结果,目前却至少存在5种不同的候选——罗素本人认为,普鲁塔克的《月亮表面上》才是真正的科幻开山之作(见表2)。

表中《吉尔伽美什》和《奥德赛》之所以入选,当然是因为作品中的幻想成分;而如果说《月亮之梦》被视为《弗兰肯斯坦》的先驱,那么将普鲁塔克《月亮表面上》视为《月亮之梦》的先驱,也完全有根据——开普勒自己表示,他的《月亮之梦》深受普鲁塔克《月亮表面上》的影响。1604 年他在布拉格撰写《天文学的光学部分》( Optical Part of Astronomy )时,还从普鲁塔克的书中借鉴了一些月面学的内容。开普勒将它从希腊文翻译为拉丁文,足见他对这一作品的喜爱( Kepler's Dream ,88)。

表2被列入科幻小说先驱的5部候选之作

伽利略对月球适宜居住可能性的讨论

在《星际使者》中,涉及月亮适宜居住可能性的内容,伽利略只留下非常委婉的一句话,其间也没有显露他本人对这一问题的任何观点倾向:

……如果有人愿意复苏毕达哥拉斯学派的观点,月亮是另一个地球。也就是说,(月亮上)亮的部分就类似地球上的陆地表面,暗的部分就是广阔的水面。

不过,随后在《关于太阳黑子的通信》( Letter on Sunspots , 1613)这本小册子中——这是对一位化名阿佩利斯(Apelles)的人几篇关于太阳黑子论文的答辩。伽利略谈到了他对其他行星上存在生命的看法:

我同意阿佩利斯的看法,他认为这种观点是不成立和应该遭受诅咒的,即有些人认为在木星、金星、土星和月亮上居住着有生命的物种——它们类似地球上的居住者(和我们一样)。而且,我想我能证明这一点。不过,如果我们相信的是,在月亮或是别的任何行星上存在的生命或植被,既不同于地球上的事物,而且也远远超乎我们最不可思议的想象,那从我的角度而言,我既不会去证实这一点,也不会去否认这一点,我把这个问题留给比我更有智慧的人来解决。

关于月亮生命的看法,出现在1616年2月28日伽利略从罗马写给他朋友穆提(Giacomo Muti)的一封信中。

按照伽利略信中的描述,事情因一场关于他月球观测结果的辩论而起。这位名叫卡波诺(Alessandro Capoano)的对手,为了反驳他月亮表面高低不平的观测现象,争论说,“大自然让我们的地球遍布山峰,是为了有益于这颗行星上的植物和动物达到造福人类的目的”,所以,如果月亮表面是高低不平和布满山谷的,那月亮上也一定有植物和动物造福于其他智慧生命。而这样的结论明显是非常错误的。所以,推导出这个结论的前提也一定是错误的,因此,月亮山峰一定是不存在的。

伽利略回应这一观点时,发挥了他一向擅长的辩论技巧,对争论的真正焦点——月球表面高低不平,轻轻一语带过,他很笃定地告知对方“我们已经通过望远镜确认它是这样的”。

伽利略随即把争辩的重点转移到了卡波诺的“结论”上——如果月亮表面是高低不平和布满山谷的,那月亮上也一定有植物和动物造福于其他智慧生命。他对卡波诺说,“至于你提及的‘结论’,它们不仅是没有必要的,也是完全错误的和不可能的,因为我能够证明存在于地球上的动物、植物、人,以及别的任何事物都不可能存在于月亮上。我以前这样认为,现在还是这样认为”。

伽利略论证:首先,自己并不相信月亮是由土和水组成的,而一旦缺乏这两种要素,“所有事物没有这些要素都不可能存在或生存下去”。其次,在最不可能的假想情形下,即便允许组成月亮的物质和地球的物质一样,地球上的事物要存在于月亮上仍然是不可能的。因为,太阳所导致的冷热、昼夜交替情形,在月亮和在地球上产生的结果是非常不同的。在地球上,太阳每24小时照亮它表面的每个地方,而在月亮上,15天中它连续处于阳光照射下,而在另外15天,它又连续处于黑暗中。伽利略认为,如果我们的植物和动物,在每个月中有360个小时,连续暴露在剧烈的阳光照射下,接下去在同样的时间里处于又冷又黑的环境中,它们是不可能存活的,更不用说生产和繁衍了。所以“地球上的事物在我们所设想的那种环境中存活是不可能的,即在月亮上那种环境中存活是不可能的”。

事实上,从这场辩论中可看出,卡波诺的“结论”无疑是被伽利略修改过了。因为,卡波诺本人其实从没说过,月亮上的植物、动物,以及其他生命会和地球上的完全一样。

1632年,伽利略在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》 (后文简称《对话》)第一天的讨论中,对月亮生命的想法再次表达了自己的观点。书中对话人物之一辛普利丘(Simplicius)最先挑起了这场讨论,他的观点也几乎就是前面卡波诺原话的翻版:

因为我们清楚地看到,地球上的一切生长变化等等,都是直接地或者间接地为了人类的使用、舒适、福利而设计的。……所以你看,如果月亮上或者别的行星上万一有什么生长的话,试问这对人类会有什么用处呢?除非你的意思是说月亮上也有人能享受这些生长的成果。这种思想即使不是神秘得使人无法理解,也是不虔诚的。(《对话》,第39页)

对此,另一位对话人物沙格列陀(Sagredo)反驳说:

我既不知道,也不认为月亮上会生出和我们这里一样的草木鸟兽来,或者月亮上会和地球上一样有风雨和雷雨,更谈不上有人类居住。然而我仍然看不出,由于月亮上不生长和我们这里相似的物种,就必然得出结论说月亮上不发生任何变化,或者说月亮上不可能有物种在变化着和生长、毁灭着。可能有些物种不但和我们的物种不同,而且和我们的观念相差非常之远,以至于使我们完全无法想象。

(《对话》,第40页)

事实上,对月亮上的情形,沙格列陀持完全的开放态度:

……月亮和我们隔开的距离不知远多少倍,它的构成材料也许和构成地球的材料不同得多,它上面有些什么物质,发生些什么动态,不但离我们的想象很远,而且是我们的想象所完全达不到的,那上面的情况和我们地球上的情况没有任何相似之处,因此是完全不可思议的。(《对话》,第40页)

伽利略在书中不加掩饰的化身——萨尔维阿蒂(Salviati),以一种委婉的方式对辛普利丘和沙格列陀的讨论进行了回应:

我有许多次约束自己不要错误地幻想这些事情,而我的结论是,要指出一些月亮上不存在和不能存在的事物确实是可以的,但是我相信除掉在最广泛的意义上,没有一个事物能够在月亮上存在。(《对话》,第40页)

随后,在沙格列陀的恳请之下,萨尔维阿蒂最终同意就这个问题做进一步的讨论。为了使自己的结论显得有说服力,伽利略列出了他对月亮的几项观测结果及其相关解释,在此基础上比较了地球和月亮的异同(见表3)。

表3伽利略在《对话》中对月亮的观测结果及解释

资料来源:根据伽利略《对话》一书第41 —45 、67 —68 页相关内容整理而得。

伽利略认为,月亮和地球之间所存在的以上三点差异,决定了月亮上不可能存在其他物种——因为这些正是地球产生生命的必要条件。

其中两点,构成月球的材料并不是陆地和水,以及地球和月亮上的太阳方位变动不同,是伽利略在给穆提的信中就已谈到过的。后来补充的关于月亮上没有雨的结论,伽利略认为,如果月亮上某一地区像地球周围一样有云集合的话,这些云就会遮住我们在望远镜中看见的某些事物,简言之,月亮的景象在某些方面将会有所改变。但事实是这种效果在伽利略长期和频繁的观测中从来没有见到过,他发现的总是“一种很单纯和均匀的宁静”。

不过,出于表述严谨的考虑,伽利略还是一再强调,“如果月亮上存在什么物种的话,那一定和我们眼前的这些草木鸟兽完全不同”,并在最后补充说:

再者,如果有人问我,根据我的基本知识和天然理性,我对月亮上面产生同于或异于我们这里的事物的问题的看法,我将永远回答说,很不相同,而且是我无法想象的。(《对话》,第68页)

值得一提的是,美国著名学者诺夫乔伊(A. O. Lovejoy)在其《存在巨链:对一个观念的历史的研究》( The Great Chain of Being: A Study of the History of an Idea )中阐释他著名的充实性原则(principle of plenitude)与17世纪新宇宙观的关系时,总结了5个“在16世纪就奠定基础而在17世纪才被广泛接受的真正的革命性论点”:

①关于我们太阳系中别的行星上居住着有生命的、有感觉的和有理性的被造物的假设;②中世纪的宇宙的围墙的毁坏,这些墙是等同于最外层的水晶天,还是等同于恒星,以及这些恒星所扩散到的辽远的参差不齐之地方的某个确定的区域;③有关像我们太阳一样的诸多恒星的概念,它们全都或大多数都被它们自己的行星系所围绕;④关于在这些别的世界中的行星上也有有意识的居民居住的假设;⑤对物理的宇宙在空间上的实际无限性,以及包含在这个宇宙中的太阳系在数量上的实际无限性的断言。

对这一时期的重要人物与上述论点相关的思想轨迹进行了一番追溯之后,诺夫乔伊指出:

在布鲁诺这一代人和继他之后的一代人中的三个最伟大的天文学家——第谷、开普勒、伽利略——至少在表面上全都拒绝世界的无限和“多世界”的学说;但是他们也全都或多或少明确地接受了第一个论点——也就是说,在我们太阳系中有很多人居住的星球的说法。

诺夫乔伊这段话中其实有值得商榷的地方。从本书前面的考察内容可以看出,伽利略的确参与了关于月亮适宜居住可能性的讨论,但似乎从来没有以“或多或少明确”的方式,接受过“我们太阳系中有很多人居住的星球的说法”的观点。

一些科学人士的后继讨论

威尔金斯的观点

在英国学术史上,威尔金斯(John Wilkins, 1614—1672)可能是唯一长期同时兼任牛津、剑桥两所大学学院负责人的学者。1648年,威尔金斯成为牛津大学瓦德汉学院(Wadham College)的学监。1656年,威尔金斯和一位丧夫不久的寡妇结婚,新婚夫人的哥哥是当时在英国政坛叱咤风云的克伦威尔(Oliver Cromwell,1599—1658)。在其举荐之下,威尔金斯1659年进入剑桥三一学院担任院长。1660年,威尔金斯积极倡导成立了英国皇家学会,并担任第一任学会秘书之职。

1638年,刚从牛津大学毕业的威尔金斯出版了他的著作《月亮世界的新发现》( Discovery of a World in the Moon )。

全书共分为十三小节。作为铺垫,威尔金斯在开篇第一小节前言点明,“观点的不可思议并不是它应该被拒绝的充分条件,因为别的某些真理在从前也一度被看成是荒谬的,荒谬主要被普遍意见所致”。在二、三两节,威尔金斯就两个有争议的哲学命题进行讨论:第二节讨论“多世界(plurality of worlds)观点并不与任何理性和真理相抵触”;第三节讨论“天不包含任何这种能赋予它们变化和腐朽的纯净物质,变化和腐朽是下等天体易于发生的现象”。

除第六和最后的第十三节,余下小节内容全是对月亮观测现象的描述,它们和开普勒的月亮观测结果几乎没有区别:月亮是固态、紧密、不透光的球体,本身并不发光;月亮上的那些斑点和明暗部分,显示出月亮世界上陆地和海洋的不同,暗的地方是海洋,亮的地方是陆地;月亮上有高山低谷,以及广阔的平原。威尔金斯相信月亮上空有大气,月球被一层厚重的水蒸气包围。他据此推测,月球上可能有着属于它的大气现象,就像地球有着属于自己的大气现象一样。而开普勒在《月亮之梦》中的一个观点,也被威尔金斯作为一节的内容:如果月亮上有居住者,那么地球就是他们的月亮——就像他们所在的星球是地球的月亮一样。

第六小节中,威尔金斯从古代先贤那里寻找理论支持,他列举了古希腊毕达哥拉斯、古罗马普鲁塔克的观点,追溯了开普勒和伽利略等人有关月亮的看法。而威尔金斯关于月亮适宜居住可能性的探讨,集中在第十三节。相较开普勒开放式的想象,威尔金斯在这个问题上的态度比较谨慎:

关于月亮,我本人不敢断言任何事情,因为我不知道任何能提出某种可能意见的依据。但是我想,在将来会揭示出更多,我们的后代可能会发明出某种手段,让人们更好地了解月亮上的居民。

不过,威尔金斯对“到达月亮上的运输工具”的构想,倒是保持了长久的热情。1640年,《月亮世界的新发现》第三次出版的时候,改名为《关于一个新世界和另一颗行星的讨论》( A Discourse Concerning a New World and Another Planet )。威尔金斯在文末加入一节新内容,讨论月球旅行以及这种旅行怎样才能实现的问题,“我们的后代子孙发现一种到达其他世界的运输工具,那是有可能的;如果那个世界存在居住者,人们还可以和他们进行商业往来”。

1648年,威尔金斯出版了一部阐释机械原理的著作《数学魔法》( Mathematical Magick )。此书分为两部分:①阿基米德或机械动力(Archimedes or mechanical powers);②机械运动。在书中他对“飞行的技艺”又一次做了深入探究(参见后文)。

丰特奈尔:《关于多世界的谈话》

1691 年,丰特奈尔(Bernard le Bovier de Fontenelle,1657—1757)入选法兰西科学院,6年之后,他被推举为法兰西科学院常务秘书,在这个职位上任职达42年之久。除了科学界举足轻重的身份,丰特奈尔还涉猎诗歌、戏剧、宗教、哲学等领域,并都有相关论著流传后世。

丰特奈尔发表于 1686 年的《关于多世界的谈话》( Conversations on the Plurality of Worlds ,法文为 Entretiens Sur La Pluralité Des Mondes ,是他最知名的著作。书中除了宣扬哥白尼日心说理论之外,还讨论了太阳系其他天体适宜居住的可能性,以及宇宙中存在多世界的观点。

丰特奈尔对这本书采用了一种大胆而新颖的写作方式,把书中谈话的对象特意安排成一位有教养的伯爵夫人。丰特奈尔相信,“以这样的方式,会让这个话题变得更具可读性,它能够鼓励女性人士通过将一位虽然不了解科学但却能够领会所告知东西的女士作为榜样,来探寻知识”。

这种写作方式取得了良好的科学传播效果——同时也招致一些非议,如诺夫乔伊在《存在巨链》中就批评此书说,“没有哪本书比该书的轻浮写作方式跟这个主题的重要性更不搭调的了”,但他最终也不得不承认,“作为一种通俗读物的《关于多世界的谈话》(《存在巨链》中译本将其译为《谈宇宙的多元性》)的成功很大程度上要归之于这样的写作方式”。 《关于多世界的谈话》出版后一直被广泛阅读,并相继被翻译为希腊文、德文、英文,先后印刷了100多次。

丰特奈尔《关于多世界的谈话》,此书独具特色之处在于,它是一部专门面向女性的天文学普及读物

不过,从一位专业天文学家的角度来看,书中的内容其实存在不少瑕疵。在1803年出版的英文版本中 ,法国著名天文学家拉朗德(Jerome de La Lande,1732—1807) 以注释方式对全书做了修订。在为这个版本撰写的序言中,拉朗德还谈道:

每当我和某一位有教养的女士谈话的时候,我就发现她们已经读过丰特奈尔的《关于多世界的谈话》了。这本书激发了她们对天文学这门学科的好奇心。( Conversations on the Plurality of Worlds ,iii)

拉朗德后来曾专门为女性读者写过一本天文学著作,打算以此替代丰特奈尔的著作,但随后不得不接受一个遗憾的现实,尽管新读本“更具教育意义,但由于缺乏趣味,却很少被阅读”。

《关于多世界的谈话》全书共包括6天的谈话(1687年,丰特奈尔添补了第6天的谈话内容),涉及哥白尼理论、月亮世界、行星、太阳、恒星世界等内容。其中丰特奈尔花去了第二天、第三天两个傍晚的时间对伯爵夫人谈论月亮世界——约占用全书三分之一篇幅。

丰特奈尔认为月亮没有水,因为月亮上没有云。从远距离观测地球,会发现它的表面发生持续变化,这是因为有时大块的陆地被云遮住了,相比余下的部位很少被照射到,当云消散以后,陆地又重新被照亮。地球上所呈现出的斑点会不停地变换位置,以各种形状出现,有时又会完全消失。同样的道理,这种现象推之月亮也应该成立。但从所观测到的现象来看,它上面的那些黑色斑点始终保持不变,所以,丰特奈尔认为,月亮上的这些斑点不会是云,也不是通常所认为的海洋,而是一些巨大的洞穴。

月亮上的这些斑点不呈现任何变化,不过这并不能证明月亮上就不存在水蒸气——月亮上所形成的水蒸气,没有形成云变成雨,而是直接形成了露水。由于月亮上空的大气不同于地球上空的大气,所以月亮的天空呈现出的也就是另一种颜色。

尽管如此,丰特奈尔还是相信,月亮适宜居住。不过,由于各种环境的不同,月亮居民和人类一定是不同的——他们究竟是什么样子,丰特奈尔承认无法想象,因为,“如果不是我们自己生长在地球上,我们能凭空想象出这个世界存在像人这样上帝的创造物吗”?事实上,在前言中,丰特奈尔就已经强调过他的这个看法:

反对者们现在把争论的焦点对准了“月亮上存在人类”,而这其实是他们自己把人类当成月亮上的居民。我从没这样断言过:我说月亮上存在居民,但我同时也说他们不会和我们一模一样。那他们究竟是什么样?——我没见过他们,所以我无法对他们作具体的描述。( Conversations on the Plurality of Worlds ,ⅩⅤ)

和开普勒一样,丰特奈尔也认为,月亮上存在的那些巨大洞穴,为那些月亮居民提供了躲避酷热的去处:

大自然在月亮上形成了洞穴,大到足以能让我们的望远镜观测到;它们不是夹在高山之间的山谷中,而是处于巨大平原上的空旷地带。……我们怎么知道,这些洞穴难道不是月亮上的居民因为不堪忍受太阳光连续的照射,而建造的遮蔽所?他们甚至可能建造了城镇,并长期定居在这里。……每个洞穴里栖居着大量的月亮居民,从一个洞穴到另一个洞穴有着隐匿的通道,让月亮上的人们能相互交通往来。( Conversations on the Plurality of Worlds ,69-70)

丰特奈尔很笃定,未来某一天地球和月球之间一定能交通往来(相关内容,后文将有更详细的探讨)。只是由于地球和月亮各自大气本质不同,这一点可能阻碍两颗星球间相互交往的可能,因为:

比之月亮上的空气,地球的空气混杂了更多的水蒸气,因此,如果月亮世界上的居民进入我们的大气中,就会被溺死。(C onversations on the Plurality of Worlds ,69-70)

惠更斯:《已发现的天球世界》

1698 年,荷兰著名天文学家惠更斯(Christian Huygens,1629—1695)用拉丁文写成的天文学普及著作 Cosmotheoros 出版。同年,英文版在伦敦出版,书全译名为《已发现的天球世界:关于行星世界居民、植物以及产物的构想》( The Celestial Worlds Discover'd: Or, Conjec tures Concerning the Inhabitants, Plants and Productions of the Worlds in the Planets )。

《已发现的天球世界》是惠更斯最被广泛阅读的著作,此书经多次再版,被翻译成多国语言,已有英文版(1698年),荷兰版(1699年),法文版(1702年),德文版(1703年),俄文版(1717年)。

全书共两卷,在第一卷第一小节中,惠更斯回顾了先前的一些哲学家和科学人士对其他适宜居住世界的相关探讨:

库萨的卡尔蒂诺·尼古拉(Cardinal Nicholas de Cusa),布鲁诺,开普勒(如果我们相信他,第谷也持同样的看法)认为存在行星居民。不仅如此,尼古拉和布鲁诺还认为太阳和恒星上也存在居民,但这是他们最冒失的地方。即便是那位聪明的法国人丰特奈尔在他《关于多世界的谈话》中,也没有把事情推想到这个地步。他们中的一些人仅仅是创作了关于月亮人的美丽神话故事,大概就像卢西安(Lucian)的《真实故事》( True Story )一样,其中我们必须得提及开普勒,他的天文学之梦是一个让我们感到很愉悦的美妙故事。( The Celestial Worlds Discover'd ,3-6)

惠更斯回顾他“在不久前我认真地考虑了这个问题(并非认为自己能比这些伟大先贤们更有洞见,而是庆幸自己能身为晚辈)”,认为“这个问题并非那么不切实际,前行的路也并没有被困难完全封死,它仍为可能的假想留存了很好的发挥空间”。

在小节的开篇,惠更斯谈到哥白尼理论,并把它作为其他行星和地球相似的首要论据——地球就像行星,行星就像地球。

必要的铺垫后,惠更斯在第一卷内容中,集中讨论行星的性质(nature of the planets)和行星上栖息的生命(inhabitants of the planets)。

关于月亮的讨论出现在《已发现的天球世界》第二卷中。对“第二类行星”,即各颗行星的月亮性质的讨论,也是这一部分的主要内容。除此之外,惠更斯还对各个行星系(每颗行星和其月亮)进行了讨论,其中特别提到了土星光环——这是惠更斯利用手中精度更高的望远镜观测到的结果。在结尾部分,惠更斯还谈论了太阳以及恒星。

相较前面几位科学人士对月亮天文学的浓厚兴趣——开普勒和威尔金斯为月亮写作了专门论著,丰特奈尔在《关于多世界的谈话》中,也花了两天时间来专门谈论月亮,惠更斯用精度更高的望远镜进行观测后,却认为关于月亮能言说的东西实在乏善可陈:

月亮距离我们很近,可以通过望远镜很好很精确地对其进行观测,比之其他远距离的行星,它应该可以为我们可能的设想提供更好的观测结果。但结果恰恰不是这样,我发现,关于月亮可说的东西很少,因为我没有观测到它和行星具有一样的性质——一些最基本的要素。( The Celestial Worlds Discover ' d ,128-129)

惠更斯在书中提及,他观测了月亮表面的各种山脉,除了山峰的影子外,还能看到山峰间圆形的山谷,以及一两座小山丘。惠更斯并不赞同开普勒在《月亮之梦》中的观点——月亮上山谷精确的圆形证明了它们是具有理性的居住者实施庞大工程的结果,而是和丰特奈尔一样,认为“这些山谷是如此令人难以置信,大自然的力量可能更容易形成它们”( The Celestial Worlds Discover ' d ,128-129)。

经过仔细的观测,惠更斯还认为,月亮上没有海洋,没有河流,没有云,也没有空气和水。

表4惠更斯对月亮的观测结果以及推断结果

资料来源:根据 The Celestial Worlds Discover'd 第129 至133 页相关内容整理而得。

惠更斯总结说,月亮与地球存在诸多不同,特别是最明显的一点是——地球大气的水蒸气里含有水分,因此,像月亮上那种没有海洋和河流的地方,也就不可能存在大气,这个现象“阻断了他对月亮所有可能的猜想”,因为,“我们无法想象有哪种营养供给只能来自流体的植物和动物,能够在干燥、无水的焦土上存活”。

惠更斯表达了疑惑:“那么,难道这个大球体,除了在夜晚的时候向我们撒下一点黯淡的光辉,或是引起海洋的潮汐之外,就毫无用处了?”而结论只能是不确定的猜测:

有可能这些月亮上存在着别的生命体,它们和我们在地球上所看到和享有的事物完全不同。有可能这些生命体是靠别的东西来滋养。譬如,地球上仅能形成雾气和露水的水量,就已经足够滋养这些月亮上的草木了。( The Celestial Worlds Discover'd ,133-134)

关于月球旅行可行性的探索与幻想

在1638年出版的《月亮世界的新发现》中,威尔金斯谈及月球旅行的可能性时,乐观预期“在将来会揭示出更多,我们的后代可能会发明出某种手段,让人们更好地了解月亮上的居民”。

他举了一个孤岛的例子,说早期孤岛被认为与世隔绝,深而广阔的大海把它们和人群隔开,要到达某个海岛上被认为是几乎不可能的事情。但是,“当船被发明出来后,那就成了一件很容易的事了”。“所以,”威尔金斯预测,“可能将来会有某种别的方法被发明出来,作为到达月亮上的运输工具。虽然,穿越天空巨大的空间似乎是一件可怕而又不可能的事情,但毫无疑问,将来会有人敢冒这样的险,就像冒别的险一样。”他尽管“不能为这种猜想可能的发现构想任何的可能”,但对其前景却满怀信心:

然而,我毫不怀疑到那时有人将会发现新的真相,向人们揭示他们的先辈不知晓的许多事情,而这些正是我们现在渴望知道却无法知道的。……正如我们现在疑惑我们祖先的愚昧,他们不能辨别那些对我们而言很正常很明显的事情,我们的后代也会诧异于我们对那些一目了然的事情的无知。开普勒毫不怀疑,一旦飞行的技艺被发现了,他自己国家的一些人就可以殖民到其中某一个可以居住的世界。但是我把这一点和可能的猜想留给读者去想象。而我的观点是,在那颗星星(月亮)上有一个可居住的世界,这是有可能的。

1640年,威尔金斯在《关于一个新世界和另一颗行星的讨论》一书第十四小节中,总结了四种到达月球的方式 。随后在1648年出版的《数学魔法》中,他补充了一些内容。 [1] 值得注意的是,威尔金斯总结月球旅行方式的过程中,相当程度上受到了当时一些星际旅行幻想小说的启发(参见附录1)。

第一种方式:在精灵(spirits)或天使(angels)的帮助下到达月亮。

这是威尔金斯在《数学魔法》中新补充的方式,他把那些帮助人们飞行的精灵和天使分为“友善的”和“邪恶的”两种,并收集各种读物上与此相关的记载,其中特别提及开普勒的《月亮之梦》。

作为一位对神秘事物有着偏好的天文学家,开普勒在《月亮之梦》中想象地球和月亮之间存在的交往通道,只有在发生日月食时才是畅通的。对普通人而言,想到达月亮上“简直是拿性命做危险的赌注”。而对那些遭到惩罚被驱逐在地球阴影中掌握飞行技艺的精灵而言,它们可以在发生日月食的时候旅行到月亮上:月全食的地球阴影和日全食的月球阴影,就是它们往返月球与地球的阶梯。 用今天的标准衡量,这样想象完全称得上“硬科幻”。

第二种方式:利用飞禽。

威尔金斯以戈德温(Francis Godwin,1562—1633)《月亮上的人》( The Man in the Moone ,1638)为例,故事中,带领主人公飞到月亮上的就是一种名叫“甘萨斯”(gansas)的大鸟。威尔金斯认为,现实中,训练野禽作为载人飞行的工具,这样的想法听上去似乎很奇怪,但相比别的许多技艺,倒并非完全不可能。

除《月亮上的人》,另一部星际幻想小说《柯克洛基里尼尔旅行记》( A Voyage to Cacklogallinia 的主人公也是借助大鸟飞往月亮,经历了一番乌托邦冒险。小说1727年在伦敦出版,作者署名塞缪尔·布朗特船长(Captain Samuel Brunt),但真实身份始终成谜,它有时被归于斯威夫特(Swift)名下,有时被认为出自笛福(Daniel Defoe,1659—1731)之手。

第三种方式:把人造翅膀扣在人体上作为飞翔工具。

这种朴素的实验手段似乎很为当时一些有冒险精神的人士所偏爱,但威尔金斯的说法是,绝大多数情形下,“真相是,这些不幸失败的实验者,跌落后都摔坏了他们的腿和胳膊”。当然,如果某些传闻属实的话,屡次尝试中也不乏稍有成功的例子。威尔金斯提及一位名叫埃尔默斯(Elmerus)的英国修士,他借助一对翅膀从一座塔顶上起飞,飞了差不多有1弗隆(furlong) 。更令人难以置信的是,据说另一位英国人以同样的方式,连续飞行了10码。

尽管威尔金斯在书中没有提及,模仿动物飞行的想法其实源远流长。卢西安写于2世纪的《伊卡罗曼尼普斯》( Icaromenippus )中,主人公就是以这种方式到达月亮的,他“砍下一只鹰的左翅,再砍下另一只鹰的右翅,把它们用皮带扎紧打结,接到双手上”,接着“就慢慢地升起来,像一只鹅一样逐渐远离地面,然后再加把劲,飞行便成功了”。

达·芬奇(Leonardo Da Vinci,1452—1519)在这件事上也耗费过巨大心力,这位天才曾一度沉迷于对各种飞行器的构想中,并留下相关设计手稿达5 000多页。为了设计出这种带翅膀的能像鸟儿一样飞行的飞行器,他对鸟儿飞行进行了长期观察。在随意写下的笔记中,达·芬奇留下这样的话,“人类创造的这种机器除了鸟的生命之外,别的机能样样齐全,而这种生命必须以人的生命仿真”,所以,“人类只要有巨大的飞翼并能充分地克服空气的阻力,他就能排除障碍扶摇直上”。

第四种方式:利用飞行器(Flying Chariot)。

威尔金斯在《关于一个新世界和另一颗行星的讨论》中对飞行器的讨论相对简短(128页),他乐观地表示飞行器发明的实现是“有可能的”。同时提出了一个不太实际的建议,飞行器的动力原理可以采用和“阿尔库塔斯(Archytas)制作的木鸽,雷格蒙塔努斯(Regiomontanus)制作的木鹰”相同的原理。

威尔金斯在《数学魔法》中详细讨论了载人飞行器的可能,认为实现的前提是“飞行器最好能得到某种合理的原动力的帮助,就像天体的运行所获得的那种原动力一样”。

值得一提的是,与威尔金斯同时代的英国诗人、剧作家琼森(BenJonson,1572—1637)1621年在一首名为《来自被发现的月亮新世界的消息》( News from the New World Discovered in the Moon )的长诗中,也颇有诗意地总结了三种到达月球的方式:希腊神话中月神恩底弥翁睡觉或做梦到达月亮;曼尼普斯(Menippus)长出翅膀飞到月亮;老恩培多克勒(Empedocles)跳进酒精灯煮水器中把躯体熏烤干枯后变轻,让烟雾烘托着到达月亮。

飞鸟与月亮:鸟儿迁徙理论的一种奇特观点

在哈利父子收藏的、原稿存于大英博物馆的文稿和图书杂录集中,收有一篇关于鸟儿迁徙问题的短文 。文章主标题为“从物理学和字面意义上对《圣经·耶利米书》第八章第七节(Jeremiah viii. 7)内容的一次探讨”,副标题为“天空中的鹳知道它们所约定的时间;斑鸠、苍鹭和燕子遵守它们回来的时间”。

标题后有一行简短的文字,说明小册子“被一位知名学者为了供其他学者们使用所写,现在在他们中一些人的渴望下出版”。同一页脚注中对“知名学者”的注解,认为指的是“查尔斯·莫顿”,并注明依据出处来自“《卡拉米续刊》,第 2 卷第 211 页( Calamy's Continuation,Vol. 2, p. 211)”。而这段文字后留下的版本信息也极为简略,只有“被J. H.印刷出版,无日期,12开本,共36页”等字样。文章末尾隔行靠右附有“C.M”两个字母。

上文“知名学者”注解中提及的查尔斯·莫顿,在17世纪英国科学界很有影响。大约1652年,莫顿从英国牛津大学瓦德汉学院毕业,这里是皇家学会核心成员威尔金斯等人早年经常聚会之地。1675年,莫顿创建了英国最早的学院之一——纽温顿·格林学院(Newington Green Academy),这个学院在当时宣称以科学研究为重点。1686年,纽温顿·格林学院被迫关闭,莫顿奔赴新英格兰,在那里被选作哈佛学院(Harvard College)副院长,在该校他开设了“物理学概要”(Compendium Physicae)课程。他本人为这门课撰写的讲义《物理概要》,对当时的新科学作了综述。此讲义后来在哈佛和耶鲁被选作物理学教科书长达半个多世纪,直到 1940 年还时有出版。 莫顿因此被称为“在新英格兰传播‘天才时代’科学新发现的主要人物,也是‘启蒙时代’的先驱者”。

哈利父子收藏的杂录收入的这篇短文中,莫顿对鸟的迁徙缘由提出了一种惊人的看法:冬天鸟儿都飞到月亮上过冬去了,并声称这个理论“完全驳倒了鸟在地球上迁徙和冬眠的传统理论”。

开篇莫顿就提出,为了找到问题可能的解决方案,四件事必须给予特殊考虑:首先确定的前提是,冬天消失的动物是鸟类——野兽、虫子和鱼类尽管也有属于它们的季节和月份,但这些动物在冬天都能被发现;鸟对季节的知识“是一种本能,还是一种被灌输的技能”,莫顿怀疑是不是因为“鸟儿注意到栖息地大气的改变,或是栖息地溪流流量的改变,以及它们每日觅到食物的变化和减少,以上其中一个或几个原因导致鸟儿自己体温的变化,让它们感应到了季节的变化”;此外,这些鸟在特定的时间飞走和飞回;最后要考虑的事情是,鸟从什么地方来,它们又去到哪里。

针对以上这些问题,莫顿从以下方面进行论证:

首先,莫顿认为,如果这些鸟从人们身边消失时,是栖居在地球上的任何地方,那有可能会有人发现它们的藏身之地,但关于这一点,却没有看到任何相关的学术记录,或其他人的清晰而又合理的解释。因此,结论是,它们并没有栖居在我们的地球上。

其次,从鸟儿的回迁来看,它们是那么突然(各种类型的鸟都是这样)地出现,好像是从天而降一样;而根据这些飞回的鸟肉质口感的不同,莫顿猜测在它们春天迁徙回来之前,所吸收的是地球上所不能提供的另外一种营养。

再次,从这些鸟在我们身旁时的飞行习性来看。据莫顿的观察,鸟从不会冒险飞过海洋或是很宽阔的水面。因此,莫顿说,“从这一点可以推测,它们并非来自地球上海洋远方的任何地方……更不用说,它们会来自地球上从没有人到达过的地方了。因此,更可能的是,它们是从天而降,主要的旅程都是在没有重力的情形下完成的”。

最后,从这些鸟在要离开或将要离开时的情形分析。如果它们不是离开陆地飞去遥远的海洋远方,那它们有可能藏在陆地上,或是找不为人知的地方冬眠,但这都不可能,因为如果情形确实如此,那它们“应该会变得很迟钝和萎靡不振,但事实不是这样——很明显,它们看来很欢快”,所以,莫顿认为,“它们正在进行某种非凡的计划,即将要进行某种伟大的尝试。它们飞过云端,向着另一个世界飞去”。

文章结尾,莫顿还补列了几条人们对他观点的反驳意见,以及他本人的答辩。

第一条反驳针对的是鸟儿的飞行时间。按照莫顿对月地距离179 712英里的取值(莫顿给出的求值过程是,地球周长21 703英里,地球半径就是3 456英里,而52倍地球半径的月地距离就是这一得数),对迁徙到月亮上的那些鸟而言,全年中即便用半年的时间飞去,半年的时间飞回——而这是不合常识的,每天也得飞1 000多英里。即便依照比较合理的解释,鸟儿用半个季度的时间飞去,半个季度的时间飞回,中间间隔5个月留在月亮上,5个月留在地球上。可还是无法想象,一只鸟一天得不停歇地飞行4 000多英里,一小时飞160多英里?

莫顿承认,这种质疑对自己的想法是一个“有力的反驳”。他回应说,“不知道怎么回答这个问题,除了给鸟多一点飞行时间,那就是把一年分成三段:一段花在旅途上,其中2个月的时间飞去,2个月的时间飞还;另外两段时间鸟儿分别逗留在月亮和地球上。这样算下来,鸟每小时得飞125英里”。莫顿认为,对鸟而言,这是能做到的。

另一项质疑是一个很实际的问题:在来去各2个月的漫长飞行途中,鸟儿的吃食和睡觉问题怎么解决?莫顿的回答是,那些鸟身体里此前所储存的能量,让它们精力非常旺盛和充沛,足够支撑它们整个飞行旅途。此外,莫顿认为,鸟儿在空中飞行所穿行的空气,也不像地球上的含氮更低的空气(lower nitrous air)一样容易消耗精力。至于鸟儿的睡眠,莫顿猜测说,在睡眠中它们也可以继续飞行,因为它们不需要识别方向,而这种睡眠同时也节省了它们的体能。

无疑,莫顿也意识到了这一解答其实并不怎么令人感到满意。所以,在附录中,他补充了别人对这个问题的一个有意思的设想。这个设想认为,在比月亮离地球近一点的地方,可能会存在一些空中陆地,作为这些鸟的栖息之地,因为,“这些空中陆地除了作为鸟儿的乐园之外,不太可能还会有别的用处”。莫顿对这种猜想存在“空中岛屿”(ethereal islands)的想法持赞同态度,并把它类比于海洋中那些为海鸟提供休憩和繁衍之地的岩石岛屿,他还补充说,由于和地球相距并不遥远,这些鸟可以在限定的时间内便捷地到达那里。综合这些因素考虑,莫顿最后以笃定的态度宣布,“要说服我相信鸟是来自地球上别的地方,这是困难的。而另一种解释我认为是合理的,鸟是来自月亮上——即使不是来自月亮上,那它们应该也是来自空中的其他地方”。

第四条反驳提出的问题也很别具创意。质疑人士追问说,月亮每天围绕着地球运行,鸟儿从地球的任何位置起飞,它们的旅程都是以月亮作为目标,为了不跟丢月亮,它们就得像月亮一样绕着地球飞翔。这种螺旋式的上升飞行方式,将会在原本就已经够长的旅程之外,极大地增加它们旅途的长度。

而莫顿对这个问题的解答也别出心裁。他说,“如果月亮一个月绕地球运行一圈,在两个月绕行两圈结束的时候,它又回到了原点。因此,鸟儿只需要按直线飞行,就一定能在它们的飞行线上遇上月亮”。

相较而言,最后一个质疑则有些釜底抽薪的意味。反驳人士指出,莫顿所有的论证过程都是基于哥白尼理论框架得到的,而这个新的哲学观念,仍然还处于争论之中,如果这个理论本身是错误的,那么关于鸟儿迁徙的设想自然也是站不住脚的。莫顿以一位哥白尼理论坚定捍卫者的姿态,回答了这一质疑。他说,“我认为(这一理论)是理所当然的,所以没有必要再进行争辩。如果有人对我的想法表示怀疑,那我得向他指出,作者有意处理这些问题的时候,他对自己的成果是经过仔细推敲的”。

后来探讨鸟类迁徙的一些文章在谈及莫顿的结论时,都把它当成一种匪夷所思的观点。 直到 1954 年,得克萨斯大学的哈里森(Thomas P. Harrison)在《爱西斯》( Isis )杂志上发表论文《月亮上的鸟》(Birds in the Moon),才从一种新的视角重新审视莫顿的观点。

哈里森在对莫顿这本小册子中相关内容的思想来源进行考证后认为,莫顿的鸟儿迁徙理论,最直接的影响,来自英国人戈德温的幻想小说《月亮上的人》。

戈德温的小说很可能成书于1626年,直到作者去世后于1638年才出版。小说情节很简单,主人公甘萨里斯(Domingo Gonsales)是一位被流放到孤岛上的英雄,一次偶然的机会,他被自己驯养的一群长得像天鹅一样的大鸟——他称之为“甘萨斯”,带着飞到了月亮上。戈德温在故事里想象了一个月亮“乌托邦”世界,那里四季如春、风景如画,心满意足的人们生活得快乐无忧,没有任何烦恼的困扰。

小说的第五章中,当甘萨里斯被12只大鸟带着到达月亮,停在一个小山包上后,他描述了出现在自己眼前的一番景象:

很多精彩的事物开始出现在我的视野中……关于这儿的花草、虫鸟和野兽,如果要和地球上的进行比较,我并不能说出,某一类野兽和飞鸟在某方面的特征会和地球上的一样,因为在这里我并没有发现它们——除了天鹅、夜莺、杜鹃、鸟鹬和其他野禽等鸟类外。我现在知道了,这些鸟类和我的甘萨斯一样,当它们从我们身边消失不见的时候,全都是来到了月亮上,因为它们和地球上同种类型的鸟类没有任何不同,长得几乎完全一模一样。

戈德温甚至还为蝗灾时蝗虫的突然出现也提出了一种解释。他认为,蝗虫和那些鸟一样,在从人们身边消失的时候,同样也是飞到了月亮上。小说中,主人公旅行前往月亮的途中,遇到了大片像红云一样的蝗虫,他顿时恍然大悟:

关于这些蝗虫,我读过一些有学问的人的记载,在雷奥(John Leo)对非洲蝗灾的描述中提到,这些蝗虫在向一个国家进攻前的很多天,就已经能在天空中被看到了。依据他们所描述的,还有我自己现在亲眼所见的,很容易得出结论:这些蝗虫不可能来自别的地方,而是来自月亮上。

此外,哈里森还发现,莫顿的前辈威尔金斯也注意到戈德温小说中的这段描述。在《关于一个新世界和另一颗行星的讨论》最后一小节中,威尔金斯提到,《月亮上的人》“由一位已故的可敬而又博学的主教所写”,它的作者认为,“在我们的月亮和地球之间,对许多飞禽而言,存在一条天然贯通的路,成片像云一样的蝗虫和鸟类出现在地球和月亮之间”。

很难判断戈德温对月亮上的飞鸟和来自月亮的蝗虫的描述,究竟只是他的一种想象,还是他本人对这种现象观点的一种表达。但无论如何,这样的情节出现在一本幻想小说中,对读者来讲原本应见怪不怪。但有趣的是,戈德温笔下月亮上的飞鸟,却给了后来的莫顿极大的启发,并进而用科学论证的方式来对此进行解释——尽管在那篇关于鸟儿迁徙的文章中,莫顿并没有提及戈德温的名字。

哈里森对莫顿的文章有一句中肯的评价,他说,这是一个“跨越鸟类学和天文学两个领域的独特混合文本”。

不过,还应该再补充的一点是,莫顿“月亮上的鸟”的猜想,其实也是早期的月球旅行幻想以别样的方式影响科学探索的一个很好的例证。而这种影响的结果和莫顿对月球适宜居住的可能性持赞同观点,也是有着直接联系的。莫顿在文章中说:

我确实认为,哥白尼假说是合情合理的,它可能是事实,并且和《圣经》教义没有任何矛盾之处。也就是说,月亮的球体(其他5颗行星也一样)有着和我们地球一样的组成成分,可能也有干燥的陆地,还有水、山峰低谷、泉水、溪流、海洋,等等;也像我们居住的地球一样有一层大气围绕,挥发出蒸汽,有云、雨,等等。结果是,月亮成了到达那儿的禽类们的舒适乐园。对于被假定的这些事情,我要说的是,并非不可能。(An Enquiry into the Physical and Literal Sense of that Scripture Jeremiah,viii. 7,1744,502)

值得一提的是,除了莫顿设想过“月亮上的鸟”之外,丰特奈尔在《关于多世界的谈话》中还猜想过“火星上的鸟”。在讨论火星的时候,当伯爵夫人问及,火星比地球距离太阳遥远,而且它也没有月亮,那它的夜晚是被什么照亮的?作为一种解释,丰特奈尔回答说,火星上可能会有“发光的鸟”。他给出的理由是:

在美洲,有一种鸟儿在夜晚发出的光,亮到足以能让人阅读——火星上是否也会有很多这样的鸟呢?每当夜晚来临的时候,它们遍布每一个地方,浑身发光,使得火星上的夜晚如同白昼一样。

[1] 尼科尔森女士的《月球旅行记》( Voyages to the Moon )一书,在对19世纪之前各类幻想故事中所描述的空间旅行方式进行考察时,采用的也是威尔金斯的分类方式。
参见:Nicolson, M. Voyages to the Moon[M]. London:Macmillan Co.,1948. PtNisS0bpWOf/7efabu9SRpaFT6D3Ku9IE5N/RDGz/0aH+Ws2hipDki3Uu5qLa5q

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