大數據的始祖——哥白尼

近年來，隨著行動裝置、雲端技術的快速發展，促成了以伺服器為主導來產生大數據（big data），使得網路的連結和應用達到空前的境界。通過電腦資訊系統，可將過去與現在的信息連結在一起。藉由各種處理、分析的手段，來預測未來的可能走向，以便尋找未雨綢繆的因應之道。

實際上，大數據早已成為現今生活中不可分割的一部分。在日常的生活中，周遭出現的任何信息，均與某種或某些大數據有著相當程度的關聯性。依循著大數據之間的歷史性相關性，可建構不同類型或性質的「科學模型」，來詮釋、分析、推測自然界中發生的各種事件或事物。

歷史上，利用大數據間的關聯性來進行事件分析的人物，首推16世紀的科學家尼古拉?哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473－1543）。他很有耐心地計算每顆行星旋轉運行的軌跡，以及各顆行星旋轉運動的軌道長度。他以太陽為中心，按照行星軌道的大小，向外排序，建立各行星彼此間關聯性的連結。最終，他發表了一部震天價響的巨著《天體運行論》（On the Revolutions of Heavenly Spheres）。

何謂大數據

所謂的大數據，就是海量資料或巨量資料。它的特點不在數據資料的多寡，而在於人們如何使用軟硬體，以及如何建制綿密的網路結構。當進行臉書按贊、網頁搜尋、提款機作業、信用卡使用、醫療健檢等行為時，不管是否行使同意或不同意的動作，都會有意地或無意地提供了數據，將其上傳到網路上的資料庫內。從這些巨量的資料中，專家們可設法找出它們之間的關聯性，拼湊或推測出原先看不到的圖像。利用這些整理出來的結果，商人可藉其推估顧客下一步想買的東西，醫生也可以預測病家的身體狀況和癥狀發展。

現今，可以提供信息的路徑來源越來越多，使得每天獲得的數據資料非常地龐大。有時候，數據資料多到不易處理，甚至很難處理。然而，其中可用的數據並不是很多。即使接收者可以主觀地、選擇地篩選那些數據，但對於數據內容的詮釋、判斷和使用，仍然會有心有餘而力不足之感。其實，人們真正需要的並不完全是數據的本身，而是大數據中有形或無形所呈現出來的景象。很多時候，接收者都會被所接收到的大量數據所困惑或誤導。

當談到「大數法則」時，經常有人會引用徐志摩所寫的一篇題為「數大便是美」的散文。他說：「數大了，似乎按照這一種自然律。自然的會有一種特別的排列，一種特別的節奏，一種特殊的式樣，激動我們審美的本能，激發我們審美的情緒。」這段文字說明，自然界中的隨機現象，實際上都會遵循著某些規律或法則。此意即，無序變化中，存在著有序運動，那就是關聯性的歷史軌跡。

依據大數據的資料，可以觀察或搜尋各種事件、事物間彼此的關聯性，也可以藉助它們的歷史紀錄來推估未來的動向。所謂的關聯性，並非是預知未來事件發生的真實性，而是推測未來動向趨勢的可能性。根據大數據所顯現的關聯性，可以建構所期待的「科學模型」。透過此模型來觀察事件演進的走向，可以進行必要的計算與分析，以便預估事件未來動向趨勢的發展。一切「觀念」的形成，一切「事實」的認知，均可經由此科學模型來進行了解、判斷或推測。

真正改變世界的大數據，就是天體運行的觀測數據，他掀起了一場天文學革命。哥白尼花費了30年的寶貴光陰，耐心地計算各顆行星運行的軌道，不斷地進行各種數據的驗證和分析。經過30年的辛苦工作，利用觀測所得的大數據，不斷地進行演算、分析與研究，哥白尼終於磨出了一把利劍—《天體運行論》。

三、改變的年代

古希臘人認為，宇宙的創生乃是從混沌中產生出的秩序。同時，宇宙中蘊藏著完美的秩序。就「宇宙（cosmos）」這個字來說，它本身就意涵著「全部」和「美」。在中古時期（500-1500 AD），柏拉圖（427-347 BC）、亞里士多德（384-322 BC）等人的著作及思想，並未完全消失殆盡。他們的片段思維紀錄，經神職人員整理、整合後，可用於詮釋神學上的發展。中古時期的思想仍著眼於神及人與神間的關係，尚未發展出以人為中心的思維模式。因而，那時的人們並不重視人一生中所需面對的課題，以及與自然界、環境間的關係。

12世紀時，在十字東征及綿密貿易的衝擊下，人們得以有機會再度學習希臘文明及阿拉伯知識。直到1453年，土耳其人攻下君士坦丁堡。居住在拜占庭帝國君士坦丁堡的希臘學者們，紛紛逃到義大利，尋求庇護。當時，義大利的商業、貿易非常發達，累積了不少的財富。於是，義大利成為西方文明思想最先萌芽的地方。由於避難學者們的湧入，帶來了拉丁文譯本的希臘著作。從此，希臘文明便對歐洲思想產生了無休無止的影響。以人為本的思想開始抬頭，歐洲人逐漸從古歐洲文化的遺產中覺醒過來，使得科學得以逐漸地成長與發展。

基督教至高無上的神權思想，受到托勒密「大綜合論」或「天文學大成（Almagest）」很大的影響。托勒密的思維繫統，是建立在大自然表象的基礎之上。人們看慣了太陽、星星的東升西落，以及垂直上拋物體不偏不倚下落的現象。由於人們沉醉在以自我為中心的思潮中，所以非常樂於相信地球是位在宇宙的中心。在亞里士多德和托勒密被尊為「眾人之師」的年代，他們的思維、理論恢復了人們至高無上的信心，亦即人類在宇宙中的優越地位。於是，個人的自我意識企圖從基督的無上神權中掙脫，積極尋找個人精神的自由與解脫，進而產生了歐洲的文藝復興運動。

由於城邦、城市的興起，商人們為追求更為豐厚的利潤，乃間接或直接地激勵了地理大發現的探險活動。另一方面，古騰堡發明的金屬活字印刷術，迅速地在歐洲各地普遍應用，使得書本知識和觀念的傳播比以往快速。此時，葡萄牙、西班牙的探險家們吸收了各國航海技術的經驗，進行了一連串跨越不知水域的航海探險活動。因此，通往新大陸和繞過非洲到中國的航路陸續地被發現，帶回了不同地域人民的信仰、宗教和生活相關的知識，大幅地擴大了歐洲人的視野。這些來自東方的知識，不斷地向中世紀的教條主義挑戰，大大地刺激了歐洲人的想像力。

處於解脫禁錮中的歐洲人，在探索地理、人體、天文三方面有了重大的進展。1492年，哥倫布發現了美洲；1543年，維薩里斯發表「人體結構論」；同年，哥白尼透過數學計算，發表了「天體運行論」。後來，伽利略以自製的天文望遠鏡觀察星體的運動，發現月亮並不皎潔、而且木星附近還有衛星圍繞。這些發現間接地揭示了地球環繞著太陽運行的事實，逐步地顯露出宇宙的奧秘。萬物賴以生存的空間中，日月星辰運轉不息，四季寒暑更替不亂，它們都存在著一定的運行秩序—有序運動。

四、誰是哥白尼

1473年，哥白尼生於波蘭的維斯瓦河畔的托倫小城。當時，那裡屬於波蘭王國的普魯士行省。1491年，他的舅舅擔任埃姆蘭德（Ermland）地區的主教。他讓哥白尼先去克拉科夫大學就讀通識課程，然後再去義大利的博洛尼亞（Bologna）學習法律及醫學。在當時，這種安排是傑出波蘭人的普遍做法。

在學時，哥白尼曾師從多米尼科?馬利亞?德?諾瓦亞（Domenico Maria de Novara）學習數學，他是當時著名的數學家之一。諾瓦亞是托勒密的批評者，他對其二世紀的天文學理論抱持著懷疑的態度。1503年，哥白尼回到波蘭，協助其舅舅處理主教教區的行政事務，並行醫於王室成員和牧師，以及無錢就醫的人們。1512年，舅舅去世，哥白尼就到弗勞恩堡（Frauenburg）定居，開始了他的天文研究工作。在他的後半生中，他也一直擔任著牧師的神職工作。

在弗勞恩堡時，哥白尼對天體的運行非常地有興趣。他深信自然是單純的，為何托勒密的地球中心說內，行星運行的軌道會如此地複雜呢？他發現，人們以往觀察行星運行的位置，都是處於地表上進行的。如果改以太陽為觀察點，那麽對天體運行的描述就可能會簡單一些了。為此，他於1513年在弗勞恩堡大教堂的一座平台上，搭建一座觀測天文的塔台。在那裡，他利用四分儀、星盤等多種天文儀器從事觀測紀錄，累積了關於行星運行、日月食等天象的大批數據。利用這些大數據，他不斷地驗證自己的想法。

1514年，哥白尼寫成一本簡短的《要釋》。其中，倡言太陽為宇宙的中心，地球會自行旋轉。行星運動的「逆行」現象，乃是因地球運行時所造成的錯覺。然而，這些只在他可靠的朋友間流傳。由於《要釋》中沒有數學解說，所以他應允來日當成全書。同年，他奉教皇利奧十世之命，改造曆法。後來，他將觀測的相關數據告訴教皇保羅三世。這份資料，成為日後制定格里高利曆法的基礎。對於農業社會而言，春耕秋收的時機是決定年度收成豐歉的重要關鍵。如果授時錯誤導致歉收、饑荒，以致民變、亡國，那可是何等的大事啊？

早在1530年，哥白尼就已將觀測、發現及推論的結果整理妥善了。哥白尼是一位完美主義者，他總覺得自己的結果不夠完善、尚需進一步地考證和修訂。另外，他深知自己的觀點與傳統的神學思想牴觸，定會觸怒當時的教會，遲遲不敢公開其著作。直到1543年的春天，哥白尼在咽下最後一口氣之前，才決定將整理成書的資料出版。這本描述天體運行的書，名為《天體運行論》。在該書中，他提出「日心說」。他大膽地假設「宇宙的中心不應是地球，而是太陽」，地球與五大行星一樣，皆繞日而運行，且又繞著自身轉軸自轉。

五、天體運行論

對於基督教而言，自然現象的合理性，上帝存在的必然性，兩者都非常地重要。這些觀念，一直烙印在十五、十六世紀每一位學者的腦海中。因此，大部分的學者都會說：「宇宙是設計出來的，那是合理的，應可為人類所了解、接受。」依照數學律，上帝設計、創造了整個宇宙。因而，上帝應是一位忠實無暇且至高無上的數學家。所有關於自然的研究，都是在探討上帝的話語、方法和意志。

《天體運行論》全書共分六卷，第一卷是「以太陽為宇宙中心」的理論，描繪了太陽系的總體規模，主要內容為「地球自轉，且繞著太陽運行」、「天體當比地球大無數倍，是以遠處星座沒有視差」、「天體皆以太陽為中心繞行運轉」等。因為太陽是最明亮之燈，理應普照萬物，所以太陽應該位居宇宙的中心。第二卷描繪地球的運動、討論行星的運行、解析球面上的圓問題，以及如何計算星座的位置和角度。第三卷論述歲差理論，討論春分秋分、夏至冬至、秋分點之轉移，太陽年之長度，以及太陽的位置等。

第四卷至第六卷，分別描繪了月球、行星的運行狀況，詳述計算土、木、火、金、水等五大行星的黃緯和傾角的方法。歷經艱苦的、訓練有素的觀察，哥白尼經由搜集大量的資料、演算大量的數據，把各個天體運動的軌跡歷史整理出來，構想了任何可以令自己滿意的假說。通過這些假說，他一再重讀所獲得一切哲學家的著作，尋找是否有人曾經討論過地球的運動。結果，在西塞羅（Cicero）的著作中發現，希塞塔斯（Hicetas）曾經假設過地球是在運動的。經過長期的反覆觀測之後，他就把其它行星的運動與地球的圓運動聯繫在一起。

從事天象觀測，其數據的精確性受限於所使用的天文觀測儀器。哥白尼時代，天文望遠鏡尚未誕生。天象觀測的工作只能依靠肉眼進行觀察，在四分儀、星盤等工具的輔助下，嚴謹且重複地進行一系列制式的計算工作。按照每顆行星的旋轉運動，計算行星運行軌道的長度。將各行星的軌道長度進行排序，便可從它們彼此間所呈現的關聯性，釐清長久以來天穹的秘密。實質上，《天體運行論》是一本工具書，它提供一套與觀測結果相近的計算方法，其可對當時從事天文研究者提供修改曆法的依據。哥白尼是一位虔誠的基督教徒及數學家，《天體運行論》的出版，使得當時的宗教改革有重新探討源頭的機會。

六、結語

在哥白尼一生的大半歲月里，都在為其心中的論述進行耐心的研究。他以前人的知

識為基礎，比對當時的觀測數據與往昔結果間的差異，修正前人的誤解，並重新思考、建構新的天體運行模型。他以改變往昔的心情，重新探索原已定型的世界。

經由長期的觀測，哥白尼掌握了豐富的天體運行知識，發現了托勒密學說的缺陷。內行星繞日而行雖是對的，但內行星與太陽一起繞著地球旋轉則是錯的。哥白尼的學說不是憑空想像的，是有科學根據的，且有哲學根源與歷史根源。他體會出中心火模型的哲學觀點，宇宙中心本就應該放置扮演聖潔火的太陽。古希臘雖有過日心說，但其觀點過於粗糙，缺乏完善的理論。

藉助大數據的資料，哥白尼的計算結果推翻了「地心說」。1621年，克卜勒的《哥白尼天文學概要》證明了哥白尼的理論，使得「日心說」不再遭到質疑。今日的大數據，對人類社會的影響是全面性的。這種影響到底有多大，目前還無法預測。是否還會再次引起一場「哥白尼式革命」？現在尚不得而知。

主要參考資料

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