坤鵬論：讀《形而上學》學習亞里士多德的第一哲學（275）

人的性格很難改變，因此人與人的相處的最佳之道就應該是：互相適應。
——坤鵬論

第十二卷第八章（4）

學到這里，坤鵬論認為，這一部分對于天體運動的論述還是有些難懂，

今天就讓我們再將視野放長遠，從古希臘天文學開端來理解歐多克索斯的理論。

在古典時期，其他民族的宇宙論都是神話宇宙論，

也就是將天象及其變化看成是神的行為。

古典之前的希臘人和其他各民族一樣，有自己色彩斑斕的星空神話。

但是，從米利都學派開始，一種理性宇宙論出現了。

所謂理性宇宙論，實質就是發現了星空自身的邏輯，這個邏輯不依諸神更不以人類的意志為轉移。

也正是由此為標志，古希臘人將天文學打造成為了科學。

這個理性宇宙論的創建歷程大致是這樣的：

首先是西方哲學第一人的泰勒斯最早把大地看成是一個浮在水上的扁平圓盤，

后來，阿那克西曼德則將大地想象成一個鼓。

阿那克西曼德雖然沒有提出“地球”概念，但他卻已經提出了“天球”概念，從而完成了一個重大的邏輯飛躍：讓“地鼓”居于圓球宇宙的中央。

不僅如此，他還提出，由于地鼓居于宇宙的中心，因而是不運動的，因為它離天球上每一個天體都保持相同的距離，所以沒有任何理由往任何一個地方運動。

居于圓形天球中央的“地鼓”邏輯上應該也是一個球，否則不能滿足天球整體上的“球對稱”。

這一邏輯步驟在畢達哥拉斯學派那里徹底完成，

該學派擁有了完整的天球-地球的兩球宇宙模型。

即：以兩球宇宙論為基本框架，預設月上天屬于恒定不變的領域，天界唯一的運動是均勻圓周運動。

天球-地球模型被稱為兩球宇宙模型，是希臘理性宇宙論的基礎。

天球的概念代表了天界穩定不變的思想。

我們知道，科學的第一預設是，在表面上多樣、復雜、變化的現象背后，有一個單一、簡單、恒定的東西（也就是第一原理、第一原因）起支配作用。

這個天球就是古希臘天文學成為科學的典型標志之一。

柏拉圖在其《蒂邁歐篇》中提出了以地球為中心的同心球殼結構的宇宙模式，

他認為，地球是宇宙的中心，其他各個天體處于不同的球殼上，

這些球殼離地球由近到遠，依次是：月亮、太陽、金星、水星、木星、土星、恒星。

各同心圓之間由正多面體聯結在一起。

天體需遵循勻速圓周運動，這一準則在柏拉圖之后就成為了天文學家建立宇宙模型、解釋行星運動時必須考慮的前提。

但也有學者認為，這個準則是柏拉圖繼承自畢達哥拉斯學派，

據公元1世紀的學者杰米紐斯記述，畢達哥拉斯學派對日月五星的運動首先進行了研究，認為太陽，月亮，及五大行星的運動是勻速圓周運動，運動方向和宇宙的周日運動相反。

另外，根據柏拉圖的著作，至少有兩項天文學發現可以歸在他名下 ：

第一：他區分了天體有兩種類型的運動，一種是恒星天球的運動，這是所有天體都存在的運動；另一種是日月五星沿黃道的傾斜運動，這種運動與第一種的運動相反。

第二：是他發現金星和水星的運動速度和太陽相當，三者沿黃道帶運動一周的時間都是一年。

• 小知識：黃道和黃道帶
• 黃道是指地球上的人觀察太陽于一年內在恒星間所走的視路徑。
• 也就是說，黃道即是地球繞太陽公轉的軌道。
• 由于地球繞著太陽公轉，一年正好公轉一圈，回到原位，地球如此“走”過的路線就叫 “黃道”。
• 黃道兩側各九度以內的環形區域稱為“黃道帶”，共寬十八度。
• 這個環形區域涵蓋了太陽系所有（八大）行星、月球、太陽與多數小行星所經過的區域。
• 它描述了日月行星在天球上的運動路徑。
• 大約在公元前5世紀，古巴比倫人首先使用了“黃道帶”這一概念。
• 他們把整個天空想象成一個大球，星體分布在球的表面，這就是所謂的“天球”。
• “黃道”是太陽在“天球”上運動的軌跡，黃道兩側的區域就是“黃道帶”。
• 古巴比倫人還按照星座的名稱，把“黃道帶”分為12個區域，這就是“黃道12宮”。

不過，兩球宇宙論宇宙論框架下必然會導致兩個問題的出現：

一是，不規則運動的行星；

二是，行星亮度變化的問題。

首先說第一個問題，歐多克索斯給出了：

勻速圓周運動的疊加模擬行星的不規則視運動的拯救方案。

為此，他修改了老師柏拉圖的觀點。

他認為，所有的行星都處在同一個天球上運動，

這個天球半徑最大，它圍繞著通過地心的軸線每日旋轉一周，

其他的天體則有許多同心天球結合。

太陽、月亮各有3個，行星各有4個，

把每個天球用想象的軸線和鄰近的球體聯系起來，

這些軸線可以選取不同的方向，各個球繞軸線旋轉的速度也可以任意選擇。

這樣，把27個天球經過組合以后，就可以解釋當時所觀測到的天象。

簡言之，歐多克索斯的方案就是：

讓行星固定在一個天球上勻速轉動，

但是，這個天球的直徑并不靜止，而是固定在另外一個天球上，

并且兩個天球的直徑成一定的角度。

當兩個天球同時勻速轉動的時候，行星就同時參與了兩個不同的勻速圓周運動。

兩個運動疊加的結果是，行星走一個“8”字形的路徑。

歐多克索斯就這樣解釋了逆行現象。

行星參與的所有天球運動都有一個共同的球心，不同天球的區別只是在于它們的軸不同。

歐多克索斯為諸恒星準備了1個天球，為太陽和月亮各準備了3個天球，其他5個行星各準備了4個天球。

他的宇宙體系由總共27個天球組成。

太陽和月亮既有周日西向運動，又有沿黃道的東向運動，所以需要兩個天球。

月亮運動不時地偏離黃道，還需要一個球來模擬，所以共3個天球。

太陽運動不可能偏離黃道（因為黃道就是根據太陽運動來定義的），所以并不需要第3個天球。

歐多克索斯有可能是想模擬一下太陽黃道運動的忽快忽慢特征，新加了第3個球。

5個行星和日月一樣，既有周日西向運動，又有黃道東向運動，故需要兩個天球。

此外，它們的逆行運動需要兩個有軸向差異的天球來聯合模擬，所以每個行星需要4個天球來模擬。

不夸張地說，歐多克索斯的宇宙體系已經具備了現代科學的兩大要素：

第一，擁有一個數學模型，通過它可以解釋也可以預測；

第二，解釋和預測都可以用觀測來檢驗，并且還可以通過檢驗來調整模型。

所以，后世認為，他的天文學是第一個真正意義上的科學理論，代表著真正的科學天文學的起源。

對于第二個問題，即為什么行星亮度不同，不管是后來的卡里普斯，還是亞里士多德，他們都還是在歐多克索斯的同心球模型上進行修補和改良，依然無法解釋此問題。

一直到了希臘化時期的天文學家那里，他們創造了本輪-均輪模型。

其基本方案是，行星所在的天球稱為本輪，本輪的中心置于另外一個稱為均輪的天球之上。

當行星同時參與兩個天球的轉動時，它離宇宙中心的距離會發生變化，這就解釋了行星亮度的變化。

本輪-均輪模型在希臘化天文學家托勒密手里發展成了一個博大精深的天文學體系，成為古代世界最偉大的天文學體系。

托勒密體系比同心球模型更加復雜，但其工作框架仍然是希臘古典時代發展出來的天球-地球宇宙論。

通過天球的正圓運動及其組合來解釋行星運動的做法，一直延續到哥白尼，直到開普勒才被打破。

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