大约400年前，他以一己之力“扩大”了太阳系

著名哲学家伽桑狄因其哲学论著与相关的学术活动而成为哲学史上的一个重要人物。然而，鲜为人知的是，他同时是一位自然科学家，对天文学、物理学、化学、生物学等学科的多个课题进行过理论与实证研究。伽桑狄在天文学领域的成就尤其重要；特别是，他对水星凌日的观测，直接改变了当时的人们对太阳系大小的认识，并推进了相关研究的蓬勃发展。他也因此在天文学的发展中占有重要的一席之地。

撰文 | 王善钦

当人们听到皮埃尔·伽桑狄（Pierre Gassendi，1592-1655）的姓名时，一般会想到他著名哲学家的身份。确实，伽桑狄因为发展原子论、质疑亚里士多德、与同时代的笛卡尔（René Descartes，1596-1650）论辩、坚持经验主义哲学观点而在哲学史上为人所熟知。

伽桑狄画像。图片来源：Louis-Édouard Rioult

然而，伽桑狄天文学巨匠的身份却鲜为人知。他不仅与伽利略（Galileo Galilei，1564-1642）、开普勒（Johannes Kepler，1571-1630）等伟大的天文学家关系密切，更因为首次观测并详细记录水星凌日现象而在天文学发展史上留下浓墨重彩的一笔。

他对水星凌日的观测首次以较高的精度确定了水星的角直径，证明其远小于此前天文学家的估计，这意味着水星到地球的距离比此前估计大得多；根据开普勒第三定律，这个结果也意味着其他行星也比此前估计的远得多。重要的是，他的结果首次大大“扩展”了太阳系的疆域；他对水星凌日的观测还首次让天文学家可以精确测定水星绕日公转的轨道，并启发了后来天文学家对金星凌日的观测（此后人们通过观测金星凌日、观测小行星等手段确定出太阳系的精确大小）。现在，脱胎于凌日现象观测的“凌星法”成为寻找太阳系外的行星（系外行星）并确定它们物理性质的重要方法之一。

2019年11月11日，水星凌日，NASA的太阳动力学天文台（SDO）拍摄了全过程，此图为多次拍摄合成的图，显示出不同时候水星的位置。图片来源：NASA/SDO, HMI

除了水星凌日的观测之外，伽桑狄还记录了北极光爆发，对彗星、行星、月球、太阳进行了几十年的观测，特别是与合作者持续对月食的观测从而准确计算地球经度。除了天文方面的工作之外，伽桑狄也积极研究运动学、光学、声学、化学等领域。不过，在自然科学（那时候还被归类为“自然哲学”）领域，他的最高成就依然集中于天文学。相比之下，他在其他科学领域的研究显得微不足道。

本文介绍伽桑狄在天文学领域的工作与成就，特别是他在水星凌日方面的工作，以期读者对这位精通科学的哲学家有更全面的了解。

“必将成为他那个时代的奇迹”

1592年1月22日，伽桑狄出生于法国普罗旺斯的尚泰西耶（Champtercier）村的一个农民家庭，此处距离迪涅（Digne）约10千米。他的父亲是安东尼·伽桑德（Antoine Gassend），母亲是弗朗索瓦丝·法布里（Françoise Fabry）。他一开始的姓也是伽桑德（Gassend），比后来通行的拼写少一个“i”。

伽桑狄的舅舅托马斯·法布里（Thomas Fabry）是家乡教堂的牧师，负责他幼年时的教育。7岁那年，伽桑狄被送到迪涅上学；在这里，他学习了拉丁语、算术等课程。此后直到15岁，除了在里兹的一所学校度过一年外，他都在迪涅读书。

伽桑狄年少时就展现出了非同寻常的语言和数学方面的天赋。11岁那年，他在家乡的教堂用拉丁语发表了一篇演说，在场的神父受到极大的震撼。据说这位神父当场宣布：“这孩子必将成为他那个时代的奇迹。”

1607年，伽桑狄离开迪涅，回到家乡，在那里度过两年时光。1609 年，17岁的伽桑狄进入普罗旺斯艾克斯大学，并在波旁皇家学院学习哲学，师从费赛（Philibert Fesaye）。由于伽桑狄能力出众，费赛不在时，就请他代为授课。

从1611 年起，伽桑狄开始学习神学、希腊语和希伯来语。1612 年，伽桑狄接受迪涅学院的聘请，讲授神学并担任迪涅学院的院长（直到1614年）。1614 年，伽桑狄从阿维尼翁大学获得神学博士学位，并被任命为迪涅大教堂的副主教。

1617年，25岁的伽桑狄被普罗旺斯艾克斯大学聘为哲学教授，但保留了迪涅大教堂的副主教的职位。17年后（1634年），他升为迪涅大教堂的主教，此后一直担任此职到逝世。

亚里士多德体系的质疑者

在艾克斯大学任教期间（1617-1623），伽桑狄主要讲授亚里士多德哲学，这使他非常熟悉这个哲学体系。然而，越来越多的证据表明亚里士多德体系存在诸多与观测矛盾的地方，因此他越来越怀疑这个体系的正确性，并在课堂上通过委婉的方式反对了其中的一部分内容。

例如，亚里士多德认为物质由永恒的四种元素（土、水、气、火）组成。伊壁鸠鲁等人则认为世界万物由原子的随机组合与分解形成，这就是“原子论”的发端。伽桑狄反对亚里士多德的学说，而继承了伊壁鸠鲁等人的“原子论”；他认为土、水、气、火并不是物质的基元，而是原子的组合。

伽桑狄后来回忆说：“我总是确保我的学生能够恰当地为亚里士多德辩护。但与此同时，我也附上了那些会削弱亚里士多德教条的学说。诚然，鉴于当时所处的环境、人物和时代，前者是必要的。但不忽略后者则是诚实之举，因为那些学说确实提供了被拒绝认同的理由……我开始研究其他学派的学说，想看看它们是否能提供更可靠的东西。”

1623年，耶稣会接管了艾克斯大学，伽桑狄失去了工作。关于他失去工作的原因，有两种说法。一种说法是，耶稣会对他在课堂上批评亚里士多德学说不满，所以将其解雇。另一种说法是，伽桑狄仅仅因为不是耶稣会成员而被解雇。

自1624 年起，巴黎议会试图通过立法强制推行亚里士多德哲学。就在1624年，伽桑狄出版了《反亚里士多德悖论练习》（Exercitationes paradoxicae adversus Aristoteleos）的第一部分，作为其计划的七卷本的第一卷（第二卷直到其逝世后才被出版了残篇。他没有写原计划的其余五卷）。伽桑狄还写信给伽利略，支持日心说。

他在此时突然与亚里士多德学派公开决裂，很可能是因为他已经失去教职，无所畏惧。

进入天文殿堂

在艾克斯大学时期，伽桑狄进入天文学研究领域。引导他进入天文观测领域的关键人物是佩雷斯克（Nicolas-Claude de Peiresc，1580-1637）与加尔蒂尔（Joseph Gaultier，1564-1647）。

佩雷斯克曾听过伽利略的天文学讲座，对此产生了浓厚兴趣，于1610 年建立了自己的天文台，并在那一年成为第一个观测到猎户座大星云（M42）的人。伽桑狄在艾克斯大学期间认识了他。

佩雷斯克聘请加尔蒂尔到他的天文台工作。而伽桑狄是在加尔蒂尔的家中跟他学习了天文学。佩雷斯克因此雇用伽桑狄作为团队的一员。有记录表明，伽桑狄与加尔蒂尔在1618年观测了彗星，在1620年观测了月食，在1621 年观测了日食。

对亚里士多德体系的怀疑，使伽桑狄对哥白尼、伽利略等反亚里士多德体系的天文学家与他们的理论非常感兴趣。伽桑狄认真学习开普勒于1627 年出版的《鲁道夫星表》，并根据观测进行改进，以更精确地预测行星的运行位置。这本身就是对日心说的支持，因为开普勒编制《鲁道夫星表》的理论基础就是日心说。

1629 年，伽桑狄观察到罕见的“幻日”现象，即“日晕”。他指出“幻日”现象是高空的冰晶或雪晶反射阳光所致。这一解释在19 世纪被证实是正确的。

北极光的观测与命名之争

1621年9月2日，伽桑狄看到天空中出现了绚丽光芒，整个法国都可以看到，光芒如同曙光，将黑夜照射地如同黎明。通过与在其他多地同时观测到这次极光爆发的观测者通信，他推断出这种光的源头位于北极上方的高空。

1641年，伽桑狄描述那次绚丽的爆发时，说那道光“在北方（borealum）的整个天空中都能看到，以至于在好几个小时里，它都像最明亮的曙光（auroram）”。这个词出自罗马神话中的曙光女神欧若拉（Aurora）。

在多年后，伽桑狄依然对那次观测到的北极光念念不忘，可见那次北极光对他心灵的震撼。1649年，伽桑狄将“北方”和“曙光”合并为“北方曙光”（Aurora Borea），即“北极光”。这个词后来在其遗著中演变为“Aurora Borealis”。

后世因此长期将伽桑狄作为提出“北极光”这个名称的第一人。不过，1731 年，法国学者让-雅克·德·梅朗（Jean-Jacques de Mairan，1678-1771）指出，有证据表明该表述的起源早于伽桑狄：“人们普遍认为‘北极光’这一名称是由著名的伽桑狄所起，但我将通过伽桑狄本人的论述轻易证明，这一名称在他之前就已经存在了。”然而，此后人们依旧沿袭旧说。

阿拉斯加州熊湖上空的北极光。图片来源：United States Air Force, Joshua Strang

1978年，西斯科（George Siscoe）在论文中指出：伽利略于1619年首先提出北方曙光（aurora boreale）这个名称，比伽桑狄早30年；伽桑狄也读过伽利略的那些著作，并知道伽利略提出了北极光这个概念。不过伽桑狄从来没有宣称自己是北极光概念的发明者，只是后世学者长期张冠李戴，以讹传讹。

当然，不管是日食、月食，还是北极光、彗星，伽桑狄将它们都视为自然规律或自然现象，反对当时流行的占星术。他认为占星术脱离了感官经验，无法通过实验或观测加以修正，不能算作自然知识或经验知识。

月球观测与投影法

伽桑狄对月球与太阳进行了长期的观测。他对月球与太阳角直径的大小及其随着时间的变化非常感兴趣。他采用投影法观测月亮与太阳的角直径。

投影法的基本步骤是：1、在房间的墙或暗箱的壁上开一个孔；2、将望远镜对准孔固定，再垂直固定一块平面（纸），用来接收太阳影像；3、观测开始前，遮挡光线，让月光或阳光进入望远镜后投射到纸上面；4、根据成像的圆的直径与望远镜目镜到圆面的距离，利用三角函数就可以计算出月亮或太阳的角直径。在没有望远镜的时代或对于没有望远镜的观测者，可以直接开孔，利用小孔成像获得太阳或月亮的图像。

这个方法也是研究太阳黑子的好办法。可以事先在纸上面画一个圆，标出圆心、画出直径，并给出直径与圆周上的刻度。观测时调整屏幕的位置，让太阳盘面恰好位于绘制的圆周内部，直径与圆周上的刻度可以帮助观测者确定出太阳黑子的位置及其变化规律。

1612年，伽利略观测太阳黑子时用的就是投影法。沙伊纳（Christopher Scheiner，1573/1575-1650）在1626 至1630 年间完善了这一方法。使用这种方法，可以定量描述黑子、水星或金星凌日时的位置变化，同时保护眼睛的安全。

对投影法的熟练使用是伽桑狄后来得以高精度观测水星凌日的原因。

沙伊纳使用投影法观测太阳黑子的设备。图片来源：Christoph Scheiner

水星凌日

由于太阳系所有大行星绕日公转的轨道面几乎重合，因此，理论上内侧行星经过太阳时，会短暂遮挡住一部分阳光，即发生凌日现象。比地球更接近太阳的行星是水星和金星，因此地球上可以看到的水星凌日与金星凌日现象：水星或金星在视线上划过太阳的圆盘面，成为一个移动的圆形黑影。

实际上，不同行星的轨道面彼此间并不完全重合，而是有一定的倾角。而太阳的角直径大小有限，也就是说，从地球上看行星会在太阳盘面的上方或下方掠过，所以水星凌日与金星凌日的发生频率远低于轨道完全重合的情形，它们发生的精确时间在伽桑狄时代也很难预测。

1629年，开普勒在《1631年罕见罕见天象》（De rarismirisque Anni 1631 Phaenomenis）中摘录了《鲁道夫星表》的内容，并预测：1631年 11 月7日与12 月 6 日将先后发生水星凌日与金星凌日现象。开普勒是第一个精确预测水星凌日与金星凌日现象的人。

开普勒《1631年罕见罕见天象》的封面。图片来源：Johannes Kepler

此前天文学家观测水星和金星，通常认为它们的角直径有几角分。开普勒就曾预言，金星凌日时，其角直径几乎会是太阳角直径的四分之一，约8角分；水星凌日时，角直径大概会是太阳直径的十分之一，约3角分。开普勒于1630 年逝世后，这本小册子被他人印刷发行。

开普勒的预言受到了普遍重视。1631年，伽桑狄结束了在国外两年多的游历，返回法国。他阅读了开普勒的新书，开始准备用投影法观测开普勒预言的水星凌日与金星凌日现象。

伽桑狄在巴黎的一个房间里做好准备。他在纸上画一个圆，直径为2/3巴黎尺（1巴黎尺约31.61厘米）。然后他将这个圆的直径等分为60 份；然后调整小孔与屏幕之间的距离，使投射的太阳影像恰好落在这个圆内部，此时圆的直径上面的每个刻度对应30角秒。

伽桑狄在房间的下一层安排了一名助手，每当他跺脚时，助手就用两英尺的象限仪测量太阳的高度，以确定每次跺脚时的时间。

此前开普勒就指出，由于水星的轨道难以观测，他的计算结果并不十分确定，建议天文学家从6 日开始观测水星凌日，如果观测不到，就一直观测到8 日日落为止。伽桑狄更谨慎，他从1631年 11 月5日就开始观测，但是那天下了一整天的雨，看不到太阳；11 月6 日清晨，雾气很重，那一天也没有发生水星凌日。

1631年 11 月7日，云层间歇性遮挡太阳，雾气也在削弱阳光。将近9 点时，太阳的光线增强，驱散雾气，投在纸上的太阳影像变清晰。伽桑狄在太阳的盘面上看到了一个小黑点。这个小黑点异乎寻常地小，他认为这不是水星，而是太阳黑子。因为此前他预期水星的角直径约为15 角分（是开普勒此前估计的值的5倍），远大于这个小黑点。

他后来回忆说：“……我怎么也想不到水星投下的影子会这么小。它实在太小了，它的直径看起来几乎不超过太阳表面所标刻度的一半。我还以为那是前一天没留意到的太阳上的一个黑子，只是后来变大了，就像我以前见过的那样。”他所用的刻度是30角秒。

于是，伽桑狄把纸上的圆的直径对准那个“黑子”，测得它与圆心的距离为16个刻度。他希望以这个“黑子”为参照物，确定此后可能出现的水星投影的位置。然而，他发现“黑子”快速移动了4个刻度。这让他很疑惑，因为太阳黑子不可能移动得这么快。

此时的伽桑狄犹豫不决，但他还是难以相信那就是水星，他还在期待有个更大得多的黑影出现。当太阳再次清晰显现时，伽桑狄发现那个“黑子”又移动了两个刻度。他终于确认，它不是黑子，它就是水星在地球上的投影。

伽桑狄确定自己见证了水星凌日。他赶紧跺脚提醒助手测量太阳的高度，但助手以为今天会和前两天一样是阴雨天，已经提前离开了。伽桑狄花了点时间才找到他，最终只测到了一次准确的时间：水星凌日在上午10点28分结束。

这次水星凌日发生的时间与开普勒预测的时间仅相差6小时，证明了开普勒《鲁道夫星表》的精确性。

伽桑狄并不是唯一首次见证水星凌日的人，还有三人也观测到这个奇观。他们分别是在因斯布鲁克（Innsbruck）的瑞士天文学家西萨特（Johann Cysat，约1587-1657）、在鲁法赫（Rouffach）的德国天文学家奎蒂努斯（Johannes Quietanus，1588-1654）和在英戈尔施塔特（Ingolstadt）一个不知其姓名的耶稣会修士。

西萨特是沙伊纳的学生。奎蒂努斯曾经和开普勒通过信。这两人在投影法观测方面都有丰富的经验。但他们两人与那位耶稣会修士都没有像伽桑狄那样发表自己的观测结果，因此没有产生影响。

其他大多数准备观测的天文学家因为设备不够好或天气不佳而一无所获。比如，在普罗旺斯观测的瓦莱特（Joseph de la Valette，1564-1647），当天一整天都是晴朗的天气，他却没有发现水星的投影，这可能因为他使用的暗箱太简易，孔径太大。

图宾根大学的天文学家希克哈德（Wilhelm Schickhard，1592-1635）把一间房间弄暗，在屋顶的一块瓦片上钻了一个小孔，将太阳的影像通过这个孔投影到纸。但他所在的地方那天多云，太阳只偶尔露出来，他的观测也失败了。希克哈德后来告诉伽桑狄，水星凌日当天，在黑森选帝侯的宫廷里，人们用一个大型针孔暗箱，使用投影法仔细观测了一整个白天，都没有在太阳表面看到任何东西。

在观测到水星凌日的四人中，伽桑狄的观测最佳，并且是唯一及时发表结果的人，这也使得他长期被视为唯一观测到那次水星凌日的人。

更重要的是，他的高精度测量与及时发表及时而有力地推进了人们对太阳系大小的认识，改进了人们观测水星轨道的精度。

大大扩展太阳系的疆域

根据观测，伽桑狄测出了水星的角直径，它“几乎不超过2/3个刻度，即1/3角分，也就是20 角秒”。这个值出人意料地小，远小于此前人们普遍认为的几角分，是伽桑狄此前预期的值（15角分）的1/45。

在观测、分析与计算结束后，伽桑狄将结果写成两封信寄给希克哈德，强调了水星角直径之小。希克哈德看到结果后很震惊，因为他也预期水星会在太阳圆盘上呈现出一个相当大的圆影。

实际上，伽桑狄的测量依然高估了水星凌日时的角直径。假设水星和地球轨道都是正圆，可以粗略计算出这个值实际上应该约是0.18角分，即11角秒，约为伽桑狄得到的值的0.55倍。不过，伽桑狄一开始就觉得“几乎不超过太阳表面所标刻度的一半”，即几乎不超过15角秒，这个估计比它后来确定的20角秒这个值更符合真实值。不管如何，伽桑狄在那个时代使用简易仪器，通过观测，将水星角直径测量到正确的数量级，且不到真实值的2倍，这依然是非常了不起的壮举。

当时人们还无法确定地球与太阳的距离，开普勒的行星运动第三定律也只能得到行星与太阳距离之间的比例与公转周期比例之间的关系，而不是行星与太阳的距离自身。

观测水星凌日（与金星凌日），可以直接确定水星（和金星）的角直径，从而粗略推断水星（金星）、地球与太阳的距离，然后根据开普勒定律确定出其他行星与太阳的距离。此外，如果能在太阳盘面上看到水星或金星，人们就能够更精确地确定它们的位置与轨道，因为太阳在黄道上的每日位置比任何行星的位置都更精确。这是开普勒对凌日的精确预言在当时受到普遍重视的原因之一。

伽桑狄成功观测水星凌日并测出水星角直径，同时实现了以上两大目标。这就意味着：要么水星的真实大小远小于此前的预期，要么水星的距离远大于此前的预期，要么二者兼而有之。

由于这个观测无法改变此前人们对水星物理直径的取值，那么自然的结论就是：水星比此前预期的远得多。根据开普勒第三定律，其他所有行星与太阳的距离都比此前大得多。因此，太阳系的大小比以前估计的大得多。

伽桑狄就这样通过水星凌日将太阳系的疆域大大“扩展”了。

两次错过金星凌日

开普勒预测1631年12月的金星凌日发生时，欧洲大部分区域已经日落，美洲大陆是最佳观测区域。但为了避免计算的误差导致的预测误差，他建议欧洲的天文学家也可以准备观测。

果然，那次金星凌日发生时，欧洲的大部分区域已经日落，伽桑狄、西萨特、奎蒂努斯等人虽然苦苦等待，依然无法在自己的活动区域观测到那次奇观。

后代的计算表明，当时意大利的部分地区和东地中海沿岸可以在日落前看到金星凌日；遗憾的是，没有证据表明那里有人观测或记录那次凌日，美洲也没有记录。

根据开普勒当时的计算，下一次金星凌日要等到1761年6月，是120年又6个月之后，当时在世的所有人都不可能等到那一天。伽桑狄等人就转而处理其他事情去了。

然而，1639年秋天，年仅21岁的英国天文学家霍罗克斯（Jeremiah Horrocks，1618-1641）在研究开普勒的《鲁道夫星表》时发现，1639 年12月4日（儒略历11 月 24 日）还会发生一次金星凌日。广而言之，金星凌日是成对出现的，每隔100多年出现一对，一对中的两次相隔8年。

霍罗克斯立即通知了自己的朋友克拉布特里（William Crabtree，1610-1644）等极少数人。二人果然在那天看到了金星凌日。

但是，这个消息没有及时传到欧洲大陆。当时的霍罗克斯人微言轻，他也没有广泛的交际网，无法有效地将自己的发现传播到国外的前辈手中。何况当时信件跨越英吉利海峡的时间并不短，而霍罗克斯预测出那次金星凌日时（儒略历10月26日），距离它发生仅剩下不到一个月的时间。

包括伽桑狄等人在内的欧洲天文学家因此不知道那天会发生金星凌日，集体错过。霍罗克斯和克拉布特里成为首次见证金星凌日的仅有的两个人。

实际上，金星更靠近地球，而且直径比水星大，因此金星凌日时形成的黑影比水星大得多，更容易被观测到。

2012年6月5-6日（国际时5日22:09到6日01:29），金星凌日。NASA的SDO拍摄的图之一，太阳圆盘左上角为金星的黑影，比水星凌日时产生的黑影大得多。盘面上的其他黑色区域为太阳黑子。图片来源：NASA/SDO, HMI

过去几百年来，大多数人认为开普勒的星表有错误，没有预测出1639 年12月那次金星凌日。2005年，哈佛大学天文学家与科学史学家金格里奇（Owen Gingerich，1930-2023）教授在一篇为霍罗克斯的传记写的书评中指出，开普勒逝世前与他的女婿只用星表计算到1636年为止。如果开普勒和合作者用这个星表推算到1639年，就可以正确预测出1639 年12月的金星凌日，这正是霍罗克斯后来所做的事。

开普勒来不及一年年地继续推算，伽桑狄等人也没有及时推算到那一年，自然就错过了那次金星凌日。不过伽桑狄极大地鼓舞和指引了霍罗克斯和克拉布特里的观测。他们观测金星凌日的方法就是伽桑狄观测水星凌日的方法。霍罗克斯在金星凌日的论文中说：“尤其要向杰出的伽桑狄致敬！他最先描绘出水星那变幻莫测的轨道与太阳隐秘的交会……。”

后来，1651年11月3-4日的水星凌日发生时，正在印度的沙克利（Jeremy Shakerley，1626-1653？）也采用伽桑狄的方法进行观测，并记录了结果。

月食观测与经度测定

伽桑狄对月食的观测几乎持续了一生，可以说得上是几十年如一日。他对月食有特别的兴趣，是因为月食的观测可以帮助天文学家测量地球的经度。自古以来，测量地球上任意点位置的纬度都相对容易，但测量经度却异常困难。这个问题在伽桑狄那个时代尚未被解决。

利用月食测经度的原理是：不同地点观测到的月食发生的当地时间不同，通过对比至少两个地方的观测记录，可以确定出两地的时间差，从而确定出两地的经度差异（24小时对应360度差异，1小时对应15度的差异，以此类推）。如果其中一个地方被规定为本初子午线（经度为0度的经线），就可以给出另一个地方的经度。

这个方法历史悠久，伽桑狄并不是发明者。在他此后至少一百多年，这个方法还被用以测定经度。一般的年份会发生2次或3次月食，少数年份发生4次月食，极少数年份可以发生5次月食。这样的频率对于测定陆地经度是基本够用的。

为了获得更精确的精度，伽桑狄指出：需要确定月球上的一些具体的环形山与其他特征进入与离开地球阴影的时间。1628年1月的月食期间，伽桑狄与佩雷斯克合作，首次尝试了这种方法。他们将自己在艾克斯的观测时间与巴黎的天文学家观测到月食的时间进行比较，成功算出了两地大致的经度差。此后，他们多次用这个方法观测了月食。

从1634年开始，伽桑狄得到佩雷斯克的资助进行研究。1635年8月28日的月食，佩雷斯克协调了大批天文学家在地中海地区进行观测。艾克斯、迪涅、巴黎、罗马、那不勒斯、开罗、阿勒颇、突尼斯、魁北克等地也有天文学家在观测。伽桑狄于1636年整理了来自世界各地的关于这次月食的报告。佩雷斯克根据地中海各地的观测记录，计算出相应观测地点的经度，推算出地中海比之前得到的数值短约1000千米。

为了确定月球山脉的具体位置，伽桑狄和佩雷斯克开始绘制他们用望远镜看到的月球，却苦于自己缺乏绘画才能。1635年，著名艺术家梅兰（Claude Mellan，1598 - 1688）到艾克斯拜访佩雷斯克。伽桑狄和佩雷斯克立即邀请他绘制月球图像。梅兰用望远镜观测后，于1637年创作了三幅不同月相时月球的精确蚀刻画，其精确性在此后200年都难以被超越。

梅兰制作的三张月球蚀刻图像之一，“八天”时的月球。图片来源：Claude Mellan

伽利略在发现木星的四颗大卫星后，提出了测定经度的另一个方法：观测木星卫星的“食”（即太阳照射木星卫星的光被木星遮挡）的开始与结束时间来测定经度。木卫食发生的频率比月食的频率高得多，但观测木卫食的难度与需要的技巧更高。伽桑狄在与佩雷斯克合作时，也协助他计算木星四颗卫星的运行时间。

1637年，佩雷斯克去世。伽桑狄为自己的这位好友与慷慨的赞助人撰写了传记，并于1641 年出版。这被认为是（欧洲）第一部学者传记。

为日心说排除一个障碍

亚里士多德学派认为地球静止不动。哥白尼、伽利略、开普勒等人则认为地球围绕太阳公转；人们看到日月星辰的东升西落，不是因为它们围绕地球转动，而是因为地球自身在自转。

亚里士多德学派指出：如果我们的地球在自转，那么从高塔上掉落的球必然落在其释放点的旁边，因为在球下落的过程中，地球已经自转了一定的角度。然而，下落的物体总是沿垂直方向落下。因此他们认为这个矛盾反驳了地球自转的假设，因此要解释日月星辰的升落，就只能假设它们围绕地球公转。

伽桑狄是伽利略的坚定支持者。1633年，伽利略因为宣扬日心说而受到宗教裁判所审判时，伽桑狄多次写信支持他。

伽利略曾经通过“思想实验”的方式论述一个结论：在匀速行驶的船上丢下一个物体，物体依然落在其正下方，但他没有进行实验验证。为了进一步支持伽利略，伽桑狄于1640年10月登上一艘船，来到马赛港外的海面上。

在风平浪静的情况下。伽桑狄从行驶的船的桅杆上释放一个球，球落在桅杆脚下，而不是落在桅杆后面。这个实验证明了伽利略的论述：球在下落前获得的水平速度使得它在水平方向上与船以一样的速度匀速运动，从而最后落在其正下方。

尽管这个实验结果不能证实地球在自转，但可以反驳“如果地球自转，高处落下的物体就会落在其旁边”的说法。这个工作虽然是一个运动学实验，但关系到日心说的自洽性问题，因此也是天文学相关的课题。

伽桑狄将这个结果写入1642 年出版的《论运动》（De motu）。在该书中，他还讨论了自由落体的其他问题。就在这一年，被软禁九年的伽利略与世长辞。《论运动》也存在一些错误论述，伽桑狄在1646 年出版的《论下落重物的加速比例》（De proportione quagraviadecidentiaaccelerantur）中继续讨论这个课题，并对此前的论述进行了修正。

重回大学

佩雷斯克去世后，伽桑狄的经济再次恶化。苦苦支撑了8年后，伽桑狄终于在1645 年获得巴黎皇家学院数学教授的职位，讲授天文学课程并继续进行天文研究。从1623年到此时，他已有22年时间处于正规学术机构之外。

这个职位的最大意义是他再也不用忍受贫困，不必四处流离。然而此时他的身体状况已经恶化，染上肺病。他对学校提出要求，在自己身体不好时，可以离开巴黎，休息疗养。学校答应了他的要求。

在重新获得教职这一年，伽桑狄与助手观测了日食。1646年和1647年，他们观测了两次月食。伽桑狄将观测结果和讲稿整理成《依据古希腊、哥白尼和第谷假说的天文学教程》（Institutio astronomica juxta hypotheseis tam veterum, quam Copernici et Tychonis），于1647年出版。

由于身体健康状态持续恶化，伽桑狄不得不于1648辞职，带着助手到外地休养。在朋友的调解下，他和笛卡儿重归于好。他的科学研究并未因为辞职而停止。1650年，他和助手登上高山，重复了他人关于大气压与高度的关系，并给出了合理的解释。

1653年，伽桑狄重新回到巴黎，此时蒙特莫尔（Henri-Louis de Montmor，约1600-1679）成为他的赞助人。1654年，伽桑狄成功预测了那年8月12日的日食。为了消除巴黎市民对日食的恐惧，他匿名写了一本小册子，告诉人们，日食只是自然现象，不会带来灾难。不过，那次日食发生时，还是有很多巴黎居民躲进地下室。

1654年11月，伽桑狄病重。次年春天天气变暖后，他的身体稍有恢复。1655 年8月，他再次病重。医生采用放血疗法，这加重了他的病情。他恳求医生不要再用放血疗法，但医生们仍坚持用这个疗法。

1655年10 月24日，伽桑狄在蒙特莫尔巴黎的家中与世长辞，享年63岁。蒙特莫尔为他提供了墓地。他被安葬在圣尼古拉德尚教堂的蒙特莫尔家族小教堂里。

对后世的影响

在伽桑狄逝世三年后，他的六卷版全集出版。此后他的著作继续流传，影响了欧洲大陆和英国的大批重要学者。

布隆德尔（Barry Brundell）在《皮埃尔·伽桑狄：从亚里士多德主义到新自然哲学》（Pierre Gassendi from Aristotelianism to a New Natural Philosophy）的序言中说：“伽桑狄一生经历了三种文明：中世纪的教会文明、文艺复兴时期的人文主义文明以及现代科学文明；但他从未与其中任何一种文明割裂开来。或许正是因为他能在这三种文明中游刃有余，所以历史把他安排在17 世纪科学革命的核心天才圈中的边缘位置。”

伽桑狄的“自然哲学”领域（尤其是天文学与物理学）中的各项研究很好地体现了他从中世纪教会文明到现代科学文明的快速进化，他也为那个时代的科学革命做出了不可忽略的贡献。

1852年，人们通过募捐在迪涅为他竖立了一座青铜雕像。1935年，国际天文学会（IAU）将月球上的一座直径111.39千米、深1.9千米的巨大环形山命名为“伽桑狄”。迪涅博物馆所在的街道被命名为“伽桑狄大道”。1992年，伽桑狄诞辰 400 周年，迪涅博物馆举办了一场关于他的展览。

月球上的伽桑狄环形山。图片来源：NASA/Lunar Reconnaissance Orbiter

水星凌日与金星凌日都会导致太阳的亮度轻微降低。一些恒星周围的行星公转的轨道面恰好“侧面对准”地球，天文学家可以观测到恒星亮度因为行星的“凌星”现象导致的周期性变暗，从而确定恒星周围存在行星，这就是“凌星法”。

系外行星WASP-96b遮挡恒星WASP-96时，后者亮度变低。图片来源： NASA, ESA, CSA, STScI

“凌星法”是过去几十年来天文学家寻找系外行星的几种最重要的方法之一。它可以追溯到伽桑狄几百年前的那次优雅而强有力的观测，虽然当时的仪器精度根本无法测出因为水星凌日而导致的太阳亮度的轻微降低。

当我们看到那些壮观的凌日照片与系外行星凌星的图像时，我们不应该忘记伽桑狄，也不应该忘记首先预测水星凌日（与金星凌日）精确日期的开普勒。

参考文献

[1] Fisher, Saul, "Pierre Gassendi". In Zalta, Edward N. (ed.). The Stanford Encyclopedia of Philosophy. Metaphysics Research Lab, Stanford University–via Stanford Encyclopedia of Philosophy

[2]van Helden, A. 1976, Journal for the History of Astronomy, 7, 1

[3]Siscoe, G. L. 1986. An historical footnote on the origin of 'aurora borealis. History of Geophysics. Vol. 2. pp. 11-14

[4]William Sheehan, Thomas A. Dobbins, Epic Moon - A History of Lunar Exploration in the Age of the Telescope, Willmann-Bell, 2001, ISBN-10: ‎ 0943396700

[5]Chapman, Allan, 2014, Stargazers Copernicus, Galileo, the Telescope and the Church, Lion Hudson, ISBN-10: ‎ 9780745956275

[6]“Pierre Gassendi”, Maths History, (https://mathshistory.st-andrews.ac.uk/Biographies/Gassendi/)

[7] Paul Marston, 2004, History of Jeremiah Horrocks, IAU Colloquium 196, Transits of Venus: New Views of the Solar System and Galaxy

[8]Owen Gingerich, 2005, Book Review: Jeremiah Horrocks: The Transit of Venus: The Brief, Brilliant Life of Jeremiah Horrocks, Father of British Astronomy

[9]Brundell, B., Pierre Gassendi from Aristotelianism to a New Natural Philosophy, D. Reidel Publishing, 1987

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