在这个简短的章节中,我们将对第谷的天文学体系进行概述性的了解。这个体系从某种程度上说是部分托勒密体系和部分哥白尼体系的混合体。由于第谷体系实际上是对人们已熟知的内容进行重新编排,而不是引入新的内容,因此我们可以很迅速地进行大致了解。首先,我们将进行一个简要介绍。
第谷·布拉赫(1546—1601)是16世纪下半叶备受尊敬的一位天文学家。他的主要贡献是发展出了现在被称为第谷体系的天文学体系,并且在几十年间给出了非常精确的经验性观察结果。第谷的天文学观察结果在开普勒体系的发展过程中发挥了非常关键的作用,不过我们将在下一章中讨论这个命题。现在,让我们简要研究一下第谷的天文学体系。
与当时大多数天文学家相同,第谷非常熟悉哥白尼体系。第谷也承认,相较于托勒密体系,哥白尼体系在某些方面更有优势。正如前面提到过的,哥白尼体系的某些方面比托勒密体系更为优雅。举个例子,在前一章中我们讨论过,哥白尼体系对逆行运动的解释要优于托勒密体系的解释。
然而,与当时大多数天文学家相同,第谷也发现大多数证据所指向的结果都是地球是静止的,因此,从现实主义者的角度来说,哥白尼体系不可能是正确的宇宙模型。于是,第谷凭借自己的能力发展出了一个体系,其中既包括了大多数哥白尼体系得到认可的优势,又保留了“地球是宇宙中心”的观点。
根据第谷体系,地球是宇宙的中心,恒星球面同样被定义为宇宙边界。月球和太阳围绕地球运转,但行星围绕太阳转动。也就是说,尽管地球是静止的,而且是宇宙中心,月球和太阳都围绕地球运转,但是行星运动的中心是太阳。如果用一张示意图来表示第谷体系,略去像周转圆这样的内容,那么就会如图15-1所示。从描述或者示意图来看可能并不明显,但是实际上,从数学角度来看,第谷体系是等同于哥白尼体系的。也就是说,用数学的方法把哥白尼体系转化成第谷体系是完全有可能的(反之亦然)。基于这一点,第谷体系在预言和解释我们在第11章中讨论过的经验数据方面,与哥白尼体系是等效的。具体来说,与哥白尼体系的情况完全相同,第谷体系对经验数据可以进行解释和预言,但也并不完美。
正如前面提到过的,第谷体系得到认可的一个优势是它保留了哥白尼体系的优势,同时也保留了“地球是宇宙中心”的观点。因此,尽管第谷体系在我们看来多少有点奇怪,但它实际上综合了托勒密体系和哥白尼体系这两者最为人们所认可的特点。
除此之外,第谷去世后不久,望远镜问世,带来了更多新的证据,表明至少某些行星是围绕太阳运转的。第谷体系因而成了一个理论选项,使人们既可以根据最新发现的证据接受行星围绕太阳运转的事实,同时又可以继续根据我们在第10章中讨论过的证据和论据来认为地球是静止的。简言之,当同时面对地心说和日心说的一些让人难以抗拒的特点时,第谷体系提供了一个可行的妥协方案,从而同时保留了两者的这些特点。
图15-1 第谷体系
除了以上的简短介绍,另外值得一提的是,第谷体系在今天仍然是一个活跃的理论。在过去10年间,至少有4本相关著作问世,它们都为第谷理论辩护,认为这是宇宙的正确模型。仍有为数不少的人继续认为地球是宇宙中心(其中大多数人,包括前面提到的几本著作的作者,之所以会有这种想法都是源于对某些宗教文献的字面解读)。而且,如果对地心说观点深信不疑,那么第谷体系将是最好的理论选择。
至此,我们就完成了对第谷体系的概述。我们将再讨论一个重要的体系,也就是开普勒体系,然后开始研究随着望远镜的问世而出现的新证据。