恆星視差

Edwin H.-C. Hung 的 The Nature of Science: Problems and Perspectives (1997, p. 76)提到另一個與輔助假設有關的科學故事,這件事發生在 15 至 16 世紀,發生在哥白尼提出日心說的時候。

在哥白尼以前,天文學家普遍採用托勒密地心說,認為地球位於宇宙中心,連太陽也是圍繞地球而轉動。到 16 世紀初,哥白尼力排眾議,主張太陽才是宇宙的中心,地球只是圍繞太陽運轉的星球之一。這主張馬上遭受激烈反對,其中一個便與恆星視差有關。


上圖的 S 代表太陽, E1 和 E2 分別是地球相隔半年的位置, R 代表某一顆恆星。地球以一年為周期繞著太陽轉一圈,每半年會位於軌道上完全相對的位置,因此可透過每半年觀察恆星 R 計算出視差角 $∠$E1RE2 ,也就是 A 的角度。若果地球真的如哥白尼所說,圍繞太陽轉動,那麼我們便可以觀察到行星視差。「可是」反對者繼續說:「我們沒有發現這種恆星視差,因此哥白尼日心說是錯的。」

哥白尼對此的回應是,這反對有一個隱藏的輔助假設:地球與恆星的距離不遠,至少未遠得令我們無法觀察到恆星視差。因此,這個反對論證其實是:

(MH). 地球以一年為周期圍繞太陽運轉
(AH). 地球與 R 的距離不遠
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(OP). 我們可觀察到地球與 R 的恆星視差

反對者認為我們觀察不到視差(OP為假),所以駁倒了哥白尼日心說(MH為假)。哥白尼的回應指出,整個論證的毛病不在日心說(MH),而在於關於地球與恆星距離的輔助假設(AH):由於地球與恆星的距離過遠,使我們的工具無法有效測出恆星視差。

哥白尼的例子正好反映出,科學家在遇到違反理論的現象時,總可以透過丟棄輔助假設來捍衛自己想保留的主要假設。

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