由開普勒《魯道夫星表》卷首圖設計探析一種特殊的科學史傳播與普及形式

張楠

[摘 要] 1627年，開普勒的天文學著作《魯道夫星表》正式出版。其中，由作者本人親自設計的卷首圖“烏拉尼亞的神殿”，呈現出一種獨特的科學史敘事風格。這幅圖像完全可以被看作是一個獨立、完整、充滿藝術和文化內蘊的科學史作品，堪比一座能夠展示17世紀之前歐洲天文學發展的“天文博物館”。文章以該圖像作為案例，將之看作一種能夠進行科學史傳播和普及的特殊形式，對其創作機制和特征進行探析，以期豐富當下科學史普及形式的相關討論，并能夠對更廣闊領域中的科普創作有所啟發。

[關鍵詞] 天文學史 天文圖像 科學圖像

[中圖分類號] P1-09；N4 [文獻標識碼] A [ DOI ] 10.19957/j.cnki.kpczpl.2023.04.004

基金項目：安徽省自然科學基金青年項目“《魯道夫星表》卷首插圖天文儀器科學復原研究”（2108085QA44）。

一、科學史傳播與普及中的圖像

圖像在科學史的傳播和普及過程中，豐富了科學史的呈現形式，并且具有文字記載和語言表述所無法實現的形象化功能。用于科學史傳播的圖像又與科學發展過程中產生的圖像不完全一致。后者嵌入至科學技術的發生發展過程中，比如作為標本和知識元素的各歷史時期的草藥、動植物繪圖，不同知識領域的理論、模型示意圖，科學工具和儀器的設計圖，古地圖和星圖，人體圖等等。這些科學的歷史圖像自然具有普及科學史的作用。但我們所提出的用于科學史傳播與普及的圖像，則特指在科學技術發展過程之外，由人為策劃設計，反映科學技術發展歷史的一種創作形式，比如知識圖譜，以及對于某個歷史上科學相關的具體場景的圖像再現等。

在現今科學史傳播和普及的圖像創作中，最為突出的是發展圖譜。其表現形式多樣，或按照時間線索陳列，或按照某種作者采用的分類方法進行排布和設計。這類圖譜式圖像將科學史與藝術相結合，在傳播和普及科學史方面起到了重要作用。但如果僅按照時間軸和某種“分類”方式對長時段的歷史進行繪制，其最終呈現多為大幅、長卷式圖像，更適合在各類場館中進行展示，作為一種大型展品被觀者閱讀。其縮小比例的復制品和數字復件，則完全無法達到原作的展示效果。而正常規模書籍中所附“圖譜”，通常也不能實現“一目了然”，其多為高信息密度的知識元素匯集，如果是同質化的內容排列，更會使人在閱讀中無法用同樣的關注度“讀”完全部內容。

在這樣的情況下，近代早期的科學，特別是天文學領域的印刷書籍中，由作者和畫師精心設計的敘事型插圖，尤其是作為整部書籍“大門”的卷首圖和扉頁圖，可以為我們提供一種創作科學史傳播和普及圖像的新思路。印刷書籍是近代早期科學傳播的主要方式之一，圖像的雕版印刷不僅影響了知識的呈現和傳播方式，還使一種重要的視覺媒介——卷首圖和扉頁圖，從書籍中誕生。它們是視覺上進入一本書的門戶，以充滿象征性的圖像，傳達著特定的主題與思想。這一時期的卷首圖和扉頁圖是讀者深入理解作者與作品的一種重要途徑 。而這一時期的科學家們也開始注意到印刷圖像在增加個人聲望、捍衛學術觀點、傳播科學知識等方面的作用[1]，一大批蘊含著豐富科學史信息的圖像被設計和制作出來。

我們在這些科學書籍特別是天文書籍的卷首圖和扉頁圖中，發現了一種獨特的設計，它們不是單純的裝飾性圖像，也不是文字的注腳和附屬，而是充滿著歷史敘事的內容表達。這些卷首圖完全可以被看作是一個獨立的、完整的、充滿藝術和文化內蘊的科學史作品。其中最具代表性的卷首圖，出自天文學家開普勒（Johannes Kepler）于1627年出版的《魯道夫星表》（Rudolphine Tables）。這幅圖像由開普勒本人親自設計，作品名為“烏拉尼亞的神殿”（Temple of Urania），又被稱作“天文殿堂”（圖1）。無論在科學史還是圖像史研究中，這幅圖都因蘊含豐富的天文歷史、視覺信息而備受關注。本文則希望借由這幅圖像作為案例，將之看作一種能夠進行科學史傳播和普及的特殊形式，對其創作機制和特征進行探析，豐富科學史普及形式的討論，并對相關科普創作有所啟發。

二、開普勒在《魯道夫星表》卷首圖中建造的“天文博物館”

在《魯道夫星表》的卷首圖中，開普勒建造了一座“天文殿堂”，在我們今天看來，就是一座建造在紙上的17世紀的“天文博物館”。關于這幅圖像的視覺語言分析研究者頗多，本文在前期工作中對相關文章進行了參考[2-5]。這座虛構的博物館采用了十二邊形柱廊穹頂式神殿設計。穹頂至高點處，是代表神圣羅馬帝國的御鷹，頭戴皇冠，爪握權杖，口中落下金幣，象征著這項事業背后的皇家支持。代表天文學的女神烏拉尼亞（Urania）坐在戰車之上，位于鷹翅之下，頭戴繁星皇冠，手舉月桂花環，正待對杰出的天文學家進行加冕。穹頂的12條邊上，矗立了12位代表不同領域知識的女神，在圖像中可見者有6位（還有6位在該書序詩中有所描述），由左至右分別是“自然”“光學”“對數”“幾何”“平衡”“磁性”?！白匀弧雹俚念^像太陽一樣發出光芒，右手拿著地球模型；“光學”手持望遠鏡；“對數”雙手持比例為1∶2的長桿，頭上顯示了代表自然對數的圓環；“幾何”手持尺規，面前立著一塊繪制了開普勒運動定理的圖示；“平衡”注視著手中以不等距（即偏心）狀態達到平衡的天平，偏心處則是太陽；“磁性”手中拿著指南針與磁石。這6位知識女神體現了完成《魯道夫星表》所需要的數學與其他理論“工具”。

整幅圖像的下部是建筑的基座。圖中基座由五塊浮雕板組成。最中央的浮雕展示了星表數據的觀測地汶島的地圖，地圖右邊的兩塊浮雕分別描繪了星表的刊刻、印刷過程，左邊兩塊浮雕則分別展示了開普勒的工作場景與第谷（Tycho Brahe）繼承人的形象。

“天文殿堂”的中心空間，是由12根圓柱圍合而成的柱廊區域，也是開普勒所“策劃”的講述17世紀之前天文學史的“展廳”。首先，十二邊的選擇象征了黃道十二宮。柱廊天花板上刻畫了天文學家第谷·布拉赫的折中宇宙體系示意圖，其中地球的正下方懸掛了一塊題名牌匾。而柱廊的地面上，則以黃道十二宮為區劃，描繪了恒星位置簡圖。建筑的12根圓柱圖中僅可見 10根。由后至前分別是兩根樹干般的原始木柱、兩根大塊磚砌石柱、4根帶有基座更為堅固的精細磚砌石柱，以及兩根帶有基座和雕塑造型的精美石柱。這象征著天文學從粗疏到精密的發展過程。

兩根原始木柱中間站立著一位代表巴比倫天文學傳統的迦勒底占星師，他伸長手臂，用肉眼在拇指與食指間的空隙中大致觀測著星與星之間的距離。木柱旁是兩根簡易的人工石柱。剩下的6根柱子，均刻有天文學家的姓名?？亢蟮淖笥覂筛逃忻值膱A柱，由磚砌而成，代表這兩根石柱的主人并沒有人像出現在圖中。左邊的一位是阿拉托斯（Aratus），柱上的代表儀器是天地儀（armillary sphere）；右邊則是默冬（Meton），柱上的代表儀器是可演示19年朔望月周期和月相的表盤；由此向前的兩根磚柱，左邊柱前站著希帕恰斯（Hipparchus），雙手均持有文本，柱上懸掛著一個天球儀；右邊坐著托勒密（Ptolemy），正在簡易桌板上對著一本希臘文圖書進行計算，柱上儀器則是星盤，柱子底部靠立一張圖板，上面寫著“Eccent.”字樣。

站在整個圖像中心的，是第谷和哥白尼（Nicolaus Copernicus）。右邊的第谷穿著華麗的長袍，脖子上掛著大象勛章，手指向天花板上刻畫的第谷宇宙體系示意圖，似乎在向坐著的哥白尼發問。代表第谷的柱子選擇了復雜精美的科林斯柱頭，柱子上懸掛著象限儀和六分儀。右邊的哥白尼柱上懸掛了他曾設計、使用過的十字儀和三角尺，柱基上放著一本觀測資料。哥白尼本人坐在柱前，面向第谷，膝上放著他的作品。

以上，我們已經大致瀏覽過這座17世紀的“天文博物館”。其中每一個“展項”都體現出作者的匠心設計，在這座“博物館”中，開普勒巧妙運用圖像元素展示了從知識、理論、儀器到人物、書籍出版的全面的天文學發展歷程，這是一次17世紀“天文歷史圖像化”的早期實踐。接下來我們將繼續以這幅卷首圖的設計細節和特征進行分析，并就其作為科學史普及特殊形式的創作要點進行討論。

三、開普勒“天文殿堂”進行科學史普及的特點

（一）展品全面：在一幅圖中聚集豐富的科學史元素

劍橋大學科學史與哲學系曾經開發了一個天文學史資料性網站，以數字化方式提供早期天文學史的各種資料，名為“星空信使”（starry messenger）。其不同分類的入口鏈接設計即使用了“天文殿堂”中的視覺元素（圖2）。首先，以圖2中最左邊代表阿拉托斯的柱子為例，點擊柱子上的儀器“環形天地儀”，就可以直接去到“Armillary Sphere”（左欄第一行文字鏈接）的資源頁面。頁面中包含了與這一儀器相關的下一級內容信息。如果點擊柱子下方的阿拉托斯人名，則將會鏈接到所有古代天文學家的信息頁面中。同樣，不同的女神像鏈接著不同的數學和物理學內容頁面，不同的儀器、任務也具有相應的導向功能。

由此可知，開普勒的這座“天文殿堂”，幾乎能夠集中古代天文學發展過程中的全部要素，也正因為這樣，這幅圖像才可以被作為鏈接一座天文學史資料庫的“大門”?！按箝T”將讀者分別導引至對數、光學等數學和物理學工具內容，宇宙理論和十二宮星圖等天文學基本信息，天球儀、六分儀等天文儀器，托勒密、哥白尼等古代天文學家，《至大論》（Almagest）、《天體運行論》（De Revolutionibus Orbium Coelestium）等天文學文本，以及天文學的贊助者、天文臺地理信息、天文書籍刊刻印刷、文化、社會要素等資料分類之中。讀者在這樣的圖像面前，對其視覺元素所代表的天文信息，一目了然。因此，科學信息分類的全面與完整，是該圖像的一大特征。而如何在一幅有邏輯線索的圖像中合理、巧妙地整合某個科學史主題的全部信息要素，就是策劃與創作此類圖像的第一步。

（二）展線清晰：易讀的天文學史敘事線索

在這幅圖像的整體空間設計上，穹頂之上的神鷹、烏拉尼亞和知識女神像，呈現了以天文學為核心的知識之神與皇室象征；神殿的基座則用多幅方形浮雕，展示了開普勒所在的“現實”世界；而占據畫面中心的柱廊區域，是開普勒講述其天文學故事的舞臺。

首先，開普勒利用柱體的不同材質與柱式設計，構造了一條明晰的天文學發展時間線索：從巴比倫天文學到古希臘天文學，再到中世紀歐洲的天文學，最終到達《魯道夫星表》。

其次，每根柱子所代表的天文學家、懸掛的儀器或者出現的人像、圖書，均自成體系，形成獨立的展示單元。以視覺中心第谷單元為例。第谷身穿貂皮長袍，戴著大象的獎章（丹麥王室的最高獎項），右手向坐著的哥白尼指出他的折中宇宙模型（地球在宇宙的中心，太陽圍繞地球運行，所有其他行星都圍繞太陽運行）。而這個模型被完整地刻在天花板之上。第谷左手支在他的代表柱基之上，旁邊放著一部圖書Progymnasmata（全稱為Astronomiae Instauratae Progymnasmata，即《新編天文學初階》，書中描述了第谷的“地—日心折中系統”）。第谷所倚靠的柱子為科林斯柱式，精美繁復，與第谷本人及其天文理論相得益彰。柱子上懸掛的六分儀和象限儀，也正是第谷在其位于汶島的天堡和星堡天文臺進行觀測的關鍵儀器，他對這兩件儀器進行了改良與創新。

從圖像整體空間設計，再到主要展示區域的空間分配與排布，我們可以看到開普勒先把天文信息轉化為不同的視覺元素，再將其按照某種他所設計的次序進行組織，而觀者的視線和思考也隨著這種特定的方向進行移動。因此，天文學史敘述線索的制定，就是此類圖像制作的第二步，即在不同層次的空間關系中展示已有的視覺元素，從而呈現創作者所要達到的視覺秩序[6]。

（三）知識游戲：解謎式閱讀的趣味與啟發

整幅圖像的細節充滿了知識型解謎的“會心”之處，使得即便是已經具備了圖中科學史知識背景的觀者，依然能獲得層出不窮的閱讀驚喜和趣味。

比如，圖中所有文字皆使用簡寫，需要自行補充信息才能理解。再比如圖中托勒密手邊的圖書，名稱是古希臘文對“Megale Syntaxis”的簡寫，我們現在更為熟知的是它另外一個阿拉伯化的名字“Almagest”。托勒密在桌板上計算證明的幾何圖形，熟悉初級幾何的人就可以看出這是著名的“四邊形定理”，也就是托勒密定理，即兩條對角線的乘積等于對邊的乘積之和。另外，如果仔細閱讀基座上左手起第二塊浮雕，我們將發現很多“隱藏信息”巧妙地融入圖像設計之中。這是屬于作者開普勒本人的浮雕畫。畫中他穿著睡衣，眼鏡放在桌子上，燭臺上的蠟燭正在燃燒，一個夜以繼日努力工作的科學家形象躍然紙上。浮雕上方的4個紋章從左至右分別代表他曾經生活和工作的地方：波希米亞、布拉格、上奧地利和林茨。懸掛著的橫幅則用簡寫形式，點出了在開普勒之前出版的4本天文學著作，從上至下分別是《宇宙的奧秘》（MYSTER. COSMO）、《天文學的光學部分》（ASTR. P.OPTICA）、《新天文學》（COM. MARTIS.）、《哥白尼天文學概要》（EPIT.AST.COP.）。圖中最令人驚嘆的是，桌子上放著一個烏拉尼亞神殿的穹頂模型（這個模型正是圖的主體），似乎在表明，這座自古開始建造的天文殿堂，其最終的封頂者正是開普勒自己。同樣的，穹頂上位置高于其他知識女神的天文學女神烏拉尼亞，也暗示了開普勒認為，天文學的地位應高于其他。

我們可以發現，類似上述的隱藏信息無法被觀看者直接獲取，或者需要讀者具有一定的知識基礎，或者需要讀者在讀圖時出現某些“靈機一動”的時刻。無論如何，當讀者獲取到這些隱藏信息時，一定是充滿樂趣的、會心一笑式的正面體驗。而每一條經由讀者本人思考加工后“豁然開朗”的發現，都將加深其對這幅圖像以及圖像中相關科學內容的記憶，產生更好的科學傳播效果。因此，將“知識游戲”的方式融入科學史作品之中，有助于提高該作品的“可讀性”與互動深度。

四、繪制“科學史博物館”圖像的基本要素

（一）繪制什么：以扎實的科學史研究為內容基礎

若要繪制一座“科學史博物館”，顧名思義，需要以科學史內容為創作基礎。從開普勒的“天文殿堂”，我們看到了對天文學發展超出一般意義上的專業認知。也就是說，科學史科普精品的創作和策劃，不是僅以科學史通識類書籍作為藍本就可以完成的，需要的是更加細化、專業的知識背景與研究成果。因此，本文討論的科學史傳播和普及圖像之創作，應由科學史專家參與進行基礎內容的梳理和策劃研究。只有以專業的科學史研究作為基礎導向，作品才有可能在內容策劃上推陳出新，脫穎而出。

我們現今的科學史傳播與普及，較少與國內外最新的科學史研究成果相結合。內容多以數年前的普及型、大眾型讀物為策劃基礎，觀念相對陳舊，知識內容也有很大更新推進的空間。近年間，隨著科學史學科建制化、職業化的不斷完善，學術研究和理念的不斷提升，已經出現了數量可觀的科學史新成果、新認知。應該及時將其有效傳播至社會公眾，及時推出基于科學史發展前沿的新作品，及時對現有場館的展品、展項進行升級更新。因此，這就對科學史從業者積極主動參與社會文化建設提出了要求，同時也對相關科學史普及、創作從業者進行學術轉化提出了要求。這不僅是科學史從本身的發展提出的內部需求，也是文化市場的自身需要。

（二）如何繪制：科學編史學、藝術設計與策展思維的高度結合

開普勒在“天文殿堂”中，巧妙使用“物像”和空間設計，向觀眾提供了一條清晰的編史學線索，指引觀者進行“游覽”。所以，“科學史博物館”的第二個“繪制”要素，是如何用圖像講述科學史，也就是如何將某一主題的科學史內容和編史學思想，轉化為視覺語言與視覺秩序。這就需要創作者或者創作團隊同時具備科學史與藝術設計、展覽策劃的專業背景。從科學史內容到視覺元素的轉化，一方面，要求創作主體具備根據科學史主題對知識信息進行選擇與整合的專業能力，可以清晰提取出某個科學史主題下的關鍵信息和知識要點；另一方面，同樣要求創作主體擁有不俗的藝術審美和設計能力，能夠將科學史信息有效轉化為兼具審美和知識性的視覺語言。

而使用視覺元素表現特定的科學編史學思想，再將之轉化為觀看圖像的視覺秩序，則需要科學、藝術與策展思維的高度結合。選擇科學史視覺要素，進行藝術轉化，再布列在整幅圖的主題設計之中。17世紀一位科學家可以獨立完成的過程，在今天可能需要更多的團隊合作與溝通。

（三）為誰繪制：提升作品分層閱讀與主動閱讀的潛能

即便是到了現在，開普勒這幅“天文殿堂”依然能吸引來自不同領域的研究目光。在這座“博物館”中，“博”字不光體現在天文學信息的極大豐富上，更體現在其構建出了一個充滿關聯和推想的圖像世界。從神像到政權，從科學到藝術，從理論到實踐，從知識到書籍的社會生產，幾乎任何年齡段、專業背景的觀者，都能在其中找到與自身產生關聯的節點。因此，如何讓圖像與更多的人產生思想關聯，需要創作主體對作品進行更加深刻的思考，提升作品分層閱讀的可能性。本質上這與前兩個創作要素是一致的，即在每一方面都做到極致專業。無論更偏好科學史內容還是藝術呈現，無論少年兒童還是成年觀眾，無論是否具有科學史背景知識，都可以在圖中發現不同的閱讀趣味。

開普勒深入挖掘當時具有普遍認知的文化寓意，并有效嵌入“知識型游戲”，使得這幅圖像具有了吸引人主動反復閱讀的潛力。一方面，在任何一種知識傳播與普及的過程中，解謎與游戲的融入都是激發受眾主動性和積極性的重要途徑，需要調動額外思考才能獲取的信息，更易被有效地傳播和接收。另一方面，科學史的傳播與普及，不能僅僅停留在介紹某個具體的歷史時期，而應該融合現今社會文化基礎，盡可能地打造思維的“關系網絡”，引發受眾的思考和興趣。因為在任何一個傳播體系當中，給誰傳播、和誰交流，都是需要被認真探討和對待的基本要素。

綜合來看，開普勒創作的這幅“天文殿堂”集合了豐富的天文學相關信息與要素，又將其轉化為視覺元素，并采用有效的歷史敘事線索，建立視覺秩序，導引觀者的視線和思考。更妙的是，作者還將知識游戲式的巧思融入圖像中，提升了觀者的興趣與解謎動力，創造了主動閱讀與反復閱讀的契機。加之藝術、文化與社會要素的綜合疊加，這些特征都使得此類圖像能夠在科學史傳播和普及的各種形式中具有經濟、審美、趣味、高效、便利等多項優勢。對今天而言，某一科學史主題的綜合圖像，不失為一種獨特、有效的創作形式。而此類創作的重中之重，就是將創作主體在科學史、藝術設計與展示策劃等領域的專業性，進行最大程度的強調，以及充分的溝通與結合。

參考文獻

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[3]ALBRECHT A，CORDIBELLA G，REMMERT V R，eds. Tintenfass und Teleskop：Galileo Galilei im Schnittpunkt wissenschaftlicher，literarischer und visueller Kulturen im 17. Jahrhundert[M]. Berlin：Walter de Gruyter，2014.

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[5]S？DERLUND E. Taking Possession of Astronomy：Frontispieces and Illustrated Title Pages in 17th-century Books on Astronomy[M]. Stockholm：Katarina Tryck AB，2010.

[6]BERTRAM G，BüTTNER N，ZITTEL C，eds. Gateways to the Book：Frontispieces and Title Pages in Early Modern Europe[M]. Leiden：Brill，2021.

（編輯 / 齊 鈺）

Analyzing a Distinctive Form of Dissemination and Popularization of the History of Science through the Design of the Frontispiece in Keplers Rudolphine Tables

Zhang Nan

（Department for the History of Science and Science Archaeology，University of Science and Technology of China，Hefei 230026）

Abstract：In 1627，Kepler published the astronomical work Rudolphine Tables. The frontispiece，“The Temple of Urania，” designed personally by the author，embodies a unique narrative style in the history of science. This image can be regarded as an independent，comprehensive work of art and cultural significance in the history of science，akin to an “astronomical museum” showcasing the development of European astronomy before the seventeenth century. This paper takes this image as a case study，viewing it as a special form capable of disseminating and popularizing the history of science. It analyzes its creative mechanism and characteristics，aiming to enhance current discussions on the popularization of the history of science and provide inspiration for popular science creation in broader fields.

Keywords： history of astronomy；astronomical images；scientific images

CLC Numbers：P1-09；N4 Document Code：A DOI：10.19957/j.cnki.kpczpl.2023.04.004

①本文對圖像的細節描述以課題組博士研究生顧一鳴對《魯道夫星表》“序詩”和“序言”的翻譯工作為文獻基礎，相關譯文將陸續公開發表。

①http：//www.sites.hps.cam.ac.uk/starry/starrymessenger.html.