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古人有云“四方上下謂之宇,往古來今謂之宙。”

宇就是空間,宙就是時間。宇宙是空間、時間、物質和能量構成的統一體,人類從坐井觀天到太空飛行,再到拍下了第1張黑洞照片,現在的宇宙觀已經發生了天翻地覆的變化,對於天文學的起源,已經很難去考證了,但是自從地球上出現人類開始,那就避免不了說經歷白天黑夜,和一些其它的自然現象,相對應的都會發現一些規律,並且人們會對這些自然規律啊去做一些總結。

“年”這個時間概念的由來

先了解一下什麼是“偕日出”。

“偕日出”指的是天體(如恆星)在凌晨前見於東方天空,且不淹沒於Sunny中。

在尼羅河畔誕生的古埃及文明,公元前6000年,古埃及就已經有農業生產了,但是每隔一段時間尼羅河水就會氾濫,大片的莊稼毀於一旦,甚至人都會被衝跑,古埃及人就很頭疼。到了公元前2000年的時候,古埃及人發現天空當中有一顆星星,每隔一段時間在東方日出之時總是這個星星先出現,然後緊接著太陽就出現了,也就是說這顆星星它帶著太陽出來了,每次這個現象(偕日出)剛一過,尼羅河就會氾濫,於是古埃及人就把這兩件事給聯絡上了,於是,古埃及人就給這個星星起了個名叫做“索普代特” (Sopdet),古埃及人就認為是尼羅河神“薩提特”來了。

於是每當“索普代特”在“偕日出”這一天,人們就趕緊的上山去避難,後來古埃及人就把這一天當做一個開始,到下一次 “索普代特”偕日出為止的時間就叫做 “年”,也就是一年的意思。這就是最早對時間的定義,再後來古埃及人在此基礎之上,建立了相應的歷法,那也就是我們現在使用的公曆最早的雛形。最初古埃及人把一年定為360天,後來又改成了365天,早期的古埃及人對歷年的演算法還是挺精確的,只是相差了5天,然而那個時候的觀測天象水平還不發達。

圖解:日曆石

夜空中最亮的星

古埃及人稱為“索普代特”的這顆星其實就是“天狼星”。天上這麼多星,古埃及人是怎麼知道哪顆星是天狼星呢?

因為天狼星就是夜空中最亮的星,放眼望去夜空當中最亮的那顆星星就是天狼星。

每一個天文文化當中天狼星幾乎都會出現,只是名字不同而已,比如蘇軾的《江城子·密州出獵》中的“會挽雕弓如滿月,西北望,射天狼。”在天狼星下面也有幾顆比較亮的星稱為“弧矢星”,蘇軾說的這個天狼星,其實是代指當時北宋西北的西夏,所以在古人眼中天文現象,往往都被當作一種象徵,中間誕生了很多版本的神話故事,而這些現象往往和自然災害有關,所以人們就發現可以通過某些天文現象來預示著這個災難或者是太平,於是就誕生了“占星術”,就是用星星來占卜。

一直到中世紀歐洲的一些天文學家啊,其實都有第二職業“占星師”,因為占星必須得觀測星星。後來呢,就又一點點的衍生出了現在的星座文化,就這些這都是有必然聯絡的。但是剛才說的這些,這都是說古人對天文現象的觀測與記錄,但是沒有人去思考為什麼會有這個現象發生呢,然而,開始思考的就是古希臘人。

圖解:占星師占卜時所用的“星盤”

古希臘人的思維轉向

古希臘雖然說不是四大文明古國之一,這就說明從古希臘開始,人類就突然從感性思維轉向理性思維,一種追求科學的精神悄然的就誕生了,所以很多重要的辯證思維,包括哲學都是誕生在古希臘的,而古希臘它又是歐洲文明的發源地,這就直接導致中世紀之後歐洲整體的科學水平都比較高,所以從古希臘開始,人們就開始討論一些這個已知的天文現象背後的成因了,那這些已知的天文現象都有啥呢?

首先,我們生活的地方叫做地球,這應該就是中心唯我獨尊。其次呢,天上有個太陽,還有個月亮,這兩個都會動,那應該就是圍繞著地球轉的。最後,剩下的就是一堆星星了,這些星星人們最早以為它們是不會動的,後來發現才不是。

他們發現這些星星它們整體的會旋轉一下,就是它們會隨著時間整體地旋轉,中間有一個點就是旋轉中心,這個點被人們叫做“北天極”。

古人發現北天極附近有一顆亮星,很接近這個旋轉軸的中心,很早的時候人們就把這顆星叫做“北極星”(現在對應的就是西方的“小熊座α星”),就是所有的星星幾乎都是圍繞著這個北極星旋轉的,所以最早的時候北極星就是古人在夜晚的指路標。

星星整體旋轉,這是由於地球的自轉引起的,而北天極對應的就是地球的北極,除此之外呢,古人還發現一個事,就是這些星星雖然整體旋轉,但是大部分相對位置是不會變化的,唯獨有5顆星星比較特殊它們會在整體的這個星星群裡來回的穿梭,它時而排成一字時而排成人字啊,和眾多星星的相對位置發生了變化了,於是就把相對位置不會動的星叫做“恆星”,而能動的5顆星、再加上太陽和月亮一共7顆,這7顆星就叫做“行星”,這就是最早的恆星和行星的由來。

5顆會動的星星,所以叫五行星,分別對應了金木水火土,金星,木星,水星,火星,土星,而月亮和太陽呢在古代,就分別對應了陰和陽,這些現象在古希臘的時候就已經被發現了,在古希臘時期人類就經歷了一場激烈的辯論,例如地球是圓的還是方的呀?地球本身轉不轉呀等等,最終到了公元140年左右,亞歷山大城的天文學家“托勒密”是統一了前人的思想,建立了第一個完整的體系這就是“地心說”。

圖解:地心說指的是:金木水火土、月亮和太陽圍繞著地球旋轉。

托勒密和地心說是天文學的正式開端

“地心說”就是以地球為中心,在地球的周圍分別有7個輪子(剛才所說的7顆會動的行星),這7顆行星的運動軌道叫做“均輪”,然後這7顆行星還不是直接在軌道上執行的,托勒密為了更符合當時的觀測資料(行星有的時候順行,有的時候逆行),他認為在7個均輪上執行的分別是7個小輪子,然後這7顆行星是在這個小輪子上運動的,這7個小輪子叫做“本輪”。也就是說這個行星是在本輪上運動的,然後本輪是在均輪上運動的,每個本輪大小還不一樣,全部都是正圓,而且是做這個勻速圓周運動,在所有的這些之外是一個巨大的球殼,叫做恆星天,意思就是星星它都是固定在這個恆星天上的,在恆星天之外托勒密認為還有一個球殼叫做“最高天”,恆星天整體在轉動,這就是最早的宇宙中心說。

圖解:托勒密的宇宙系統

托勒密還認為地球是圓的,就是地球是個球體這叫做“地圓說”。最早有理有據的提出地球是球體的人是“畢達哥拉斯”。“畢達哥拉斯”是一位數學家,他認為球體才是最完美的,完美才是真理,他認為地球是完美的,所以呢地球應該是個球體,後來被“亞里士多德”所認同,“亞里士多德”還給出了兩個證明方法:

第一:遠處的船隻,它在向我們靠近的時候,它總是先露出上半身,然後再露出下半身,如果地球是平的,那應該是整體從小變大的。第二:月食的時候,地球在月球上的投影,那不就是圓的一部分嘛。所以亞里士多德認為地球是個球體,畢達哥拉斯說的對。

為什麼說還有人堅持說是 “地平說”呢,比如說中國古代就一直堅持天圓地方,天就像是一個大鍋蓋一樣扣在地上。

托勒密他是支援“地圓說”道,就在他的體系裡面,地球是個圓球。這就代表當時人類的幻想,這就像是我們現在幻想平行宇宙一樣,每個時代的人都需要一些幻想,那還有一點需要說明一下,就是在托勒密的這個地心說中,所有均輪的中心並不是地球,地球是稍稍偏離了這個中心的,主要就是為了更符合當時的觀測資料,但是地球仍然是宇宙的中心,並且它得是靜止不動的,因為這種我是中心的觀念,將在接下來的1000多年的歷史當中對人類產生深遠的影響,尤其是宗教,現在知道地心說將在1000多年之後被哥白尼的“日心說”所取代,可是為什麼要過了1000多年才會被取代呢?甚至其實在古希臘時期就已經有人提出日心說了,一位叫做“阿里斯塔克斯”他比托勒密還要早,阿里斯塔克斯的日心說在公元前三世紀就已經提出來了,當然它和哥白尼的是不一樣的,為什麼日心說在之前人們普遍認為是不對的呢,然後後來又認為他是對的呢,因為當時科學技術還沒到技術,後來有了望遠鏡發現說地球不是中心,太陽才是中心。

圖解:日心說和地心說的運動軌道

結語

其實嚴格的說,就到現在我們都沒有理由說地心說是錯的,除了恆星天不對,其他的行星運動的軌跡在當時也是很精準的,預測日食和月食,再說世間萬物本來就是相對的,通過日心說去做一個更加精準的,以地球為參考系的這麼一個運動模型,它的效果是一樣的,只不過說軌道可能看起來複雜一點,日心說取代地心說僅僅是因為地形說麻煩嗎?

不是人,主要的原因就是這個以我為中心,唯我獨尊的觀念日心說取代的是一種觀念,而不是地心說的錯,地心說一度被人們認為是偉大的結構,然而它的後果就是漫長的1000多年裡整個歐洲甚至居住在地球上的人都是地心說是一套完美的體系。

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