從“地圓說”到“地心說”

趙之珩

古時候，人們看到廣闊的平原、一望無際的海洋，就想象天是圓的，地是平的。誰都不敢想象大地是球形的，因為如果大地是球形的，海水不就流光了？處在地球另一邊的人和物，不是就要掉落下去了嗎？

公元前5世紀，古希臘有一位哲學家名叫畢達哥拉斯，有一天，他的老師泰勒斯對他說：我已經把我的知識全部傳授給你啦，你去航海旅行吧，在旅行中你一定會有許多新發現的。聽了老師的話，畢達哥拉斯乘船出發了。在日落的時候，他發現光芒四射的太陽周圍，有一圈圓圓的光暈，他想這個現象應該能夠說明太陽是球形的。當太陽落下后，他又發現月亮明暗交界處是弧形的，這說明月亮也是球形的。夜更深了，他仰望著滿天星斗，發現天上的星星仿佛是一個個小圓點兒。他想：這是因為星星距離我們十分遙遠，如果走近了，就會看到它們也是球形的。白天，他在航行時又發現海面并不是水平的，遠方的來船總是先見船帆，后見船身。這說明地球表面是有曲度的，進而他推斷出地球是球形的。

公元前3世紀，古希臘一位名叫亞里士多德的哲學家為畢達哥拉斯的地球理論提供了幾項有力的證據。

亞里士多德出生于斯塔基拉，17歲時進入雅典的柏拉圖學園學習，由于成績優秀，畢業后成為學園的老師。在柏拉圖學園里，亞里士多德學習了天文學、數學、物理學、生物學、心理學和修辭學。為了研究生物，他派出一千多人到各地采集標本，還為五百多種動物冠以學名。他認為宇宙萬物不是被神控制，而是遵循著一定的規律在運行，而人類的任務就是探索這些規律。關于地球的形狀，他通過前人的推斷和自己的觀察，為“地球是球形的”這個推論提出了三大鐵證。

第一，我們看遠方的來船總是先見船帆，后見船身。這說明地表是一個曲面，而曲面無限延伸就得到一個球形。

第二，月食是地球的影子投射到月亮上形成的，我們看到月食的影子是圓形的，也就說明地球是球形的。

第三，如果從南向北走，就會看到越向北走，北極星的高度越高;同理，越向南走，北極星的高度越低。這也可以說明地球是球形的。

這三大鐵證的提出，使越來越多的古希臘人相信了“地圓說”，拋棄了“地平說”。

亞里士多德博學廣聞，馬其頓國王腓力二世非常敬重他，聘請他為自己12歲的兒子亞歷山大單獨授課。亞歷山大跟隨亞里士多德不但學習了自然科學、哲學原理，還樹立起為國家造福的崇高信念。20歲時，亞歷山大當上國王，他平息了內亂，開始遠征，建立起了一個橫跨歐、亞、非三大洲的“亞歷山大帝國”。在亞歷山大大帝的倡導下，這個帝國不僅注重物質文化的建設，還非常重視科學文化的發展。亞歷山大城中不僅有學園，人們還歷經百年建立起世界上最古老、最豪華、藏書量最多的“亞歷山大圖書館”。

亞歷山大城濃重的文化氛圍吸引了來自四面八方的學者，這其中就有天文學家托勒密。托勒密生于埃及，從小熱愛讀書、樂于思考，在公元127 年，他長途跋涉前往位于亞歷山大城的學園學習。他花費大量時間埋首書海，終于寫出《天文學大成》，總結了泰勒斯、畢達哥拉斯、亞里士多德、阿里斯塔克、阿波羅尼等人幾百年來的研究成果，成為古希臘天文學的集大成者。

在這本著作中，托勒密首先肯定了我們居住的地球是一個球體，明確了“地球”這個概念，并且建立了以地球為中心的宇宙體系，這就是后來廣為流傳的“地心說”。

“地心說”認為我們所處的地球是球形的，它處在宇宙的中心靜止不動。日月星辰都圍繞著地球轉動，它們運行的軌道是正圓形的。月球是距離地球最近的天體，往外依次是水星、金星、太陽、火星、木星、土星以及眾多的恒星。水星、金星、火星、木星、土星這五顆行星分別在自己的“本輪”上運行，而本輪的中心又在“均輪”上運行。托勒密以這樣的方式就解釋了行星時而“順行”時而“逆行”的原因。除此之外，托勒密還測定了2000多顆恒星的位置，并將其劃分成48 個星座。在觀測和研究的基礎上，托勒密建立起的宇宙體系統治了人類一千多年，直到哥白尼的“日心說”出現。