文化伟人代表作图释书系:天体运行论
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1.8 驳以往不恰当的论证

正是基于诸如此类的理由,古人坚持认为地球静居于宇宙中心的说法是毋庸置疑的。如果一些富有科学精神的人认为地球处于运动中,这些人也会主张这种运动是自然的,并不是被迫运动[19]。自然运动与被迫运动的结果截然相反,因为受外力或暴力作用的物体必然瓦解,不能长存,而自然产生的物体都被安排得恰当有序,能长期处于最佳状态中。托勒密担心地球和地球上的一切会因地球自转而分崩离析,这是毫无根据的。地球自转是出于自然规律,它与人类智慧所能干预的事物完全不同。

如果地球会因自转而瓦解,那么相比之下,托勒密更应该担心的是比地球运行得更快的宇宙。设想一下,由于更为剧烈的运动使宇宙的中心发生了偏移,宇宙会不会因此而变得更加广阔?或者,一旦运动受到外力阻止或因内部能量耗尽而停止,宇宙也会土崩瓦解吗?如果这个设想是正确的,那么,宇宙的容积将扩展到无限大,并且由于宇宙的运行半径每天都在扩大,运动也就相应地日渐剧烈。反之,由于运动速度的加剧,宇宙将变得更加辽阔,运行半径会更长。就这样,速度使尺度增大,尺度又引起速度变快,如果宇宙这样循环运动下去,其容积和速度都将得不到遏止,成为无限体。根据物理学原理,无限体既不能转动也不能运动,这就意味着宇宙必须是静止不动的。

恒星日与太阳日
  地球自转一周的时间是1日,如果以距离地球遥远的同一恒星为参照点,则一日时间的长度为23时56分4秒,称为“恒星日”,这是地球自转的真正周期。如果以太阳为参照点,则一日的时间长度为24小时,称为“太阳日”,这是我们通常使用的地球自转周期。

假设我们忽略物理学,认为宇宙是一个无限扩大的载体,那就意味着,宇宙之外还有空间,“宇宙”的概念就发生了根本性的变化。而如果宇宙之外果真一无所有,那么,宇宙根本没有扩张的余地。假定天穹是无限的,而只有内侧凹面处是有限的,我们就更有理由相信宇宙之外是绝对的一无所有。任何存在的物体,无论它多大,都包含在宇宙之内,而宇宙是静止不动的。然而,论证宇宙有限的主要论点是它处于无限的运动中。因此,对于宇宙究竟是有限还是无限这个太过复杂的矛盾,我们还是留给自然哲学家们去辩论吧。

目前,我们可以肯定的是,地球是一个球体,局限于两极之间。那么,为什么我们仍然怯于承认地球具有与它本身形状相适应的运动,而非要把这种运动强加给整个宇宙呢?为什么明明是地球自身运动的反映,却非要书写成“宇宙的周日旋转”呢?这种情况正如维吉尔在史诗《艾尼斯》中描述的那样:

当我们离开港口向前航行时,陆地和城市渐渐退向后方。

当航船匀速行驶时,船员们感觉不到它在前进,只有通过外界的各个物体才能判断出它的运动。同样的道理,地球的运动也会使人产生整个宇宙在旋转的印象。

那么,接下来,我们该怎样解释云和其他的悬浮物,以及下落和上升的物体呢?我们只需要明白,不光是土和水跟着地球一起在动,而且大部分空气也连接在一起运动。这也许是因为低空的气流,与含土和水的物质混杂在一起,同地球一样遵循着自然法则;也可能是由于低空气流离地面很近而不受任何阻隔,于是从不断旋转的地球上获得了运动力。而令人意想不到的是,空气顶层也伴随着天体运动,这可以由那些突然出现的天体,比如被希腊人称为“彗星”或“长须星”的天体表现出来。这些天体可以被视为是在高空气流中产生的。高空部分的空气距离地球太远,因此完全不受地球运动的影响。而最贴近地表的空气似乎是静止的,悬浮在其中的物质也同样是静止不动的,除非有气流或某种外力的搅动。实际情况确实如此。涌动的气流难道不正像海浪一样吗?

正如我前面所阐述的,物体在宇宙中的升降运动都是直线运动和圆周运动的结合,质量较重(主要为土质)的物体会不断下沉,这无疑会保持它们所属整体的相同性质。而质量较轻的物体,也可以做类似的解释。地上的火主要源自土性物质,火焰不是别的,而是炽热的烟,它的特质就是迅速膨胀,而且膨胀的力量相当大,几乎没有任何工具和手段能够抑制它的爆发。但是,我们可以看到,火焰做膨胀运动的方向是从中心向周围扩散。由此,假若地球的某一部分着火了,它就会从地心往上升。

这个例子说明,一个简单物体的运动必然是简单运动,尤其是圆周运动,但只有这一物体完整地保持其天然位置时才是这样。当它处在天然位置上,只有圆周运动能够让它回到初始位置。直线运动会使物体脱离其天然位置,至少会使其从这个位置上移开。而物质离开天然位置显然有悖于保持宇宙的井然有序。因此,只有那些脱离天然位置却仍保持着自身特质的物体才会作直线运动,这时它们与整体隔开并打破了统一性。

事实上,做升降运动的物体就算没有做圆周运动,也不会做简单恒定的匀速运动。因为它们不受质量支配,都是开始时慢,下坠时越来越快。与此相反,地球上的火焰[20](这是唯一看得见的)在上升过程中会变得越来越慢。圆周运动是一种均匀的运动,周而复始,因为它的动力永不衰减,而直线运动的动力会快速地停止作用。在将物体送达目标位置后,物体不再有轻重,它的运动就会立即停止。因为圆周运动属于整体,而各部分还另有直线运动,因此我们可以说,圆周运动与直线运动可以并存,就如同“活着”与生病并存一样。亚里士多德把简单运动分为离心、向心和绕心三类,这只是一种逻辑分类方法,就像我们区分定义点、线、面一样,尽管它们都无法单独存在,也无法脱离实体而存在。

宇宙中心
  哥白尼依据大量精确的观测材料,运用当时的三角学成就,分析了行星、太阳、地球之间的关系,最终得出“太阳居于宇宙的中心,地球和其他行星围绕太阳运行”的结论,即“日心说”。它与“地心说”刚好相反。

作为一种品质来讲,静止比变化或不稳定更高贵和神圣。因此,比起宇宙来,地球正是一颗变化的、不稳定的球体,将运动赋予包罗万象的宇宙而不是被包容的地球,显然颠倒了二者的属性。因此,把变化和不稳定归之于地球比归之于宇宙更恰当。此外,行星离地球的位置时近时远,因此,单独一个天体围绕中心的运动,既可以是离心运动,也可以是向心运动。如此一来,对绕心运动应当有更普遍的理解,任何简单运动都必须围绕自己的中心。这所有的论证表明,地球在运动的可能性比它静止不动的可能性更大。尤其是对周日旋转来说,情况更是如此。周日运动对地球更为合适。在我看来,这已经足以说明问题的第一部分了。