地心说的集大成者
地心说的宇宙模型符合人们对斗转星移的直观感受,获得了普遍的认同。但运动是相对的,如果说日月星辰不动,而是地球在旋转,那也能产生相同的视觉效果。
果然,有一个叫阿利斯塔克的学者对地心说提出了相反的看法。他认为地球每天在自己的轴上自转,而太阳和恒星都是不动的,地球每年沿圆周轨道绕太阳转一圈。这就是日心说的雏形了,或者叫地动说。
托勒密一度为这个简洁的宇宙模型动心,可理智又不允许他接受这个说法。因为如果说地球在转动,那为什么天上的云朵没有因此被集体甩向一边呢?扔向空中的石头又为什么会垂直掉落,而不是在过程中偏移出一个角度呢?这不仅是托勒密一个人的疑问,也是当时的人们不能接受地动说的一个关键原因。
我们今天很轻易就能解答这些问题,是因为我们很幸运地生活在牛顿被苹果砸中后的时代。对于托勒密时代的人,要完美解释这些物理上的矛盾,需要再等待长达1400多年的知识积淀呢!
因此,托勒密打消了追随地动说的念头,而拥抱了地心说,这对当时的托勒密来说,无疑是更为理性和科学的选择。然而要证明地心说的模型也并不容易,托勒密需要进一步掌握它的运动规律,摸索出可以反复验证这个规律的数学模型。这是亚里士多德等地心说提出者未曾触碰的领域。
首先,托勒密总结了前人的所有理论,在行星运动“不规则”的问题上,采纳了阿波罗尼所构想出的本轮——均轮模型。这个模型认为行星在围绕地球运动的同时,还在一个更小的范围内做着圆周运动,前者的轨道叫作均轮,后者的轨道叫作本轮,这也就解释了它们逆行和停留的运动状态。
可解释是解释了,要落实到掌握它们的动向,这可不是件简单的事。尤其是调皮的行星,它们的动向自人类有史以来就变幻莫测,正因如此才有了将它们的排列图形当作吉凶预测的占星术的诞生。
托勒密陷入了披星戴月的鏖战当中,他的算式在纸上写得密密麻麻,日积月累的稿纸,就像夜空中奔流不息的银河,一片片散落在他的桌上、满屋子的地上。终于在某张纸页的尽头,一个他等待已久的奇迹诞生了。
他的坚持和才华让他将不可能变为了可能。经过长时间的观测和大量的计算,托勒密终于成功建立了一套可模拟日月星辰运动的数学模型,他是人类史上第一个获得这个成就的天文学家。通过这个数学模型,他能够基本准确地预报日食、月食、恒星以及五大行星的出没,“破解”了一道大自然出给人类的谜题。
至此,地心说才真正成为一个能够自圆其说、系统完整的宇宙模型理论。托勒密也因此被称为“地心说的集大成者”。
托勒密的宇宙图像