遲到千年的日心說(shuō)
——從阿里斯塔克到哥白尼

（西安建筑科技大學(xué), 陜西西安 710000）

一、阿里斯塔克日心說(shuō)概述

廣袤無(wú)垠的宇宙對(duì)古代自然科學(xué)家來(lái)說(shuō)，始終充滿著無(wú)窮無(wú)盡的吸引力。在眾多天文理學(xué)和宇宙學(xué)中，關(guān)于宇宙中心問(wèn)題的探索，始終是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。早在公元前310年，薩默斯的天文學(xué)家阿里斯塔克就首次采用了一種以太陽(yáng)為中心的宇宙模型。他把太陽(yáng)放在中心，賦予地球兩種運(yùn)動(dòng)：每天圍繞自己的軸旋轉(zhuǎn)一周和每年圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)一周，太陽(yáng)和恒星都是不動(dòng)的。這與兩千年后哥白尼的日心說(shuō)建立的模型并無(wú)太大差異，但是這種理論在當(dāng)時(shí)卻鮮有贊同者。

拋開(kāi)智者學(xué)派懷疑一切的傳統(tǒng)，首先阿里斯塔克本身也無(wú)法解釋地球是如何一面保持自轉(zhuǎn)，一面又圍著太陽(yáng)飛快地繞轉(zhuǎn)，果真如此，地上的一切東西都將受到地球運(yùn)動(dòng)軌跡的影響飛出地球，或者被甩在地球后面七零八落拉成一條線，這無(wú)疑違背了亞里士多德的自然物理運(yùn)動(dòng)學(xué)，在任何時(shí)代，違背了物理學(xué)定律的人都會(huì)受到質(zhì)疑和否定，時(shí)至今日也是如此；其次，阿里斯塔克遭受了恒星視差的詰難——如果地球圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，那么在間隔六個(gè)月的兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)，地上的觀測(cè)者就是在相隔很遠(yuǎn)的兩點(diǎn)在看天體，應(yīng)當(dāng)觀測(cè)到的恒星的相對(duì)位置是有所變化的，但是人們卻未能觀測(cè)到這樣的變化。阿里斯塔克在解決這個(gè)問(wèn)題時(shí)是這樣解釋的：地球軌道就像一粒沙子一樣，也就是說(shuō)，地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道直徑比起恒星的遙遠(yuǎn)的距離來(lái)說(shuō)，是微不足道的，因此恒星的位置變化極其細(xì)微，無(wú)法被觀測(cè)到。

這也與哥白尼對(duì)于恒星視差問(wèn)題的解釋不謀而合。在阿里斯塔克的一生中，他以數(shù)學(xué)家而不是天文學(xué)家的身份聞名于世。阿里斯塔克利用數(shù)學(xué)精密的計(jì)算出太陽(yáng)的半徑為地球的七倍（實(shí)際上是一百零七倍），故宇宙最大的物體是太陽(yáng)而不是地球，因此太陽(yáng)是不動(dòng)的，地球和行星則以太陽(yáng)為中心做圓周運(yùn)動(dòng)。揭開(kāi)了天體神秘的面紗，證明了天體并不是神秘不可測(cè)的，這一點(diǎn)向當(dāng)時(shí)的權(quán)威宗教和物理學(xué)發(fā)出了挑戰(zhàn)——反對(duì)日心說(shuō)把腐敗多變的地球置于同神圣不腐的天體同等的地位，阿里斯塔克也在當(dāng)時(shí)被判為對(duì)神的大為不敬。在社會(huì)思維范式的影響下和宗教統(tǒng)治的壓迫下，阿里斯塔克先進(jìn)的思想并未被當(dāng)時(shí)的社會(huì)所接納使用，反而使他遭受了嚴(yán)重的打壓和迫害。

二、哥白尼關(guān)于日心說(shuō)的基本概述

在哥白尼的觀點(diǎn)中，太陽(yáng)取代了地球而居于宇宙的中心，也正是在這樣的理論體系下，各種行星的運(yùn)行具有了統(tǒng)一性，打破了無(wú)序運(yùn)行的模式。在同樣思想閉塞，宗教盛行的年代，他的地心說(shuō)體系也遭受了來(lái)自各個(gè)方面的詰難。哥白尼在《天體運(yùn)行論》論述到，太陽(yáng)只是在接近太陽(yáng)系的中心，而不是正中心，哥白尼雖然拋棄了難以被理解的均衡點(diǎn)之說(shuō)，但卻仍然拘泥于圓周運(yùn)動(dòng)。于此同時(shí)，如何解釋恒星視差現(xiàn)象成了哥白尼天文體系中最大的難題。阿里斯塔克假設(shè)恒星離我們非常遙遠(yuǎn)，哥白尼同樣也采用了這個(gè)方法。通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，哥白尼把恒星的距離定在400000倍的地球半徑之外，這在16世紀(jì)的天文學(xué)看來(lái)，無(wú)疑是荒誕而不具有可信力的。哥白尼并不是一位力求革新的天文學(xué)家。他始終受畢達(dá)哥拉斯派的影響，企圖用“圓”來(lái)解釋現(xiàn)象，并且在建立自己的天文體系時(shí)沒(méi)有利用任何新的觀測(cè)資料作為依據(jù)，與其說(shuō)他把“日心說(shuō)”當(dāng)成了一種等待被證明的真理，不如說(shuō)他把日心說(shuō)當(dāng)作了一種相對(duì)圓滿的假設(shè)，假設(shè)本質(zhì)上是出于審美和觀念上的必要。而哥白尼本人，也在為了解釋地球的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象時(shí)堆砌了大量的技術(shù)細(xì)節(jié)，使用了許多煩瑣的本輪，這也降低了日心說(shuō)的精確性和簡(jiǎn)易性。

三、阿里斯塔克與哥白尼理論異同

對(duì)比阿里斯塔克與哥白尼的日心說(shuō)，中心思想并無(wú)太大差異?？筛绨啄岢闪耸穬?cè)上記載的“日心說(shuō)”第一人，阿里斯塔克則被后世冷落遺忘。阿里斯塔克之所以沒(méi)有成為天文學(xué)上的變革者，有如下原因。首先從阿里斯塔克自身而言，他更多的是把日心說(shuō)當(dāng)成了一個(gè)假說(shuō)或是現(xiàn)象，而不是一個(gè)等待完善的體系，猜想假說(shuō)和科學(xué)體系之間是有著天壤之別的，他的學(xué)說(shuō)過(guò)于單薄，以至于在科學(xué)上幾乎毫無(wú)用處。而哥白尼卻是在假說(shuō)猜想的基礎(chǔ)上加以數(shù)學(xué)的論證，逐個(gè)解決了猜想中的數(shù)學(xué)問(wèn)題，因此在傳播的過(guò)程中具有了更高的可信度。其次，阿里斯塔克所面對(duì)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——亞里士多德理論過(guò)于強(qiáng)大。亞里士多德的地心說(shuō)很好地解釋了日月星辰東升西落的現(xiàn)象，并以強(qiáng)大的物理學(xué)體系獲得了人們的廣泛認(rèn)可和尊重。阿里斯塔克作為地心說(shuō)的唯一競(jìng)爭(zhēng)者，純屬推測(cè)得出結(jié)論并且很多問(wèn)題尚未解決的日心說(shuō)不被大眾所相信，這一現(xiàn)象也就不足為奇了。在阿里斯塔克生活的時(shí)期，科學(xué)并沒(méi)有淪為神學(xué)的婢女充斥了濃重的宗教色彩，可是阿里斯塔克的思想超越了他所處的時(shí)代太多。哥白尼雖然面對(duì)了宗教的抨擊、壓制和審判，但也令更多人知道了日心說(shuō)的存在，反而吸引了一幫學(xué)者投入其中領(lǐng)略了他的想法。阿里斯塔克發(fā)現(xiàn)了真理，但當(dāng)時(shí)的社會(huì)背景和自身能力使得他在證明真理的道路上止步不前。即使他沒(méi)有開(kāi)辟一條全新的道路，但是后人卻通過(guò)他留下的足跡更接近了真理。

四、等級(jí)制度下的天文體系發(fā)展

隨著歐洲第一次學(xué)術(shù)復(fù)興，在亞里士多德和托勒密等天文學(xué)家的推動(dòng)下，同人類的社會(huì)等級(jí)相同，宇宙中也呈現(xiàn)出了一種明確的等級(jí)制度，打破了高貴與低賤、高尚與世俗間的明顯界限，表明了地球并不是宇宙的中心，提供給了宇宙萬(wàn)物在運(yùn)行過(guò)程中可以參考的標(biāo)準(zhǔn)系參照物。太陽(yáng)位于宇宙的中心這一不爭(zhēng)事實(shí)，更加閃耀在人們的心中，豐富著宇宙理論的內(nèi)涵，推動(dòng)著天文學(xué)的進(jìn)步與發(fā)展。也就是如此，位于宇宙中心的太陽(yáng)便更加耀眼的閃爍著自己的光芒，并用自身的光芒去征服了所有黑暗。哥白尼天文體系的變革不僅是場(chǎng)科學(xué)革命，更加是一場(chǎng)掀動(dòng)了思想潮流的偉大變革。

日心說(shuō)運(yùn)行圖（圖片出處：https：//k.sina.cn/article_6402791075_17da2d6a3001005vjt.html?from=science）

不同于希臘明確劃分等級(jí)的社會(huì)制度，也不同于天地固然有別的思想范式，地球并不是位于最獨(dú)特的宇宙中心而是一顆繞著太陽(yáng)運(yùn)行的普通行星。世界上只有絕對(duì)的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)的靜止，在此處也創(chuàng)造性的引入了運(yùn)動(dòng)相對(duì)論的基本概念，在當(dāng)時(shí)擁有這樣的思想無(wú)疑是對(duì)當(dāng)時(shí)宗教情緒和生活方式的挑戰(zhàn)。不合時(shí)宜的知識(shí)總是被誤解為荒謬的偏見(jiàn)。哥白尼所認(rèn)識(shí)到的宇宙是有限的，在開(kāi)普勒的理論體系中，日心說(shuō)的運(yùn)行軌道是橢圓形而并非圓形，這也是后世的修正的進(jìn)步。哥白尼并不是位激進(jìn)的天文學(xué)家，他并沒(méi)有想過(guò)推翻舊的希臘天文學(xué)體系，他真正的想法是通過(guò)日心說(shuō)的建立，恢復(fù)古希臘天文體系原本的內(nèi)容。亞里士多德論證說(shuō)，無(wú)限是不可能被跨越的，而哥白尼邁出了里程碑的一步——斷言天文學(xué)中恒星天球并不存在，而那些包含著離地球不同距離星體的星界自身則“向上無(wú)限延伸”。在當(dāng)時(shí)的宗教觀念和印象支配下，盡管初衷并不是開(kāi)辟新的領(lǐng)域而是鞏固原有的基礎(chǔ)，但哥白尼已經(jīng)足夠勇敢了。人與人之間是否存在等級(jí)制度，在天文學(xué)中也仿佛找到了答案。

在廣袤無(wú)垠的宇宙中，不僅存在著浩蕩的星河、浪漫的星座和古希臘有趣的傳說(shuō)，當(dāng)我們凝視星空時(shí)，更應(yīng)該進(jìn)行哲學(xué)層面的思考和想象，無(wú)數(shù)星座后也包含著無(wú)數(shù)的天文知識(shí)。讓這些真理得以顯現(xiàn)的不是時(shí)間，更多的是一代又一代執(zhí)著于追求真理的學(xué)者。在天文學(xué)發(fā)展的路上，僅僅依靠科學(xué)技術(shù)是無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)科學(xué)范式的跨越的。真正推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的科技革命的，不是經(jīng)濟(jì)、儀器或科學(xué)水平，而是從不止步，勇于攀登的人心。從阿里斯塔克到哥白尼，社會(huì)背景在改變，人們對(duì)于宇宙的探索也始終向前發(fā)展。日心說(shuō)體系得到證明這件事，似乎在歷史的舞臺(tái)上遲到了近兩千年，但單薄的思想未必不深刻，相反體系化的學(xué)說(shuō)也未必都是真理。阿里斯塔克沒(méi)能推動(dòng)天文學(xué)變革的原因也是錯(cuò)綜復(fù)雜。但16世紀(jì)浩浩蕩蕩的天文學(xué)革命，卻一定因?yàn)榘⒗锼顾说拿侄砩狭藵饽夭实囊还P。