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聊天語宙|烏龜塔上的旅途(一)

作者:陳濤時間:2020-12-30 21:54瀏覽次數:

前言


在人類的歷史上好像有著這樣一種共通的行為,不論種族,膚色,文化,地域等等諸多差異,也不論是否身處戰爭的暴亂,饑荒的恐懼,瘟疫的蔓延,我們都一直在固執地、滿懷熱忱地仰望著頭頂上的星空。我們對它報以最崇高的敬畏以及孩提般純粹的幻想,傾吐著我們最真摯的情感,宣泄著我們生活中的憤怒與痛苦,或者希望它能夠見證和另一半真摯的感情。我們頭頂上的星空對於人類來說,說是人類浪漫的終極體現也毫不為過。因此,懷揣著敬畏與幻想,我們從來沒有停止過對它的探索與想象。


我們總是會仰望星空,正如我們需要生活。

01

古人的宇宙

#地心說


“四方上下曰宇,古往今來曰宙。”


中國古人對於包絡著世間萬物的集合的命名,叫做“宇宙”,它既包含了空間,也包含了時間。也就是說,在宇宙之中,既包含了“物質”,也包含著物質的“變化過程”,而這與西方科學世界對於“cosmos”的想法有著極大的相似。而人類在有了仰望星空的意識時就開始了對於宇宙的想象與思考,經歷了漫長的思考,爭論,甚至伴有著恐怖,死亡。在歷經了蠻荒,愚昧,極權,人類艱難的一步步的接近著真理。

人類關於宇宙的思考與想象數不勝數,從無限烏龜塔到“巨碗”,再到“天之包地,猶殼之裹黃。”人類始終不曾放棄對於這個世界的想象。其實我們思考的這切一直以來都試圖回答一個最基本的問題。


“世界是什麼樣子的?”

地心說由三個最基本的觀點作為理論基礎:

1.地球是球體;

2.地球是靜止不動的,而且處於宇宙的中心;

3.所有日月星辰都圍繞地球轉。

據此建立了一套在當時看來很完美的能夠描述頭頂星辰運動行為的理論。


其實即使站在今天我們的角度也很難想象身處在一個物理完全沒有被系統化的時代,古希腊人的哲人在最初是如何提出了這樣一套理論的,這套理論的先進性與前瞻性極具生命力,以至於在今時今日甚至仍可以給我們一些啟迪,因此我們不妨放慢一下腳步,來思考一下地心說的建立過程。

正如上面我們假設的,地球作為宇宙中心,是不會動的,日月星辰圍繞著地球轉動,而在古希腊人朴素的觀星概念中,星辰的大小、亮度的不同,正是星辰距離我們遠近的體現,而在當時的人們看來,星辰作為完美無缺的象徵,那麼它們的運動軌跡也自然是一種“完美圖形”,也就是圓和球。

那麼究竟是哪一種形狀呢?地心說最早的建立者之一,也是柏拉圖的學生的歐多克斯認為天上的星辰鑲嵌在離地球距離不同的27個同心球殼上,這27個球殼各自的轉速均不一樣,但是又會相互關聯疊加運動,看起來用這樣的理論去描述當時行星所做的複雜的周期運動無疑是十分成功的,並且在以當時的觀測水平來看也是相當精確的。

而在觀測水平的不斷加深與精確的過程中,人們也在不停的修改著歐多克斯的理論——通過不斷的增加球殼數的方法,因此先後通過歐多克斯的學生卡利普斯和古希腊的著名思想家、科學家亞里士多德的不懈努力,成功將天球數目增加到了56個,其中亞里士多德所加的22個球殼,是所謂的“不轉動球殼”,但是這些球殼並非不轉動,而是以與正常的球殼相反的方向轉動,目的是將若干個這樣的“不轉動球殼”嵌套在兩個正常球殼中來抵消著兩個正常球殼之間的牽連運動,因此這些球殼自身一定要是“不帶有星體”的狀態。

實際上這時候的作為主導理論的天球說已經由於其過於繁冗的理論逐漸為人所質疑了,加之日月星辰的運動不停的由於觀測的不斷精進而不得不因為只發生了一個極小的數值差異就需要對整套理論進行一個較複雜的訂正,最終導致了有人重新開始思考新的一套理論體系,也就是阿波羅尼奧斯、托勒密等人所建立的天體軌道理論,即認為天體的處在形狀各異的圓軌道上,比如日月的軌道就是兩個不同的偏心圓;行星自己本身處在一個圓軌道上,叫做本輪軌道,而不同的行星又同時圍繞著地球在不同的軌道上做著大的圓周運動,而這樣的軌道叫做均輪軌道。

本輪和均輪理論的提出極大的簡化了同心球理論所要求的複雜的運動模型,並且對於觀測數據的不斷精進,對於不同星體軌道的修正似乎也極為的容易解決了,因此很快便被人們所接受。

但從公元前提出了本輪均輪學說後經過了十多個世紀到達了中世紀的時代,人們的天文觀測方法已經逐步的系統化,精確化,因此在將一些行星的本輪軌道增加至80多個時仍然沒有辦法與觀測數據符合的很好時,人們終於意識到,這種古老的理論終於應該作為歷史的回憶,被更有生命力的新理論取代了。



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