人類的科學思維，是怎麼一步步發展的？

或許，從地心說的細節，我們能看出一些端倪。

在我們通常的觀念裡，地心說是愚昧的，日心說或者後面的宇宙無限論是科學的。

真的是這樣嗎？

如果宇宙果真無限，那麼，地心說就無所謂正確錯誤，因為任何地方，都可以是中心。

關鍵不是某一個觀點，而是這個體系。

如果僅以眼見為事實依據，我們能發現日心說，或者太陽系、銀河系嗎？

現在，科技已經取得巨大進步，但人們依然無法直接證明地球繞著太陽轉。

怎麼算直接證明？如果按照通常的觀點，眼見為實的話，確實還做不到。

首先，從地球上用望遠鏡是看不到的，這一點大家都知道。

其次，用拍照也看不到，因為人類拍攝太空的位置，是由太陽系的運轉規律所決定的，人類離開地球進入太空，一般都會沿赤道切線飛行，而不是軸線的方向，

第三，既然拍照看不到，那麼長時間的連續拍照，或者乾脆在太陽系某個位置設攝像機，拍個視訊呢？

答案是，我們看到的依然是太陽與地球或者其他星體的相對位置。

我們都知道“射手和農場主”的故事。

依然用一群火雞來比喻，它們要看清農場的全貌，還是得必須依靠農場的地形地貌，依靠農場主設定的東西。

比如，農場主每週會在農場角落設定一個蹦床，過去的火雞們會蹦的更高，從而看到遠處看不到的東西。

火雞科學家便會論證，為什麼這個時候、這個地點會發生變化，還會嘗試著在蹦床上安裝一些裝置，使火雞們在使用蹦床時，看的更遠，持續時間更長……

實際上，很多科學家致力於科學研究，就是想看看，造物主為什麼把宇宙設計成這樣奇妙的樣子。

今天我們提到的托勒密，就是這樣一位科學家。

一、托勒密的“地心說”，很好解釋了人類觀測到的天體執行現象

地心說，對人們來說是“世界觀”，很多人並不關心天體的執行速度是多少，為什麼會這樣，他們關心的只是地球在宇宙中的地位，關心天體執行是否與自己的信仰相契合。

而科學家，講究的是更精密的計算，可驗證的結論，是數學表達方式。

這正是最珍貴的傳統。

“地心說”就是這樣，它不是根據人們的直接體驗，提出一個簡單觀念就完了，而是經過了嚴格的論證。

以火星的運轉為例。

我們都知道，如果所有的星體都圍著地球勻速運動，那麼它們看起來應該跟太陽、月亮差不多，沿著一個方向周而復始。

火星相對於恆星的位置通常每天晚上都會稍稍向東偏移一點，但是每兩年都有那麼幾個星期，火星相對於恆星的位置會向西偏移，隨後會重新向東偏移，並持續兩年時間。

這又怎麼解釋呢？

根據托勒密的研究，火星沿著a點運轉，形成一個正圓，被稱為週轉圓。

而週轉圓的圓心（a點），沿一個半徑更大、以b點為中心的圓圈運轉，這個圓圈被稱為均輪或偏心圓。

均輪，就是完全以地球為中心；偏心圓，與系統中心略有偏移。

這樣，調整不同的圓心，就可以創造出大量不同的運動，這就有點像三體問題，當三個星體相互吸引產生的運動模型數量，要遠遠超過兩個。

這樣，就可以解釋火星的逆行現象了。

托勒密體系是第一個可以準確預言和解釋各類海量天文學資料的理論。

二、托勒密嚴格論證“地球是圓的”，時間大約在東漢

公元150年，托勒密寫了一本科技著作《至大論》，論述了宇宙的結構和運轉方式。

我們常常以為，關於“地球是圓的”認識，是伴隨近代大航海產生的，在古代，不論東西方，都認為地球是平的。

其實不然，早在亞里士多德時代，人們就認為地球是圓的。

而與東漢桓帝同時代的托勒密，深入論證了這一觀點。

比如，托勒密認為，對地球上不同觀察者來說，太陽、月亮和其他星體升起和落下的時間並不相同，而且對住在東方的人來說總會早一些，對住在西方的人來說總會晚一些。

“我們發現對發生在同一時刻的食現象，特別是月食現象，不同觀察者記錄的時間並不相同……”

這是洞見，因為只有球形，才會出現這種情況。

他不僅認為是圓形，而且認為曲率也是相同的“人們發現這個時間上的差異與不同地點間的距離成比例”；

還運用了我們經常證明地球是圓形的例子，當我們向高山或任何地勢高的地方航行時，不管是在什麼時候，從什麼方向出發，以什麼角度前進，我們所能看到的目的地都會一點一點地增加，好像它們是從海里升起來的，而在此之前，由於水面的曲率，它們看起來像是淹沒在水中。

有了這些洞見，那個時代的科學家運用數學工具，認真推演天體的執行規律。

三、哥白尼的“日心說”運用了“地心說”的方法

哥白尼的“日心說”，實際上與托勒密的“地心說”是很相似的。

一個是基本觀點，認為恆星與宇宙中心的距離相等，只不過中心由地球變成了太陽；

另一個是數學方法，也是通過肉眼觀測到的證據，也認為天體沿著正圓軌道運轉，也使用了週轉圓、均輪、偏心圓這些概念。

比如說，哥白尼對火星逆行運動的解釋，與托勒密是很相似的。

我們大多數人，對於這個宇宙的理解，都是基於哲學，或者文學，來探討這個世界是真實的，還是虛擬的，是有限的，還是無限的。

而科學家，會用觀測資料和數學工具，一點點建立起模型，努力來解釋這個世界。

正是靠了觀察和數學傳統，西方科學的大廈一點點建立起來。

而在東方，由於缺少這個傳統，對世界的探討，始終停留在哲學或者文學的層面，沒有真正地觸控到自然科學。

那些認為古代的“太極”、“陰陽”，已經說出當今計算機演算法、宇宙祕密的觀點，要麼是一廂情願，要麼是不了解真正的科學。

如果有人認為《黃帝內經》、《本草綱目》比現代醫學還要靠譜，請參考上一句話。

我們強調科學思維，其實就是要建立起科學傳統，讓我們能夠理性客觀地看待這個世界，特別是對我們不理解的東西，保留一份敬畏，同時也鼓起探索的勇氣。

主要參考：理查德.德威特著《世界觀：現代人必須要懂得科學哲學和科學史（原書第二版）》，機械工業出版社，2018-11。

本文為讀後感。