古代人眼中的宇宙

古代人眼中的宇宙

暖温带地区的一个傍晚，太阳已落到地平线下，一群直立着的原始人类正扛着一天的猎获物往山上走去，他们要在天色完全变黑之前回到他们居住的山洞。已经看得见山洞口若隐若现的火光了，他们中有几个兴奋地叫了起来。一个年轻的原始人一回头，突然看见夜空中划过一道明亮的光芒，这道亮光划过一个长长的弧线之后，消失在遥远的山幕后面。年轻的原始人呆住了，这种奇妙的景象让他惊叹不已。从此以后，他对繁星点点的夜空充满了敬畏和好奇。

我们无法确定这假想的一幕发生在什么时候，但是在人类认识宇宙的漫长过程中，肯定是有过这种情景的。我们祖先中的某些个体可能对夜晚星空的灿烂群星抱有浓厚的兴趣，天空中偶尔出现的异常现象更是让他们惊叹不已，他们可能试图把这些发现告诉给同伴，或者记录下来，而这些发现又吸引他们以后更多地观察天空，渐渐地，他们终于发现了某些规律。人类祖先中的这些人就是最早的“观星家”，最初的天文知识就是从他们的积累开始的。

这种积累过程在不同的民族中都有发生，形成了各民族对宇宙的不同认识。

古代印度、埃及、巴比伦和中国的宇宙观念

古代的一些民族认为，大地是平坦的，而且静止不动，整个天空包括太阳和月亮每天围绕它旋转一周。他们的一些想法，在我们现在看来非常奇特。印度吠陀时代的祭师认为，大地是由十二根巨柱支撑着，在夜间，太阳在地下通过，在巨柱间穿行时还要设法不碰上它们。印度教的理论更为奇特，按照这种理论，大地驮在四只大象的背上，而这四只象则站立在一只巨龟的壳上，这巨龟在无边的海洋中游动着。

古埃及人和古巴比伦人心目中的宇宙比较相似，他们认为宇宙是一个方盒，天是一块平坦或穹隆形的天花板，四方有四个天柱，即山峰所支撑，星星是用链索悬挂在天上的灯，在方盒的边沿上，围着一条大河，河上有一条船载着太阳来往。

在古代中国，关于宇宙的形态也有不同说法。有人认为，大地是平的，浮于水上，天象半个鸡蛋壳倒扣于水上，天和地之间充满了无形的元气，所以天不会下沉。还有人认为，宇宙就像一个鸡蛋，天是蛋壳，地是球形的蛋黄，在天的包围中央，浮在水上。

古希腊人眼中的宇宙

在东方文明发展的同时，古希腊文明也发展到了很高的程度。由于地理与历史的原因，古代世界的许多条知识之流在希腊汇合起来，由古希腊人总结并加以发扬，成为世界文明发展的一个突出阶段。对于宇宙的认识，在古希腊时代也得到了空前发展。

古希腊人对宇宙的看法，有各种不同的观点。

有一个叫阿那克西曼德（Anaximander）的人，他大概生活在公元前610—前545年，他通过观察发现，天空总是围绕着北极星旋转，因此他得出结论说，天空的可见的穹窿是一个完整的球体的一半，地球就处在这个球体的中心。在他之前，人们一直以为大地是一块无限厚的坚实的地板，而阿那克西曼德把它说成是一个有限的扁平的圆筒，最初由水、空气和火的外衣包围着，浮游在天球之中。太阳与星星就是从原来的火焰外衣中分裂出去的碎片，系在圆形的天上，随着天空绕地球转动，地球则是万物的中心，太阳在夜间就转到地下面去了。

在阿那克西曼德之后，有一位叫毕达哥拉斯的学者，他和他的追随者被人称作毕达哥拉斯学派。他们认为，地球是一个球体，如果假定地球在运动，就能够更好，并且更简单地解释人们从地上看到的天体的运动（这种运动称为天体的视运动）。他们还认为，地球不是绕着自己的轴心转动，而是绕着空间中固定的一点转动，就像系在绳子一端的石块一样转动。在这个固定点上有一个中央火，这是宇宙的祭坛，是人永远也看不见的。看到这里，你也许会问，这个中央火是不是太阳？这和我们现在所认识的太阳系不是一样吗？那毕达哥拉斯派的观点不是大大早于哥白尼了吗？问得好，然而，毕达哥拉斯派的中央火并不是指太阳，而是他们虚构的物质。

古希腊有一位伟大的哲学家亚里士多德，他是古希腊知识的集大成者，在他几乎囊括一切的知识体系中，他提出了自己的宇宙观，他认为地球是球体，宇宙的中心是地球，月亮、太阳其他行星和恒星依次排列在地球以外的不同轨道上，构成了一个地球中心的宇宙体系。由于亚里士多德的学术威望，他的学说统治了当时及以后的天文学界，对天文学家接受其他的假说起了很大的阻碍作用。

公元前四世纪时，随着航海的发展，欧洲人在地理有了许多发现。当时已经知道地球是一个球体，还有人发现昼夜的长短随纬度而不同，进而认为地球在空间中央绕着自己的轴而自转。作出更大胆假说的是一个叫阿利斯塔克（Aristarchus）的人，对于宇宙的结构，他认为恒星与太阳是不动的，地球沿着一个圆周的周边绕太阳运动，太阳则在轨道的中心。

聪明的朋友会问，我们在行驶的汽车上看两旁静止的树，觉得树在向后运动，既然地球是运动着的，那么从地球上看恒星也应该是在运动的，为什么我们却看不到这种现象呢？阿利斯塔克解释说，这是因为恒星的距离同地球轨道直径比起来极其巨大的缘故。我们可以在日常生活中找到这种经验，如果你在行驶的汽车上看窗外的太阳，你会发现，无论汽车跑得多么快，只要它行驶的方向不变，太阳总是出现在相同的位置，好像紧紧跟着你似的。为什么？不难想出，这是因为太阳离地球太远，汽车移动的距离和它相比太微不足道了，就好像没有移动一样。

从现在的观点来看，阿利斯塔克对宇宙形态的假设有许多是正确的，大大超过了同时代人的认识。但这种超前往往导致了这种知识的传播上的困难，人们更倾向于接受得到公认的、占主流的知识，而不愿意相信那些大胆和超前的假说。在古希腊，关于宇宙形态的普遍认识是把地球当做宇宙的中心，其他一切星体都围绕地球运转，这更符合人们从地球来观察宇宙的习惯，因而得到大多数人的接受。这种认识又因为像亚里士多德这样伟大学者的权威而得到加强。这种情形在科学的发展中是常常可以看到的。

亚历山大里亚学派的宇宙

公元前四世纪末到公元前三世纪初，世界的学术中心已经从希腊的雅典转移到了地中海沿岸的另一个城市——亚历山大里亚。这个城市在现在的埃及境内，是亚历山大大帝在公元前332年建立的。他的一位将军托勒密（与我们将要提到的天文学家托勒密同名）在那里建立了一个希腊王朝，直到公元前30年才结束。亚历山大里亚学派在这个王朝期间显示了极度的繁荣。

公元前三世纪中叶，亚历山大里亚建立了著名的博物馆（Museum），这个词的本义是献给文艺女神缪斯（Muses）的殿宇。博物馆最大的特色是它那藏书四十万册的图书馆，这是当时世界最大的图书馆。博物馆内还设立了四个部门——文学部、数学部、天文学部和医学部。这四个部门不仅是学校，而且是研究所，它们所需要的图书完全由图书馆提供。博物馆的建立与亚历山大里亚学术的繁荣有紧密的联系，它吸引了当时许多著名的学者前往亚历山大里亚。

亚历山大里亚的文明是一种希腊化的文明。在亚历山大里亚的学术中，天文学得到了比较好的发展。前面我们提到过的阿利斯塔克，据说就在亚历山大里亚居住过。

埃拉托色尼（Eratosthenes）是亚历山大里亚学派中一位极为出色的学者。他被邀请到亚历山大里亚，在图书馆中担任馆长。他在天文学上最显著的成就是他对于地球周长的测量。

他的方法非常简单而巧妙。埃拉托色尼从一本书中看到，亚历山大里亚南部一个叫塞恩（Syene）的地方，有一口深井，夏至日（北半球白天最长的一天）的时候，太阳刚好照到井底，埃拉托色尼认为这天太阳恰好经过塞恩的天顶。于是，他在这天到塞恩测量，同时派人在亚历山大里亚立一根柱子，在正午时测出它的最短影长，再计算出日光与柱子的角度a，由于太阳光是平行线，所以a=a'，这个角度大约是圆周的1/50。埃拉托色尼认为，如果地球是个圆球，那么塞恩到亚历山大里亚的距离就应该是地球周长的1/50。他测出了塞恩到亚历山大里亚的距离，据此计算出地球的周长是252000希腊里。经过换算，这一数值约等于39600千米，非常接近于真实值4万千米。

亚历山大里亚学派另一位伟大的天文学家是喜帕恰斯（Hipparchus）。他一生做了很多研究。他编制了一个重要而且精确的恒星表，在他以后的16个世纪，天文学家们只能不断重做喜帕恰斯星表的观测工作。他还计算了太阳和月亮到地球的距离，结果比以前的计算更为准确。

如果你有一些天文常识，一定知道地球绕着它的轴自转，自转轴的方向是不变的，始终指着宇宙中的某个位置——天极。我们常说的北极星就在北天极附近。喜帕恰斯通过比较前人和自己的观测结果，发现天极并不是恒定，而是缓慢地绕着一个点在运动。天极的这种运动叫做视差，喜帕恰斯观察并计算出了视差的值。

喜帕恰斯对于宇宙的结构也提出了富有创见的假定。他认为地球是宇宙的中心，其他星体都围绕地球旋转。为了解释日、月、行星的视运动，喜帕恰斯假定，每一个天体都在一个轨道上运动，这个轨道叫做本轮，而本轮又在一个大得多的圆形轨道——均轮上围绕地球运行。根据直接的观察，可以确定这些本轮和均轮的大小。然后，他又编制了一些数字表，根据这些表就可以预测未来时候的日、月、行星的位置，并且可以预测日食和月食。

现在看来，喜帕恰斯的假定无疑是错误的，但它在实际解释星体的视运动时却十分有用。喜帕恰斯的理论由他的后继者托勒密加以总结和发扬，成为统治西方一千多年的宇宙理论。