三、古希腊奇葩说(下)
上篇咱们聊到,古希腊脱口秀之王亚里士多德,提出了个奇葩的理论,他认为万物的本原是—— 水、火、土、气
他认为气和火轻,飘在大地上方、月球下方。
土和水重,有朝地心下落的趋势,二者构成了大地。
原本在讨论世界上最小的东西是啥,可一不留神,就扯出了另一个终极命题:
发现没?咱们思考问题通常都是天马行空,古希腊人却很有章法,要抓,就抓两头。
而从这个大问题延伸出去,就引出了在科学史上掀起腥风血雨的—— 地心说
虽然现在看来,地心说完全不靠谱。
但如果你足够了解它,你会发现,地心说不仅是一个科学理论,还是人类最早成体系的科学理论之一。
要了解地心说,我们只讲三个人就够了。
我们可以亲切地把这三位大佬称为:古希腊“完美”三剑客。
一、古希腊的“毕姥爷”
首先,有请我们的第一位主角,古希腊的“毕姥爷”——
老毕,辈分高,水平也高,是个有头有脸的人物,所以他创立的毕达哥拉斯学派,门徒众多,是古希腊四大门派之一。
作为学界的意见领袖,他也曾被问过关于世界本原的问题,而他的回答,在清奇中透露出一种俏皮:
万物的本原是数。
一片,他爱我;
两片,他不爱我……
老毕这个回答其实很有想法,因为他已经摆脱了事物的外在,直接抓住了本质,这被称为抽象思维。
老毕作为数学的宗师,搞出过许多高冷的数学理论。比如他证明了:
勾股定理
黄金分割
因此,勾股定理也叫作:
毕达哥拉斯定理
这个定理还引发了第一次数学危机。具体是咋回事呢?据说,有天老毕正在给学员们讲课……
其中有个熊孩子,提出了一个问题,角度十分刁钻,直接把老毕整蒙了!
当时的古希腊,还没有无理数的概念。
这一下就触及到了老毕的知识盲区,眼看苦心经营的完美形象濒临瓦解,不行!消灭!必须消灭!
接着,他就把提问的同学给消灭了……
由勾股定理引发的这次危机,就被称为第一次数学危机,也称为有理数危机。现在我们知道这答案是。
虽然这事儿只是个传说,但也反映出毕姥爷很可能是个处女座,有完美主义倾向。
也正是这种完美主义,让他提出了另一个更大胆的猜想—— 大地是圆的!
据说他的逻辑是这样的:
所以根据这些条件……
老毕不仅觉得地球完美,还觉得整个宇宙也很完美。
于是他又发了条微博,说整个宇宙也是一个大球体。宇宙中心是一团中心火,所有的天体都绕着中心火转。他还假想出一个天体:对地。
毕达哥拉斯认为数字10是完美的,因此,应该有10个会动的天体,但实际观测到的却没有10个,于是他硬编出个“对地”来凑数。
当然,这些理论也不全是他一个人提出来的,准确地说,应该是毕达哥拉斯学派提出来的。
由此可以看出,老毕绝对是个完美主义者,正是由于他的影响,在以后相当长的时间里,古希腊人都和完美杠上了。
二、古希腊的大学霸
老毕之后,古希腊相继出现了许多武林高手,其中吵得最欢的一个叫苏格拉底,他还有个徒弟叫柏拉图。
这个柏拉图和老毕一个德行:崇尚完美。他觉得,光是宇宙的形状完美还不够,每个天体的运动也必须完美。
于是,他提出天体的运动也是完美的——
其实柏拉图也注意到了理论和观测不相符的问题,于是,他发起了一项竞猜活动:拯救现象。
说白了,柏拉图的意思就是:我的想法没有错,只是还不够完善。
在柏拉图的号召下,大家就开始用匀速圆周运动组合各种模型。
其中有个叫欧多克斯的,提出了一个还凑合的方案—— 同心球叠加模型
地球是宇宙的中心,且地球是静止不动的;
地球外套着一个球面A,球面A与地球同心,称为同心球,且同心球自身绕轴旋转;
天体沿同心球的赤道运动。
地球不止嵌套一个同心球,而是有很多同心球,一圈套一圈。比如球面B、球面C……以此类推,大概有27个同心球。
这个理论很复杂,也早就过时了,为了不浪费大家的脑细胞,就打个简单的比方:它其实就像俄罗斯套娃,一层套一层,为的就是让理论和现象能匹配。
“地球位于宇宙中心”是欧多克斯提出来的,这就是地心说1.0版。
在这之前,大家并不关心天体的运动,欧多克斯之后,大家开始想给天体排日程表,其实就是想预测天体的运动。
如果非要用一句话概括欧多克斯模型的意义,那应该是:从这时开始,古希腊的杠头们开始接地气了。
这就好比射箭,欧多克斯之前,比的是谁的动作更酷;欧多克斯之后,比的是谁射得更准。
现在,我们要请出古希腊的大学霸了,他也是柏拉图的徒弟,欧多克斯的师兄弟,我们熟悉的亚里士多德。
前面我们提到,小亚在讨论万物本原时,实现了一次称霸,现在聊到了宇宙,他当然也不能落后。要实现这个目标,就得完成两件事:
1.证明大地是球形的
首先,小亚为了让大家相信大地是球形的,他找到了几个关键证据。
证据一:
夜晚的时候,一直朝着北极星走,前方会出现一些新的星星,而后方的一些星星会消失。
证据二:
大海里的帆船,靠近时先出现船帆,后出现船身;离去时,船身先消失,船帆后消失。
证据三:
月食的时候,大地投射在月亮上的影子是弓形的。
亚里士多德为了证明大地是球形的,使用了罗列观测证据的方法,这是人类第一次使用这种方法,它打开了实证科学的大门。
2.提出水晶球模型
大家还记得前面欧多克斯的27个同心球吧,小亚作为一个很有想法的人,思前想后,决定再加几个,这一加就是22个。
他的模型被我们称为水晶球模型。
但他这样做不是为了让天体的日程表更准确,而是为了解释天体为什么会运动。
让我们通过下面这张图来体会一下小亚的想法有多高端。
“水晶球模型”就是地心说2.0版。
亚里士多德的水晶球模型,不再局限于追求理论和各个天体运动现象的吻合,而是开始尝试了解天体之间的相互关系。
三、古希腊的人工智能
亚里士多德之后,小伙伴们沿着柏拉图“拯救现象”的精神继续探索。也就是说,他们正朝着“更准”的方向努力。
当时的人们发现,五大行星的行踪,就像姑娘的心思一样难以琢磨,一会儿向左,一会儿向右;一会儿变亮,一会儿变暗。
糟心的是,同心球理论并不能解决这个问题。
五大行星就是我们熟悉的金、木水、火、土这五颗行星。
不久之后,一个叫作阿波罗尼的人提出了本轮和均轮的概念,来补充地心说模型。
后来,又有一个叫作喜帕恰斯的人提出:如果地球不在太阳圆周运动的中心点上,而是处于一个偏心的位置上,模型会更加准确。
这里要强调一下,这时的人们仍然相信地球是宇宙的中心,只不过它不在均轮的中心而已。
最后,把地心说进行完善和推广的是托·古希腊人工智能·勒密。
其实他干了一件亚里士多德干过的事,也就是之前提到过的老三步—— 第一步:大量学习前人理论,并进行系统性总结。
第二步:在前人的理论基础上加入自己的想法,并根据实际观测结果不断校正理论。
第三步:提出系统的地心说模型,出版巨著《天文学大成》,也叫《至大论》。
“托勒密的地心说”就是地心说3.0版,也是终极版本。
这本书横行西方天文学界一千多年,是那些年里的标准教科书。
托勒密这套系统最难能可贵之处,在于其引入了大量数学方法进行论证。
在那个没有计算机的年代,托勒密就已经在搞大数据运算了,关键是还算得贼准,完全就是一个行走的人工智能。
经过几代学者的折腾,地心说得到了一次次升级,用地心说对天文现象做预测,已经可以做到很准确了,至少对于那个时代而言已经完全够用了。
很多人认为地心说算不上科学理论。这种理解其实并不正确,实际上地心说符合科学理论的基本要求:
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古希腊另类杠头集锦