歷史 物理

天問?問天?

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撰文者:高崇文
發文日期:2016-06-04
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  • 昨天阿文剛上完課,正在辦公室忙裡偷閒的喝著咖啡,手上的咖啡卻潑了出來,啊~地震!今年小年夜南部才剛發生大地震,震垮了一棟大樓,死傷上百。上個月日本熊本大地震,連清正爺爺蓋的名城都掉磚落瓦,死傷頗眾。真是不平靜的一年啊。

    生長在臺灣的我們對地震向來不陌生。但是歷史上哪一次地震對人類文明影響最大呢?恐怕非1755年里斯本大地震莫屬。因為那一次的地震不僅差點震垮葡萄牙這個老牌的殖民帝國,引發了最早的地震學研究,更讓方興未艾的啟蒙運動得到一個施力點,憾動了西歐傳統宗教道德合一的傳統。特別是這場大地震深深地吸引了一位年輕普魯士學者的目光,我們依稀可以在幾十年後他精心完成的哲學體系中聽到這場大地震的餘音。請聽我慢慢道來…。

    里斯本是腓尼基人建的古城,歷經腓尼基人,羅馬人,西哥德族以及信奉伊斯蘭的摩爾人的統治,1147年基督徒阿方索一世Dom Afonso Henriques 將摩爾人趕出去。1256年後里斯本正式成為葡萄牙王國的首都。自從恩里克王子(Infante D. Henrique 舊譯亨利王子) 大力推動航海貿易之後,里斯本一躍成為重要的貿易城市。1487年迪亞士受國王若昂二世(João II )之託,為了尋找非洲大陸的最南端,他率領三艘船從里斯本出發,沿著西非海岸南下,發現了非洲最南端的厄加勒斯角與西南端的風暴角,而後風暴角被若昂二世改名為好望角。1497年,達伽馬率領了4艘船,也是由里斯本啟程。繞過好望角後他們沿東非海岸北行。藉由熟悉西印度洋季風規律的穆斯林領航員Ahmad ibn Mājid之助,發現了通往印度的新航線,使得絲綢之路不再是通往東方市場的唯一途徑。從此展開了葡萄牙的黃金時代,原本在歐陸西南一角的蕞爾小國一躍成了龐大的殖民帝國。而里斯本則成為當時歐洲最繁華的城市。其後因為一度被鄰國西班牙兼併,以及新興殖民帝國如英國、荷蘭和法國的競爭下,葡萄牙一度家道中落。18世紀後,葡萄牙集中在巴西及非洲殖民地的統治。尤其是巴西殖民者為葡萄牙帶來的黃金帶來帝國復興的一線曙光。然而一場天搖地動卻將帝國復興的美夢震碎了。

    1755年11月1日,這一天是天主教的諸聖日(All Saints' Day),這個節日是天主教慶祝所有被列入聖品的聖人的瞻禮。緊接著是11月2日的諸靈節(All Souls' Day)。諸聖日是所謂Holy Day of Obligation,信徒必須到教會參加彌撒。所以當天教堂裡擠滿了信徒。早上九點四十分左右,一場劇烈的搖晃持續了三分半鐘至六分鐘,許多房屋應聲而倒。里斯本市中心被震出了一條約5米(16英呎) 闊的巨大裂縫。可怕的災難尚未結束。大地震後岸邊的海水慢慢退去,水位低到已沉沒的船隻和貨物都看得到。約四十分鐘後,海嘯席捲里斯本,摧毀了碼頭和市中心,海浪甚至衝到Tagus河。後續又來了兩波的海嘯。禍不單行的是沒被地震與海嘯摧毀的地區也難逃一劫,大火延續了五天才被撲滅。除了里斯本以外,整個南葡萄牙也都遭到非常嚴重的破壞。而大西洋沿岸如北非,英國,愛爾蘭都遭到海嘯的襲擊。死亡人數光在里斯本就可能高達九萬人(當時里斯本人口約二十七萬)。這些傷亡數字也包含了十一月十八日十九日餘震造成的傷害。里斯本85%的建築物被毀,而即使在地震中沒有馬上倒塌的建築物,也大都被大火焚毀。火災燒毀了很多珍貴的資料,最可惜的莫過於達伽馬的詳細航海記錄。

     
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    1755年的銅雕表示了大地震後里斯本所發生的火災及被海嘯摧毀的船隻(from: Wikimedia Commons)
     
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    里斯本地震發生前(上圖) 與地震發生後(下圖)。(from: Wikimedia Commons)

    國王若澤一世(José I),以及皇室成員在日出舉行彌撒後就離開了里斯本,逃過了一劫。國王在地震後不敢住在石牆之下,大臣們只好在市郊的Ajuda丘上搭建了大型的帳篷供他居住。而國王視之為肱股之臣的Conde de Oeiras Sebastião José de Carvalho e Melo (後來他受封成為Pombal 侯爵) 也在地震中倖存,並立即實施一連串應對的措施。(據說地震後他的第一句話是"E agora? Enterram-se os mortos e cuidam-se os vivos"意思是:下一步?當然是埋葬死人,照顧活人囉。) 他派人到城內滅火,並下令把罹難者遺體放進船隻之中,然後從Tagus河口將遺體丟入海中,以防止發生瘟疫。為了防止有人趁火打劫,他也在里斯本附近的高處設置了很多絞刑架作為警示,但至少34人因搶劫而被吊死。而軍隊也禁止人們離開市郊的範圍,並挑選強健的人協助清理瓦礫。在Pombal侯爵的鐵腕之下,局面很快被控制住了。
     
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    若澤一世(José I)(from: Wikimedia Commons)

    接下來他聘請了很多建築物和工程師來進行里斯本的重建,重新規劃城市。他們興建了新的市中心、大量的廣場和寬闊的道路。不到一年,里斯本就恢復了盎然生機。新的建物特別注重防震的設計。現在里斯本的市中心就叫龐巴爾下城(Pombal downtown),它是抗震建築的最早實例之一。Pombal 侯爵曾讓軍隊在周圍遊行,以模擬地震來測試建築物。龐巴爾下城建築的一個特徵,就是gaiolapombalina(龐巴爾籠)。它是一種對稱的木格框架,可以分散地震力量;此外還有高過屋頂的牆,可以遏止火災蔓延。里斯本市中心的廣場還矗立著若澤一世的騎馬銅像,俯瞰著重建的里斯本城呢。
     
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    gaiola pombalina(龐巴爾籠)的木製模型。(from Wikimedia commons, CC by-SA 3.0)

    Pombal 侯爵是個富有科學精神的人,除了進行重建外,還照著教區進行了咨詢。他的問題包括了如地震持續了多久?地震後出現了多少次餘震?地震如何產生破壞?動物的表現有否不正常?水井內有甚麼現象發生等諸多問題。這些問題的答案現在還存放於葡萄牙國家檔案館National Archive of Torre do Tombo。藉著這些資料,現在的地震學家估計這次地震的規模達到9,震央位於聖維森特角Cabo de São Vicente之西南偏西方約200公里的大西洋中。這算得上是現代地震學 (Seismology) 的濫觴了。

    這場大地震影響的不只是葡萄牙,而是整個歐洲的知識界。基督教會向來將天災,尤其是地震視為神對罪人的懲罰,但是很諷刺的是在這一次地震,妓院林立的紅燈區相對損害不大,反倒是許多虔誠的信徒在彌撒中被倒塌的教堂中遇害。更別提許多宏偉的大教堂也都被地震,海嘯給毀了。伏爾泰在四年後寫了小說 Candide, ou l'Optimisme《憨第德》便大大地嘲弄了傳統的宗教信仰,他尤其對萊布尼茨及他的樂觀主義,特別是萊布尼茲在著名的神義論中「世界是眾多可能的世界之中最好的,因為上帝會選擇最好的一個」的主張,毫不留情地加以挖苦訕笑。而比伏爾泰更年輕也更激進的法蘭西哲學家如狄德羅 (Denis Diderot) 等人 (史稱百科全書派Encyclopédistes) 則藉著編寫百科全書來宣揚惟物主義與無神論。但是當時在遙遠東方有一位剛出道的年輕學者正努力地思索地震的成因,三十年後他更完成了宏偉的哲學體系,取代了萊布尼茲的哲學成為日爾曼哲學的新典範,這位年輕學者即是赫赫有名的伊曼努爾·康德(Immanuel Kant)。
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    伊曼努爾·康德(Immanuel Kant)(from: Wikimedia Commons)

    1724年康德出生於東普魯士的柯尼斯堡Königsberg (現今俄羅斯的加里寧格勒)。他在1740年進入柯尼斯堡大學。他很快對自然科學產生濃厚興趣。他在邏輯與形上學教授Martin Knutzen指導下學習傳統的萊布尼茲-吳爾夫哲學以及牛頓的力學系統。1746年康德因父親身故而中斷學業,按照當時德國貧窮大學生的習俗,他離開柯尼斯堡到鄉村擔任私人教師。潛沉九年之後,康德於1754年回到柯尼斯堡大學。此時他的創造力如同火山爆發,他首先發表了一篇討論地球因受月球對地引力影響自轉速率將日益趨慢的精彩論文,接著又發表了一篇從牛頓力學來探討地質現象的文章。隔年三月他更出版了巨著《自然通史和天體理論,或者根據牛頓定律試論整個宇宙的結構及其力學起源》(Allgemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels, oder Versuch von der Verfassung und dem mechanischen Ursprunge des ganzen Weltgebäudes nach Newtonischen Grundsätzen)。書中他解釋太陽系如何從一團氣體雲依照牛頓力學原理產生旋轉,逐漸變成扁平狀而最終形成行星。雖然這個構想最早是由瑞典的科學家Emanuel Swedenborg 在1734年提出的。但是卻是在康德的手中才形成條理清晰的學說。1796年偉大的數學家拉普拉斯侯爵也獨自提出相同的學說,所以被稱為康德-拉普拉斯星雲假說。不過這本書出版時,負責的出版社倒了!印好的書被債主拿去抵債,最後大都被收進倉庫然後付之一炬,康德成名的機會就這樣淪為泡影。

    幸運的是康德在1755年秋天取得大學的講師資格(Privatdozent,編制之外的私募教師,其薪俸由願意選課的學生負擔。他在十五年後才正式成為教授) 康德旋即開始授課,所以當里斯本大地震發生時,熱血的新進講師康德當然沒有放過這個機會,隔年一月康德馬上發表了一篇文章在柯尼斯堡當地的周刊上,二月時康德更加碼出了一本篇幅更長的單行本,內容則是在討論地震的成因。他採用的是萊布尼茲死後才發表的著作Protogaea中的說法,認為地震是由於地底下的”空穴”中的可燃性氣體與岩漿混合點燃爆炸造成的。康德比萊布尼茲更進一步揣測這些空穴是”遠古大洋”退潮留下的痕跡。同年四月康德又寫了一篇論文駁斥了地震是由太陽或月球對地球引力造成的說法。整體來看,當時的康德正醉心於用牛頓的力學來解釋物質世界的各樣現象,上至星辰,下至地心,都統攝在牛頓的系統之下。所以他主張地震與神意無關,更不是上帝的懲罰,只是康德是否卻步不敢回應里斯本大地震帶來關於道德與宗教的疑問呢?

    當然不!在經過數十年的苦思後,他接連出版了《純粹理性批判》(1781年)、《實踐理性批判》(1788年) 和《判斷力批判》(1790年) 標誌著康德哲學體系的完成。在《實踐理性批判》中康德將道德的基礎原則重新設定為”義務”。所以行為是否符合道德規範,並不取決於該行為的後果,而是該行為的動機。之前在純粹理性批判中康德已經論證了理性無法證明上帝的存在。但是在《實踐理性批判》中康德將上帝的存在當作道德的三個「實踐的設準」(Postulate) 之一,所謂”設準”指的是一個無法證明,但為了實踐的緣故必須成立的假設。(另兩個”設準”分別是自由意志與靈魂不朽。) 我們可以聽得出來,這正是康德,不,毋寧說這是日爾曼啟蒙運動對三十多年前里斯本地震的回應啊。

    阿文不禁耳邊響起康德的名言:有二件事物我越是思考越覺神奇,也越充滿敬畏,那就是我頭頂上的星空與我內心的道德準則。
    (Zwei Dinge erfüllen das Gemüt mit immer neuer und zunehmender Bewunderung und Ehrfurcht, je öfter und anhaltender sich das Nachdenken damit beschäftigt: Der bestirnte Himmel über mir und das moralische Gesetz in mir)

    下次地震時別急著逃命,想想康德吧。
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