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东边日出西边雨——江晓原的网易博客

 
 
 

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一个改变了世界的历史伟人——该谈谈托勒密了之五  

2008-07-10 17:38:20|  分类: 科学外史专栏 |  标签: |举报 |字号 订阅

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载《新发现》杂志2008年第4期

 

一个改变了世界的历史伟人——该谈谈托勒密了之五

 

江晓原

 

 

  为了避免读者对托勒密的伟大名字开始厌倦,我打算在这一次结束关于他的话题——即使还有许多他的科学成就(比如光学实验)来不及谈也在所不惜了。这样我们就不得不开始讨论他的历史影响。

  有些人喜欢将托勒密与亚里士多德的宇宙体系混为一谈,进而视托勒密为阻碍天文学发展的历史罪人。在中国人熟悉的文献中,李约瑟“亚里士多德和托勒密僵硬的同心水晶球概念,曾束缚欧洲天文学思想一千多年”的说法堪为代表,至今仍被一些中文著作所援引。而这种说法明显违背了历史事实。亚里士多德确实主张一种同心叠套的水晶球(crystallinespheres)宇宙体系,但托勒密从未表示赞同这种体系。况且,亚里士多德学说直到13世纪仍被罗马教会视为异端,多次禁止在大学里讲授,因此无论是托勒密还是亚里士多德,都根本不可能“束缚欧洲天文学思想一千多年”。托马斯·阿奎那在论证水晶球宇宙体系时,曾引用托勒密的著作来论证地心、地静之说,到1323年罗马教皇宣布他为“圣徒”,他的经院哲学体系被教会认可为官方学说,亚里士多德的宇宙体系这才开始束缚了欧洲天文学思想约二三百年,而这又怎么能归罪于托勒密呢?

  阿拉伯天文学家接触到《至大论》后,很快发现它所代表的天文学水准明显超出当时波斯和印度的天文学。他们在月球和行星运动理论上则继承托勒密遗产的同时,也通过实际观测而改进了《至大论》在太阳运动理论方面的欠缺,比如巴塔尼(AlBattani)的《积尺》(Zij,天文历算之书)、法干尼(AlFarghani)的《至大论纲要》(Epitome)等。受到托勒密著作影响的著名阿拉伯天文学家还可以提到纳西尔丁·图西(Nasiral-Din al Tusi)和伊本·沙提尔(Ibnal-Shatir),前者是那时有国际声望的学者兼政治人物,他的天文体系中力图恢复匀速圆周运动,后者对托勒密的月球运动模型有所改进。

  阿拉伯学者将托勒密天文学的火炬传给欧洲之后,直到公元16世纪,没有任何西方的星历表不是按托勒密理论推算出来的。虽然星历表的精确程度不断有所提高,但由于托勒密所使用的本轮–均轮系统具有类似级数展开的功能,为了增加推算精度,可以在本轮上再叠加小轮,让此小轮之心在本轮上绕行,而让天体在小轮上绕行。从理论上说,小轮可以不断增加,只要调整诸轮的半径、绕行方向和速度,就能求得更高精度。关于小轮体系的繁琐,是许多宣传性读物中经常谈到的托勒密罪状之一,但这在明显是不公平的——在《天体运行论》中,被誉为“简洁”的哥白尼体系也使用了小轮和偏心圆达34个之多。

  西方天文学发展的最基本思路是:在已有实测资料基础上,以数学方法构造模型,再用演绎方法从模型中预言新的天象;如预言的天象被新的观测证实,就表明模型成功,否则就修改模型。在现代天体力学、天体物理学兴起之前,模型都是几何模型——从这个意义上说,托勒密、哥白尼、第谷乃至创立行星运动三定律的开普勒,都无不同。正如著名的西方数理天文学史家奈格堡(O.Neugebauer)所指出的:“全部中世纪的天文学——拜占廷的、最后是西方的——都和托勒密的工作有关,直到望远镜发明和牛顿力学的概念开创了全新的可能性之前,这一状态一直普遍存在。”牛顿之后则主要是物理模型,但总的思路仍无不同,直至今日还是如此。如果考虑到在传世的文献中,正是托勒密的《至大论》第一次完整、全面、成功地展示了这种思路的结构和应用,那么对于托勒密在天文学史乃至整个科学史上的功绩和影响,就不难获得持平之论。

  托勒密的光学著作《光学》(Optics)一书,至少为11世纪初著名的阿拉伯学者伊本·海赛木(Ibna lHaytham)的光学巨著《光学书》(Kitabal-Manazir)提供了灵感。此书从形式到许多内容都源自《光学》,其中一些实验也被认为是源于托勒密的。《光学书》不久被译成拉丁文,名《光学宝鉴》(Opticoaethesaurus),成为中世纪晚期的标准论著,人们在罗吉尔·培根、达·芬奇和开普勒的著作中,都可以看到《光学宝鉴》的影响——因而也就是托勒密的影响。

  托勒密《谐和论》(Harmonica)一书,在后世的权威不算十分大,但他的一些音乐原则在拉丁世界也是颇为人知的。比较引人注目的是此书对开普勒的影响,开普勒的《宇宙谐和论》(Hermonicemundi,)全书皆为步托勒密后尘之作。

  托勒密地理学对后世的影响,从世俗的意义上说很可能超过了《至大论》。他的《地理学》在公元9世纪初叶即有阿拉伯译本,书中关于伊斯兰帝国疆域内各地的记载,很快被代之以更准确的记述。大约1406年出现了由安杰勒斯(J.Angelus)从希腊文本译出的拉丁文译本,并很快流行起来,因为此书即使在当时,仍是对已知世界总的地理情况的最佳指南。托勒密也提供了世界上最早的有数学依据的地图投影法。

  我之所以将托勒密称为“一个改变了世界的历史伟人”,主要是考虑到,一个伟大学者的论著,有时会对人类历史的发展产生不可思议的直接影响。这种影响是他在撰写其论著时绝对没有想到的。托勒密就是少数这样的伟大学者之一。现代学者的详细研究表明:哥伦布在开始他那改变人类历史的远航之前,至少曾细心阅读过5本书,其中唯一的地理类著作就是托勒密的《地理学》,因此可知哥伦布的地理思想主要来自托勒密。哥伦布相信:通过一条较短的渡海航线,就可以到达亚洲大陆的东海岸,结果他在他设想的亚洲东岸位置上发现了美洲新大陆——尽管他本人直到去世时,仍坚持认为他发现的是托勒密地图上所绘的亚洲大陆。

 

(连载完)

 
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