物理史话之地球是宇宙的中心托勒密

在人类科学史上,最著名的一个学说应该非宇宙地心说莫属了,它最初由米利都学派形成初步理念,后来由古希腊学者欧多克斯提出,再经过亚里士多德和托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。该理论的主要内容就是认为地球位于宇宙的中心,人类就住在这个半球型的世界中心上。后来,这个理论被天主教确认为公认的世界观,胆敢挑战这个理论的人都要面临十分严重的后果。而这个理论的集大成者就是本文要介绍的--古希腊天文学家、地理学家和地图学家--托勒密。

物理史话之地球是宇宙的中心托勒密

克罗蒂斯·托勒密

克罗蒂斯·托勒密于公元90年出生在上埃及的佩鲁休姆,也有人说是在托勒马达伊。在公元120年左右的时候,托勒密移居到亚历山大城,并从127年开始,在亚历山大图书馆工作,一直到150年。当时的亚历山大图书馆是古埃及的科学文化中心,一些伟大的学者都担任过图书馆的馆长,比如埃拉托色尼、喜帕恰斯等人。托勒密在亚历山大图书馆中学习和工作,他的知识面很广,写出了包括天文、占星术、光学甚至音乐方面的许多重要著作。其中最著名的就是那本《天文学大成》,它是根据喜帕恰斯的研究成果写成的一部古典天文学百科全书,主要论述宇宙的地心体系,认为地球居于中心,既无公转,也无自转,日、月、行星和恒星围绕着它运行。这种理论符合圣经上说的"地球居宇宙的中心,恒静而不动"的观点,所以后来被中世纪的欧洲天主教所利用,前后禁锢人类思想长达十五个世纪,直到另一位天才的天文学家哥白尼的日心说的发表,才打破了这种禁锢。

托勒密的天体模型之所以能够流行千年,是有它的优点和历史原因的。它的主要特点是:

1. 绕着某一中心的匀角速运动,符合当时占主导思想的柏拉图的假设,也适合于亚里士多德的物理学,易于被接受。

2. 用几种圆周轨道不同的组合预言了行星的运动位置,与实际相差很小,相比以前的体系有所改进,还能解释行星的亮度变化。

3. 地球不动的说法,对当时人们的生活是令人安慰的假设,也符合基督教信仰。

在当时的历史条件下,托勒密提出的行星体系学说,是具有进步意义的。首先,它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体。其次,从恒星天体上区分出行星和日月是离我们较近的一群天体,这是把太阳系从众星中识别出来的关键性一步。

物理史话之地球是宇宙的中心托勒密

天文学大成中的插图

托勒密本人声称他的体系并不具有物理的真实性,而只是一个计算天体位置的数学方案。至于教会利用和维护地心说,那是托勒密死后一千多年的事情了。教会之所以维护地心说,只是想歪曲它以证明教义中描绘的天堂人间地狱的图象,如果编纂教义时流行着别的什么学说,说不定教会也会加以利用的。所以,托勒密的宇宙学说同宗教本来并没有什么必然的联系。

托勒密的另一本巨著《地理学指南》则对地图学的进展有着决定性的意义,在这部书中,托勒密给出了两个有价值的定义,它们在构成地理--地图学的体系上作用很大。一个是地志,这个概念一直从本质上保留了二千年,延用到今天;第二个是"地理",托勒密将其定义为"由自然现象构成的已知世界整体的图形表达"。它的任务就是"使我们能在一幅地图上观察到整个地球"。 他通过制图实践,充分体会到地理在制作地图时的主导作用,因而他还说过"地理是制图的同义词",肯定了地理和地图的密切关系。

物理史话之地球是宇宙的中心托勒密

在托勒密的地理学指南中,他遵照马里纳斯的主张,选定了一条通过"幸福群岛"--大西洋中最西面的加那利群岛或马德拉群岛--的一条经线作为本初子午线,还选用了由波西多尼斯确定的地球周长为18000英里,以50英里为一度的长度。这自然是跟实际的地球周长严重不符的,它使整个地球都被缩小了。托勒密心目中的亚洲应在东方的极远处,而估计出的亚洲最东点和欧洲最西点之间只有50°或2500英里。这个错误成了他对人类历史的最巨大的贡献,十五世纪时哥伦布按照他的著作设想印度一定在欧洲西部不远的地方,从而才敢于冒险西航,也导致了新大陆的发现。

尽管托勒密的地图上的错误多得异乎寻常,它仍然是一千四百年问未被超越的地理、地图方面最典型最权威的著作;它丰富的内容仍然是对历史地理研究最重要的贡献和资料来源,甚至1538年墨卡托编制的第一幅世界地图仍然明显地受到它的影响。有人评价说《地理学指南》既是奠基石又是绊脚石,它的产生、湮没、到复兴所产生的影响证明了这一点。

总之, 托勒密善于用抽象的原理来解决具体的实际问题,他提出的一整套科学的方法在原理上与现代完全一致。他对制作地图作了系统化的阐述,树立了系统的地图集的样板,其形式和内容均成为现代制图的典范。他采用的图例和通用符号,稍作改进即可为现代制图所利用;他最先运用的定向方法,上北下

左西右东至今流行,他列的地名表,无论用地理顺序或字母顺序排列,均向读图者指出每个点的经纬度,和现代地图集的地名附录也几乎完全相同。


分享到:


相關文章: