全部中世纪的天文学——拜占庭的、伊斯兰的、最后是西方的——都和托勒密的工作有关。
——(美)奥托·诺伊格鲍尔
▲克罗狄斯·托勒密(约90年—168年)
【前言】
大地是圆的还是平的?地球是运动的还是静止的?太阳、月亮、地球到底是谁围绕谁转动?人类在解释宇宙中认识自己。自古以来,头顶的星空激发着人类无尽的好奇和想象。
为了解释宇宙,从柏拉图、托勒密到哥白尼、牛顿、爱因斯坦,人们提出了各式各样的理论。其中,托勒密的《天文学大成》无疑是这一伟大历程的关键,也是古希腊天文学的顶点。
克罗狄斯·托勒密(Claudius Ptolemaeus),约公元90年生于埃及的托勒马达伊,逝世于公元168年。他是一名数学家、天文学家、地理学家,也是当时流行的占星术爱好者。
▲16世纪的托勒密画像
关于托勒密的生平,至今所知甚少,最主要的资料来自他传世著作中的有关记载。从托勒密留下的观测记录来看,他的所有天文观测都是在埃及(当时在罗马帝国统治之下)的亚历山大城进行的。
在那里,他阅读了不少书籍,学会了天文测量和大地测量。他将来自巴比伦的数值天文学与此前主导希腊天文学思想的几何体天文学统一在一起,从而彻底改变了西方古代天文学的方向。他将自己的研究论著命名为《天文学大成》,这本著作起初由希腊语写成,名为“Mathematikē Sntaxis”,字面意思为“数学体系”。被阿拉伯人推为“伟大之至”,书名就成了《至大论》(Almagest)
▲《天文学大成》
【《天文学大成》】
《天文学大成》共13卷,书中结合实际观测与数学分析,详细阐述了托勒密的天文学观点,即:天空是球形的;地球是球形的;地球处于天空的中心;地球相对天空的比率而言,地球是无穷小的。
按照托勒密的观点,地球处在宇宙的中心;诸天体镶嵌在各自的天球上,绕地球转动;按照离地球的距离从小到大排列,天球依次是月亮天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天和恒星天。
托勒密在《天文学大成》的前言中宣称:关于天界运动的神圣原因或事物本质的哲学思辨只能导致“臆测”;如果目标是获得确定性,那么数学是唯一途径。
▲托勒密的地心体系
他在继承前人关于天文学研究的基础上,运用科学的方法,提出了宇宙的地心体系。虽然16世纪由于哥白尼的“日心说”发表,“地心说”被推翻。但毫无疑问的,《天文学大成》是西方后世所有天文学理论和实践的源头。
即使是哥白尼的《天球运行论》,也是孕育在《天文学大成》的科学精神与数理天文学思想中,这直接诱导了哥白尼对于天体运行的科学思辨和批判研究。更为难得的是,《天文学大成》中产生了现代天文学依旧在使用的不少名词,例如赤道、子午圈等,它对现代天文学的影响延续至今。
▲托勒密地心说宇宙体系
此外,《天文学大成》的出现也极具时代特色与社会意义。《天文学大成》成书于公元一世纪的希腊化时代,罗马帝国的扩张打破了希腊时代的安宁,在这个战乱动荡、文化交融的时代,人们逐渐从城邦中跳脱出来,个人主义逐渐让位于世界主义,而诸如数学等科学手段亦逐渐被重视而成为了学科的“公理”,更何况,地球不动且为天体中心的说法,对战乱年代的人们来说是一种极大的慰藉。
《天文学大成》自成书起便受到了西方世界的极大重视,在中世纪被尊为天文学的标准著作,统治了西方天文学界一千多年。十五世纪末,随着耶稣会传教士的宣教活动,《天文学大成》较为系统地传入了中国,并对中国的历法产生了一定影响。
由徐光启、汤若望等人参与编撰的《崇祯历书》,在大规模引进西方天文学知识的基础上,利用当时先进的数学和测量学知识,进一步完善了中国传统历法。由于托勒密天文学在西方天文学中的重要地位,《天文学大成》占了《崇祯历书》对欧洲天文学阐译篇幅的一半以上。
▲《崇祯历书》
【小结】
随着科学的发展,以托勒密《天文学大成》为代表的地心学说不断遭到贬斥与质疑,导致了截止目前未有《天文学大成》的中译本面世,相关研究散见于西方科学史、天文学领域等相关著作与论文中。其中以邓可卉博士的论文《托勒密研究》为代表,此外在戴维·林德伯格教授的《西方科学史的起源》中亦有较为详细的介绍。
【参考资料】
(美)戴维·林德伯格著,张卜天译《西方科学史的起源》,湖南科学技术出版社,2016
(英)约翰·D·巴罗著,李剑龙译《宇宙之书:从托勒密、爱因斯坦到多重宇宙》,人民邮电出版社,2013
(法)亚历山大·克瓦雷著,张卜天译《从封闭世界到无限宇宙》,商务印书馆,2016
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