你觉得人类和动物们最大的区别是啥?你可能会说,我们会制作非自然工具,我们会使用火,我们会反问为什么?
这个问题其实没有标准答案,每个人心里都有自己的想法,那么我认为人类和动物们最大的区别在于,这个世界上没有任何一种动物能像人类那样,长时间的抬头仰望星空。
对吧,而长时间仰头的能力,又得益于我们是这个星球上唯一能够长时间直立行走的动物,所以我也会认为,直立行走是人类进化的关键。
好,这有点扯远了哈,我们接着说。那么在白天的时候,你一抬头,很明显有一个东西会立马吸引你的眼光,那就是炙热的太阳,它比你的女朋友还耀眼,对吧。至少你不敢直视它。
那么对太阳的观察你会发现两个特别明显的事情,首先他很热,对吧!这你就能知道,太阳为我们这个世界提供了温暖。还有你会发现,太阳在一天中,总是从东边升起,然后以一个弧线划过天空,在西边落下。
那么普通人都可以总结出以上两点关于太阳的知识,但到这里基本上就结束了。我本人就属于那个普通人,小时候我就在想,你说这太阳这么热,它早上从哪里出来了,晚上又去了哪里?当时我对这个问题给了答案,火山。这个答案里面包含了地心说的思想,对吧,但又比地心说显得幼稚了许多。因为在我的想法里,太阳依旧处在了地球的大气范围内,简直愚蠢的可笑。
但是在我们人类这一帮子群体里面,总有一些能人,对吧,在我们生活中也常会遇见这样的人,他们确实能。
那么2000多年前,古希腊那一帮子哲学家就属于能人了,他们对太阳的观察比我们普通人要细致得多了,除了发现太阳的东升西落以外,他们还发现在一年之中,太阳在天空的轨迹会从冬至的最低点,缓慢地移动到夏至的最高点,每年会有这么一个来回。
除此之外,就是人家在几何学方面的成就了,公元前3世纪的阿里斯塔克就写了一本书叫《论直径和距离》,这算是人类第一次的天文测距任务,他当时算出来的月球距离为397600千米,今天的平均距离为380000千米,算是比较准确的。算出来的太阳距离就误差很大了,只有现今距离的1/60。
从这里就可以看出能人和普通人之间的区别了,对吧。
在我们的一天中,除了单调的白天以外,那么到了夜晚天空就变得热闹了起来,漫天繁星还有一轮明月,人们就发现这月亮也是从东边出现,然后从西边落下,如果你再观察仔细一点的话,你就会发现,在每天晚上的同一时刻,月亮的位置会比前一天晚上的位置向东偏移12度左右,那么12度在天区看起来有多大?你现在伸直手臂,做这个手势,这个宽度在天空对应的距离差不多就是12度。这个12度的距离是因为月球绕地球自西向东公转造成的。
除了月亮以外,我们还会发现夜空中的星星,他们的相对位置好像从来都没有变化过,感觉像是固定在黑暗的幕布上一样,这个幕布现在包围着整个地球,所以我们叫他恒星,这个名字起的没问题吧。
如果你现在持续一晚上都盯着这个恒星背景看的话,你还会发现,整个恒星背景也跟太阳和月亮一样,从东边往西边运动。总之你在天空中能看到的所有的东西,他们都有一个总的运动趋势,那就是自东向西。
当然在夜晚的天空中不仅有恒星,古人就发现,有5颗星星比较特别,他们不仅亮,而且他们相对于恒星背景会发生比较明显的移动,所以在古人绘制的星图中就不包括这五颗星星,因为他们的位置天天在变,你也没办法把他们画在星图上,对吧。所以给他们起了个名字叫行星。这个名字也挺形象的。
相信你已经知道他们是谁了!按照移动速度排列的顺序分别是:水星、金星、火星、木星、还有土星,正因为有这五颗行星的存在,古代就有了一个职业,叫占星家,不然的话,其他星星的位置又不变,你说你夜观天象,发现有大凶之兆,你这不是胡扯尼么。
也正因为有这五颗行星的存在,人们就迫切地需要知道他们的运动规律是怎样的?这是人之常情呀!我们能不能建立一个模型,把看到的天体运动规律,以及各种天象(当然这里说的是月食和日食)给他模拟出来,甚至用这个模型来预测未来一段时间行星在天空中的位置,以及月食和日食发生的时间。
所以人们就有了建立宇宙模型的想法。好,了解了以上的知识,现在有一个重要的任务要交给你了。假如让你建立宇宙模型,你会怎么办?
要是我的话,我就会想,你看,这太阳、月亮、恒星背景都在从东边往西边跑,五颗行星除了往西边跑以外,它们还有各自的运动,我肯定会认为,它们都在绕着地球自东往西转,而地球就处在中间没有动。对吧,我一阵窃喜,感觉发现了真理,这很符合观测事实。
同样的古希腊的能人们,也是这样认为的,公元前6世纪的阿那克西德曼就说,地球处在宇宙的中心,月亮,太阳,以及五颗行星沿着圆形轨道绕着地球运转,在土星之外,则是固定不动的恒星背景。这就是著名的地心宇宙模型。
它很符合我们的直觉,也很符合当时的观测结果,可以说,这个模型是当时人类的观测水平下,最好的宇宙模型了。
那有些同学就要说了,我可比古人聪明多了,我能认识到一个重要的问题,运动是相对的,对吧。也可能是地球在自西向东自转,所以才导致了我们看到的所有天体在自东向西运动。
嗯,不错!但你可能要失望了,公元前3世纪的阿里斯塔克跟你想到了一块,它就认为是太阳处在宇宙的中心,是地球在运动。
不过可惜的是,它关于日心说的著作在亚历山大图书馆的一场火灾中被焚毁了,关于这个说法,现在能够找到唯一的佐证是阿基米德的一本著作中,提到了它的日心说。
现在的问题是,不是人们想不到日心说,而是人们当时就接受不了日心说,主要的原因是这样,你说地球在动?对吧,好,那我现在问你一个问题,既然地球在动,那为什么我跳起来还能落到原地?为什么我抛手中的东西,这个东西还会分毫不差地再次落到我的手中?当时的人是没有直升机,要是有的话,他们也会问这样的问题,那我现在开着直升机悬停的空中,能从中国到美国吗?
这些问题简直太超前,不信的话,你可以去网上搜一下直升机这个问题,已经21世纪了还有人问这个问题,所以当时没人能够回答出来太正常,因为时机不对!如果你看了我之前的相对论,你就知道这个问题是在1600年后被伽利略解决。这又说明了一个问题,人类能发展到今天,是一步一步脚踏实地走出来的,没有跨越式的发展,也没有捷径,更没有一步登天。
所以我们更不能以现代人的眼光去看待古人的思想,认为它们很笨,一个简单的问题都解决不了,还发展出了错误百出的地心说。
说实在的,假如把我放到2000多年前,我也只能提出一个“太阳晚上回火山”的宇宙模型。跟古人比起来真的差太远了。所以我一直以来都很佩服崇拜古人的智慧。地心说也一直在我心里是一个伟大的理论。
但是不可否认,这个理论它有漏洞,而且洞还不小,因为年轻的柏拉图就提出了一个问题,为什么行星运动的好好的,突然就停在了空中,几天都不动,然后又会有一段时间朝着相反的反向运动,又停留几天,最后又恢复正常。
这就是行星的逆行现象,除了这个问题以外,公元前2世纪的阿波罗纽斯也指出了一个问题,如果行星是在圆形轨道上绕着地球运转的,对吧,那它和地球的距离每时每刻都应该是一样。
但为什么我们看到的行星亮度会发生变化呢?这个问题确实也挺深刻,也不得不佩服古人的观察能力和智慧。
解决这些问题的人是我们非常熟悉的一个人,叫托勒密,它是古代天文学的集大成者,在它的手里地心说发展到了前所未有的高度,统治了人类数千年的时间,这是我们下节课的内容。