由古希臘人、托勒密、哥白尼構(gòu)建的早期天文學史

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天文學是人類最為古老的科學。很可能自“類人”的穴居人存在以來，人們就在試圖解釋抬頭仰望天空時看到的東西。例如電影《銀河系漫游指南》中著名的一幕，名為“望月者”的原始人仔細審視著天空，想要看清楚、搞明白他到底在看著什么。這樣的原始人很有可能真實存在過，他們在看到宇宙時，試圖對其行一定理解。

史前天文學

將時間快退到誕生了最初文明的一萬年前左右，這時的天文學家就已經(jīng)知道要如何利用天空。在一些文化中，他們有專攻天體運行的祭司、女祭司和一些“精英”，負責決定宗教儀式、節(jié)日慶典進行和采用怎樣的農(nóng)耕周期。他們憑借著觀測天空甚至預測天文事件的能力，在其社會中獲得了極大的權(quán)力。這是因為，對大部分人來說，天空還是一個謎，而且在大部分的文化中，人們把他們的神祇置于天空之中。那些能把天空之謎（以及眾神）搞明白的人，注定十分重要。然而，他們的觀測并不完全科學，雖然是基于儀式目的，但他們的觀測更偏向?qū)嵺`層面。在一些文明中，人們認為天體及其運動可以“預言”他們的未來。這種信仰延續(xù)到現(xiàn)在，形成了如今被認為不太可信的占星學——在人們眼中占星學更加傾向于娛樂，而非科學。

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希臘人開創(chuàng)先河

對天空觀測進行理論構(gòu)建的最初一批人中，有古希臘人的身影；大量證據(jù)顯示，古代亞洲社會同樣以上天作為農(nóng)時歷法的依據(jù)；當然，航海者和旅行者在環(huán)行地球時利用太陽、月球和星星的位置來尋找航向。

當時對月球的觀測表明，地球同樣是圓的。那時的人們相信，地球是萬物的中心；而哲學家柏拉圖斷言，球型是完美的幾何形狀，當這兩種觀點結(jié)合起來時，地心說的宇宙觀仿佛“渾然天成”。

早期的許多其他觀測者堅信，天堂實際上是圍繞地球的晶狀圓拱，但這種觀點在公元前4世紀被天文學家尤得塞斯和哲學家亞里士多德的觀點取代。他們認為，太陽、月亮和其他星球都在環(huán)繞著地球的一套鑲嵌的同心球中懸掛著。沒有人能看到它們，但有東西在支撐著天體，而隱形的同心球正是一個合理的解釋。

雖然這樣的解釋有助于古人搞明白未知的宇宙，但這個解釋并不能正確地幫助人們從地球表面來追蹤月球、星星等星球的運行軌跡。在經(jīng)過了一些改善后，該解釋成了之后六百多年中主導的科學宇宙觀。

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天文學中的托勒密革命

在公元前2世紀，在埃及工作的羅馬天文學家克羅狄斯·托勒密，向晶狀同心球的地心說模型加入了他自己的一個奇特創(chuàng)新。他認為“某物”連接著星球，而星球就在其形成的完美圓形中運行。這些東西環(huán)繞著地球，他將這些小圓環(huán)稱為“本輪”，這是他重要的（如果是錯的）假設(shè)。盡管是錯誤的，但他的理論可以相當好地預測星球軌跡。在之后的14個世紀里，托勒密的觀點一直是星球運行的“首選解釋”。

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哥白尼革命

到了16世紀，當一個波蘭天文學家，尼古拉·哥白尼，受夠了復雜而不準確的托勒密模型，開始著手建立自己的理論時，一切都改變了。他認為，一定有一個更好的方式來對觀測到的星球運動和天上的月亮進行解釋。他從理論上解釋了太陽其實是宇宙的中心，而地球和其他星球一樣只是在環(huán)繞太陽。這樣的解釋看起來足夠簡單，也非常有邏輯，但他的理論卻和神圣羅馬教會的觀點相悖（教會的觀點很大程度上基于托勒密理論中的“完美”）。實際上，他的理論給他帶來了一些麻煩。這是因為，在教會看來，萬物的中心一直都是而且只能是人類和人類的星球。哥白尼的理論使地球跌落神壇，降到了教會不敢設(shè)想的程度。鑒于教會掌握著對于一切知識的權(quán)力，它竭盡全力使哥白尼的理論失去可信度。

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但哥白尼堅持自己的理論。他的宇宙模型，盡管被認為是不端的，但還是做到了三件重要的事情。它解釋了星球的順行與逆行；它使地球不再被認為處于宇宙中心；另外，它還擴大了宇宙的尺寸。在地心說模型中，宇宙的大小是有限的，因而宇宙得以24小時環(huán)繞地球一周，否則星星將會因離心力甩出去。所以，由于哥白尼的理論使人類對宇宙有了更深刻的理解，也許教會確實害怕這一理論帶來的人類宇宙地位降級。

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雖然這是朝著正確方向邁出的一大步，但哥白尼的理論依舊是復雜而不精確的。盡管如此，他還是開辟了一條通向更深遠科學理解的通路。在他臨終時才得以出版的著作《天體運行論》，是文藝復興的開始和啟蒙運動的關(guān)鍵元素，在那期間，隨著天文望遠鏡的建造，科學的天文學理論變得十分重要。從天文學的出現(xiàn)，到天文學成為我們現(xiàn)在所知并依賴的獨立學科，都離不開這些科學家做出的貢獻。

BY: Nick Greene

FY: 法厄同

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