趙之珩
古時候,人們看到廣闊的平原、一望無際的海洋,就想象天是圓的,地是平的。誰都不敢想象大地是球形的,因為如果大地是球形的,海水不就流光了?處在地球另一邊的人和物,不是就要掉落下去了嗎?
公元前5世紀(jì),古希臘有一位哲學(xué)家名叫畢達(dá)哥拉斯,有一天,他的老師泰勒斯對他說:我已經(jīng)把我的知識全部傳授給你啦,你去航海旅行吧,在旅行中你一定會有許多新發(fā)現(xiàn)的。聽了老師的話,畢達(dá)哥拉斯乘船出發(fā)了。在日落的時候,他發(fā)現(xiàn)光芒四射的太陽周圍,有一圈圓圓的光暈,他想這個現(xiàn)象應(yīng)該能夠說明太陽是球形的。當(dāng)太陽落下后,他又發(fā)現(xiàn)月亮明暗交界處是弧形的,這說明月亮也是球形的。夜更深了,他仰望著滿天星斗,發(fā)現(xiàn)天上的星星仿佛是一個個小圓點兒。他想:這是因為星星距離我們十分遙遠(yuǎn),如果走近了,就會看到它們也是球形的。白天,他在航行時又發(fā)現(xiàn)海面并不是水平的,遠(yuǎn)方的來船總是先見船帆,后見船身。這說明地球表面是有曲度的,進(jìn)而他推斷出地球是球形的。
公元前3世紀(jì),古希臘一位名叫亞里士多德的哲學(xué)家為畢達(dá)哥拉斯的地球理論提供了幾項有力的證據(jù)。
亞里士多德出生于斯塔基拉,17歲時進(jìn)入雅典的柏拉圖學(xué)園學(xué)習(xí),由于成績優(yōu)秀,畢業(yè)后成為學(xué)園的老師。在柏拉圖學(xué)園里,亞里士多德學(xué)習(xí)了天文學(xué)、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)和修辭學(xué)。為了研究生物,他派出一千多人到各地采集標(biāo)本,還為五百多種動物冠以學(xué)名。他認(rèn)為宇宙萬物不是被神控制,而是遵循著一定的規(guī)律在運(yùn)行,而人類的任務(wù)就是探索這些規(guī)律。關(guān)于地球的形狀,他通過前人的推斷和自己的觀察,為“地球是球形的”這個推論提出了三大鐵證。
第一,我們看遠(yuǎn)方的來船總是先見船帆,后見船身。這說明地表是一個曲面,而曲面無限延伸就得到一個球形。
第二,月食是地球的影子投射到月亮上形成的,我們看到月食的影子是圓形的,也就說明地球是球形的。
第三,如果從南向北走,就會看到越向北走,北極星的高度越高;同理,越向南走,北極星的高度越低。這也可以說明地球是球形的。
這三大鐵證的提出,使越來越多的古希臘人相信了“地圓說”,拋棄了“地平說”。
亞里士多德博學(xué)廣聞,馬其頓國王腓力二世非常敬重他,聘請他為自己12歲的兒子亞歷山大單獨授課。亞歷山大跟隨亞里士多德不但學(xué)習(xí)了自然科學(xué)、哲學(xué)原理,還樹立起為國家造福的崇高信念。20歲時,亞歷山大當(dāng)上國王,他平息了內(nèi)亂,開始遠(yuǎn)征,建立起了一個橫跨歐、亞、非三大洲的“亞歷山大帝國”。在亞歷山大大帝的倡導(dǎo)下,這個帝國不僅注重物質(zhì)文化的建設(shè),還非常重視科學(xué)文化的發(fā)展。亞歷山大城中不僅有學(xué)園,人們還歷經(jīng)百年建立起世界上最古老、最豪華、藏書量最多的“亞歷山大圖書館”。
亞歷山大城濃重的文化氛圍吸引了來自四面八方的學(xué)者,這其中就有天文學(xué)家托勒密。托勒密生于埃及,從小熱愛讀書、樂于思考,在公元127 年,他長途跋涉前往位于亞歷山大城的學(xué)園學(xué)習(xí)。他花費大量時間埋首書海,終于寫出《天文學(xué)大成》,總結(jié)了泰勒斯、畢達(dá)哥拉斯、亞里士多德、阿里斯塔克、阿波羅尼等人幾百年來的研究成果,成為古希臘天文學(xué)的集大成者。
在這本著作中,托勒密首先肯定了我們居住的地球是一個球體,明確了“地球”這個概念,并且建立了以地球為中心的宇宙體系,這就是后來廣為流傳的“地心說”。
“地心說”認(rèn)為我們所處的地球是球形的,它處在宇宙的中心靜止不動。日月星辰都圍繞著地球轉(zhuǎn)動,它們運(yùn)行的軌道是正圓形的。月球是距離地球最近的天體,往外依次是水星、金星、太陽、火星、木星、土星以及眾多的恒星。水星、金星、火星、木星、土星這五顆行星分別在自己的“本輪”上運(yùn)行,而本輪的中心又在“均輪”上運(yùn)行。托勒密以這樣的方式就解釋了行星時而“順行”時而“逆行”的原因。除此之外,托勒密還測定了2000多顆恒星的位置,并將其劃分成48 個星座。在觀測和研究的基礎(chǔ)上,托勒密建立起的宇宙體系統(tǒng)治了人類一千多年,直到哥白尼的“日心說”出現(xiàn)。