- 你一定爱读的世界科学故事
- 郑士波 魏志敏
- 1731字
- 2021-04-01 19:31:04
托勒密的错误
托勒密生于埃及,父母都是希腊人。关于他的生平,史书记载的很少,但他的“错误”却是尽人皆知。
托勒密犯的是一个著名的错误,那便是地心说。说它是错误,那是实事求是,但同时它也是不折不扣的科学。之所以称之为科学,是因为它在科学史上的进步意义。
其实,首创地心说的是亚里士多德。托勒密全面继承了这一学术观点,同时依靠前人的积累和自己长期观测得到的数据,写成了13卷本的《至大论》。在该书中,他将地球之外的空间分为11个天层,依次为月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天、晶莹天、最高天和净火天。托勒密认为,各行星都围绕着自身的轴心转动,同时每个行星的轴心又以地球为中心作圆周运动。他以地球为中心的圆周为“均轮”,各行星自转的圆周为“本轮”。他还承认地球不在均轮的正中心,从而均轮都是一些偏心圆;众恒星与日月行星一道绕地球公转。托勒密所描绘的数学图景并不符合实际情况,但对于当时观测的行星运动情况解释得近乎完美,而这一理论在航海上也具有一定的实用价值。托勒密自己对这一理论体系的评价是:不具备物理的真实性,仅仅作为计算天体位置的一个数学方案而已。但人们还是接受了它,认为它是科学的。
他为“地心说”提出了许多“理论”依据,其中某些还具有合理的成分。
之所以在托勒密犯下这样的错误之后,当时的世人又犯了一个错误(接受他的观点)是有一定原因的。第一,绕着某一中心做匀速圆周运动的提法暗合于当时占主导地位的柏拉图思想,与亚里士多德的物理学也是吻合的;第二,以几种圆周轨道的组合说明行星的位置和运动状况,与实际相近,相对于以前的体系而言是一种进步,还能解释行星的亮度差异;第三,地球处于宇宙中心不动的说法令人们安心,也与基督教义的说法一致。如此一来,在以后1000多年的时间里,人们对此深信不疑。
这张天体图从整体上看是错误的,但它也有某些合理性和科学性。
直到15世纪,哥白尼才指出了这一理论的谬误。人们对于宇宙中心这个问题的认识一步步朝着正确的方向发展。不幸的是,我们逐渐认清了谁是宇宙中心的时候,不经意地又犯下了另外一个错误,那就是全面否定托勒密及其地心说。
托勒密的著作
《至大论》是托勒密的一部重要著作,不再赘述。另外还有其他九部著作:《实用天文表》,将《至大论》中的天文表单独汇编,并对其中参数加以修订以方便实际应用。该书一直被用到中世纪以后。《日晷论》,主要研究日晷的角度、投影和比例的问题,相比古罗马工程师维特鲁威的《建筑十年》,在具体技巧有诸多改进。《平球论》专注于各种圆的平面投影,形成构造平面星盘的理论基础。《地理学》是当时地理学和地图学知识的集大成之作,在地理方面有着重要地位,全书共分为8卷。《恒星之象》仅有第二部分存世。在书中,作者列举了一些明亮恒星的偕日升与偕日落,是对于《至大论》在这一领域的补充。《星象假说》、《四书》、《光学》、《谐和论》等著作或因失传,或因后人记述颇有争议,这里不再一一赘述。
在上海交通大学科学史系的研究生入学考试中,不止一次地出过这样一道题:“试论托勒密的天文学说是不是科学?”结果呢,大部分考生在这道题上栽了跟头,众口一词地说它不是科学,错误的理论怎么能成为科学呢?而正确答案恰恰相反:它是科学。可见持这种错误观点的人不在少数,为什么呢?因为我们从小学到大学的教育中历史唯物主义和辩证唯物主义的精神贯彻得太少。
何谓科学?科学是一部不断进步的阶梯。今天的“正确”结论,明天可能成为悖论。如果我们否定托勒密是对的,那么哥白尼、开普勒和牛顿又将如何评判?太阳也不是宇宙中心;行星的轨迹亦非精确椭圆;“绝对时空”是不存在的,我们只能一并称之为“伪科学”,显然这是不负责任的做法。所以我们必须按照辩证唯物主义和历史唯物主义的要求,重新划定科学的界线。即具有进步意义,推动人类社会向前发展的理论就具有科学性。托勒密的理论符合这一论点:第一,他肯定大地没有支托,而是悬空的;第二,认识到行星和日月是离地球较近的天体群,走出了把太阳系从众星中识别出来的关键一步。所以,我们在承认托勒密地心说是一个错误的同时,也要看到它的巨大积极意义。
他在托勒密以后提出了“日心说”。