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聊天语宙|乌龟塔上的旅途(一)

发布人:日期:2020-12-30浏览数:

前言


在人类的历史上好像有着这样一种共通的行为,不论种族,肤色,文化,地域等等诸多差异,也不论是否身处战争的暴乱,饥荒的恐惧,瘟疫的蔓延,我们都一直在固执地、满怀热忱地仰望着头顶上的星空。我们对它报以最崇高的敬畏以及孩提般纯粹的幻想,倾吐着我们最真挚的情感,宣泄着我们生活中的愤怒与痛苦,或者希望它能够见证和另一半真挚的感情。我们头顶上的星空对于人类来说,说是人类浪漫的终极体现也毫不为过。因此,怀揣着敬畏与幻想,我们从来没有停止过对它的探索与想象。


我们总是会仰望星空,正如我们需要生活。

01

古人的宇宙

#地心说


“四方上下曰宇,古往今来曰宙。”


中国古人对于包络着世间万物的集合的命名,叫做“宇宙”,它既包含了空间,也包含了时间。也就是说,在宇宙之中,既包含了“物质”,也包含着物质的“变化过程”,而这与西方科学世界对于“cosmos”的想法有着极大的相似。而人类在有了仰望星空的意识时就开始了对于宇宙的想象与思考,经历了漫长的思考,争论,甚至伴有着恐怖,死亡。在历经了蛮荒,愚昧,极权,人类艰难的一步步的接近着真理。

人类关于宇宙的思考与想象数不胜数,从无限乌龟塔到“巨碗”,再到“天之包地,犹壳之裹黄。”人类始终不曾放弃对于这个世界的想象。其实我们思考的这切一直以来都试图回答一个最基本的问题。


“世界是什么样子的?”

地心说由三个最基本的观点作为理论基础:

1.地球是球体;

2.地球是静止不动的,而且处于宇宙的中心;

3.所有日月星辰都围绕地球转。

据此建立了一套在当时看来很完美的能够描述头顶星辰运动行为的理论。


其实即使站在今天我们的角度也很难想象身处在一个物理完全没有被系统化的时代,古希腊人的哲人在最初是如何提出了这样一套理论的,这套理论的先进性与前瞻性极具生命力,以至于在今时今日甚至仍可以给我们一些启迪,因此我们不妨放慢一下脚步,来思考一下地心说的建立过程。

正如上面我们假设的,地球作为宇宙中心,是不会动的,日月星辰围绕着地球转动,而在古希腊人朴素的观星概念中,星辰的大小、亮度的不同,正是星辰距离我们远近的体现,而在当时的人们看来,星辰作为完美无缺的象征,那么它们的运动轨迹也自然是一种“完美图形”,也就是圆和球。

那么究竟是哪一种形状呢?地心说最早的建立者之一,也是柏拉图的员工的欧多克斯认为天上的星辰镶嵌在离地球距离不同的27个同心球壳上,这27个球壳各自的转速均不一样,但是又会相互关联叠加运动,看起来用这样的理论去描述当时行星所做的复杂的周期运动无疑是十分成功的,并且在以当时的观测水平来看也是相当精确的。

而在观测水平的不断加深与精确的过程中,人们也在不停的修改着欧多克斯的理论——通过不断的增加球壳数的方法,因此先后通过欧多克斯的员工卡利普斯和古希腊的著名思想家、科学家亚里士多德的不懈努力,成功将天球数目增加到了56个,其中亚里士多德所加的22个球壳,是所谓的“不转动球壳”,但是这些球壳并非不转动,而是以与正常的球壳相反的方向转动,目的是将若干个这样的“不转动球壳”嵌套在两个正常球壳中来抵消着两个正常球壳之间的牵连运动,因此这些球壳自身一定要是“不带有星体”的状态。

实际上这时候的作为主导理论的天球说已经由于其过于繁冗的理论逐渐为人所质疑了,加之日月星辰的运动不停的由于观测的不断精进而不得不因为只发生了一个极小的数值差异就需要对整套理论进行一个较复杂的订正,最终导致了有人重新开始思考新的一套理论体系,也就是阿波罗尼奥斯、托勒密等人所建立的天体轨道理论,即认为天体的处在形状各异的圆轨道上,比如日月的轨道就是两个不同的偏心圆;行星自己本身处在一个圆轨道上,叫做本轮轨道,而不同的行星又同时围绕着地球在不同的轨道上做着大的圆周运动,而这样的轨道叫做均轮轨道。

本轮和均轮理论的提出极大的简化了同心球理论所要求的复杂的运动模型,并且对于观测数据的不断精进,对于不同星体轨道的修正似乎也极为的容易解决了,因此很快便被人们所接受。

但从公元前提出了本轮均轮学说后经过了十多个世纪到达了中世纪的时代,人们的天文观测方法已经逐步的系统化,精确化,因此在将一些行星的本轮轨道增加至80多个时仍然没有办法与观测数据符合的很好时,人们终于意识到,这种古老的理论终于应该作为历史的回忆,被更有生命力的新理论取代了。