17世纪的月球世界与登月假说

作者: 王晨雪、陶培培、杨小明

来源: 科学杂志

发布日期: 2018-04-26 11:30:08

17世纪的科学家威尔金斯提出了登月假说,这一科学假说与同时期的登月科幻思想共同促进了科学的发展。威尔金斯的登月假说对登月计划的实施和发展产生了影响,而戈德温的《月中人》则是第一本英文科幻小说,描述了月球旅行的幻想。这些早期的科学假说和科幻思想为近现代航空航天事业的发展提供了重要的启迪。

17世纪登月思想第一次被赋予了科学性,“登月鼻祖”威尔金斯尝试性地提出了登月假说。与此同时,有关登月的科幻思想与其形成了鲜明对比,二者却共同促进了科学的发展。威尔金斯关于月球世界和月球旅行的科学假说常常被一些学者当作科幻思想,其科学性没有得到足够重视。

正如威尔金斯(J. Wilkins)所说:“我们中的一些人或者我们的子孙后代很有可能发明到达月球的交通工具”。1969年,“阿波罗11号”完成了人类第一次载人登月任务,之后人类又完成了多次载人登月。威尔金斯的登月假说对登月计划的实施和发展产生了影响,登月计划就是在一次次科学的尝试和假设中不断前进的。目前,中国的探月工程已进入“绕落回”三步走的第三阶段,随后也将进行载人登月。

17世纪登月假说产生的背景从古希腊到笛卡尔,多元世界的概念为登月假说的提出提供了依据。存在其他世界的观点诞生于古希腊,西方科学从公元前6世纪到公元前4世纪都非常关心另一个世界的存在问题,原子论认为原子在碰撞和腐烂中会形成无数个世界。公元前4世纪到13世纪之间,亚里士多德理论成为了主流和权威,多元世界的思想遭受冷落。

直到13世纪,方丹(G. Fontaine)、根特(H. Gent)、米德尔顿(R. Middleton)认为多元世界不违反神学。1417年,人道主义者布拉乔利尼(P.Bracciolini)发现了卢克莱修(T. Lucretius)的手稿,亚里士多德体系渐渐失色,多元世界的概念逐渐活跃起来。

笛卡尔在他早期的信件中表示很有兴趣用改良后的望远镜观测“月球是否有动物”,在他生命的最后阶段仍想知道是否“可能在其他世界存在无数比我们具有更高品质的其他生物”。

登月假说的提出很大程度上受文学发展的影响。从科技史的角度看,许多重大发现在被科学家揭示出来之前就已经出现在文学作品中。希腊神话以及讽刺文学,尤其是带有政治色彩的讽刺文学很大程度上推动了人们对月球的向往。讽刺文学促使人们积极寻找另一个美好世界,从而涌现出一大批科学家和文学家对“月球世界”的存在进行思考。登月假说在这种讽刺政治黑暗的文学作品中慢慢酝酿。

古希腊的旅行文化和冒险文化给予希腊殖民地马西利亚(今法国马赛)的探险家皮泽亚斯(Pizay Yass)精神和文化上的鼓励,在探险西欧和北欧的过程中,他发现月相和海潮有关。陆地上的探险和旅行使人们进一步思考太空探险和旅行的可能性。古希腊探险故事中的冒险精神也激励着17世纪的科学家思考另一个世界——“月球世界”以及月球旅行的可能性。

除此之外,近代科学革命使得天上和地上组成物质不同的观点受到挑战,统一的物质组成导致天界也可能存在世界。16、17世纪之交,吉尔伯特(W. Gilbert)通过对磁的研究,赋予星体以运行动力,他认为地球的磁力和月球的力至少性质是相同的,这个观点为登月假说的提出提供了思路。

戈德温与《月中人》(1657年版)戈德温(F. Godwin)是兰达夫和赫里福德郡的主教,历史学家。

他出生在英国北安普敦郡的汉宁顿,1581—1584年间获得文学学士学位和文学硕士学位。在16世纪80年代到90年代之间,戈德温尝试进行历史和古文物研究,为其富有想象力的文学创作做准备。1599—1603年间,戈德温完成《月中人》(The Man in the Moone)的写作,叙述了冒险家冈萨雷斯的月球之旅。《月中人》被视作第一本英文科幻小说,以匿名的方式出版于作者死后第5年,即1638年。

普尔(W. Pool)认为戈德温这本著作的重要性体现在两点:一是它讲述了冈萨雷斯所做的许多难以置信的事情,尤其是他不仅能登上月球,而且能够返回地球。二是书中非常综合地讨论了当时宇宙论和天文学的各种最先进的观点——磁引力、周日运动、行星间旅行和地外生命存在的可能性。

《月中人》讲述的是戈德温幻想的月球之旅,学者多将其定义为月球旅行小说或科幻小说。

小说中主人公冈萨雷斯流落到圣赫勒拿岛,在尝试回到家乡的过程中,他“发现了一种野天鹅,教它们学习负重飞行,训练取得一些进展之后,我开始思考怎样把它们组合在一起承受更大的负重”。冈萨雷斯跟随野天鹅的迁徙意外地到达月球,他发现月球和地球有很大的不同,“这里没有风、没有雨、没有雾、没有云,不会很冷也不会很热,是一个快乐、和善、舒适的地方。从月球上看到的地球比我们在地球上看到的月球更大一些。

月球上的树比地球上的至少高三倍,宽度和厚度也高五倍以上。他们的容貌、行为、服装、身材都与我们不同。他们的衣服不是布也不是绸。他们的肤色是月亮色。当耶稣从我口中喊出的时候,老少都跪倒在地,高举他们的双手,重复着我听不懂的一些词语。月中人大约有40~50英尺的高度”。除此之外,冈萨雷斯还发现月球中鸟兽的种类与地球大相径庭,他们的语言是音乐。最后,冈萨雷斯返回地球,到达中国。

威尔金斯与《新世界的发现》威尔金斯早在17世纪就提出了登月假说,他被称为“登月鼻祖”。约在1648年,他被克伦威尔(O. Cromwell)指派为牛津大学沃德姆学院院长。1659年被委任为剑桥三一学院院长,在任期间他进行了许多改革。1660年,威尔金斯被选为皇家学会主席。1668年,他在白金汉公爵的推荐下成为切斯特主教。

1638年,威尔金斯在其著作《月球世界的发现》(The Discovery of a World in the Moone)中阐述了他对月球世界的思考。该书共有四版,第三版(1640年)改名为《新世界的发现》(A discourse concerning a New World),并增加了月球旅行的命题。第四版(1684年)在第三版的基础上进行了更正和修改,更能完整、准确地表达观点。

在书中,威尔金斯共提出14个命题,逐渐深入地针对月球世界的形态、地形地貌、光线来源、流星、月球上的居民等提出科学的假设及登月假说。

他在《新世界的发现》中提出不接受亚里士多德“只有一个世界”的观点,认为存在另一个可居住的世界不会违反理性和信仰。亚里士多德提出两个论据来证明只有一个世界,一是如果有两个重力的中心,那么上帝可能随时掉落;二是他的老师柏拉图认为只有一个世界,因为只有一个推动者——上帝。

威尔金斯提出天宇不是由纯净的物质组成,也会像月下界的物质一样变化和腐烂,月球是不透明体并且自身不会发光。他认为,月球上较为明亮的地方是陆地,暗一些的地方是海洋,并且存在大气层;很有可能在月球上也有属于月球世界的流星;月球是可居住的,但是居民的样子无法确定。

他设想和他同时代的一些人或者他们的子孙后代很有可能发明到达月球的交通工具,与月球进行贸易,还提到戈德温的登月旅行,对月球旅行的可能性和益处给予了更高的关注。

牛津大学沃德姆学院查普曼(A. Chapman)博士说,威尔金斯在担任沃德姆学院院长期间一直计划制作一艘木制太空“战车”,把火药、羽毛翅膀和弹簧当作动力,可以驾驶它飞上月球;威尔金斯认为在地球上空约32公里以外,地心引力和磁场引力渐渐消失,如果能够运用某些动力越过这32公里,就可以实现登月的梦想。

威尔金斯基于当时已有的观察、实验、科学理论和各种相关知识,用逻辑和理性给出尽可能的论证,这与一般的科学幻想有着明显的不同。因此,必须强调其登月思想具有科学性,属于科学假说。由于该科学假说提出在牛顿科学理论诞生之前,因此不可能在实验基础上进行严密证明。

假说与小说的分化人们对月球世界和月球旅行的论述大致分为两种,一种是以威尔金斯为代表的把登月思想作为登月假说,另一种是以戈德温为代表的把登月思想写成登月幻想。前者属于科学假说的范畴,后者是科幻小说,属于科学幻想的范畴。科学假说和科学幻想都能促进科学的发展,不同之处在于;科学假说是对未知的或未来的事实作推论(如大陆漂移说),其对科学问题的研究往往起到纲领性的作用。

科学幻想是根据有限的科学假设,在不与最大可知信息量冲突的前提下,虚构可能发生的事件。简单来说,科学假说是在已有的科学知识的基础上做出的科学预测,以观察与实验为基础,而科学幻想虽有一定的科学依据,但具有虚构性和超现实性。

一方面,人们对登月的思考是在科学假说和科学幻想的相互交流中发展的,二者都能在一定程度上促进科学的发展。

戈德温的《月中人》虽然不是一本科学著作,但是书中描述的月球旅行引起了威尔金斯巨大的兴趣,为威尔金斯提供了重要的参考材料。因此,他在《月球世界的发现》第三版中使用了新书名《新世界的发现》并增加了第14个命题,提出月球旅行的可能性。两本著作中,关于月球世界和月球旅行的论述中都含有一定的科学知识。威尔金斯用当时已有的天文学、物理学、哲学等理论来证明书中的14个命题。

《月中人》中的主人公“在每只鹅的身上固定滑轮,用一条适度长的绳子穿过滑轮,在绳子的一端固定大约8磅的重量,另一端固定大约2磅的重量”,此处用到了物理知识。从“根据哥白尼的最后一个观点(《天体运行论》最后一卷),地球自西向东不停转动”,可以看出戈德温是哥白尼学说的支持者。

另一方面,科学假说和科幻思想是两个不同的概念,存在本质上的不同。《月中人》中的主人公、飞往月球的交通工具“Gansa's(西班牙语‘鹅’)”以及月球世界里人的样貌、行为和信仰只是作者的幻想,没有任何科学依据,从本质上讲仍然属于科幻小说,属于科学幻想的范畴。

威尔金斯是第一个在17世纪的科学背景下考虑月球旅行先决条件的人。威尔金斯的登月假说具有科学严谨性。

作为皇家学会的创始人之一,他对于自己没有能力解决的问题,使用“很有可能”这个词来表达自己的观点。比如“很有可能在其他世界也有居民”“很有可能发明到达月球的交通工具”等。遗憾的是,《新世界的发现》通常与同时期的登月科幻著作被归为一类,未曾作为科学假说类著作被专门研究,其科学性没有得到充分和应有的展现。

英国学者罗伯茨(A. Roberts)在他的《科幻小说史》中提到“在17世纪写于这一时期的科幻作品威尔金斯的《月球世界的发现》”英国学者丹尼尔森(D. Danielson)说:“我们通常认为太空旅行的小说开始于儒勒·凡尔纳,其实是约翰·威尔金斯的《月球世界的发现》。”他们均把威尔金斯科学假说的可能性看成了科幻思想,忽视了可能性背后的科学性。

17世纪的科学家、思想家们对月球世界和月球旅行的论述可谓异彩纷呈,虽然当时的科技并不能实现登月梦想,但他们的这些观点却反映出当时活跃的思想以及对未知世界的探求欲望,对近现代航空航天事业的发展起到了不可忽视的启迪作用。

本文作者受国家自然科学基金面上项目“《至大论》注释及其与汉代天文学的比较研究”(编号:11773006)赞助。王晨雪,硕士研究生;陶培培,讲师;杨小明,教授:东华大学,上海 200050。

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