第七节
古代天文学

在六大基础学科中，天文学也许是第一个发展起来的，至少是最先发展起来的学科之一。

天文学的诞生 古埃及人创造了最早的科学，它们也是西方科学发展的源头，这其中也包括天文学。

古代埃及有几份纸草书几乎是专门的天文学文献。还有，远在距今四千年前的埃及人的棺材盖上就印着一种“对角线日历”。但最令人惊奇的莫过于神秘的金字塔与天文学之间的关系了。近代的学者们考察发现，它们的位置、建筑方法等竟然都有着天文学的根据。例如金字塔底座往往呈南北方向，且十分精确。我们知道，当时埃及人是没有罗盘的，要达到这种准确度，运用天文方法几乎是唯一的途径。特别是位于北纬30°线附近的一座金字塔，在塔的北面有一个入口，从那里有一条通道可以走进金字塔的地下墓室，这个通道与地平线刚好成30°倾角，且正好对着北极星的位置。类似的地方还有许多，这使许多现代人相信金字塔并非人类所造，而是外星人的杰作呢！

古代巴比伦人在天文上的成就与埃及人不相上下，公元前两千年左右的巴比伦人已经把一年定为12个月、360天。甚至还知道加入闰月，以使一年近于365天之数，又将一天分小时、分与秒。他们还将肉眼可见的天空五大行星与太阳、月亮合起来命名七天之时间，这就是星期的起源。他们又把星星按区域分开，每一区用羊、螃蟹等兽、虫和神的名字来命名，这就是西方以星座来划分天区的方法之源流了。

我们知道，古代埃及人和巴比伦人虽然造就了伟大的文明，但早已经淹没在历史的长河中，作为一个种族早就不复存在。然而他们的成就却没有随他们的身体一同消失，而是为另一个伟大的民族继承下来，发扬光大，绽放出万丈光芒，这个民族就是希腊人。

古希腊天文学 古希腊第一位哲学家是泰勒士，他不但是哲学家，还是天文学家，甚至称得上是古希腊第一位天文学家。他从埃及人和美索不达米亚人那里学到了许多科学知识，尤其精通天文学，传说他曾利用自己的天文学知识制止过一场战争。

那时小亚细亚的美地亚人和吕底亚人之间爆发了残酷的战争，泰勒士看到老百姓受尽战争之苦，决心用他的天文学知识来让双方停战。一天，他跑过去告诉战争双方，神反对他们的战争，将会在某天用暂时夺走太阳的方法来惩罚他们。果真，到了那天，大白天时太阳突然慢慢从天空消失了，大地顿时像黑夜一样。吓坏了的吕底亚人和美地亚人立即化干戈为玉帛，好让神不要永远夺走他们的太阳。泰勒士之所以能这样“通神”，就是利用了自己的天文学知识，预知在那一天将会发生日食。

泰勒士以后，毕达哥拉斯、赫拉克利特、柏拉图、亚里士多德等在天文学上都卓有成效。特别是毕达哥拉斯，他在天文学与数学上都有很大贡献。例如他发现大地是球形的，理由之一是如果在大海上眺望远方驶来的船，一定会先看到它的桅杆。这个方法直到现在都是证明地球是一个球的最方便的办法。

亚里士多德的思想更是曾经深深影响了西方人对宇宙的观念，例如他把整个宇宙天体分成好多层，各层天体都是完美的球形，越往上天体就越神圣，创造世界的神处于最高一层的天体。地球是宇宙的中心，太阳、月亮等其他所有天体都在绕地球旋转。亚里士多德还认为，宇宙万物都是由五种元素构成的，这五种元素分别是：水、火、土、气和第五元素。以月亮为中心，月亮以下的所有东西都是由水火土气四种元素构成的，月亮以上的其他天体则是由第五元素构成的。水火土气四种元素不是永恒的，它们彼此相克相生，有重有轻，如火是最轻的，所以它总是向上运动。土是最重的，所以它总是往下掉。气比较轻。水比较重。

这些理论现在看来相当荒谬，却统治了西方人的思想近千年之久。

原始日心说 对于古希腊的天文学，我们听说最多的就是日心说与地心说了，这二者可以看作是古希腊天文学思想之神髓。在天文学诞生之后，人类面对的第一个大的天文学问题就是哪里是宇宙的中心，地球还是太阳？关于这两个观念的争论很早以前就开始了，并成了古希腊天文学思想的主要脉络。

日心说最早的提出者是阿里斯塔库斯。阿里斯塔库斯是希腊人，生于爱琴海上的萨摩斯岛，关于他的情况现在所知极少。只知道他大约活动于公元前3世纪，曾因为自己的日心说被控罪。他认为太阳是宇宙的中心，它是寂然不动的，地球在绕太阳运转，同时地球还在绕自己的轴旋转。地球每年绕太阳转一圈，同时每天又绕自己的轴转一圈，这就是年与天产生的原因。

阿里斯塔库斯的日心说显然比地心说要正确得多，但当时并没有得到应有的承认，相反，得到承认的是与他的理论截然不同的地心说。其原因十分简单：日心说与我们站在地球上的人所看到的景象不符。

托勒密与地心说 与日心说相对，地心说就是认为地球是宇宙中心的学说。地心说的提出者与倡导者主要有三个人，即欧多克索斯、喜帕恰斯与托勒密，其中最主要的是后者。这个天文学家托勒密被称为“亚历山大港的托勒密”，是古代西方最伟大的天文学家。

关于他的生平我们所知极少，可以肯定的仅仅是他是埃及血统的希腊人，他的科学活动主要在埃及的亚历山大城进行。

托勒密是一个多产的科学家，其著作仅仅流传到现在的就有14卷。其中最有名的是《天文学大成》《地理》《光学》，尤其是前二者，在千年岁月里都是西方人的“科学圣经”。

他的《天文学大成》既是古代西方最伟大的天文学著作，也是最伟大的科学著作之一。《天文学大成》有两个主要特色：一是用数学来解释天文学现象，并力图为诸天文学现象建立一个数学模型，使之可以通过这模型得到明晰的了解与阐释；二是论述清楚、逻辑严密，在文字上也是不可多得的珍品。

《天文学大成》全书共分13卷，其中第一卷主要论述了他对于天地的总的观念以及他所运用的数学方法，其基本观念是地球乃宇宙之中心，也就是他的地心说。

我们先看一下这张图，它形象地说明了托勒密的地心说：

托勒密的地心说主要观点如下：

一、地球位于宇宙之中心，且静止不动。

二、每颗行星都在本轮上匀速运动，本轮的圆心在均轮上运动。月亮则在一个特别小的本轮上运动，看上去只是一个点。太阳直接在均轮上运动。地球不在各个均轮之中心，而是偏离了中心的某点。

三、所有恒星都居于“恒星天”。这个恒星天像屋顶、蛋壳或者皮球，是一个固态的壳体，恒星们都牢牢地粘在这层壳上，就像我们把一些纸星星贴在墙面上做装饰一样。

这个“恒星天”乃是天体运动的总动力，它每天要绕行地球一圈。不但如此，它还会带动所有的其他天体，就是太阳、月亮、行星等，每天也绕地球一圈，这就是我们看到的太阳、月亮和星星每天的东升西落。

这就是托勒密地心说的几个要点，这现在看起来很荒唐，然而如果我们仔细考量，就会发现它有其优越之处：它几乎能够解释所有我们用肉眼所看到的天文现象，这就是它能够那么长时间统治西方天文学界的原因所在。 YHpE5dkonhyzhufE6G9fC1h3GYQ9vjZcT2epeIvNMN47Z67yxefwpJB7EQiSqPTz