在本书的这一部分中,我们将探讨从亚里士多德世界观到牛顿世界观的转变。本章的主要目标是大致介绍一下在大约公元前300年到公元1600年间,人们通常是如何看待宇宙的。其中包括人们对宇宙物理结构的看法和对我们所居住在怎样的宇宙中的概念性观点。我们将从对宇宙物理结构的简要介绍开始。
|宇宙的物理结构|
正如在前面提到过的,在西方世界,在大约公元前300年到公元1600年间,亚里士多德世界观是占主导地位的世界观。当我说这是占主导地位的世界观时,我的意思是,一个深深植根于亚里士多德观点(尽管并不一定与其相同)的观点体系是西方世界的主要观点体系。这个世界观当然不是那个时代唯一的观点体系,不管在哪个时代都是这样,总会有可互相替代且互相竞争的观点体系,但是亚里士多德观点体系在当时最为普遍。
在亚里士多德世界观中,地球被认为是宇宙中心。与人们通常所认为的不同,当时的人们信奉地心说并不仅仅是出于一些以自我为中心的原因。也就是说,地心说的基础并不是“人类是特别的,因此应该居于一切存在的中心”的观点,或者至少最初并不以这个观点为基础。确实,“人类很特别”的观点可以与地心说拼合在一起,但是地心说最初的原因却是实实在在、以经验为基础的推理结果。我们将在下一章中研究其中的某些原因。
同样与人们通常所认为的不同的是,在亚里士多德世界观中,地球被认为是球形的,而不是平的。甚至在亚里士多德时代以前,我们的前人就很清楚,地球几乎肯定是球形的。同样地,我们将在下一章中研究这一观点产生的原因,这些原因在很大程度上与我们现在所掌握的原因是重合的。
关于月亮、太阳、恒星和行星,亚里士多德世界观中的观点如下:月亮当然是距离地球最近的天体。月亮和地球之间的区域,也就是月下区域,被认为与月亮以外的区域,也就是月上区域,有显著差异。稍后我们将讨论其中的一些差异。
在月球以外,通常的共识是行星和太阳的顺序如下:首先是水星,然后是金星,接下来是太阳、火星、木星、土星以及所谓的恒星球面。以下是关于这些行星和恒星的几点说明。
以火星为例来思考一下。在我们的时代,当我们想到火星时,我们想到的是一个布满岩石的星球,与地球有些相像,可能有荒芜的地表,还有比地球上红土地更红的土壤。但是,总的来说,我们倾向于认为火星基本上与地球很像,是一个在宇宙中运行的巨大岩石星球。
我们对火星的看法在很大程度上都受现有技术的影响。我们看到过火星表面的照片,了解过曾到访火星的宇宙飞船带回的数据,可能还通过望远镜亲身观测过火星,等等。总之,我们关于火星的观点深受技术的影响。
这样的技术在亚里士多德世界观占主导的时代并不存在。事实上,关于恒星和行星的观点基本上只能以肉眼观察结果为基础。一个人仅用肉眼去看恒星和行星,能看到什么?——看不到什么。事实上,没有现代科技,恒星和行星看起来非常相似。基本上,恒星和行星看起来都是夜空中的亮点。仅用肉眼观测,恒星与我们称为行星的五个亮点(至少是五个仅用肉眼观察可见的行星)之间,主要区别在于恒星和行星在夜空中的运动模式不同。不同的运动模式就是把行星和恒星区别开来的主要因素。
正因如此,秉持亚里士多德世界观的人无论如何都没有理由认为其他行星与地球之间存在相似点。事实上,在亚里士多德世界观中,太阳、恒星和行星都被认为由类似的物质组成,而且其与地球上的任何物质都相当不同。这种物质就是以太——被认为只能在月上区域找到,而且具有不寻常的属性,从而可以解释月上区域里物体的运动模式。
在宇宙边缘就是恒星所在的球面。通常的观点是所有恒星与地球之间的距离都相等,且都镶嵌在一个球面上。球面以自身轴线为中心转动,转动一圈大约24小时。球面转动的时候带动镶嵌其上的恒星一起转动,这就解释了人们关于恒星的观测结果,也就是恒星看起来每24小时沿圆形轨道围绕地球转动一圈。
最后,关于宇宙的大小,我做一点说明。在亚里士多德世界观中,人们认为宇宙有多大?或者说固定的恒星球面距离地球有多远?回答这些问题,我们必须十分谨慎。按照当时的标准,宇宙被认为是非常大的。不过与他们的想法相比,我们所知道的宇宙可以算是大到无法想象,甚至是无限的,因此,按照现代标准,当时的人们所认为的宇宙对我们来说是一个相对较小的宇宙的概念。换句话说,当时的人们认为宇宙很大,但是他们无法想象宇宙后来会变得有多巨大。