宇宙的大小（早期人们的认识）

人们在偶尔眺望星空的时候，并不觉得天空有多么遥远。小
孩子很容易接受“牛跳过月亮”和“他跳得真高，摸到了天”之
类的幻想。在流传神话的时代，古希腊人让阿特拉斯背负天体，
一点也不觉得滑稽。当然这位天神可能是无比的高大，然而另一
个神话表明并非如此。英雄赫喇克勒斯在完成闻名于世的“十二
件奇迹”中的第十一件——去取圣园里的金苹果时，他让阿特拉
斯帮助他去取金苹果，而自己站在山上扛着天穹。即使赫刺克勒
斯算得上一个大个子，但他不是一个巨人。由此可以看出，当时
希腊人非常平静地接受了这样的观念：天空比山顶仅高出几米而
已。
　　在开始的时候，人们自然地认为，天空只不过是一个坚硬的
天篷，那闪耀着的天体就是天篷上的钻石。早在公元前6～4世纪，
希腊天文学家就已经认识到，天篷必定不止一层，因为那些“固
定的”恒星在以一个整体绕地球运转时，显然没有改变它们之间
的相对位置，但是太阳、月球和水星、金星、火星、木星、土星
等五颗明亮的天体却不是这样：事实上，它们各行其路。当时把
这七个天体叫做行星（希腊语“流浪者”的意思），很明显，它
们不可能属于恒星的天篷。
　　希腊人曾经设想，每个行星都固定在各自看不见的天篷上，
而且天篷是一层套一层，最近的一层属于移动最快的行星。移动
最快的行星是月球，每27+(1/3)天绕天空一周。希腊人认为，月
球以外的几个行星的次序是：水星、金星、太阳、火星、木星和
土星。

早期的测量

　　对宇宙距离第一次进行科学测量大约是在公元前240年。亚
历山大图书馆（当时世界上最先进的科学机构）馆长埃拉托色尼
考虑了这样一个事实：6月21日中午，在埃及塞伊尼城（译注：
即现在的阿斯旺）的太阳正好在头顶上的时候，在塞伊尼城北边
8000公里（碧声注：汗……是800 公里罢？是不是书印错了？）
的亚历山大城，太阳并不在天顶。埃拉托色尼断定，一定是因为
地面弯曲而偏离太阳，才会发生这种情况。根据夏至那天中午在
亚历山大城测到的日影的长度，运用简单的几何学知识，就可以
计算出从塞伊尼城到亚历山大城8000公里距离内地面弯曲的程度，
如果设想地球是球形的话（那时希腊天文学家已经愿意接受“地
球是球形的”说法了），可以进而计算出地球的周长和直径（见
图2一1）。

图2-1 埃拉托色尼利用地球的曲率测量了地球的大小： 6月21日
　　　中午太阳位于塞伊尼城的头顶，同一时间，阳光却在亚历
　　　山大城形成7.5°的影子。由于知道两城之间的距离和在
　　　亚历山大城影子的长度，所以埃拉托色尼计算出了地球的
　　　大小。

　　埃拉托色尼用希腊单位求出了这个答案。如果换算成我们今
天的单位，他的数据是：地球的直径约为12800公里（8000英里），
周长约为40000公里（25000英里），这些数字碰巧与正确的数值
差不多，可惜的是，这些关于地球大小的准确数值没有被人们广
泛地接受。大约在公元前100年，另一位希腊天文学家波西多留
斯重复了这一工作，他所得到的地球周长是28800公里（18000英
里）。
　　这个较小的数字从古代到中古时代却广为人们所接受，哥伦
布接受了较小的数字，认为只要向西航行4800公里（3000英里）
就可到达亚洲。如果他知道地球的真实大小，也许就不敢如此冒
险了。直到1521－1523年，麦哲伦的船队（确切他说，是船队中
幸存下来的一条船）环绕地球一周后，才最终证实埃拉托色尼的
数值是正确的。
　　根据地球的直径，喜帕恰斯用一百多年前最大胆的希腊天文
学家阿利斯塔克所发明的方法，在公元前 150年计算出了地球到
月球的距离。当时希腊人已经猜测到，月食是因为地球走到太阳
与月球之间而引起的。阿利斯塔克认为，掠过月面的地球阴影应
该能够显示出地球和月球的相对大小。在此基础上，利用几何的
方法，就可以计算出地球到月球的距离（以地球直径来表示），
喜帕恰斯重复了这项工作，算得地球到月球的距离是地球直径的
30倍。如果埃拉托色尼求得的地球直径为12800公里是正确的话，
月球到地球的距离就是38.4万公里（24万英里）了。这个数字碰
巧也是一个近乎正确的数字。

　　然而在设法解决宇宙大小的问题上，希腊天文学只是求出了
月球的距离，至少从正确性方面来说是如此。阿利斯洛克曾经大
胆地试图测定太阳到地球的距离。他用的几何方法在理论上是绝
对正确的，但这个方法涉及到要测出角度的极小差值，不用现代
的仪器是无法得到精确数据的。他断定地球到太阳的距离为地球
到月球距离的20倍（事实上大约为400倍）。虽然他计算的结果
是错误的，但他从这些数据中推断出太阳至少比地球大7倍；从
而指出大的太阳绕小的地球运转是不合逻辑的，于是他断定是地
球绕太阳运转。
　　遗憾的是，没有人相信他的话。以后的天文学家从喜帕恰斯
开始到托勒玫为止，都是以不动的地球位于宇宙中心为基础来描
述所有天体运动的，除了月球距离地球384000公里以外；其他天
体都在更远而尚未确定的距离上，这个体系一直统治到1543年，
那一年哥白尼出版了他的书，重新回到阿利斯塔克的观点，永远
废除了地球作为宇宙中心的地位。