Cosmos

談談「天學」與古代的宇宙觀(中)/林兆彬

giten

先談談古希臘對天文的研究方式,與中國古代的是兩個完全不同的世界。

在古希臘,最先從事天學的是哲學家,而不是巫覡。在愛奧尼亞(Ionia) ,有很多思想家想了解物質的特性,希望從中得知宇宙的運作。這些「宇宙論者」就是早期天文學的拓荒者,例如提倡水是宇宙萬物基礎要素的泰利斯(Thales)、用木竿確定一年長度和制作日晷的阿那克西萬德(Anaximander) 等等。他們都是先嘗試用直覺建立一套宇宙觀,隨後再透過研發工具和觀察,慢慢推論到一些科學定律。儘管天文研究者的身份和出發點不同,但不論是東方還是西方,也是要透過工具作出長時間觀察星辰,記低星空的變化,分析然後去了解規律,希望能夠預測天象。另外,當中較獨特的是哲學家柏拉圖的一派,只用邏輯思辨,非以實驗和觀察為基礎,嘗試了解宇宙的根源。

不像中國古代,古希臘有私人天文學的傳統,政府或皇權在天文學的參與反而並不明顯。古希臘的天文學家,例如泰利斯、阿利斯塔克(Aristarchus)、歐多克斯(Eudoxus)以及希巴恰斯(Hipparchus)和托勒密(Ptolemy)等等,都不是官方的天文學家,但相傳歐多克斯也有自己的私人天文台。值得留意的是,在公元前三百多年,由政府建立的亞歷山里亞學府,提供了很多資源,為當時天文學研究貢獻了不少,這也算是政府參與發展天文學的例子。

在古代巴比倫的星占學傳入希臘之前,以探索自然為宗旨的、獨立的天文學已經在希臘產生,並且相當發達。古希臘人重視事物背後的原理,用幾何、公理式數學系統去發表理論,敢於用實驗去證實自己的理論是正確。今天通行全世界的現代天文學體系,乃至整個現代科學體系,其精神的源頭正是古希臘。

恩格斯在《自然辨證法》中說過:「如果理論自然科學想要追溯自己今天的一般原理發生和發展的歷史,它也不得不回到希臘人那裡去。」相反中國古代的天學家只停留在觀察階段,儘管獲取了大量數據,但並不知道當中的原理,亦甚少有人嘗試去探究過。或許因為預測天象的準確度已足以應付占星之用,所以便滿足了。另外,星占學是由貝羅索斯(Berossus)在公元前二百八十年左右才傳進希臘的,但有考古學家表示中國古代的占星學早在公元前四千年就出現了,反映出兩者的分別。

中國古代的宇宙觀

中國古代的宇宙模型與西方「地心說」一枝獨秀的情況不同,中國古代關於天地的學說,歷來卻有「論天六家」之說,即蓋天、宣夜、渾天三說、加上三國孫吳姚信的昕天說、晉虞聳的穹天說、以及晉虞喜的安天說,但「論天六家」其實仍離不開蓋天、宣夜、渾天三說。

蓋天說是中國古代最早的一種宇宙結構學說,蓋天說亦稱「周髀說」。在《周髀算經》所述蓋天宇宙模型中,「天像蓋笠,地法覆盤」。簡單來說,天是圓形的,就像一把大傘覆蓋在地上,地是方形的,就像一個棋盤。日月星辰則好像蟲子般在天空走著,所以這學說又被稱作「天圓地方說」。

在渾天說的代表作《張衡渾儀注》中說:「渾天如雞子。天體圓如彈丸,地如雞子中黃,孤居於天內,天大而地小。天表裡有水,天之包地,猶殼之裹黃。天地各乘氣而立,載水而浮。」認為天是圓的,形狀像一個蛋殼,天上的星星是鑲崁在蛋殼上的彈丸,而地球則是蛋黃。起初,理論認為地球並不是懸在空中的,而是浮在水上的,但後來又有發展,改為地球浮在氣體中回旋浮動。恆星都布於一個「天球」上,而日月五星則鑲崁於「天球」上運行,與現代天文學的天球概念很接近。雖然渾天說在當時並未能取代蓋天說,但在宇宙結構上,渾天說能更好地解釋許多天文現像。

莊子說過:「天之蒼蒼其正色邪?其遠而無所至極邪?」提出了宇宙無限的猜測。宣夜說的起源是戰國時代,道家尹文一派就提出了的元氣學說,把宇宙萬事萬物的本原歸結為「氣」。這「氣」為日、月、星辰、山、川、草、木。宣夜說認為天上星體都飄浮著,而不是鑲崁於固定的球面上,宇宙是無窮盡的。

古希臘的宇宙觀

古希臘的哲學家提出了很多的宇宙模型。例如阿那克西萬德(Anaximander)認為太陽、月亮和星星,都是一些透過天空的洞孔而被看見的火焰,而地球就浮在宇宙的中心。阿裡斯塔克斯(Aristarchus)則支持日心說,認為地球和其他行星自轉並圍繞太陽公轉。畢達哥拉斯(Pythagoras)認為大地是球形的、自轉的天體,並圍繞這一個中心火球旋轉,拋棄地心說……主要來說,其實有以下幾套哲學理論:

柏拉圖(Plato)提出的地心說,一個以地球為中心的同心球殼層的宇宙模型。他的學生歐多克索斯(Eudoxus)繼承了老師的思想,構想了一個水晶體宇宙模型:地球處於宇宙的中心,外面有許多同心球殼,恆星在最遠的同心球殼上,其餘天體則在其中。他認為日月的運動受3個同心球殼的運動影響,五大行星各受4個同心球殼的運動影響,這樣整個地球外面共有27層同心球殼在運動。行星在我們肉眼看到的運動是這4個球殼復合而成的。亞里斯多德(Aristotle)接受老師柏拉圖的思想,也贊同他的同學歐多克索的模型,但為了與天象的實際觀測符合得更好,他將透明的同心球殼的層數增加到55個。

菲洛勞斯(Philolaus)不認同「地球是固定在宇宙中心」的見解,並最早提出了「地球轉動」的推測。認為地球不是宇宙的中心,而只是穿過空間運行。他認為地球、月亮、金星、木星、水星、火星和土星都是圍繞著「中心火」運行的球體,人們之所以能夠看見的太陽只不過是這火團的反射。還虛構了一個「反地球」,躲藏在太陽另一面,我們永遠看不見的行星。

阿利斯塔克(Aristarchus)提出了日心宇宙模型。他認為宇宙中心應是太陽,地球和行星都繞太陽作圓周運動,地球每年繞太陽運行一周,同時每天繞自身軸旋轉一周。但他的太陽中心說並沒有為當時的學者所重視,還被認為褻瀆了神靈而受到迫害。

阿波羅尼奧斯(Apollonius)和伊巴谷(Hipparchus)提出,可以用本輪、均輪說取代歐多克索斯的同心球殼。本輪均輪模型仍把地球看作宇宙的中心,每個天體都有自己的本輪和均輪,均輪是以地球為中心的圓形軌道,本輪是另一較小的圓形軌道,本輪的圓心在均輪的圓周上作勻速運動,天體則在自己的本輪上作勻速運動。對於日、月來說,本輪運動和均輪運動的旋轉方向相反;對於行星,兩者的方向相同。

原子論者盧克萊修(Lucretius)十分前衛,第一個提出了無邊界宇宙模型。在長詩《物性論》中,他表達了宇宙無限的思想,認為有無數的世界在形成、發展和消滅,而那種有限宇宙觀念十分荒謬。他認為,在整個宇宙之外既然沒有別的場所也就沒有一個終極,因此也沒有任何末端。他反問說,如果宇宙是有界有限的,如果有人一直走到宇宙的邊緣上,向外猛擲一支飛矛,那麼試問:飛矛將飛向哪裡呢?這個著名的「飛矛實驗」,成為後世反對有限宇宙的一個經典的哲學根據。

參考資料:
江曉原著,《天學真原》(瀋陽:遼寧教育出版社,1995年)
江曉原著,《天學外史》(上海:上海人民出版社,1999年)

圖片來源

分類:Cosmos

Tagged as:

發表迴響

在下方填入你的資料或按右方圖示以社群網站登入:

WordPress.com 標誌

您的留言將使用 WordPress.com 帳號。 登出 /  變更 )

Google photo

您的留言將使用 Google 帳號。 登出 /  變更 )

Twitter picture

您的留言將使用 Twitter 帳號。 登出 /  變更 )

Facebook照片

您的留言將使用 Facebook 帳號。 登出 /  變更 )

連結到 %s