作者:刘树勇,邱克,尹德利 日期:2021-12-29 05:04:40
一、宇宙的立法者
宁静的夜晚,当我们漫步户外的时候,往往会情不自禁地抬头仰望星空。满天的星斗,浩瀚无际的天空,为人们提供了巨大的想象空间。自古以来,宽广而又深邃的星空一直吸引着人类的目光。星星是什么?它们离我们有多远?宇宙有多大?星球的运动、演化、空间和时间等等所有这些问题仍是人类最为关心的问题。
宇宙是我们的祖先最早开始关心的一个话题,他们有着丰富的想象,提出了各种各样的模型,以说明他们所观察到的现象。什么是宇宙?战国时期一位叫尸佼的人是这样说的:“四方上下日宇,往古来今日宙”。意思是说:“宇”指的是东、南、西、北、上、下六个方向的空间;“宙”则包括过去、现在和将来的时间。人类活动、天体运行、万物演化都包含在这个空间中,并随时间变化而发展。
自古以来,人们头顶着天,脚踩着地,很自然地认为宇宙是由天地两部分组成,还认为天地是有形的。古埃及人把宇宙设想成一个箱子,箱底是大地,箱盖是天。古巴比伦人认为天像圆罩,罩在大地上。
中国古人对天地的认识主要有三种说法:“盖天说”、“浑天说”、“宣夜说”。
起源于周代的“盖天说”把天看成圆盖,大地如同四方的棋盘。后来有人发现大地并不是平面的而是拱形的,于是又提出新的盖天说,认为天像一个圆形的盖子,地像一个倒放的盆。
“浑天说”的主要代表人物是东汉科学家张衡。他认为:天地像一个鸡蛋,天如同蛋壳,形状圆圆的像一个弹丸,地像鸡蛋中的蛋黄,居于中间;天大地小,天包着地,就像蛋壳裹着蛋黄;天靠气支撑着,地好像浮于水上。浑天说的球形大地概念比盖天说前进了一大步,但这种天有形状、地在中心的说法并不科学。
“宣夜说”相传出自殷代,它的主要思想是:天高远无尽头,天无颜色,并非实体,只是因为天离我们太远,所以看起来好像一种有颜色的实体;日、月、行星自由移动于虚无的空间,可自由地做各种不同的运动。宣夜说抛弃了天有形的观念,认为宇宙是无限的,这种观点很早就出现在中国,实在是难能可贵的。
古希腊著名天文学家亚里士多德认为,宇宙是和谐的、完美的,几何图形中圆形、球形是最完美的,因此天体的形状也应该是球形的。他提出大地是一个球体,一部分是陆地,另一部分是水域,周围被空气包围着。他还用许多实例来证明这种观点。例如,当一个人站在海岸上看着远去的帆船,当船身已经看不见时,仍能看见船的桅杆露在水面上。这说明海洋的水面不是平面,而是弯曲的。亚里士多德还以月食现象为例指出:月食是由于地球挡住了太阳光,地球的阴影掠过月亮的表面时引起的,阴影是圆形的,所以地球本身也应该是圆形的。确立大地球形的观点是亚里士多德对天文学的重要贡献。
亚里士多德还认为地球是宇宙的中心,是静止不动的;天是有形的,由一个个透明天球层组成,日、月、五大行星分别附在各自的天球层里,这些天球层围绕地球做复杂的运动,离地球最近的是月亮,其余依次是水星、金星、太阳、火星、木星和土星。他还认为日、月、行星的运行路线应该是一种完美的正圆,运动速度均匀不变。
亚里士多德的天球层模型是古代西方第一个关于宇宙结构的理论。但在当时没有多少人相信亚里士多德的话,人们总是反问:如果地球是圆的,那么住在地球另一端的人头总是向下,他们怎么走路呢?他们怎么不掉下去呢?亚里士多德还不知道地球的引力作用,无法回答这些问题。
P1-4