哥 小的神灵运动着：在某些宇宙论版本中，它们每夜被再生出来。 有时候还会引入对于天空更为细致的观察，比如拱极星（从不会 白 落到地平线以下的星星)被看成是“不知疲倦者”或“不知毁灭 者”。因为有了这种观察，北部天空被认为是不可能有死亡的区 尼 域，是永远地庇佑来世的地方。但是对天象观察做这样的描述 还是很少见的。 草 与埃及类似的宇宙论片段也可以在我们有记载的所有古代 文明中找到，如印度文明和巴比伦文明。其他一些粗糙的字宙 论也都表现了现代人类学家所研究的当代原始社会的特点。从 命 表面土看，所有这些宇宙结构的草图都实现了一个基本的心理 需要：它们为人们的日常生活及其神的活动提供了舞台。通过 说明人类的栖居地和自然其他部分在物理上的关系，它们为人 类整合了字宙，使人在其中有一种家园感。人类若不发明一个 宇宙论是不会持久地生存的，因为宇宙论能够为人提供一种世 界观，这种世界观渗透在人类每一种实践的和精神的活动中，并 且赋予它们意义。 尽管由宇宙论所满足的那些心理需要好像是相对统一的， 但是满足这些需要的宇宙论能力，对不同的社会或文明有非常 大的不同。前面提到的任何原始宇宙论今天都不能满足我们对 世界观的要求，因为我们是另一种文明的成员，这种文明已经设 定了另外的标准，一种宇宙论为了让人相信就必须满足这样的 标准。举例来说，我们不会相信一个以神来解释物理世界的平 常行为的宇宙论；近几个世纪以来，我们已经坚信更接近机械的 解释。更重要的是，我们今天要求，一个令人满意的宇宙论能够 解释自然行为的许多可观察的细节。原始宇宙论仅仅是示意性 的草图，自然的大戏以之为背景上演；演出不会体现在宇宙论 中。太阳神拉乘着他的船每天穿越天空，但在埃及宇宙论里既 7 没有解释他这种旅行的规则重复，也没有解释此船航程的季节 变化。只有我们的西方文明才把这些细节的解释作为宇宙论的 一个功能。其他任何文明，古代或近代，都没有提出类似的要 6
求。 第 宇宙论既要提供心理上满意的世界观，又要提供对于像☑ 出位置的每日变动这样的可观察现象的说明，这种要求极大地 章 增强了宇宙论思想的能力。它已经将在宇宙中寻找家园的普遍 古 冲动，引导到对寻求科学说明的空前热情上来。西方文阴中许 代 多最有特色的成就都基于这些强加于宇宙论思想之上的种种要 的 求的结合。但结合并不总是情投意合的。它道使现代人将构建 两 宇宙论的工作委托给专家，特别是天文学家，他们知道那些详尽 球 的观测细节，而现代宇宙论必须满足它们才能被相信。由于观 宇 宙 察是一把双刃剑，它有可能证实一种宇宙论也有可能与之冲突， 所以这种委托的结果可能是毁灭性的。天文学家有时可能完全 因其专业上的原因摧毁一种世界规，而这种世界观本来使整个 文明的全部成员，不论是专家还是非专家，感到宇宙充满 意义。 与此非常类似的事情就发生在哥白尼革命的过程中。要 理解它，我们自己就必须城为某些方面的专家。尤其是，我们必 须了解那些均可由肉眼看到的最重要的观测事实，西方两大主 要的科学宇宙论，托勒密体系和哥白尼体系，就建立在它们的基 础之上。对天空单一的全景式的眼光是不够的。仰望晴朗的夜 空，天空首先激发的是诗意的想像而并非科学的思考。没有人 在看到夜空时会质疑莎士比亚将星辰比做“夜晚的烛光”，或者 弥尔顿将银河看做“一条宽广的大路，上面的尘土是黄金，铺路 石就是星辰”。但是这些描写都是形象化了的原始宇宙论。它 们并没有为天文学家的问题提供相关的证据：银河、太阳、行星 8 木星的距离有多远？这些光点是怎样移动的？月亮上的物质与 大地上的相同吗，或者与太阳或其他恒星相同吗？对于这 些问题的回答儒要长期积累系统、详细和定量化的观察资 料a 接下来，这一章所要论述的就是有关太阳和恒星的观测问 题，以及这些观察结果对构建古希腊第一个科学宇宙论的作用。 7带
哥 通过描述诺行星，下一章讲完用肉眼观测的天象录，正是这些天 体引起的技术性难题导致了哥白尼革命。 白 太阳的视运动 尼 在公元前两千年末之前（或许还要早一些），苏美尔人和埃 革 及人就已经开始对太阳的运动作系统化的观察。出于这个目 的，它们发明了原始的日晷，它包括一个丈量过的杆子作为指 针，把它垂直地立在平滑的地面上。由于太阳的视位置、指针的 命 尖端和其阴影的尖端在晴天中的每一时刻都成一直线，所以通 过测量阴影的长度和方向完全可以决定太阳的方向。当阴影较 短时，太阳在天空中的高处；当阴影指向东方时，太阳必处于西 方。对指针阴影的重复观察，可以把每日和每年太阳位置变化 的大量普通面模糊的知识系统化、定量化。在古代，这类观察把 太阳利用来作为计时器和日历，这种应用是延续并改善观察技 术的一个重要动机。 指针阴影的长度和方向在每一天缓慢而连续地变化。日 出和日落时阴影最长，此时它大致指向一个相反的方向。白天， 阴影沿着一个对称的扇形渐渐地移动，在绝大多数古代的观察 者可以达到的地方，这个图形都非常像图1所展示的样子。就 像图中所表示的，在不同的日子里扇形的形状是不一样的，但是 它有一个非常有意义的固定特征：在每天指针阴影最短的时刻， 它总是指向同一方向。这个简单的规律性为后来的所有进一步 的天文测量提供了两个基本的参考系：这个由每日最短阴影所 9 呈现的不变的方向被定义为正北方，所有的罗盘都指向这个方 向；这个阴影变为最短的时刻定义了一个时间上的参照点，即地 方正午；两个相继的地方正午之间的间隔定义了一个基本的时 间单位，即视太阳日。在公元前的最后一个千年，巴比伦人、埃 i 及人、希腊人和罗马人使用原始的地面计时器，特别是水钟，进 一步将太阳日分为更小的间隔，从这里演化出了我们今天的时 8
间单位：时、分和秒① 第 古 代 的 两 球 宇 喜分 和 宙 图1.北半球中纬度地区不同季节中指针阴影的每日运动。日出和日落时阴影 瞬间伸展到尤限远处，在图中它的未增与虚线“会合”。在日出和日落中间的时 段，阴影末端沿虚线缓慢移动：正午时阴影总是指向正北方。 由太阳的每日运动所规定的指南针的指向和时间单位，为 描述这种运动的逐日变化提供了基础。太阳总是东升西落，但 是日出的位置、日晷指针阴影在正午时的长度以及白昼时间的 长短随季节的变化而逐日变化（图2）。冬至日（现代历法中的 12月22日)这天，太阳在离地平线上正东点和正西点最远的地 方起落。这一天与其他任何一天相比，白天的时间最短，日晷指 针正午时的阴影最长。冬至过后，日出和日落点一起逐渐沿地 10 平线向北移动，并且正午的指针阴影变短。春分(3月21日) 时，日出与日落点最接近于正东和正西，白天和黑夜长度相等。 再过一段时间，日出和日落点继续向北移动，白天的时间增加， ①从天文学的目的来看，恒星提供了一个比太阳更为便利的计时器。但是， 在由恒星确定的时间尺度上，一年中不同季节里祝太阳日的长度有一分钟左右的变 动。尽管古代天文学家往意到了这个视太阳时微小且重要的不规则性，但我们在此 处忽略它。这种变化的原因和它对于时间尺度的定义的影响将留在技术性附录的 第一部分讨论。 9●
哥 直到夏至日(6月22日)，此时日出、日落点在正东和正西最北 的地方。夏至日白昼持续时间最长，指针正午的阴影最短。夏 白 至过后，日出点重新向南移动，黑夜变长。秋分(9月23日)时， 日出与日落点再度处于正东和正西的位置，然后它继续向南，直 尼 到冬至再临。 亚至 革 喜（秋）分 命 日出 北 正午的影子 S 的 日 图2.日出位置，太阳正午时的高度以及指针阴影季节性变化三者之间的关系。 正像夏至冬至和春分秋分的现代名称所表示的那样，日出 点沿地平线的来回移动对应着季节的循环周期。所以大多数古 代人相信太阳控制着季节。他们同时既把太阳作为神来崇拜， 又把它作为历法的提供者来观察一太阳被看成一个季节推移 的实际指示器，以指导他们的农业活动。像英格兰史前巨石阵 中神秘的巨石结构这样一些史前遗迹，证实了对太阳的这种双 重兴趣的古老和力量。史前巨右阵是一座由早期石器文明时代 的人类用巨大的石头费力建造起来的重要的神殿，有些石头差 不多有30吨重。几乎可以肯定它也是一座原始的天文台。这11 些石头的排列方式，使得处在石阵中心的观察者在古代的仲夏 海0