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古代的太空探索及其与科学观的一致性

时间:2023-07-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:巨尤古代也有太空探索吗?只不过古人无法离开地面,他们的太空探索,只能凭肉眼观察的感受经验,对宇宙的形成和形态结构进行思考和想象,由此形成了许多神话传说和五花八门的学派,试举几例。宇宙——时空的总和对太空的探索,有着深刻的科学思考。这种对宇宙的超前认识,与爱因斯坦相对论四维时空的宇宙观完全一致。稍后的柏拉图生活在古希腊思想史的黄金时代。

古代的太空探索及其与科学观的一致性

巨 尤

古代也有太空探索吗?当然有!只不过古人无法离开地面,他们的太空探索,只能凭肉眼观察的感受经验,对宇宙的形成和形态结构进行思考和想象,由此形成了许多神话传说和五花八门的学派,试举几例。

宇宙——时空的总和

对太空的探索,有着深刻的科学思考。春秋(前770—前481)时代的墨子在《墨子·经上》中说,所谓“宇”是指包括一切的处所。战国(前480—前221)时的尸佼在《尸子》一书中进一步指出:“四方上下曰宇,往古来今曰宙。”后来的汉代古籍《淮南子·齐俗训》中也肯定了这种说法,即“宇”是指空间,“宙”是指时间,“宇宙”就是空间和时间的总和。这种对宇宙的超前认识,与爱因斯坦相对论四维时空三维空间和一维时间)的宇宙观完全一致。

天文学家张衡(78—139)还指出,“宇之表无限,宙之端无穷”。前半句的意思是宇宙的空间表面是无限的。这也是非常超前的认识,与现代科学认为的宇宙空间“有限无边”完全吻合,后半句的意思是时间起点和终点无穷尽。这虽与现代认识认为时间有起点和终点有差别,但比宇宙起源于有限的某年的看法要科学得多。张衡还在《浑天仪图注》中指出大地是悬在空间的球体。他的“浑天说”实际就是以地球为中心的宇宙观。

龟背上驮着的平板

龟象背驮大地示意图

宇宙学家史蒂芬·霍金在《时间简史》一书的开头讲了一个有趣的故事。一次,著名科学家贝·罗素做天文学讲演,他讲到地球绕太阳转,太阳又绕银河系中心转。演讲结束时,一位坐在后排的矮个老太太站起来说:“你说的这些都是废话。这个世界实际上是驮在一只大乌龟背上的一块平板。”罗素微笑着问道:“那么,这只乌龟是站在什么上面的呢?”老太太说:“年轻人,你很聪明,的确很聪明。不过,这是一只驮着一只,一直驮下去的乌龟群啊!”在欧洲、印度和阿拉伯都有乌龟或大象驮着的“平板宇宙”的古老说法。我国古代也有“天圆地方”之说,在3000多年前的西周形成的“盖天说”,认为天是拱形的,大地是一个倒扣的盘子

地球的动与不动

生活在埃菲索斯附近迈勒图斯的塔里斯(约前625—前547)被认为是最早的西方哲学家,他认为宇宙是球形的,宇宙中只一种基本物质——水,地球就在水上漂浮,其他行星以地球为中心旋转。(www.xing528.com)

大约生于公元前560年的毕达哥拉斯,一生都对宇宙和谐进行研究。他挚爱对称,圆是最完美的对称曲线,因而认为天空和地球必然是圆的。由于圆周运动的对称性,所以又认为行星以圆形曲线绕不动的地球旋转。一些人赞成毕达哥拉斯的观点,形成了一个毕达哥拉斯学派。这是一个古典嬉皮士组织,他们不喝酒,不吃肉食,不穿毛皮衣服,相信灵魂可以离开躯体。同时,他们对数学情有独钟,认为“数学是实在的精髓”。根据他们的行星运行轨道和时间的数学知识,以及对声学的数学知识,他们认为天空具有音乐的韵律,提出所谓“天球音乐”。毕达哥拉斯的一名叫菲洛劳斯的门徒却独树一帜,认为地球像其他行星一样做轨道运动。

稍后的柏拉图(前428—前347)生活在古希腊思想史黄金时代。他在《狄玛尤斯》一书中承袭毕达哥拉斯的观点,认为宇宙以地球为中心,其他天体以不同的半径绕地球运动。由于他也赋予数学极重大的意义,加上他的唯心主义,使他认为我们观察到的宇宙,并不是真实的宇宙。他用数学描绘的井然有序的、完美的宇宙模型,主要是为了显示神的尽善尽美,而不是要描写我们的观察。因此,他也不喜欢用实验的方法去验证理论。这种思想严重地阻碍了科学的发展。

地球是球形的观察证据

亚里士多德是古希腊一名著名哲学家,生于公元前384年。他认为宇宙中的所有物质是由水、土、火和空气四种元素构成的(这与我国古人归纳的金、木、水、火、土雷同),有引力(表现为水、上下沉的趋势)和浮力(表现为水和空气上升的倾向)作用在这些元素上。他还认为宇宙的年龄是无限的。作为柏拉图的学生,他在《天论》一书中,把地球描绘成宇宙的中心,其他行星、月亮和太阳在不同的球面上绕地球运动,而恒星则镶嵌在最外层的球面上。所不同的是,他赋予观察以较高的地位,认为观察显示宇宙的运动方式,而理论则解释运动的原因,两者相互影响。这为现代科学奠定了一定的基础。在《天论》中,他还提出地球是圆的观察证据。首先,月食时地球在月亮上的影子是圆的;其次,位于地球北极正上方的北极星,它对北极的观察者来说是在头顶上,而对赤道上的观察者来说,则在地平线上。此外,古希腊人从远方驶来的船只总是先见船帆后见船身的观察中,也得出地球是球形的推测。

盛行2000年的地球中心说

亚里士多德西方哲学之父的地位,使地心说占据了思想统治地位。虽然比他小70岁的一名古希腊天文学家亚斯塔格斯(约前310—前230)破天荒地提出过太阳中心说,认为太阳是宇宙的中心,处于静止不动状态,而地球在自转的同时,绕太阳公转,公转速度为10千米/小时。但是,由于他的这种思想与人们的直觉观察和经验感受不合,在亚里士多德的阴影下,而被埋没了近两千年。

在亚里士多德之后400多年,有个叫托勒密的天文学家将亚里士多德的地球中心说,制成一个完整的球形宇宙模型,被称为“托勒密系统”。托勒密系统的中心是静止不动的地球,包围它的是八个天球,由里向外是月球、水星球、金星球、太阳球、火星球、木星球、土星球,最外层是恒星球。恒星球固定在这个球体上,相对位置不变,但恒星球整体绕天空旋转。恒星球之外是什么,一直不清楚,这给宗教天堂和地狱说留下了空间。因此被基督教接纳为与《圣经》相一致的宇宙图像。托勒密模型确实为预言上述天体在天空中的位置提供了相当精密的图解,因而被使用了1000多年。在16世纪,哥白尼、伽利略和开普勒等人的日心说诞生后,直到17世纪初的1609年,亚里士多德-托勒密理论才宣告死亡。

地心说示意图

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