引言

李氏自修是：以自我为中心，审视宇宙，解构宇宙；内省自己，解构自己，解构出一个一个的知识点，建构成一个系统的关于这个世界的知识体系。提升自己的能力，然后指导我们的生活和行为，像一个哲学家一样过完这一生，争取更幸福的人生吧。

这一章内容是李氏自修（宇宙篇）的第五章。第四章链接：宇宙图像：张衡 | 印度教 | 古希腊的哲学家们 都怎么看？

数学对古希腊天文学和宇宙观的影响

介绍古希腊的天文学之前，有必要提一下，古希腊数学特别是几何学的辉煌成就，因为数学的发展，为天文学提供了很好的工具，数学是逻辑科学，人们也开始用理性的目光注视我们存在的宇宙。数学对天文学的贡献是巨大的，人们开始用数学（几何）模型去描述自己所看到的一切。

古希腊属于海洋国家，人们在海边向远处眺望，看到天球像是从海中升上来的。人们开始怀疑地球的表面是否是平坦的。如果地球是有弧度不平坦的甚至就是球形的，怎么证明呢？

早在公元前3世纪，哲学家埃拉托塞尼斯就设计了一个实验来进行证明。实验是这样，若地球的表面是平坦的话，同样的物体在不同的地方就应该有相同的影子。这样，他在某一天的同一时间，在两个相距数英里的地方各树立同样高的标杆。结果这两个标杆的影子的长度不同。所以就证明了地球的表面是弯曲的。从影子的角度，他计算出地球的圆周约两万五千英里，误差不足100英里。

还有一个证明是，人在海边眺望的时候，看到远方的船时，总是先看到船帆，船好象是慢慢从海中升起来似的，有个说法叫一碗水端平，不偏不倚，水面不可能是不平的，那就只能这样解释，地球本来就是弯曲的。

还有人们认识到月蚀的成因是地球在月亮上的影子是圆形的，如果地球是平板的话，那地球在月球上的影子大多数时候就应该被拉成椭圆形，除非月蚀总是发生在太阳位于地球圆盘中心之下的时候。除此之外还有其他的证明方法。能够证明地球是球形的这一点非常重要，甚至可以说是一场学术的革命，因为只有地球是圆形的，人们才有可能想象到它可以自转产生日夜四季的变化。

虽然在理论上似乎可以证明地球是球形的，但是在很长时间内，就算人们相信地球是球，也不相信地球在运动，因为人类感官的局限，感受不到地球在动，所以地心说才会那么深入人心。关于地球是个球，有人提出疑问，地球对面的人怎么没有掉到太空里去，不是相对与我们头朝下吗？而我们相对于他们也是悬在天空的，为什么呢？亚里士多德的解释是，地球位于宇宙的中心，各方重物都向地球坠落。后来，1519-1522年麦哲伦船队进行了一次环球航行，地球是球变得无可非议。

人们还用数学方法估算出太阳、月亮及地球到太阳月亮的距离，也发现了岁差现象。由于数学的缘故，人们相信天体的运行也应该体现出数学的完美，然而事实却不像数学那么完美，也许创世的上帝并不像柏拉图所讲是几何学家，他好象没有研习过几何学。

数学给人们认识宇宙提供了帮助，却也阻碍了人们对宇宙的正确认识。古希腊哲学有两大权威柏拉图和亚里士多德，柏拉图哲学中有一种关于善的理念，由此他希望天体的运动是非常有秩序，单纯的美的，即做完美的圆运动，以符合他的善。而亚里士多德在他的《论天》中明确提出，地球是球形的位于宇宙的中心，天体的自然运动便是圆运动。他们的看法主要是美学的，不是科学的。大部分建立在想象，少部分建立在观察之上。这就是他们关于宇宙图象的描述。

不过人们通过观察很快也发现了事实并不是如此，人们发现天上有五颗星星是流浪者，他们并不合群，他们的运动似乎令人捉摸不透，很不规则，人们称他们为行星，行星的运动并不是完美的圆形，后来托勒密（生活于公元后2世纪）修改了以前的说法，他重新画出一副关于宇宙的图画，也就是著名的地心学说。

我们要知道宇宙的图画，首先得知道宇宙中有些什么，图象就是如何摆放这些天体，以及说明这些天体如何运动。人们在发展中早就知道宇宙中存在恒星，因为恒星间的相对位置不随时间变化，所以才会有固定的星座的出现。才会认为一切恒星都是镶在一个天球之上的。但是当时人们还不知道太阳其实也是一颗恒星。只不过人们能看到的天空只是半球，也就是中国人讲的“天似穹庐”。人们知道地球是球形的当然很容易知道天球也是球，但是当人们以为地球是扁平的时候，怎么知道天球是球呢？肯定不会是北半球的人跑到南半球，然后回来告诉别人说自己在南半球看见的天空也是另一个半球。也许人们是看到太阳落山后，总得有个去处，于是知道了地球下面还有一半天球。

天空中除了相对不动的恒星，还有不断变动位置的行星和他们的卫星（当然那时候人们没有卫星的概念，伽利略首次用望远镜发现木星的4颗卫星），以及特殊的流星体和彗星，人们称彗星是扫把星，是一种不详之兆。却把流星当作是上帝用于实现人类愿望的令箭。

以前人们认为一切天体都是绕着地球做完美的圆运动的，且天体都在天球上，没有距离的远近。托勒密修整了古老的观点，他认为地球静止于宇宙的中心，太阳月亮绕地球沿圆轨道运动。而行星的运动（就是修改过的部分）很复杂，行星绕着一个空的中心作圆运动，称为它的本轮，同时本轮绕着地球做圆运动。他对天体的距离也作了调整，天体在离地球的远近不同的轨道上运行。而行星外面的镶着恒星的天球还像以前一样做着周日运动。其实那时候的理论也是有科学的成分的，人们先提出假说理论，然后根据实际观测，对理论进行修正。

那时候正好基督教在西方盛行，基督教相信一切都是上帝所创，上帝创造了人类，并把人类居住的地球放置在宇宙的中心。托勒密的地心说正好符合《圣经》创世纪的说法，所以基督教把地心说理论立为正宗，其他人不许再提出疑义了，不然就是对上帝不虔诚，是要受到宗教异端审判所的审判的。

其实在基督教还没有盛行之前，就有人违反了《圣经》的教义了。亚里士达克在公元前3世纪就提出个一个完全不同的宇宙图象，一切行星包括地球都以圆形的轨道绕着太阳运动，太阳和恒星不动，而地球每天还要绕自己的轴自转一周。这也可以解释日夜和四季的变化。因为运动是相对的，所以不管谁绕着谁转都是没有问题的，只是哪个理论更简单，更能与观测相符合。也就是哪个更为科学。但是偏偏这种理论没有传播开来，亚里士达克也无法证明。等到基督教在精神上统治西方的时候，就更得不到传播了。

但是地心说的理论起初倒是能准确预报一些天体的位置，可是时间一长，问题就多了，它预报的位置与实际的观测位置有偏差越来越大，但是后来的天文学家只是继续在这基础上修正学说，而不是推翻它，他们在行星运行的本轮上继续加第二个本轮，后来竟然加到几十个，虽然这可以用复杂数学计算认证。但是已经阻挡不了人们对理论本身的怀疑了。理论是产生于实际观测的，当理论经不住观测检验时，我们要做的不是怀疑观测，而是应该首先怀疑理论的可行性。

但迫于宗教的威望，人们只能在私下研究，不敢公开发表反对的言论。所以人是害怕犯众怒的，特别是当他侵犯到大多数人的信仰时。个人意志与群众意志的较量，是要付出代价的。16世纪的波兰天文学家哥白尼相信太阳位于宇宙的中心，地球围绕着太阳公转，地球本身也在自转。他也偶然知道了公元前的亚里士达克的理论，更坚定了他对自己学说的信心，但是他是在教会工作的，深深知道如果他公开这个学说，可能会遭遇到的不幸，所以起先只是匿名传播，直到1543年也就是他去世的那一年，才出版了一本著名的书《天体运行论》，书中详细讲述了日心地动学说。哥白尼本人没有因为这个学说遭到迫害，因为他自己升入天堂去向上帝忏悔去了。不过我不知道他的坟墓是否保存完好？

但是哥白尼在凡尘的支持者们却付出了惨痛的代价，布鲁诺被烧死在罗马百花广场，而另一位可以说是近代物理学的开山鼻祖的人物—–伽利略也因为支持哥白尼的学说，被软禁到死亡。1609年，伽利略第一次把望远镜（望远镜是1608年荷兰的眼镜商李波尔塞发明的，当望远镜传到意大利时，伽利略立刻就想到用它来进行天文观测，这就是科学的洞察力，但在这之前它已经被用与战争了，所以一项有用的发明使用范围是非常广的。很悲哀的是，很多发明都是在战争中实现它们的价值。）引进天文学观测，发现几颗小星绕着木星转，就像月亮绕地球转一样。这是对地心说的又一次重创，因为木星的伴星没有很直观的绕着地球运动。尽管这样，教会的人还坚持木星的伴星是以一种很复杂的方式绕地球运动的，不能凭这个对地心说提出质疑。而那时候的教皇还是伽利略的朋友，伽利略并没有因此逃脱惩罚，所以在信仰面前友谊是苍白的。

哥白尼的理论是行星绕太阳做圆运动，用这个理论预测行星位置和地心说一样，也有误差，17世纪的天文学家开普勒相信八分之差（预言与观测相差八分）不能当作观测误差来处理，这样的情况下，他偶然发现如果把行星运行轨道换成椭圆，则预言就能很好的和观测相符了。

对宏观宇宙图像的探讨，先到这里。下面的章节和大家一起探讨古代哲学家对宇宙本源的探索。

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