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站在今天科学的高度，对科学史一点也不了解的人，容易认为古代学者处于某个“天真”的状态，他们像天然一样确信从某个人看来的“神秘概念” 基于这样的思考，对古代学者所做的工作，往往持被普遍低估的态度，他们嘲笑亚里士多德不擅长在理想的环境中进行的实验。 嘲笑托勒密的“地底说”只是人类拘泥于神话故事的结果 这是16世纪托勒密的“地动说”模型，这样的评价公平吗？ 现在的中学生在物理学课上学习牛顿三定律，这真的意味着他们在思考能力上超过了古代学者吗？ 很明显，这基本上是不可能的 只要认真回顾哪个古代自然研究的古典作品，就能发现古人的推理和研究做法有非常成熟的道理 本篇展示了古代西方天文学中最重要的作品《极大篇》( almagest，直译为《最伟大的那个文案》)是如何“有根据的”，说明地球在宇宙的中心。 托勒密为什么大地是球？ 在很多人的印象中，西方中世纪的人认为“大地是平坦的”，但事实并非如此 其实在中世纪几百年前的古希腊时代，人们已经“认为”大地是地球“ 在他们的时代宇宙飞船不能飞往宇宙直接注意地球。 那么古希腊人的这种观念是从哪里来的呢？ 简单来说，这个说法大致可以追溯到最初的毕达哥拉斯 毕达哥拉斯认为球是所有形状中最“圆满”的形状，因此大地和天体都必须是球。 但是，这个说法不可避免的是，如果大地是球的话，为什么地球“下面”的人不会落到空中呢？ 当然古代人也没有今天人所谓的“引力”理论，但是他们有另一个类似的理论来说明这个问题 对这个问题最圆满地回答的是亚里士多德 他说，世界像鸡尾酒一样，轻的“物质”漂浮在上层，浑浊的东西堆积在下层 土地因为其浑浊，自然堆积在“下面”，人们因为身体中含有一定量的“大地”，自然也附着在地面上。 因为，在处理了引力这种理论上的关键难题之后，人可以接受“大地是地球”这个词。 托勒密的《极大篇》基于这样的宇宙论，同时对“大地是地球”进行了更详细的“实证” 在《至大篇》的序言中，他写下了各种大地是地球的证据: (1)世界各地的人看不到日月星辰的上升和落下，东方人总是能更快地看到天体的上升，西方人会慢一点。 (2)日月食的发生，每个地区观测到的人也不同。 这个道理类似于前面的道理。 (3)那就是，根据场所不同，以一定的“比例”存在时间上的差异。 事实上，在托勒密之前，我发现每个地区都有“时差”。 以上是托勒密提到的三个正论证，他还在继续进行一些“反证”: (4)如果大地平坦，所有人都在看天体的起落。 (5)如果大地是(轴心朝向南北方向)圆筒形，我们无论往北还是往南，星星的数量都应该不变，但实际上往这两个方向前进时，一颗星星看起来很多，另一颗就少了。 (6)在海岸时，可以看到船的桅杆从海面上稍微升起 根据正反两面的说明，托勒密得出了大地在所有方向上都是弧度的结论，由此进一步推论了大地应该是“球”。 我第一次看到托勒密的论证过程时，非常吃惊。 古希腊人已经在广阔的地区观测到现代人所知道的常识。 这要感谢亚历山大帝国的建立，使广泛的观测成为现实 但更令人吃惊的是，托勒密使用的研究方法并不像现代人推测的那样简陋，他的工作方法是首先建立模型，然后寻找经验材料进行验证 托勒密不一定有做法上的自觉，但在无意识中，他实际上采用了现代的做法 1515年托勒密作品的拉丁版大地为什么不自转？ 看到至今为止托勒密对“地球”的论证，很多人不仅感叹托勒密的智力，还可能感到遗憾——这样的智者把自己的智力浪费在论证上“大地不动” 事实上，如果托勒密继续理解如何论证“大地不动”，我们依然会感叹他的智力不是徒劳的。 那么，他到底是怎么论证“大地不动”的？ 首先让我们回忆一下基本的经验事实。 我们坐在敞篷车里，这辆车高速移动的时候，感觉不到大风吗？ 但是，“坐在地上日行八万里”的我们，为什么没有刮大风的感觉呢？ 事实上，托勒密之前有人测量地球的周长。 公元前200年左右，埃拉特色尼给出了非常接近现代测量的数值(但是一些误撞的成分包括在其中)。 这个数值没有被广泛采用，但是当时的人们至少对地球的周长有大致的概念。 因此，托勒密问如果大地旋转，其速度比当时的任何交通工具都快，但住在地上的人为什么没有注意到它呢？ 事实上，托勒密没有注意到地球的自转形成了大气环流 在地上生活的我们感觉不到“惯性”的存在，整体上我们和周围的空气一起运动 但是，在托勒密的时代，人们对“惯性”这个物理学概念还没有确定的认知。 因为他对“地动说”的反诘，从当时开始就非常强大。 直到伽利略时代，大气环流的认识才改变 伽利略就“惯性”理论，讲了船的比喻。 从桅杆上扔石头，石头只会落在桅杆下面，不会落在船尾。 但是在托勒密的时代，人们认为这块石头不会落在桅杆下面，而是落在船尾。 大地为什么不公转？ 另外，托勒密不仅不认为地球会自转，也不认为地球会公转 他是怎么得出这样的结论的呢？ 古希腊人对地球和太阳的距离没有明确的概念，但他们知道这个距离非常长。 如果地球公转的话，这个“圆轨道”的周长也是天文学上的数字，这意味着地球在宇宙中奔跑，为什么人们一点也不被甩呢？ 现在的人当然知道引力的存在，但对当时的人来说，如果地球绕太阳运动，亚里士多德轻元素悬浮在外面，重元素堆积的宇宙结构，也就是当时“引力”理论内在的矛盾也会被打破。 除此之外，有必要联想到在坐车期间，窗外的景色不断变化的经验事实 于是托勒密问，如果地球绕太阳运动，为什么看不到星空的图案变化。 也就是说，正如托勒密所说，星星之间的“角距离”( angular distance )保持不变 现代人当然理解，因为星星离地球太远了。 星星的变动位置实际上是会变化的，但这样的位置变化需要长期高精度的天文设备的协助 对托勒密时代的人来说，他们没有测量肉眼无法注意到的变化的好方法 直到伽利略时代，自从拥有天文望远镜后，人们开始相信行星在天空的大小发生了变化，地球有可能公转。 那么，托勒密是如何论述地球是宇宙的中心的呢？ 其实道理也很简单。 地球既不自转也不公转，只是静止不动，所有的星星都在地球上“环绕”，自然地被认定为地球是宇宙的中心点 中世纪人们想象的托勒密正在测量星空(本文来自澎湃信息，越来越多的原始信息请下载《澎湃信息》APP ) ]
