古人眼中的天空

埃及第十八王朝石碑,現存於開羅博物館;碑上是崇拜朝之太陽神阿吞的埃及人,阿吞神以太陽圓盤的形象出現。

我們所知的最遠古的資料證明:人類自古以來就注意到了天體,並力圖揭開他們置身其中的這一偉大謎題。然而我們的先輩不知自然法則,缺乏光學儀器,對母星——地球的認知也乏善可陳,他們對天象以及天空中星辰的概念自然全是謬誤。此外,我們很難知曉古人對宇宙的真正認識,原因有二:一、缺乏證據手稿——它們幾乎全部葬身於亞曆山大圖書館(1)的大火之中;二、神話攫取了尚存的資料,將其改頭換麵,淹沒在宗教信仰和神話傳說的廢紙堆裏,例如,作為真正的學者,古埃及的祭祀們嚴謹地觀察並研究天空及天體運動,這一科學賦予他們淩駕於人民之上的無可質疑的權威,但祭司們善財難舍,隻將其作為宗教啟蒙傳授給幾個信徒,以防止如此珍貴的發現被泄露出去。信徒們知道什麽呢?幾個巧妙的神話就滿足了好奇心,他們也就不可能發現其中的具體事實。今天,許多作家如饑似渴地查閱神話寓言,希望發現其中可能蘊藏著的部分精確科學。然而必須承認的是,我們很難確定,某個精彩的故事是源自觀察事實,還是詩意的想象遊戲。

此外,古代的天文學家們發現了什麽呢?他們的認知顯然來自長期的凝視觀察。他們先是被天空呈現出的無可比擬的景觀所吸引,繼而注意到某些經常出現的表象。為找出其規律及周期,古人隻能用肉眼耐心地觀察和研究。要知道,第一架折射望遠鏡直到1610年才麵世,但天文觀察則可追溯至公元前幾千年。正因是親眼所見,所以他們不會懷疑這是否是天空的真正模樣。當時流行的觀點認為,天空不過是隨機點綴著各種光源的拱頂。如果那時的人們沒有能力估量天體與我們之間或近或遠的距離,那麽在他們眼中,這些光源不就像是在彎彎的天花板上緩慢運動,且與我們的距離同樣遙遠嗎?在地球上的任何一個角落,人們都能觀察到天體在這一運動的牽引下浮出地平線,緩慢升到一定高度,然後慢慢降落直至消失在天空的另一頭。

攝影記錄下的星空的視動現象。在靜止不動的照相機前,星星緩緩移動,影像也隨之在感光板上變幻成一道道我們此刻見到的和諧的光跡(曝光時間:1小時)。

古人還將天空看作圍繞地球轉動的球麵,對此我們同樣不應大驚小怪,即便這唯一的球麵假說很快便不足以解釋不同天體的各種運動。事實上,古人對天上之物的持續觀察揭示了三種天體。首先是向地球揮灑光芒的太陽和月球,它們是能夠通過人眼觀測其視直徑(2)的天體。其次是“流浪的星星”(行星),它們根據時間出沒,在空中畫下一道道或長或短的弧線。最後一種是“固定的天體”,即由無數天體組成的星團,它們的相互位置不變,以一種恒定的速度在我們的頭頂上旋轉。因而,當時的人們以為這些固定的天體按所屬類別在互相嵌合的軌道上轉動,而這整個同心拱頂係統則圍繞宇宙的中心——地球而轉,為人類提供效用,供人類賞玩。

古希臘哲學家來到埃及收集古埃及祭司們耐心、規律的觀察的成果,超越或者說補充完整了其中一些基礎概念,並加以綜合。如此一來,他們飛快地了解到了天體的運動。公元前600年,畢達哥拉斯教授學生,地球及太陽是球形結構。那時他便斷言,太陽在空中不動而地球繞著太陽運動。他還猜想這些星星也同太陽一樣。這一如此接近真相的宇宙觀卻似被前人的觀念扼殺了,直到2000年後經哥白尼重新拾起,畢氏理論才最終取得勝利。

人類的目光自古便凝注在星星上。夜幕一降臨,天上的星星就被點亮了,有些組成了幾何圖案,形成星座,更加吸引人們的注意。

公元前3世紀至公元前1世紀,蓬勃發展時期的亞曆山大博學園擁有許多傑出的天文學家:埃拉托斯特尼、阿利斯塔克、喜帕恰斯以及托勒密。托勒密博學多才,編纂了著名的集大成之作《至大論》。為了不偏離主旨,此處我們就不再詳細列舉之前提到過的這些古代天文學家的工作。我們不得不欽佩這些智者的能力,敬慕他們傑出甚至天才的發現:在缺乏光學儀器的情況下,僅憑十分簡陋的測量工具,便能確定地球的圓周長,大致準確地計算出地月距離,發現歲差……托勒密正是在這些要素的基礎之上才建立了著名的托勒密體係(3)。他自然而然會將地球看作宇宙中心,天體繞地球做圓周運動;認為月球離地球最近,其次是“內行星”水星和金星,再次是太陽,太陽之外便是所謂的“外行星”們。由於這一組合過於簡單,無法解釋所有行星運動,因此托勒密又在其體係的基礎之上加入了“本輪”概念,即天體繞主圓周軌道上的一點做小圓周運動。每顆行星在公轉時也在做本輪運動:金星公轉周期225天,火星為一年又222天(4)……托勒密體係看起來無懈可擊,乃至在長達1700年的時間裏都擁有統治力。此外還需指出的是,托勒密體係不僅構思精巧,還蘊含豐富的宇宙誌知識。古代的天文學家們幾乎全神貫注於天體運動,而無暇顧及天體構成、形狀及其相對距離。這一點很容易解釋——這些學者生活在天空異常純淨的東方,他們可以不間斷地標出星星的連續位置,建立數據,進而推斷出其組合運動,但至於這些天外來客的自然狀態,他們就無從得知了;此外,由於自我中心主義作祟,他們視星辰為裝飾夜空的照明光源。前人興許試過測算日地距離,但均以失敗告終。

托勒密的宇宙體係:地球是宇宙中心。摘自安德烈亞斯·塞拉裏烏斯編著的星圖《和諧大宇宙》,阿姆斯特丹,1660年。——拉魯斯出版社

一些哲學家認為,在地球和其伴隨物太陽及行星組成的地球體係外,可能還存在著其他類似體係。畢達哥拉斯學派的信徒們甚至斷言“每個天體都是一個世界”,但通常說來,確定這些世界的數量著實是個難題,每個人根據其哲學理論所給出的答案都不盡相同。

基於五種柏拉圖立體、地球五大洲、人體五感,柏拉圖認為存在五大世界。而後,伊壁鳩魯的學生盧克萊修則宣稱存在無數個世界。他說,既然沒有什麽是獨一無二的,任何生命、任何物體都有族屬係派,那麽散落在太空中的天空、海洋、星星也是無盡的。然而這一偉大設想被宗教論據打敗了:在無限世界之中,須有許多同上帝一樣強大的朱庇特神(5)。而在泛神論逐漸沉淪、一神教日益興起之時,這種異議十分可怕。

我們可以看到,這些觀點與天文學和基於事實觀察的推理演繹已不再相關。實驗科學被辯證科學取而代之。我們可以設想這會啟發出多少種不同的假說啊!

至於鄰近地球的天體,尤其是太陽和月球,對它們的猜想更是五花八門,有些甚至是毫無根據的怪力亂神之語。比如,阿那克西曼德認為太陽是地球的28倍大,阿那克薩戈拉認為太陽比伯羅奔尼撒半島大一點,而赫拉克利特卻認為太陽隻有1英尺(6)大,斯多葛派則將太陽看作理性生物……其他觀點或照顧到了太陽的外形,或將太陽跟什麽進行了比較,相對於空口白話而言更有優勢。比如,盧克萊修認為:“太陽不比我們眼中所見更大,也不如我們眼中所見明亮。因為一個燃燒的物體向我們輻射光與熱時,不管多遠的距離都不會改變我們所看到的它的表象。”通過類似推理,他認為月球的體積就像人眼所看到的那樣時大時小。普魯塔克幾乎記載了當時人們對月球的全部猜想,其中有一種奇怪的假說聲稱,我們的衛星隻是一麵反射地球的簡單鏡子,我們看到的黑點則是地球上的海洋和大陸的影像。希臘的一位倫理學家則出於個人意願攻擊這一猜想過於現實:他將月球看作亡靈的棲居之地,並在一次混雜著神話與形而上學的討論中延伸、發揮……

以上便是文章主線中對古代世界留給天文學的遺產的概述。對於對天體運動的研究而言,這一遺產已經非常豐富;但如果考慮到對地外世界的研究,那就乏善可陳了。

佛羅倫薩教堂鍾樓淺浮雕:托勒密觀測天空。喬托與皮薩諾刻。——阿裏納瑞博物館

代表了中世紀的宇宙體係及天體力學觀念的雕刻。

為了解釋月球表麵形貌,古人將月球比作映照地球形象的鏡子。

(1) 這座曾是世界上最大的圖書館由埃及托勒密王朝國王托勒密一世於公元前3世紀所建,後毀於火災。

(2) 指被觀測的物體在垂直觀測者視線方向中心的平麵上產生的透視投影的直徑,並非真實直徑,現一般稱為角直徑或視角直徑。

(3) 即托勒密地心體係。

(4) 現測定火星公轉周期為687個地球日,即1.88個地球年(一年又322天)。

(5) 朱庇特神,古羅馬神話中的眾神之王。

(6) 1英尺=0.3048米。