太阳离我们地球有多远

大多数种族，包括那些远古民族，为自己创造出故事，解释天地的一般初始、昼夜的交替，以及一些天文学现象。大多数民族设计出宇宙进化论来解释事物为什么是今天这样，希腊人也不例外，但是他们的天文学如同他们的数学，显示了他们科学前辈古巴比伦人和古埃及人的影响。

古巴比伦人将宇宙描绘为一个大的形状，天空是房间屋顶，地球是地面。地面被水所围绕，如同城堡被护城河所围绕一样，在护城河的远处矗立着山脉，支撑着天穹。更多的山覆盖着白雪，从地面的中心升起，从中有幼发拉底河，即古巴比伦人生活的中心。

古埃及人画了一幅类似的图画，但是将埃及放在地面的中心，大概他们想象尼罗河的每年的洪水显示出这里是地球表面的最低处，四个巨大的柱子支撑着屋顶，上面的星星像灯一样点缀。

最早的希腊人采用了这种一般的图画，但是很快进行了改进。在荷马时代（公元前9世纪），他们想象地球是一个平盘，带有大洋，他们称为海洋神之河，代替周围的护城河。在上面是天穹，下面是塔耳塔洛斯（“地狱”的代名词，死者的住所），形成了与天穹对称的第二层穹。

泰勒斯和阿那克西曼德　在公元前6世纪，泰勒斯和阿那克西曼德再一次修订了这幅图画。泰勒斯认为，泥土在水上漂浮，而阿那克西曼德的观点更先进。看到星星围绕极星旋转，他得出结论说，它们被贴在一个完整的球形上，地球自由地悬浮在中心上的空中，没有任何支撑。他想象说，地球在与其他天体的等距离处——似乎他已经在考虑地球受到其他天文物质的引力的作用。

这对于古巴比伦、古埃及人和荷马关于宇宙的图画有一个明显的改进，他们的设想没能解释太阳在哪里度过夜晚。现在，太阳可以在晚上从地球下穿过，而不仅仅是在船中被载着在护城河中转圈，如同古埃及人所设想的。但是这幅图画太过革命性，无法获得一般认同——也许，这需要太多的数学想象。不久之后，我们发现阿那克西米尼写道，太阳和诸星并没有在地球下穿过，而是它们所黏着的那个球面在地球上不断转动，如同“帽子可以在头上转动”——这个猜测只需起码的观察就可以否定。

阿那克西曼德没有认为地球是球状，而认为是一个圆盘或短粗的圆筒，其厚度仅是直径的三分之一。他说，太阳与地球的大小相同，按轨道沿着地球转动，轨道的大小是地球的27～28倍，而月亮的轨道是地球的19倍。但是这没有任何推理和观测作为基础，仅仅是凭空臆测。的确，希腊人的观察力还是令人遗憾的落后，似乎还没有人意识到月亮表面的明亮的部分总是对着太阳，或者猜测月亮的光辉来自太阳。相反，我们发现阿那克西曼德说，一般的星体，包括月亮，都有管状通道突出，从而我们可以从中看到光。月亮的盈亏是由于这个通道被交替打开或关闭，如果完全关闭，则发生月食。

毕达哥拉斯学派　在阿那克西曼德之后的一个世纪中，毕达哥拉斯学派学者取得了很多重要的进展，尽管如以前一样，很难将这些观点归于某一个人。

阿那克西曼德的自由悬浮在空中的短粗圆筒论被取代，毕达哥拉斯学派学者据说一直相信地球是球形，每天沿着一个轴旋转。他们还做出重大假设，假设地球没有构成宇宙的固定的中心，而是与其他所有行星一起，沿着一个中心的火旋转。一个记载将这个观点归于菲洛劳斯，另一个记载归于某位锡拉库扎的希塞塔斯。如果他们再进一步，确认这个中心火为太阳，那么他们就对科学发展做出了重大的贡献，但出于某种原因，他们没有走出这一步。一般认为，这个中心的火的确意指太阳，但是他们不敢这样说，也许是因为出于对宗教迫害的恐惧，如同后来阿那克萨戈拉所遭遇的一样。另一方面，亚里士多德说，他们确信天空中运行的物体的总数一定是神奇的10。在这个总数上，太阳、月亮和其他的5个行星组成了7个，然后地球和有固定星星的球体构成另外两个。为了将数字拉向所希望的10，他们设想一个“反地球”，也在围绕中心火旋转。由于没有见到中心火或反地球，则不得不假定说，他们所居住的地球的球体永远从上述两者移开，这与中心火为太阳不一致（图2-13）。

图2-13

关于中心火和反地球的假设很快站不住脚，航海者已经开始驶出地中海，南至非洲北至欧洲进行探索，他们将很快沿着不列颠海岸驶到外面的冰冻海中。他们看到很多奇异的景色，但是没有一个显示中心火或反地球的存在，所以最终，由于缺少信息，它们不再得宠，同时坠落的还有毕达哥拉斯学派学者的更加有价值的部分学说。

毕达哥拉斯学派学者相信自然框架中数字的极端重要性，这使得他们想象，不同行星与中心火之间的距离呈现某种简单数字的比率，而且也必然与音阶中的和谐间隔相同。这样，他们说，“整个天空就是和谐和数字”，并且相信行星在沿着轨道运行时产生了音乐，但我们听不到——“球体之间的和谐”。

阿那克萨戈拉　克拉佐门尼的阿那克萨戈拉是一个富人，但忽视他的财产，将自己投入到天文学中，说人出生的目的是“探索太阳、月亮和天空”，并最终因为理性主义的观点陷入麻烦。他发现月相的原因，根据埃蒂乌斯的记载，并坚信月亮每个月的暗晦是因为跟随给它光亮的太阳运行，而当它在地球的阴影中时，即出现月食。普鲁塔克说：“阿那克萨戈拉是在所有人中第一个最清晰最勇敢地写出月亮明晦原因的人。”但是克莱门德说，他质疑所有宣称的事实，怀疑它们仅仅是一些创造，而创造者“希望在天文学家和哲学家中造成混淆”。不管怎样，他说，如果这样的食况的确发生，可以通过地球大气的折射进行充足的解释，这使得即便太阳和月亮在地平线以下也可以被看到。“可能发生的情况是，当空气湿润并完全湿的时候，可见的光线通过弯曲产生在地平线以下的方向，抓住刚刚落下的太阳，从而产生一种印象，好像太阳还在地平线上”。

阿那克萨戈拉表达了其他的理性而唯物主义的观点，拒绝在天空的陈列中看到任何神奇或神性的事情，并且声称其他天体与地球具有同样的一般本质，除了它们通过旋转变得白热。他认为太阳是一个巨大的白热的金属，比伯罗奔尼撒大，而月亮有山谷和山脉，如同地球。他猜测说，宇宙初始时“是一个混乱的物质，所有事情混合在一起”，在其中产生了旋涡，扩展到更加宽大的圆圈内，从而空气、云、水、泥土和石头在圆圈运动下逐一分离，最重的仍然靠近中心，最后“在不断的、旋转运动的力量中，周围的激烈而火热的介质将石块从泥土中剥离，并将它们点燃成为星星”。——这种宇宙产生论与后来的“拉普拉斯的星云假说有很大的共同之处”。阿那克萨戈拉认为，在我们世界周围的其他世界也是同样产生的，并且有我们同样的人类在上面居住，有城市和用于耕种的土地，以及他们自己的太阳和月亮。

这些学说解释了很多事情，但当阿那克萨戈拉在雅典进行阐释的时候，并没有获得流行。普鲁塔克告诉我们，阿那克萨戈拉的书几乎没有得到尊重，只是“秘密流通，很少有人阅读，并且在拿到时都小心翼翼”。我们已经注意到柏拉图是如何得到的。最后，雅典人决定将阿那克萨戈拉以不敬神和无神论的罪名处死，他试图将他们的神祇带走——那是有助且友善的存在体，一般而言，人们可以向其求助和获得安慰，并且神接受他们的恳请甚至贿奉。亚拉图写道：“我们总是在宙斯的需要中，我们甚至是他的后代。他用他对人类的善意，指出吉祥的事物，激起人们进行劳动，告诉他们注意每日的日常需求，以及土壤什么时候最适于牛和犁的耕种，什么季节耕种树木和一切种子可以带来吉兆。”一般的希腊人不情愿放弃这样的神而选择没有生命的泥土和金属。

而其他人更加开化，发现这些类人的神令人满意，并且，如同齐诺弗尼斯所说：“寻求，合适地发现——一个神，所有神和人的最伟大者，与人在思想和形体方面不同，但是无所不见，无所不闻，无所不知。不需辛苦劳作，他可以通过头脑中的想法支配事物，在同样的地方永存，毫不移动。”但是他们同样不愿意接受对天空现象的理性的解读。如同普鲁塔克所写：“那时的人们拒绝容忍自然的哲学家和被称为仰视星星的人，他们的假定是将神性消磨直至归于无理由的起因、盲目的力量和不必要的特性，因而普罗泰戈拉被流放，阿那克萨戈拉被监禁，尽管后来由伯里克利费尽周折营救出狱。”

关于阿那克萨戈拉到底发生了什么，有一些疑问。一个记载中说，他被定罪并从雅典逐放出去，只是通过伯里克利的营救才免于一死。而另一个记载则说，他被赦免，但发现最好还是离开雅典，回到出生地艾欧尼亚。无论哪个情况，都十分清楚地说明了人类思想的理性主义的时代还没有到来，相反，此时开始了一场长期的宗教与科学之争。宗教宣战，开始了对科学的迫害，这在两者的历史上令人遗憾地反复发生，并留下了显著的印记。在阿那克萨戈拉的情况中，我们发现最初、最简单和原始的形式的冲突，其简单性和与现代世界的远离使我们可以非常容易地理解。

柏拉图　天文学和物理学一样，在这期间受到了亚里士多德和柏拉图消极态度的不利影响。柏拉图的科学信念不是建立在观察或知识之上，而是仅仅建立在对“什么是最合适的”的个人观点之上。宇宙在他看来，一定是用来满足人的需要和欲望的，神一定是好的，因而一定建立起一个最好的世界让我们来居住。因为所有形状中最完美的是圆，神一定将宇宙做成了球形。而且，由于最完美的曲线是圆，神一定让行星按照圆周进行运动。运动是来源于神性，必然在规律性方面完美无缺——所以对于柏拉图而言，当发现星星的运动不具备完美的规律性时，他会感到很大的麻烦，据说他曾经让所有的学生尽力去发现什么样的统一性和有秩序的运动可以解释行星的运动。

在柏拉图一生的大部分时间中，他想当然地认为，地球在宇宙的中心，但在他的晚年似乎对此观点有些改变，根据普鲁塔克的说法，他“很后悔将地球作为宇宙的中心，这显然不合适”。对设想中的中心火的思考，现在令他“认为地球是在中心以外某个别处，而且认为中心和最主要的地方属于更加有价值的星体”。但他还是不动摇地认为，宇宙的计划可以通过一般原则更好地发现，而不是通过观察，在他的唯一一个科学对话中——《蒂迈欧篇》，其中最弱者——他尽量从完全无理由的假定出发发现这个计划，即该结构是人类的结构，他认为，宏观世界一定与微观世界相仿。

但是我们知道，还是根据普鲁塔克的说法，他对于天文学的兴趣将这种观点从无神论的责骂中解救了出来，并使之成为一个值得尊敬的研究题目，“通过柏拉图光照四射的名望，这种责骂被从天文学研究中去除，所有人都可以了解该题目。这既是因为他一生所备受的尊重，也是因为他将自然法则置于神的原则之下”。

亚里士多德　亚里士多德的一般态度与此类似，他的观察能力在生物学中广获成功，但在天文学和物理学中却没有那么有成就。如同柏拉图，他尽力从一般原则而不是知识演绎出宇宙的计划，并认为其必定是以球和圆的完美形象做样板的。他将宇宙比作一个同轴球系统，都以地球作为共同的中心。在泥土圈的外部是海洋圈，然后是大气圈，然后是火圈，这样依次有四圈——泥土、水、空气和火。在火圈之外有其他圈层，有月亮、太阳和已知的5个行星。最后，在所有之外，是固定星体圈。与原子主义者的宣教不同，亚里士多德认为，一定有某种驱动力在不停工作，保持不同的圈和与它们的关联行星不断运动，所以他假定还有另外的一圈，在所有圈之外，提供这种动力——主要驱动者，亚里士多德认为应该是神本身——他使所有的行星和星体在不同的圈内以同样的速度运行，“就像被爱的驱动给爱的。”

但是亚里士多德非常具有包容性，很大程度上意识到其他观点也站得住脚：“如果任何人从与我们所说的不同的立场来研究同一个问题，我们必然尊重双方，但是要由更准确的来引导。”

在他的《天象论》中，亚里士多德猜测说：“与整个宇宙相比，地球的整体小得微不足道。”并继续说：“从地球上小变化的原因出发，将宇宙置于不断变化的过程中是荒谬的，因为地球的体积和实体与整个宇宙比起来的确微乎其微。”他还对中心火的学说进行了理性的辩护，但这是一个典型的例证，他通过错误和不科学的原则进行讨论，得出了错误和不科学的结论。在引用了毕达哥拉斯的观点“中心是火，地球是一个星体”（如行星）之后，他继续说：“很多其他人可能同意，我们不应该将中心位置给予地球，即不应该寻找对理论的证实而是寻找对观测事实的证实。”理论是，既然火比地球更值得尊敬，火理所应当，并且也必然已经获得了更加值得珍惜的地位，“从这些前提出发进行讨论，他们认为地球不是球体的中心，火才是。”

欧多克索斯在离开闭塞之地回到天文学思想的主流之后，首先应该提起的是另外一个毕达哥拉斯学派学者，尼多斯的欧多克索斯（公元前409—前356），他是一个优秀的观察家，对行星的运动进行了精确的观察。

我们曾经看过柏拉图如何阐述他的问题，即什么样的统一体和有顺序的圆形运动可以解释观测到的行星运动。欧多克索斯对解决这个问题的努力，使他阐释了一种在多方面来说是退化的宇宙学。他的前辈毕达哥拉斯已经将地球在空间的运行与其他行星相提并论，欧多克索斯不仅将地球的运行放回万物的中心，而且令其静止在那儿。在这个固定的中心周围，他猜测有很多球体在运转，在外一层是亚里士多德所说的带有很多星体的一个球，里面的一层没有星体或行星，因而它绕着中心的地球进行非常复杂的旋转。为了适应他的观察，欧多克索斯需要3个球体分别给太阳、月亮，另外4个球体分别给每个星体，总数为27之后，他的学生卡利普斯更加确切的观察显示，27个球体不够，现在需要34个球体。这里我们有一个圆圈和周转圆的复杂体系的胚胎，这个体系将在托勒密的领导下，主宰引领未来的2000年。

图2-14

在整个期间，探索者继续探索地球的表面，并且注意到一天的长度如何在不同的地区有所不同，并且这种情况取决于纬度而不是经度，这意味着地球在形态上是球体。最后，埃克潘达斯——最后一个毕达哥拉斯学派学者之一，宣称这个球体围绕着自己的轴进行运转。

大约公元前350年，本都的赫拉克利德斯（公元前388—前315）教导了类似的学说，并且提出，太阳和主要的行星围绕规定的地球旋转，金星和水星围绕运动的太阳运转——这个系统具有前瞻性，类似于1900年以后的第谷·布拉赫提出的概念。

要感谢埃克潘达斯和赫拉克利德斯，天文学现在有了一个关于地球的观点，地球非常小，可以在固定星体和行星的篷穹下运行，而所有这些星体都围绕着太阳运转。

[1]1英尺＝0.3048米。——译者注。

[2]1码＝0.9144米。——译者注