《宇宙简史》节选
2018-05-05斯蒂芬·威廉·霍金
斯蒂芬·威廉·霍金
出版单位:湖南少儿出版社
出版时间:2014/06
这是一本宇宙学启蒙著作,作者霍金以他迷人的表述方式讨论了宇宙的历史和将来、时间和空间的本性、黑洞等令人敬畏的主题。这是一本对知识无限追求之作,是对时空本质之谜不懈探讨之作,有很高的阅读价值。
远在公元前340年,亚里士多德(Aristotle)在他的著作《天论》(On the Heavens)中就已然提出兩个有力的论据,以支持地球是圆球而不是平板的信念。
第一,他认为月食是因地球运行到太阳与月亮之间而引起的。地球在月亮上的阴影总是圆的,这只有当地球呈球形时才有可能。如果地球是一个扁平的圆盘,它的影子就会被拉长而成椭圆形,这样月食总是当太阳在这圆盘中心的正上方时发生。
第二,古希腊人已从旅行中得知,在南方看见的北极星在天空的位置,要比在北方看见的低些。亚里士多德甚至根据北极星在埃及和希腊的视位之差,得出地球周长的估计值为40万斯特迪亚。斯特迪亚是古希腊的长度单位,它相当的确切长度现在已经无从得知,只知道它大约合200码。如果是这样的话,亚里士多德的这个估计值就大约是现在公认数值的两倍。
古希腊人还有第三个论据支持地球必定是球形的,那就是为什么人们首先看到出现在地平线上的船的帆,然后才看到船身。亚里士多德认为,地球是静止的,而太阳、月亮、行星和恒星都在环绕地球的圆形轨道上运行。他坚信这一点,由于出于神秘的原因,他觉得地球是宇宙的中心,而圆周运动是最为完美的。
他的构想在公元1世纪被托勒密(Ptolemy)加工成为一个完整的宇宙模型。地球位于中心,环绕着它的是八个天球,它们承载着月亮、太阳、恒星和当时所知的五颗行星:水星、金星、火星、木星和土星。
这些行星各自沿其所在天球上较小的圆形轨道运行,这样才能解释观测到的它们在天空中相当复杂的轨迹。最外面的天球上是所谓的不动的恒星,它们总是互相保持不变的相对位置,但它们一起在天空旋转。在最外面的天球之外有什么,则始终没能说清楚,但那肯定不是人类可观测的宇宙的一部分。
托勒密的模型,为预测天体在天空中的位置,提供了一个相当精确的系统。但是,为了准确预测它们的位置,托勒密不得不作出一个假设:月亮运行的轨道在某些时候与地球的距离,是其他时候的两倍。而这意味着,月亮有时候看起来要比通常看到的大两倍。托勒密明白这是一个缺陷,不过他的模型虽然不是无人非议,但毕竟为大多数人所接受。它也被天主教会采纳为与《圣经》相符的、对宇宙的描述。它最大的优点是,它把恒星天球之外的空间留给了天堂和地狱。