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太空简史(2/4):从托勒密到伽利略

上一篇文章的续集 空间简史(1/4).

托勒密完善了亚里士多德的宇宙学,并由于阿拉伯语的翻译和评论而重新引入,以适应神学家的需求。值得注意的是,位于世界最后一个物质领域之外的事物获得了至少是空灵或精神空间的地位,如果不是物质的话。受洗“Empyrean”,它被认为是上帝,天使和圣徒的住所。中世纪的宇宙不仅有限,而且很小:从地球到固定恒星范围的距离估计为20,000陆地半径,因此死者的灵魂可以合理地接近其边缘的天堂。基督徒自然在这个建筑的中心找到了自己的位置。

在1520年由阿皮亚努斯(Apianus)设计的这个中世纪世界体系中,整个宇宙是有限的,由一个包含固定恒星的球形层界定,超出该层的是天皇圣殿,即圣殿。
在1520年由阿皮亚努斯(Apianus)设计的这个中世纪世界体系中,整个宇宙是有限的,由一个包含固定恒星的球形层界定,超出该层的是天皇圣殿,即圣殿。

根据但丁的神曲喜剧的宇宙
根据但丁的分层宇宙’s Divine Comedy

 

库萨尼古拉斯
库萨尼古拉斯

这种宇宙模式一直持续到十七世纪,但并没有阻止原子论思想的复兴。重新发现Lucretius的手稿后 自然,德国枢机主教尼古拉斯(1401-1464)主张建立一个无限的宇宙,多个有人居住的世界以及一个运动的地球。但是,他的论证仍然主要是形而上学的:宇宙是无限的,因为这是上帝的工作,不可能限制他的工作。

当波兰教规尼古拉·哥白尼(1473-1543)提出日心说系统时,太阳位于世界的几何中心,而地球围绕着它绕着它自身旋转时,他提出了一个封闭的宇宙的想法,被宇宙围绕固定恒星的范围。即使这个距离比托勒密模型更远了两千倍,但宇宙仍然是有限的。

哥白尼的浪漫描写
对哥白尼及其新宇宙模型的浪漫描述

We must wait several decades more for the first cracks to appear in the Aristotelian edifice. In 1572, a new star was observed by the Dane 第谷·布拉赫(Tycho Brahe) (1546-1601), who showed that it was situated in the sphere of fixed stars, that is to say in the celestial region until then presumed to be immovable. In 1576, the Englishman 托马斯·迪格斯 (1545-1595), a staunch Copernican, maintained that the stars were not distributed on a thin layer, at the surface of the eighth and last sphere of the world, but extended endlessly upwards. Digges nevertheless was not proposing a physical conception of infinite space: for him, the sky and the stars remained 空想, God’领域,在这方面并不真正属于我们的世界。

哥白尼 系统挖掘

认识论破裂[1] 是由两位意大利哲学家触发的。 1587年,弗朗切斯科·帕特里齐(Francesco Patrizi)(1529-1597)制作了 物理和数学空间[2]他提出了革命性的想法,即几何的真正对象本身就是空间,而不是自欧几里得以来一直认为的数字。 Patrizi开创了对无限物理空间的新理解,它遵循数学定律,因此易于理解。但这首先要归功于他当代的佐丹奴·布鲁诺(1548-1600),他被赋予了无限宇宙学真正的父爱。 布鲁诺他的第一本书 德伊门索 完全致力于无限空间的逻辑定义。布鲁诺从物理基础上争论,而不再是神学基础。他的宇宙学思想受到了Lucretius的原子论,库萨尼古拉斯的推理和哥白尼假说的启发。对于后者,布鲁诺保留了日心论和太阳系的有序性,但拒绝了宇宙学的有限主义。他是开普勒(Kepler)和牛顿(Newton)的先驱,他还驳斥了球形和匀速圆周运动对描述天体运动的崇拜。同时代的人,尤其是伽利略,并没有理解他的大胆和原始的作品。最重要的是,他们坚决反对教会。实际上,对十六世纪末真正的哲学颠覆并没有像哥白尼对日心说的肯定那样多,而在于世界的无限多重性。布鲁诺(Bruno)露营在反亚里士多德战争的最前线,他因对无限的热情而carried之以鼻,拒绝屈服,并在罗马的火刑柱上被烧死。

天文学革命的另一位伟大的匠人约翰内斯·开普勒(Johannes 开普勒,1571-1630年)首先尝试建立一种基于特殊几何图形(即规则多面体)的通用模型。他这次尝试失败了。计算得出的行星轨道顺序与第谷·布拉赫(Tycho Brahe)收集的新实验数据不符。在发现了行星轨迹的椭圆性质之后,开普勒推翻了圆周运动和匀速运动的亚里斯多德教条,作为对天体运动的最终解释。然而,他拒绝跟随布鲁诺关于宇宙无限性的论点。他认为这个概念纯粹是形而上学的,因为它不是建立在 开普勒_埃皮托姆具有科学意义的实验:“实际上,思想无法理解无限的身体。实际上,关于无限主题的思想概念是指“无限”一词的含义,或者实际上是指超出任何可能的数字,视觉或触觉度量的事物。就是说,对于某种在动作上不是无限的事物,看到无限的测量是不可能的。 ”[3] 开普勒通过首次表达天文学悖论来支持他的论点,这似乎是对无限空间概念的障碍,对此将进行广泛讨论:“黑夜悖论”。就像边缘悖论一样,这个问题要到十九世纪中叶才能得到令人满意的解决,尽管存在完全不同的论点。

从1609年开始,伽利略(1564-1642)的望远镜观测首次提供了自然法则普遍性的直接指示。在空间无限的问题上,伽利略像开普勒一样,采取了物理学家的审慎态度:’您是否知道宇宙是有限的还是相反的,还不确定(我相信对人类的知识永远如此)?” [4]

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[1] 参见Alexander Koyre, 从封闭世界到无限宇宙,纽约:哈珀·托奇(Harper Torchbook),1958年。

[2] 空间物理学与数学 ; See R. Brickman, “关于物理空间,弗朗切斯科·帕特里齐(Francesco Patrizi)”,《思想史杂志》,第4卷,第224页(1943)。

[3] De Stella Nova,1606年。不幸的是,这部杰作没有英文翻译。

[4] 致英戈利的信,引用于A.Koyré, 从近距离世界到无限宇宙,约翰·霍普金斯出版社1957年,第1页。 97。