以加州理工學院布朗(Dr. Mike Brown)教授為首的團隊,於7月底宣布發現了太陽系裡的第十顆行星。其實太陽系裡除了為人熟知的九大行星外,還有各類物體。用什麼樣的定義把「行星」區分出來,近年反而成為有爭議的問題,目前連冥王星都快要保不住第九號行星的頭銜了,天文學界恐怕很難接受這顆新發現的星算是行星。行星的舉動確有令人困惑的地方,古代西方人觀察發現,行星軌跡居然會出現先倒退再前進的狀況,因此發明繁複的模型來解釋這種怪異現象。
十八世紀有人歸納出來行星軌道的一種規則,粗略地說就是由太陽向外量度,每顆行星到下一顆行星的距離,約略是該行星到前一顆行星距離的兩倍。目前為止,如果把小行星帶也看成一顆行星,則只有海王星有些犯規。然而,這麼看似單純的「定律」,至今還無人說得清楚它的所以然。
從天文觀察資料裡歸納出數學規律的本領,恐怕很難有人能跟十六、七世紀之際的克卜勒(Johannes Kepler)相比。克卜勒是一位虔誠的基督教徒,他相信上帝至高的智慧已經替星球做了最佳的安排。他曾經用古希臘人發現的五種正多面體,來解釋當時所知六顆行星間的距離。但當他接收了裸視觀天者第谷(Tycho Brahe)的精確數據,並且核對出多面體理論會產生誤差時,便毫不猶豫地加以割愛。
克卜勒在長年分析數據之後,毅然推翻前人深信不疑的主張,創立了行星繞日軌道是橢圓的行星運動第一定律,以及相同時間掃出相等面積的行星運動第二定律。克卜勒根據他的堅定信仰,進一步推測上帝應該讓行星演奏出天籟的音響。他從行星繞日的速度比例間,居然找到各種各樣和諧的音程。正是在尋求這類比例關係的計算裡,他發現了行星運動的第三定律,也就是每個行星繞日週期的平方,正比於它與太陽的平均距離的立方。這條定律後來啟發了牛頓的萬有引力理論。
雖然近世常有人把宗教與科學對立起來,但克卜勒卻是一個宗教信仰啟發科學研究的鮮明例子。其實科學家必須對「宇宙存有可辨識的規律性」這種形而上的論斷具有信心,否則任何的科學研究都無從開始。「規律性」的存在與「上帝」的存在,從某種意義上來講或許彼此等價,也都難以給出更基本的證明。克卜勒有能力跨越科學與宗教的界線,主要的因素是他在虔誠彰顯上帝榮耀的同時,也沒有背叛科學的實證準則。
現在有人簡陋而嚴重地扭曲科學的運作規範,卻披著宗教信仰的外衣,攫取跨界的利益。學界是否也可從克卜勒研究行星的史實中吸取教訓呢?
(作者為中央研究院數學研究所教授;本專欄由周成功、牟中原、李國偉共同主持。)