天文学卷-异想天开-古今中外天文简史-《中国大百科全书》普及版

《异想天开 古今中外天文简史》：　　地球的形状和大小爱奥尼亚学派认为大地是个圆盘或圆筒；毕达哥拉斯学派则认为大地是个球形；亚里士多德在《论天》（明末中译本名《寰有诠》）里肯定了这一看法之后，地为球形的概念即成定论。埃拉托斯特尼用比较科学的方法得出了很精确的结果，他注意到夏至日太阳在塞恩成（今埃及阿斯旺）地方的天顶上，而在亚历山大城用仪器测得太阳的天顶距等于圆周的1／50。他认为这个角度即是两地的纬度之差，因而地球的周长即是两地之间距离的50倍。这两地之间的距离当时认为是5000希腊里，所以地球的周长为25万希腊里。据研究，1希腊里=158.5米，那么地球周长便是39600千米，可以说相当准确。100多年以后，住在罗得岛上的波西东尼斯又利用老人星测过一次地球的周长，得出为18万希腊里，没有埃拉托斯特尼的准确，但为托勒密所采用，而成为一段时期内公认的地球周长的数值。　　日、月的远近和大小毕达哥拉斯认为：月光是太阳光的反射；月亮的圆缺变化是由于月、地、日之间相互位置的变动，月面明暗交界处为圆弧形，表明月亮为球形，并推想其他天体也都是球形。亚里士多德接受了这一论断，并且进一步提出“运动着的物体必是球形”这一错误命题来作为论据。阿利斯塔克**次试图用几何学的方法测定日、月、地之间的相对距离和它们的相对大小。他的论文《关于日月的距离和大小》一直流传到今天。在这篇论文中，他设想上、下弦时，日、月和地球之间应当形成一个直角三角形，月亮在直角顶上。通过测量日、月对地球所形成的夹角，就可以求出太阳和月亮的相对距离，他量出这个夹角是87。，并由此算出太阳比月亮远18～20倍。　　喜帕恰斯继续做阿利斯塔克测量日、月大小和距离的工作，他通过观测月亮在两个不同纬度地方的地平高度，得出月亮的距离约为地球直径的301/6倍，这个数字比实际稍小一点。　　日心地动说毕达哥拉斯学派的菲洛劳斯认为日、月和行星除绕地球由西向东转动外，每天还要以相反的方向转动一周。这是不和谐的。为了解决这种不和谐的问题，他提出地球每天沿着由西向东的轨道绕“中央火”转动一周。和月亮总是以同一面朝着地球一样，地球也是以同一面朝着中央火，而希腊人是住在背着中央火的一面。地球和中央火之间还有一个“反地球”，它以和地球一样的角速度绕中央火运行，因此，地球上的人是永远看不见中央火的。　　按照菲洛劳斯的理论，中央火是宇宙的中心。处在它外面的地球，每天绕火转一周，月球每月一周，太阳每年一周，行星的周期更长，而恒星则是静止的。这样的见解要求地球每天运行一段行程后，恒星之间的视位置应该有所改变，除非恒星跟地球的距离是无限远。毕达哥拉斯学派认为天体与中央火的距离应服从音阶之间音程的比例，也就是说恒星与地球的距离是有限的。可是，从来没有观测到在一天之内恒星之间的视位置有什么变化。为了消除这一矛盾，毕达哥拉斯学派另外两位学者希色达和埃克方杜斯提出地球自转的理论，认为地球处在宇宙的中心，每天自转一周。其后，柏拉图学派的赫拉克利德继承了希色达和埃克方杜斯的观点，以地球的绕轴自转来解释天体的视运动，同时又注意到水星和金星从来没有离开过太阳很远，进而提出这两个行星是绕太阳运动，然后又和太阳一起绕地球运动。　　和赫拉克利德同时的亚里士多德反对这种观点，他以没有发现恒星视差，来反对地球绕中央火转动的学说。他以垂直向上抛去的物体仍落回原来位置，而不是偏西的事实来反对地球自转的学说。亚里士多德的这两个论据，直到伽利略的力学兴起和贝塞耳发现了恒星的视差以后，才被驳倒。虽然亚里士多德的观点在很长时期内占了统治地位，但是，公元前3世纪的阿利斯塔克还是认为，地球在绕轴自转的同时，又每年沿圆周轨道绕太阳一周，太阳和恒星都不动，行星则以太阳为中心沿圆周运动。为了解释恒星没有视差位移，他正确地指出，这是由于恒星的距离远比地球轨道直径大得多的缘故。　　同心球理论阿利斯塔克的见解虽富于革命性，但走在时代的前面太远了，无法得到一般人的承认。当时盛行的却是另一种见解，即以地球为中心的地心说，它一直延续到16至17世纪。在地心说的形成和发展过程中，许多希腊学者起了奠基的作用。毕达哥拉斯学派认为，一切立体图形中*美好的是球形，一切平面图形中*美好的是圆形，而宇宙是一种和谐的代表物，所以一切天体的形状都应该是球形，一切天体的运动都应该是匀速圆周运动。但是事实上，行星的运动速度很不均匀，有时快，有时慢，有时停留不动，有时还有逆行。可是柏拉图认为，这只是一种表面现象，这种表面现象可以用匀速圆周运动的组合来解释。在《蒂迈欧》中，他提出了以地球为中心的同心球壳结构模型。各天体所处的球壳，离地球的距离由近到远，依次是：月亮、太阳、水星、金星、火星、木星、土星、恒星，各同心球之间由正多面体连接着。　　欧多克斯发展了他的观点。欧多克斯认为：所有恒星共处在一个球面上，此球半径*大，它围绕着通过地心的轴线每日旋转一周；其他天体则由许多同心球结合而成，日、月各三个，行星各四个，每个球用想象的轴线和邻近的球体联系起来，这些轴线可以选取不同的方向，各个球绕轴旋转的速度也可以任意选择。　　……