拯救靈魂的教堂里隱藏的裝置
利維坦按：去過義大利的人，想必都會對各種教堂內精緻繁複的裝飾及藝術品搞得眼花繚亂……怎麼說呢，別說義大利全境去逛教堂了，僅僅就博洛尼亞的教堂逛完，就很容易讓人產生司湯達綜合征了：你或許真的會心跳加速、頭暈目眩、出現幻覺。不過，今天這篇文章會從教堂的另一面來讓你稍微冷靜一下。
說到文中的VATT（the Vatican Advanced Technology Telescope），前幾年就有人在《Exo-Vaticana》一書中稱，梵蒂岡天文學家正用這台望遠鏡和一台名為路西法（LUCIFER）的儀器搜尋外星文明呢。作者還拜訪了VATT耶穌會的天文學家蓋·康索爾馬格諾（Guy Consolmagno），後者認為，「任何一個實體，無論它有多少支觸角，都是有靈魂的。」不僅如此，蓋老師還打算為外星人提供洗禮——當然，前提是外星人同意讓他來洗禮……
文/Geoff Manaugh
譯/安德烈
校對/圖靈4.0
原文/www.atlasobscura.com/articles/catholics-built-secret-astronomical-features-into-churches-to-help-save-souls
喬凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）設計的博洛尼亞聖白托略大教堂子午線裝置手稿，來源：LINDA HALL LIBRARY OF SCIENCE, ENGINEERING AND TECHNOLOGY
圓盤形光束掠過大教堂的地面，地面鋪設的大理石被照亮，露出勃艮第酒紅色、李子色、焦糖色和赭石色混合而成的多彩漩渦。地球表層的化學反應和地球內部的壓力給這些古老的岩石染上了如此奇妙的顏色。大理石光滑且近乎反射的表面，的確證明了大自然鬼斧神工的高超技藝，但與此同時，光滑的表面也映射出幾百年來教堂里絡繹不絕的懺悔者。紛雜的足跡影影綽綽。空氣中瀰漫著煙和蠟油的味道，偶爾會飄過一縷路過的遊客身上的香水氣息。
教堂高高在上的屋頂上被打通了一個小孔，正是這個小孔形成了圓盤形的光束。小孔被精巧地用燦爛的金色光線填滿，這使得它看起來像太陽一樣。它的功能類似於電影放映機，日光穿過它，只在煙塵中形成一道明顯的窄光束，像是神的意志化作了物質形態。時間在慢慢推移，教堂之外，太陽沿著弧形軌道緩慢地經過整片天空，在大教堂里，形成的圓盤光束也在大理石地面上緩慢地移動著。
正午時，當太陽到達它圓弧軌道的最高點，日光射到了一條鑲嵌在地面上的銅線。這束光全長近220英尺（67米），或者說接近三分之二個橄欖球場的長度。雖然光束在大教堂的地面上延伸了將近一半的長度，但這似乎符合它的幾何規律：它在兩座塔樓之間形成了一條完全將兩棟建築劈開的對角線，和建築的平面圖正好相對，就像和建築本身的構造對抗著。
更奇怪的是，在這條「銅線」兩側，讚美詩句和描繪天國的圖畫早已被雕進牆壁里，在羅馬數字和冬夏至點中間，夾雜著代表黃道十二宮的十二種符號。水瓶代表水瓶座，海洋生物和蛇尾的奇怪結合體代表摩羯座，正在將著火的箭架到弓上的人代表射手座。乍一看這些符號是異教的，甚至是褻瀆神明的，就像這片土地下和信徒們的凝視之外，舊教體系中占星術的殘存。
不過，這些符號並不是用來占星，更不是用來施法。這些符號是教堂管理者和天文科學家故意留在教堂里的。聖白托略大教堂，這座位於義大利博洛尼亞的教堂，某些時候，同樣是世界上觀測最精準的天文台。這些十二宮的符號是測量二分二至點的天文工具的一部分。
孔洞高懸在來訪者的頭頂，在教堂的拱頂上幾乎看不見。這個孔洞讓陽光成為一束投進教堂，也是子午線裝置得以運作的關鍵。GEOFF MANAUGH
「毫不誇張地說，我被這個現象困擾了很久。」科學史研究者約翰·L.海爾布隆（John L.Heilbron）向我解釋道。海爾布隆是加利福尼亞大學伯克利分校的名譽教授，同時在歷史和物理兩個學科都擁有最高學位。1934年他在聖帕特里克節（該節是每年的3月17日，是為了紀念愛爾蘭守護神聖帕特里克）出生，目前仍舊從「渦環」理論講到尼爾斯·玻爾的認識論。他除了為天文學家伽利略作傳外，還是《教堂的太陽》的作者：這本書將大教堂作為天文觀測台，進行子午線的相關研究。
當我們進行交流時，海爾布隆正在約書亞樹國家公園度一個周末小長假。電話里他的聲音很慈祥，重新詳略有致地講述了他20年前出版的書，就像他昨天剛把它們寫完一樣。
「我在想這條在地面上被大理石包圍的黃銅線有什麼用途，」他繼續說道，「所有的數據在一個天主教堂內跑上跑下，我決定研究它。它曾經真的就這麼簡單。」
「雖然，我也得到了一個教訓，」他笑著說，「教訓就是，當你來到教堂，你應該一如既往（此處雙關，實際應指：你在觀察教堂頂部的同時，也要看看腳下的地面）。
海爾布隆的書由哈佛大學出版社於1999年出版，是第一部認真對待這個問題的著作。書中研究了起源、解釋了隱藏在這幢特殊的歐式天主教堂建築普通裝飾中的天文工具的含義。聖白托略教堂中的子午線並不是唯一存在於教堂內的子午線，儘管它被認為是所有教堂內子午線中最準確的一條。
羅馬安吉利聖母堂中子午線上黃道十二宮中巨蟹座的標誌。來源：JEAN-POL GRANDMONT/CC BY-SA 3.0
在研究這一現象的過程中，海爾布隆發現了一個不僅存在於宗教和科學之間，還存在於精密的天文學觀測和天主教禮拜儀式、建築設計和基督教日曆之間驚人的淵源。這段被隱藏的歷史的核心，是直接甚至充滿激情的結合，這種結合將深奧的科學與規範嚴格的宗教信仰融為一體。
天文學觀測和天主教教會有長期的聯繫。這一事實可能會令很多現在的讀者感到震驚。這些機構的關係——如果稱之為「有關係」——祭壇與望遠鏡、大教堂與子午線，這些組合顯而易見是對立的，甚至是矛盾的。畢竟，在17世紀，因為伽利略提出了對「地心說」的公開反對，並且向世人宣告教會關於上帝對世界本質的秩序規劃本身是存在缺陷的，教會將伽利略處死，這項處決在今天看來是極為不光彩的。伽利略被按照異教徒處死這件事，在當時整個天主教覆蓋範圍內，已經變成了割裂宗教信仰與理性的科學探究巨大裂痕的象徵。
然而，宗教迫害並不是持續進行的。海爾布隆在書中指出，自中世紀至啟蒙運動時期6個多世紀的時間裡，天主教會一直支持和贊助天文學研究。就像我們現在看到的這樣，這種贊助一直持續到21世紀，然而贊助研究子午線這件事本身的目的，完全談不上不高尚。
喬凡尼·多美尼科·卡西尼繪製的俯瞰圖，圖中標示出了子午線的位置。來源：互聯網/公共渠道
復活節，一個紀念耶穌死而復生的基督教節日，日期不僅由教堂禮拜儀式確定，而且還由天文情況確定。按照第一次尼西亞會議的決定，復活節並不是一個有著固定日期、以年為循環周期的節日。相反，復活節當時被確定為春分第一個滿月後的第一個星期天——這個日期本身就充滿了天文學含義。在春分日，象徵光明的白天和象徵陰暗的黑夜均有12小時，時長相等。
海爾布隆寫道，在當時，每年信徒們都要冒著極大的風險選擇正確的復活節慶祝日期。如果信徒們沒有選擇和大環境相同的日期過節，他們相信自己的靈魂會面臨墮落的風險。這不僅僅是一個學術問題：站在教會日曆制定問題的高度上說，16世紀後期，歐洲東部教會和西部教會的日曆相差10天。這個問題在1582年教皇格里高利十三世（Pope Gregory XIII）實施教會曆法改革時才得以解決。
格里高利的改革一下將歐洲西部的教會日曆減去了10整天。在1582年10月4日，也就是曆法改革實施的那天晚上睡著的人們，第二天早上醒來發現已經是10月15日了。雖然這次令人迷惑的曆法改革最終的目的是為了將日曆拉回正規，以保證能夠在次年的春分日在3月21日，因為3月21日並非永遠和天文學上的春分日重合。為了確保未來春分日的日期，從而能適時地慶祝復活節，教會需要一種更加精準的天文學工具。這種工具就是子午線。
喬凡尼·多美尼科·卡西尼的肖像。來源：公共渠道
通過科學的觀測理解宇宙的構成和運作規律和天主教的宗教崇拜並不衝突。科學的觀測也是信徒們表達虔誠的必要方式之一：這是一種將宗教活動和宇宙神聖又無形的時間規律相結合的熱忱。由於大教堂內的地面已經嵌入了巨大的天文學觀測設備，復活節的慶祝日期可以依據絕對精準的數據，而不再依靠粗略的判斷和推測。
博洛尼亞的第一條子午線在1575年，由一位名叫伊尼亞齊奧·丹蒂（Egnazio Danti）的多米尼加繪圖師製作；教堂擴建多年後，1653年，一面用來承載裝置的牆面被挪動了位置，致命性地破壞了子午線的預期功能。名叫喬凡尼·多美尼科·卡西尼（Giovanni Domenico Cassini）的天主耶穌會會士，同時也是天文學家和工程師，幾乎第一時間將裝置復原，並擴大和優化了丹蒂製造的原裝置。卡西尼後來成為著名的巴黎天文台和「紅點」股票信貸（為發現木星成立）的顧問。1997年10月，在美國航天局拍攝土星衛星的任務中，他的名字被刻在了著陸飛行器的顯眼位置。
1655年，卡西尼開始了我們現在在博洛尼亞仍然能見到的子午線裝置的設計。除了1695年進行的維修和1776年的再次維修，裝置始終保持著17世紀卡西尼的設計。
為了保護子午線裝置，而且為了吸引更多人注意，教堂將子午線用繩子隔擋起來。圖中可以看到雙魚座和天蠍座的標誌出現在二分點側。GEOFF MANAUGH
聖白托略教堂現在試圖最大限度地利用這條子午線。雖然這條線現在已經被圍起來，部分還被放在有機玻璃箱中，這些格擋反而會吸引更多遊客注意這條在大理石上的對角線。在教堂入口附近的地方可以買到小本的說明冊，說明冊是當地的歷史學家所著，並且被翻譯成了多種語言。其中英文版本的譯者不是別人，正是海爾布隆。
如果教堂內鋪設子午線的組合讓你感到彆扭，試著考慮一下子午線這樣的裝置所需的特殊空間環境。子午線的繪製在一個完全開放、暢通的環境，這樣陽光才能精確地照射下來。此外，繪製還需要數百英尺高的小孔以保證光線可以延伸數百英尺，滿足太陽到達二至點時的觀測需要。「最能滿足這兩種要求的就是教堂了。」海爾布隆在書中寫到。
子午線的運行軌跡出人意料地複雜，但又非常容易被理解。當太陽的軌跡每年從夏至日到冬至日自北向南移動時，教堂中的陽光軌跡也沿著子午線緩慢地隨之變動。二至點之間的兩個中點是春分和秋分點。當太陽的位置移動到春分點時，信徒們必須等待下一個滿月，滿月後的第一個星期日便是復活節的最適宜日期。
二至點中的冬至日點被刻在大理石地板上，旁邊附有摩羯座的標識。GEOFF MANAUGH
子午線裝置到目前為止一直運轉良好。製作一個可以良好運轉的子午線裝置並不簡單，製作過程中許多方面都可能出現問題。比如說，教堂需要按照一定序列建造巨大的尖塔來支撐教堂內部的洞穴狀結構，但是這個結構如何讓一條直線橫穿教堂的地面不彎折不間斷，成為了當時複雜的難題。在博洛尼亞，子午線會會被柱子擋住，並且有部分光線被吸收；像檐板這樣其他的建築細節也會擋住陽光的軌跡，而陽光在子午線的運作機制中，起到的作用至關重要。
海爾布隆指出，一些教堂為了確保陽光可以準確地照射到子午線，移除了部分門楣。羅馬的安傑利聖母堂（Santa Maria degli Angeli）便是如此。
為了將教堂改造成精密的科學觀測點，歐洲部分教堂拆除了部分部件（例如門楣），教會這樣的做法意義非凡。布教神壇下，觀測儀現。在所有的砌築和儀式之下，儘管只是一些特定細節的細微改動，所隱藏的天文學工具卻蘊含著巨大的力量。
然而，從天主教教義的角度考慮，一個大麻煩隨之浮現。這些天文學工具太精準了，過於精準的觀測會讓觀測者發現，地球並不是靜止、固定的宇宙中心，相反，地球沿著一條令人眼花繚亂的軌道繞太陽轉動。這個結論與教會認可的宇宙模型相違背，並且，證明教會這個謬誤的證據就是由幾座歐洲最好的教堂中的裝置呈現出的。
一束陽光在教堂的長凳上緩緩移動，暗示著宇宙和天主教理論及其允許範圍內的想像大相徑庭。在海爾布隆的著作中，天主教教會職員從未想過「他們的教堂會證明，宇宙和教會佈道時所描述的天堂截然不同」。
卡西尼關於聖白托略大教堂設計著作的標題頁細節，描繪陽光照在子午線上的場景。
不管怎麼說，教會至今依舊保持著對天文學觀測的高度關切。教會對天文學觀測的支持並沒有到子午線就終結，本世紀，教會的支持仍在繼續。梵蒂岡天文台將高科技設備安裝在了層層迷霧籠罩下的、相隔萬里的格雷厄姆山，這座山臨近亞利桑那州圖森市。在那裡，有一隊天主教天文學家的專門小組，操作著梵蒂岡的高科技望遠鏡（VATT），觀測一望無垠的星空，從事恆星演化、外星大氣層和銀河系構造演化及相關課題的研究。在明年春天，科學經驗論和宗教信仰會再次站在一起。2017年5月，梵蒂岡天文台將會在岡多菲堡舉行一場關於時空奇點和引力波的研討會。岡多菲堡在羅馬東南方向的阿爾巴諾山上，俯瞰由死火山口形成阿爾巴諾湖。
梵蒂岡高科技望遠鏡（VATT）
保羅·穆勒（Paul Mueller）是耶穌會的成員，同時也是梵蒂岡天文台的天文學家。他成長於美國中西部，在獲得波士頓大學物理學學士學位之後，他加入了耶穌會。在那裡，穆勒在哲學、神學和物理學上取得了驚人的成就。
穆勒對我說，現如今先進科技和天主教信仰之間的衝突和過去相比已經緩和太多了，像子午線這樣的基礎測量工具和天主教教義之間的小差異根本不會引起雙方的不適。穆勒說話的語速略微有些快，兼具嚴謹和耐心。畢竟，他的確站在一個會被雙方攻擊的立場：信徒們不明白他和他的天文學家夥伴們為什麼要執著地撬開未知宇宙邊緣的一角，這種行為就像不斷地推翻創世紀；物理學家們又急於將梵蒂岡天文學劃為不可救藥的中世紀迷信並和他們撇清關係。
但是，穆勒強調，「不論我們在進行數學推算，在做科學研究還是在做藝術工作，人類任何帶著尊敬和無私的行為都是神意的體現。科學是包含在內的。」
羅馬安傑利聖母堂的子午線裝置， AMPHIPOLIS/CC BY-SA 2.0
穆勒再次強調，思考宇宙的起源或者測量黃赤交角和宗教信仰完全不衝突。他認為，無論這些觀測可能會揭示怎樣的規律，信仰恰恰是虔誠的宗教主義和看似與之矛盾的科學數據最終和解的原因。沒有理由忽視或者迴避理論上來說令人不舒服的科學成果（從前引發爭議的科學研究成果也包含在內），例如進化論和氣候變化，目前，教皇弗朗西斯正在敦促天主教徒接受這兩種理論。
伽利略那個時代的天文學家的殘酷命運已經清楚地解釋了當時的教會是否會認可穆勒的評價。伽利略因為推動了「日心說」的發展（更不用說海爾布隆在伽利略傳記中記述的「自大和傲慢」），被教會以異端罪名綁在火刑柱上燒死。直到1992年，伽利略才得以平反——雖然1757年，教會悄悄取消了對伽利略「日心說」的禁令，這時距離他殉難已有359年。
不過，穆勒也告誡我，不要過分強調子午線在教會事物中發揮的作用，尤其是在確定復活節日期方面的作用。他說：「毫無疑問，那些子午線幫助教會確定了這個重大的節日，它們是測量日光的精巧儀器；但是一定要記住，格里高利曆法改革是在1582年實施的，比子午線出現的早了將近半個世紀，比卡西尼在博洛尼亞開工早了75年。」
聖白托略大教堂內景。來源：GIORGIA/CC BY-ND 2.0
18世紀中期，為了能夠比從前更精確，整個歐洲的子午線全部被重做、更新或者微調，子午線被更強大的、用精密研磨的玻璃鏡片製成的望遠鏡代替。
子午線的作用並沒完全消失，而是不那麼重要了而已。從前子午線被用來測量二至點，發現太陽和地球之間意想不到的角度關係，決定耶穌復活的日期；現在則被用來確定當地的正午時間。
如果你在太陽正午前回到聖白托略教堂（太陽正午與腕錶或手機顯示的12：00a.m.不同），你會看到圓盤形的光束正在向子午線水平移動。在太陽正午的特定時刻，太陽到達圓弧形軌道的最高點，光束會和子午線交叉，由早晨變成下午時，圓盤形的光束會越過子午線。
子午線沿對角線分割教堂內部，緊貼教堂的支撐柱。雖然教堂內部最貼近子午線裝置製作的理想場地，但是在教堂內安裝同樣面臨著許多獨特的挑戰。GEOFF MANAUGH
這樣看來，子午線像時鐘一樣運轉著，並且隨著強大的望遠鏡的使用，子午線作為教堂鐘聲的同步工具，找到了它的新角色。海爾布隆用子午線的新角色作為反駁「多維度的正午界定是非常麻煩的」的依據。當幾個教堂「爭相」鳴鐘宣布正午已到，有些時候教堂之間會相差幾分鐘時，這個問題就會顯得很尷尬。這種情況泄露了天主教文明看似十分嚴謹的時間結構下輕微混亂的狀態。
這一平凡的使命某種程度上塑造了子午線目前的運作性質。正如海爾布隆指出的那樣，許多製作子午線裝置的工匠是鐘錶匠。他們金屬零件加工和精密儀器製作的技能讓他們在為大型建築製作裝置時有條不紊。
在現在這個原子鐘、智能手機和電子計時器當道的時代，子午線的作用似乎更少了。遊客們經常完全忽視它，更多地觀賞壁畫、拱門和彩色玻璃窗。儘管如此，子午線裝置仍舊運轉著。它們仍舊默默標記著時間的流逝和地球圍繞太陽運動的軌跡，像宇宙中蠢蠢欲動的發條一般，在二分二至日到來時尤其不安。
更奇怪的是，這些裝置實際上不是完全靜止的。教堂中的永生之牆是移動的。經過這些年的移動，這些石壁開始下沉，不穩定地嵌在土壤中。離開了之前固定的黃赤交角，為測量結果引入了新的致誤因素。
聖白托略大教堂屋頂的孔洞周圍被飾以太陽紋路，無論象徵意義還是視覺效果都是讓信徒看向腳下。GEOFF MANAUGH
佛羅倫薩聖母百花堂內由建築師菲利波·布魯內萊斯基（Filippo Brunelleschi）設計的子午線裝置，最後只能被用來測量教堂本身移動了多少，完全不能再用於任何天文學觀測，淪為建築出現安全問題時的信號燈。
菲利波·布魯內萊斯基（1377-1446）：義大利文藝復興早期頗負盛名的建築師與工程師，他的主要建築作品都位於義大利佛羅倫薩
海爾布隆的書中記述，甚至在聖白托略大教堂，17世紀時，教堂天花板打通的孔洞就已經下滑了原始高度的4%，只有在比較聖白托略大教堂和其他教堂二至點的測量結果的時候，才發現了這一情況。關於這個孔洞到底移動了多長距離的爭論也隨之而來：有些人認為是原始高度的1%，有些人認為是4%，這意味著博洛尼亞數學家們的爭執開始了。隨後，他們很快地將爭論的重點轉移到教堂建築將宇宙模型扭曲了多少上：這裡說的是教堂建築本身，而非為星體研究提供贊助的教會。
之後，有人提出了建築移動問題的解決方案。方案中提到，可以在與教堂牆壁不相連的內柱上添加瓷片，這種做法意味著瓷片和建築的其他部分相互隔開，這樣的瓷片可以用作檢查未來觀測值的「基準點」。其他的解決辦法建議使用獨立的懸浮板，這樣一來，教堂隨著時間改變位置的時候，核心的科學裝置會保持不變。
從某種意義上講，這些建築方面的細節莫名的支持了穆勒所說的觀點，即現在的教會完全支持當代天文學研究。隨著這些古老的建築傾斜下沉或是成為觀賞景點，我們碰觸宇宙的方式也逐漸發生了改變。這些仍舊保留的子午線，是教會內產生的不幸鬥爭的傷痕，也是彌補信仰和物理學裂痕的橋樑。
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