不可思议的行星逆行
跟大家讲一个和天界有关的故事。
乍看之下,夜空中的星星会花一整年的时间自西向东移动。但如果我们坚持观察,就会发现有些星星突然开始从东往西走。这就是所谓的“行星逆行”现象。
一般的星星(恒星)是不会逆行的,只有行星(水、金、地、火、木、土、天、海、冥)才会。行星在日语中写作“惑星”,这正是因为它们会偶尔逆行一下,就像是犯了迷糊一样。
那么逆行现象究竟是如何产生的呢?古人无法给出一个明确的解释。天界是被完美法则支配的完美世界。天界出现这种不规律的现象,本来就是一件不可思议的事情。后来,古罗马时代的希腊天文学家克罗狄斯·托勒密提出了一个设想。
他试图用两个圆圈来解释这种不可思议的现象。请看示意图。假设逆行的行星是火星好了。
在当时的常识体系中,地球就是宇宙的中心,那么火星自然会围着地球旋转。
托勒密做了什么呢?他在火星的轨道上多画了一个圈。他认为,火星本身就在围绕着某个点旋转,而这个圈又以地球为中心做圆周运动。追踪火星的运动轨迹,就会发现图中所示的运转规律。
在地球人看来,火星平时会在夜空中从右往左(自西向东)移动,但是在加粗的虚线处,火星就是从左向右(自东向西)移动的了。
如果说这就是行星逆行的真相,那么托勒密用两个圆圈阐述了其中的原理。
慢车也会逆行
乍看之下,托勒密的理论还挺合理的。只要画两个圈,就能把行星逆行现象解释清楚。
然而,随着中世纪天体观测技术不断进步,人们逐渐意识到,托勒密的体系在短期内还说得通,却不符合长期观测的结果。
就在这时,尼古拉·哥白尼出现了。
哥白尼完全否定了统治人类世界近两千年的地心说。他提出了一种全新的理论,即日心说。他认为地球是绕着太阳运行的。只要运用这套理论,就能将天体的运动模式解释得更清楚、更合理。
哥白尼认为,地球和火星都在绕太阳运行,而且两者的运行速度不一样。地球绕一圈只要一年,火星却需要两年。
地球跑得快,自然会在某个时间点超过火星。这个时候,地球上的人们就会产生火星在逆行的错觉。看看下面的示意图便一目了然。
在哥白尼的理论体系中,地球是快车,而火星是慢车。快车超过慢车的时候,坐在快车上的人就会觉得慢车好像在后退(逆行)一样。
哥白尼大胆怀疑了天文学的大前提地心说,这才有了推动历史的大发现。
还有人觉得宇宙是这样
哥白尼的日心说颠覆了常识。自不用说,很多人对他的理论提出了疑问,比如丹麦天文学家第谷·布拉赫。
第谷是个脾气暴躁的人。年轻时,他在决斗中被人削掉了鼻子,所以他毕生都戴着义鼻。当年大家一般用他的名字“第谷”称呼他(现在也是如此)。
第谷以二十余年的天体观测数据为基础,提出了与哥白尼的观点不同的宇宙体系。
他对日心说持怀疑态度,但通过长年的观测,意识到地心说也有许多不合理之处。所以他提出的体系,算得上是日心说与地心说的折中方案。
第谷是这么想的:地球还是宇宙的中心,太阳绕着地球转。但是地球之外的行星都绕着太阳运行。
他跟托勒密一样,都用两个圆圈解释了逆行现象。
在我们现代人看来,第谷的理论未免有些牵强,但他无论如何都接受不了日心说。这是第谷认知上的局限性。
第谷虽然没跳出自我的局限性,但他并不是死脑筋。我们甚至可以说,他是个天才。只是支配了人世间整整两千年的常识“地心说”实在太强大了。
天才哥白尼也没摆脱常识的束缚
德语中有个说法叫“哥白尼式革命”。哥白尼是改变了世界的伟人,必将名垂千古。然而,拥有天才头脑的哥白尼也有无法突破的世界观。
这个世界观,我已经反复强调过很多次了——“天界是被完美法则支配的完美世界。”这不,哥白尼构思的宇宙体系,依然被完美的正圆支配着。
要是所有星体都在夜空中描绘出从东向西的完美弧线,从不逆行,也许谁都不会想到地球居然是绕着太阳旋转的。可是人们在观察夜空时发现,逆行现象会定期发生。这到底是为什么呢?
为了解释这种现象,托勒密用了两个圆圈,哥白尼用了以太阳为中心的同心圆。问题是,他们构想的都是正圆形的圆圈。第谷的折中方案也建立在正圆上。
怎么会这样呢?因为三位科学家的脑海中都有一条常识:“宇宙是完美的。”在他们看来,不把所有元素都替换成完美的元素,就不算把逆行现象解释清楚了。
大家不妨设想一下:如果不存在“宇宙是完美的”这个假设,逆行现象就不是什么不可思议的现象了。人们兴许会想,哎呀,星星偶尔换个运行方向也是有可能的嘛。说不定就没有人深入思考逆行现象的原因了。
正因为宇宙中的一切都建立在“完美”一词上,才需要用最完美的元素去诠释宇宙的现象。这就是哥白尼的局限性。哥白尼再厉害,也没能想到地球的运行轨迹并不是正圆,而是椭圆。第谷没跳出地心说的世界,而哥白尼也没跳出正圆的世界。这并不意味着哥白尼是个死脑筋的人。我们只能说,支配着那个时代的常识实在是太强大了。
粉碎天神的世界
现代的、科学的宇宙观,是由德国天文学家约翰尼斯·开普勒一手创立的。他是第谷的弟子。开普勒在一六○六年发现,行星的运行轨道并不是正圆形,而是椭圆形。第谷留下了大量的天体观测数据,而且数据的精确度极高。开普勒根据这些数据,重新计算了行星的运行轨道。他发现,光靠哥白尼的日心说,还无法解释一些微妙的误差。
这些误差是怎么来的呢?
开普勒重新分析了第谷的数据,这才发现行星的轨迹并不是正圆,而是椭圆。开普勒的发现简直像拳击场上的最后一击。地球根本就不是什么宇宙中心,它的轨道也不是正圆形。“神明居住的天界”终于被彻底粉碎了。
椭圆形的运行轨道和日心说彻底颠覆了人们的宇宙观,具有划时代的伟大意义。
常识不过是一种成见
在之前的论述中,我故意使用了“常识”这个词。所谓常识,就是指生活在那个时代和那个地区的大多数人脑中根深蒂固的观念。
在我们这些后人看来,无论是嘲笑伽利略的大学教授、托勒密还是哥白尼,都被错误的常识蒙蔽了双眼。
可是,生活在现代的我们也不能免俗。
今天还牢牢印在我们大脑中的常识,也许到了明天就会被突然出现的天才科学家彻底颠覆。其实啊,常识是非常脆弱的玩意儿,因为它是可以被粉碎的。毕竟,常识都不过是假设而已。
那些所谓“有科学依据”的事物还不一定有明确的解释呢。我们的世界观,还有父母和学校教给我们的知识,都是假设。
想必大家都在学校里学过,“世界上速度最快的东西就是光”,但这也不过是个假设。也许到了明天,一个大发现就会彻底颠覆这一假设。到了后天,新的假设又会被新的发现所颠覆……
然而,很少有人能明确意识到我们的常识都是假设。毕竟,要是一一怀疑发生在自己眼前的所有事件与所有现象,那也太令人精疲力尽了。
大部分人都习惯了囫囵吞枣,别人说什么就信什么。在他们的脑子里,常识肯定是正确的,飞机的飞行原理早就彻底解释清楚了,没有比光速更快的速度……他们的脑海已经被成见占领了。
但是,正如我反复强调的那样,其实我们脑子里的东西全都是假设,因为“整个世界都是由假设构成的”。
无论是过去、现在还是未来,等待着这些假设的,都是一次又一次的推翻与修正。
这才是真正的科学。
头脑僵硬的人与头脑灵活的人
如果你被常识框得死死的,没有意识到自己脑子里都是假设,那就不得不说,你是一个头脑僵硬的人。头脑越僵硬,就越容易随波逐流,任人摆布。
反之,要是你能养成怀疑常识的习惯,意识到脑海中的假设,那你就是一个头脑灵活的人。
出门旅游是颠覆常识的好机会。小时候,我父亲被公司派去纽约工作,所以我们一家在美国住过两年。我还清楚地记得刚到美国的时候,我母亲特别手足无措,而且问题并不是出在语言上。
比如坐公交车吧,她不知道是该从前门上还是从后门上。好不容易上了车,也不知道司机会不会在她要下车的地方停车,因为美国的公交车里没有“停车”按钮,要下车,就得拉动车里的绳索,告知司机。
不仅如此,公交车站的站牌上甚至没有公交线路图,也没有车费一览表和目的地示意图。可是对当地人而言,公交车的搭乘方法就是不折不扣的常识,无人不知。现在我们总会在车站碰到不知道该怎么买票的外国游客。我们可没资格笑话人家。要是我们哪天去了他们的国家,肯定也会因为缺乏常识分不清东南西北,一筹莫展。
也许有读者会觉得,这哪能跟日心说、地心说相提并论。但我不敢苟同。如果你能乘坐时光机,前往伽利略和哥白尼生活的时代,那你肯定也会找不到北。到时候啊,就不是“不知道该怎么坐公交车”的问题了。你不了解那个时代人们的思维方式,也不懂他们的世界观。他们所有的常识都和现代人的截然不同,根本没法沟通。
但这并不意味着古人就比我们愚蠢,只是他们那个时代的常识和我们的常识不一样而已。
本文节选自《假设的世界:一切不能想当然》([日]竹内薰 著,曹逸冰 译,新经典文化·南海出版公司,2017年4月),经出版社授权发布。
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