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地球为球形

2020年7月3日  来源:世界观:现代人必须要懂的科学哲学和科学史 作者:(美)理查德·德威特 提供人:heidong86......

|地球为球形|

存在一种普遍但错误的观点:在16世纪前,人们大都认为地球是平的。事实上,至少从古希腊时期(比如柏拉图和亚里士多德生活的约公元前400年)开始,受过教育的人中几乎没有人认为地球是平的。那么,对我们前人的这个误解是如何变得如此普遍的?这是一个很有趣的问题,但这个问题偏离了我们在这里所关注的重点。在这里,我们只需知道,追溯到至少公元前400年,我们的前人就有很好的理由来相信地球是球形的。思考一下下面这段来自托勒密《至大论》序言中的话。(从此处开始,所有引用,除非特别指出的,均来自托勒密《至大论》序言。括号里的数字,比如【1】,是我添加的标号,以方便指明具体段落。)

第四部分 作为一个整体,地球明显是球形的

现在,同样地,把地球作为一个整体来看,它明显是球形的,我们应该倾向于这么认为。【1】……很可能看到的情况是,对地球上不同观察者来说,太阳、月亮和其他星体升起和落下的时间并不相同,而且对住在东方的人来说总会早一些,对住在西方的人来说总会晚一些。【2】我们发现对发生在同一时刻的食现象,特别是月食现象,不同观察者记录的时间并不相同……【3】人们发现这个时间上的差异与不同地点间的距离成比例,因此可以合理地认为地球表面是球形的,其结果就是保持一致的曲率可以保证地球表面每个部分都按比例地跟随地球运动。但是,如果这个曲率发生变化,上述一切就不会发生,这在下面的思考中可见一斑。

【4】因为,如果它【地球】……是平的,对所有人来说,星星将在同一时间升起和落下……但这似乎并没有发生。【5】可进一步明确的是,地球也不是圆柱体……【因为】我们越靠近北极,南方天空的星星就越少,而北方天空的星星则开始出现。所以,在这里,地球表面不同物体的曲率在物体的倾斜方向上都是相同的,这明确表明了地球每个面都是球形的。【6】再举个例子,当我们向高山或任何地势高的地方航行时,不管是在什么时候,从什么方向出发,以什么角度前进,我们所能看到的目的地都会一点一点地增加,好像它们是从海里升起来的,而在此之前,由于水面的曲率,它们看起来像是淹没在水中。(穆尼茨,1957,108~109页)

在我标注为【1】的段落中,托勒密首先提到,根据观察者在地球上所处位置的不同,太阳、月亮和星星升起和落下的时间也有所不同。举个例子,想想今天早上的太阳。我相信你明白当太阳在你所在的地方升起时,对住在比你更靠东方的人来说,太阳早已升起,而对住在比你更靠西方的人来说,太阳则还没有升起。托勒密和他同时代的人也明白这个事实,而这个事实最直接明确地解释了地球是球形的。在段落【2】中,托勒密指出人们记录的“食现象”所发生的时间同样很好地解释了地球是球形的,而在段落【3】中,托勒密指出由于时间上的差异与观察者所在位置之间的距离成比例,地球的曲率肯定是相当一致的。

请注意,托勒密在这里所隐含的推理是一种常见的证实推理,我们在第4章中对此进行过讨论。具体来说,托勒密在段落【1】中的推理如下:如果地球是球形的,人们就应该观察到太阳、月亮和星星对住在东方的人们来说会更早升起,而对住在西方的人来说会更晚升起,由于这正是人们所观察到的情形,这就支持了“地球为球形”的观点。段落【2】和段落【3】中的推理与此相似,也就是说,通过直接明确的证实推理,这些事实都支持了“地球是均匀的球形”的结论。

接下来,在段落【4】中,托勒密转而开始进行不证实推理,他认为如果地球不是球形而是其他形状,那么我们就不会观察到实际已经观察到的结果。举个例子,托勒密指出如果地球是平的,我们应该会观察到太阳、月亮和星星在地球上不同地方升起的时间都相同,但是由于我们没有观察到这个现象,这就成了“地球是平的”这一观点的不证实证据。

请注意,截至这里,托勒密的论证过程真的只证明了地球在东西方向上的曲率一致。换句话说,托勒密到目前为止的观察结果与“地球是一个南北向的圆柱形”的观点相一致。因此,为了完成这个论证过程,托勒密开始考虑能够证明地球不可能是圆柱形的证据。在段落【5】中,托勒密指出一个人如果从北向南运动,就会看到不同的星星。举个例子,我们住在北半球的人可以看到北极星,而在南半球的人就看不到这颗星星。同样地,住在南半球的人可以看到南十字星座,而在北半球的人就无法看到。这正是在地球是球形的情况下,人们所能预期看到的情形。如果地球是其他形状,比如圆柱形,那么我们所能预期看到的情况就会与此相反。最后,在段落【6】中,托勒密指出了一个早已为人们所知的事实,那就是如果一个人向陆地航行,首先看到的陆地将会是山峰顶端,然后,随着距离陆地越来越近,山顶以下的部分就会逐渐显现。同样地,这是“地球是平的”这一观点的不证实证据,同时也是在地球是球形的情况下,人们所能预期看到的情形。

总结一下,“地球最有可能的形状是球形”的观点得到了很好的论证。接下来我们将探讨“地球是静止的”观点的论据(尽管它们都是很有力的论据,但后来都被证明是错误的)。

托勒密

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