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科學、教育、傳福音:17世紀歐洲耶穌會的「數學驚奇」

2024/03/05 瓦堡學院

耶穌會博學家基爾學的肖像,與其著作《地下世界》中的地球內部結構插圖。基爾學贊成透...
耶穌會博學家基爾學的肖像,與其著作《地下世界》中的地球內部結構插圖。基爾學贊成透過觀察來理解自然法則的理性原因,該書以簡潔文字和精緻繪圖講述地理學現象。 圖/維基共享

對17世紀歐洲的知識份子來說,如果想一次性瀏覽最先進科研成果,耶穌會位於羅馬學院的博物館會是相當不錯選擇。

從《著名的耶穌會羅馬學院博物館》(1678)羅列的清單來看,在日耳曼耶穌會士兼博學家基爾學(Athanasius Kircher)影響下,館內除了為數不少的宗教物件,還有大量科學儀器及機械設備,如溫度計、渾天儀、星座盤、象限儀、天宮圖、望遠鏡、顯微鏡、功能各異的大小機械鐘、各式度量衡儀器,或是展示基礎原理的光學、聲學及磁力學道具。再加上從世界各地收集而來的動植物、礦物標本,就現代眼光來看,耶穌會博物館彷如是個自然科學博物館。

耶穌會博物館的科學面向,理所當然地也體現在管理人基爾學身上。早在《著名的耶穌會羅馬學院博物館》出版前,基爾學就不吝於以各式圖像,展現自己在科學方面的成果,比如1660年出版的《天堂神遊》(Iter Extaticum Coeleste),封面是基爾學在天使引導下準備遊覽宇宙,在太陽系構成的浩瀚背景下,他們手裡個別拿著小型觀測儀器,巧妙地與當代天文研究連結在一起。

 老布魯格爾(Jan Brueghel the Elder)以感官為主題的寓意畫...
老布魯格爾(Jan Brueghel the Elder)以感官為主題的寓意畫《視覺》(Sight, 1617)。空間布局採用了當時的博物館空間,畫面左下角出現許多天文儀器、設備,不難看出這些物件在當代藝術圈、知識圈的代表性。 圖/維基共享

有趣的是,耶穌會雖是天主教會內的修會團體,但也是眾多學者的聚集之地,除了基爾學,會內眾多成員也常以「善於自然科學」的形象示人,積極參與科學研究之程度絲毫不下於當代其他科學家。

耶穌會學者克拉維烏斯(Christopher Clavius)與天文學家第谷.布拉赫(Tycho Brahe)的肖像便是個相當有趣對比。克拉維烏斯的肖像,見他正襟危坐,右手持尺規靠在桌緣,桌面可見數張有著計算式的紙張,桌面後側還有一座渾天儀,身後牆壁上,掛著數個用於天文觀測的象限儀。除了克拉維烏斯身著的耶穌會服裝,畫面中並無顯而易見的宗教元素,比起神職人員身分,作畫者顯然更想強調畫中人物與科學研究的關係。

而第谷在介紹自己創建的天文站時,積極展現他收藏的儀器設備,例如一個安裝在牆壁上的巨大象限儀;同個版畫利用重複堆疊複數空間造成的錯覺,第谷本人便以卡通般的誇張比例,出現在巨大象限儀後方。他的右手往上指,透過小窗口望向天空,左手則指著書中文字相互參照,桌面及後方空間,也同樣擺放著尺規與渾天儀。

克拉維烏斯和第谷兩人的肖像有許多不同之處,但共同著重於一個面向:他們都是學有專精的研究者,身邊更是無處不見相關研究設備;實際上,這兩人也的確是當代著名學者。出身貴族家庭的第谷,在一座小島上建立自己的天文觀測站,其所留下的大量觀測結果,推動近代歐洲的天文研究,其成就至今依然為大多數人所知。與第谷相比,克拉維烏斯在天文學方面的成就不相上下,在1582年頒布、現行國際通用的格里曆(Gregorian calendar),即為他留下的重要遺產。

不可否認的是,耶穌會博物館內存放的物件,都可說是基爾學基於個人研究興趣、累積數十年後的成果,就連他的肖像也是如此。但假使深究耶穌會的早期發展史,可看到還有更深層的歷史背景,影響著包括基爾學在內的眾多耶穌會成員──該博物館所代表的,是天主教勢力在面對近代世界的轉變時,試圖與之交流的多方嘗試。

左為克拉維烏斯的肖像,比起神職人員,顯然更想凸顯畫中人物與科學的關係。右為《重現...
左為克拉維烏斯的肖像,比起神職人員,顯然更想凸顯畫中人物與科學的關係。右為《重現天文觀測儀器》中的第谷畫像,四周圍繞著他設置的天文觀測儀器。 圖/維基共享、史密森尼博物館線上典藏

▌克拉維烏斯與耶穌會的數學學程

1540年,在教宗保羅三世(Paul III)許可下,羅耀拉(Ignacio de Loyola)與幾位志同道合之人正式成立耶穌會。當時正好是天主教會處於內憂外患的年代,十餘年前從日耳曼爆發的宗教改革,在歐洲各地引起廣泛衝突,同時期地理大發現帶來的新知,在在衝擊歐洲人的世界觀,以天主教會為核心的傳統秩序逐漸崩解。

耶穌會的出現,相當程度就是為了挽回此等劣勢:他們發誓以打擊異端、異教,傳播上帝福音為目標,前往教宗指派的任何地點服務。問題是,要達成上述目標不是單方面傳播福音即可,該如何讓地方民眾與統治者打從心底接納天主教會及耶穌會,成為創始元老們必須面對的問題,所幸他們在不久後便找到答案。

1548年,耶穌會收到西西里墨西拿(Messina)政府的邀請,赴當地設置學校。在現代教育體系成型前,接受教育需要耗費大量資源,一般人根本無力負擔;耶穌會高層注意到,如果能提供教育資源,即便只是最基本的人文學科,也能滿足絕大多數人的需求,並獲得當地政府支持贊助,進而拓展勢力範圍。以墨西拿的學校為里程碑,耶穌會隨後在各地廣設學校、學生人數快速增加,其中甚至包括能傳授神學或哲學的高等學府,而這些學校,也協助耶穌會串聯起遍及全球的交流網絡。

決定投入教育事業後,「該傳授哪些知識」便成了至關重要的議題。根據1599年訂定的《耶穌會教育體制與方針》,耶穌會要求新生先接受數年語言及人文學科訓練後,才能繼續往神學和哲學等高等學科深造。再仔細觀察哲學學程,可發現不少與現代學科分類截然不同的概念。提到哲學教師應有的授課內容時,該書指出應包括物理學(Physics),不過此處所指,是早已被現代科學觀捨棄的亞里斯多德物理學

真正屬於現代定義的自然科學,被放置在哲學的另一分支──數學之下傳授。耶穌會的數學包括:「歐幾里得的學說」,以及「地理學、天文學,或是學生感興趣的相關內容」。這種定義看似含糊不清,卻最大限度地囊括了現代所認知的自然科學:除了數學、幾何學,還包括可用數學公式量化研究、且具有實用取向,並能以實驗方式不斷驗證的光學、地理學、天文學、彈道學或機械設計等。(以下段落所指「數學」一詞皆為上述內容,而非現代較狹隘的定義)

耶穌會身為天主教會內部的團體,始終有著守護教會信仰與傳統價值的核心任務,重視神學與亞里斯多德哲學自是理所當然;但相較於傳統修會,「沒有太多歷史包袱」是耶穌會最大的優勢,因此,他們能更直接面對同時期科學革命帶動的風氣。當眾人都致力於以數學探索廣大世界時,致力於面對新時代、融入普羅大眾的耶穌會又怎麼可能對此視而不見?其實早在制定《耶穌會教育體制與方針》前,耶穌會早期長老們,便或多或少地表現出對數學的關注,但真正讓數學變成耶穌會學程、並帶動會內成員投入研究的,很大程度上還是要歸功於一開始提到的克拉維烏斯。

克拉維烏斯生於1537年,長大後在耶穌會學校就讀,是耶穌會培養出最早一批的學者。自1567年起,克拉維烏斯在羅馬學院傳授數學,早在協助教宗頒布新曆法前,他就出版不少數學研究論著教科書;1611年,伽利略(Galileo Galilei)帶著他的望遠鏡前往羅馬,試圖證實新天文發現時,克拉維烏斯便是當年負責確認的耶穌會成員之一。

當耶穌會在討論《耶穌會教育體制與方針》的內容時,德高望重的克拉維烏斯屢屢呼籲應重視數學教育,例如在1594年公開提到,如果會內成員擁有包括數學在內的博學知識,將有助於「傳播耶穌會的名聲……消除異端人士的胡言亂語」。克拉維烏斯的觀點,最終仍是基於宗教目的,但也透露出數學的實用價值與重要性。此後100多年間,擁有數學知識的專才,確實幫助了耶穌會擴散至世界各地。

經歷漫長討論後,最終版本的《耶穌會教育體制與方針》多少違背了克拉維烏斯的期待,數學並未成為獨立學科,而是依附在傳統哲學的範疇下。話雖如此,數學畢竟成了耶穌會高等學科的項目之一,以此為契機,耶穌會得以不斷吸收當代歐洲最新的科學研究與發現,並在不違背信仰前提下,一步步改變天主教會內部的世界觀。就連克拉維烏斯自己,也在羅馬學院內致力向未來傳教人員傳授數學新知,如利瑪竇(Matteo Ricci)就是他的學生之一。而湯若望(Adam Schall)也曾在離開歐洲前赴羅馬接受數學教程,或許他當年就是拿著克拉維烏斯編寫的教科書上課。

1612年,克拉維烏斯在羅馬逝世,數學教授的職位持續由學有專精的人接手,而基爾學大概是其中最有名的一位。

圖左為耶穌會教士湯若望。右為基爾學的早期自然科學實驗作品之一。該圖收錄兩個實驗設...
圖左為耶穌會教士湯若望。右為基爾學的早期自然科學實驗作品之一。該圖收錄兩個實驗設備,下半部設備利用反射原理收集太陽光熱能並加熱容器內的水,水蒸氣再經過細管從一旁銅像開口洩出,營造出會說話的奇幻效果。 圖/維基共享、美國圖書館線上典藏

▌數學教授基爾學

基爾學的自傳中,些許段落可看出他確實相當著迷於數學相關研究,其成果也頗受認可。大約在1622年,基爾學抵達日耳曼的柯布倫次(Koblenz)時,提及自己「全心投入研究數學」。在此之前,基爾學已完成耶穌會的哲學課程,故此處所說,應該是自己的額外進修。1623年,基爾學在海利根斯塔特(Heiligentstadt)服務時,他的數學知識一度帶來不必要的麻煩。當時,美茵茲選帝侯的使節團前往拜訪,由基爾學負責接待會場的場景布置:

因為安裝了一些特別物件,令蒞臨欣賞的使節團成員感到極為驚奇。但也有人指控我使用了巫術,或是極其惡意地毀謗我。

為了消除以上指控,基爾學不得不公開展示設備,氣氛因而反轉:

他們對我留下極佳印象……我向他們更進一步展示幾件最近發明、關於數學的驚奇物件(mathematical curiosities)。

使節團將此事帶回報告後,基爾學便收到美茵茲選帝侯的邀請,到他的宮殿展示那些發明,甚至協助測繪地圖,好讓選帝侯更完整掌握其統治下的領地。

隨後在1632年,基爾學收到耶穌會命令,被指派前往維也納的皇帝宮廷,以數學家(mathematician)的身分提供服務;會有此一人事命令,想必也是因為內部高層早已注意到基爾學的數學才能。1634年,基爾學意外抵達抵達羅馬,耶穌會幫他找了一個再適合不過的職位:

在羅馬,我被託付了羅馬學院數學教授的位置,在此之前,我早已製造了數個與之相關且廣為人知的作品。

基爾學在羅馬不僅傳授數學知識,還將所學用於耶穌會博物館的展品上。除了各種基礎觀測、實驗設備,或許是受到當年在海利根斯塔特的經驗啟發,基爾學還安置許多以簡單物理原理為基礎、專門用作展示的驚奇設備。

《著名的耶穌會羅馬學院博物館》就曾在〈關於德爾菲神諭〉(Concerning the Delphic Oracle)的篇章中,提到基爾學將一個傳聲筒的兩端,分別安裝在他的研究空間和公共空間,位於後者的一端又很巧妙地包覆在一座雕像中。基爾學一說話,雕像也會發出聲音,內文提到,這就是古希臘神諭雕像使用的小手段。對於博物館的參觀者而言:

此次驚奇的經驗會在親身經歷者心中留下深刻印象,如果話語真是從雕像口中發出,將大大違背人們的理解,他們會歸咎於某個未知力量的魔咒;他們仍焦急地搜索,看看是否某人躲藏在說話的雕像後面。假使沒有明示背後原理,人們將無法從這些猜疑中醒悟。

即便是再簡單不過的原理,不知其作用,也會是魔法般的存在,而耶穌會博物館,正是為了向世人解釋各種自然現象的背後原理。雖非學校,這座博物館在一定程度上也實現了耶穌會的教育理念。

第谷的渾天儀(左)、星象儀,收錄於《重現天文觀測儀器》 圖/史密森尼博物館線上典...
第谷的渾天儀(左)、星象儀,收錄於《重現天文觀測儀器》 圖/史密森尼博物館線上典藏

基爾學身上有著17、18世紀知識份子的常見面向:他是虔誠信徒,也可能著迷於神祕主義,但對於使用現代科學儀器、經驗法則及數學公式認識世界的做法充滿信心。凡此種種,還是得歸功於克拉維烏斯與他的支持者們,在耶穌會內部奠定的風氣。

因為數學,耶穌會在天主教會與近代科學研究之間創立一個溝通管道。克拉維烏斯與他的學生,以及受其影響的諸多耶穌會士,不僅是歐洲最傑出的學者,也努力將科學新知引入教會內部。即便相當緩慢,卻讓神學、科學之間有了相互交流溝通的機會,像是教會內部也慢慢修正傳統的地心說,開始接受「除了地球與月亮,其他主要行星實則圍繞太陽運轉」的修正模式。

不可否認的是,天主教會曾經禁止伽利略繼續討論的日心說,且耶穌會與此脫離不了關係;但也是因為透過耶穌會,天主教會從未完全拒絕接觸近代科學,更在許多時候共同促進了歐洲科學研究。例如憑藉著遍及全球的天文台與通訊網絡,耶穌會是當時極少數有能力、進行跨洲同步天文觀測的團體,而在現代原子論成形時,也可見到耶穌會士參與其中。基爾學身為天主教神職人員,也從未排斥與新教地區的學者互動交流, 在面對最核心的宗教爭議之前,他們都是以科學探索世界的先行者,共同為人類認識這個世界而努力。

回頭去看克拉維烏斯的肖像畫,畫面結構看似單調,但以當時背景來看,象徵的正是教會內部在面對新時代、新世界時,試圖積極面對的明確立場。在湯若望與基爾學等人身上,這般自我期許終於開花結果,為近代科學發展史留下許多重要成果與有趣故事。

左為《天堂神遊》封面,基爾學在天使引導下準備遊覽宇宙,他們手裡拿著小型觀測儀器。...
左為《天堂神遊》封面,基爾學在天使引導下準備遊覽宇宙,他們手裡拿著小型觀測儀器。右為《重現天文觀測儀器》首頁的第谷肖像,四周輝紋明示第谷的貴族身分。他從事天文觀測與雄厚的家族財富直接相關。 圖/美國圖書館線上典藏、史密森尼博物館線上典藏

責任編輯/王穎芝


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