地心体系
出处:按学科分类—哲学、宗教 江西人民出版社《东西方哲学大辞典》第157页(1828字)
以地球作为宇宙中心的宇宙结构体系。它是人们根据自己的直观经验,不自觉地以地球为参照系,按照日月星辰表观的运动建立起来的有限的宇宙模型或者学说。它反映了人们对宇宙的早期直观经验认识,是一种前科学的理论。
公元前5世纪,古希腊毕达哥拉斯学派的希斯塔斯和艾克方特斯提出了第一个以地球为中心的宇宙假说。他们的理论是地动说而非地静说,以假定地球绕自身的轴旋转说明日月星辰的每日东升西落。但他们只不过提出一种思辨性的猜测,没有在宇宙模型的数学形式上与观测严格对应起来,因而还不能说是地心体系。
公元前4世纪,古希腊的欧多克索斯建立了最早的定量地心宇宙模型。他的宇宙模型由以地球为中心的同心球层组成,所以也叫同心球模型。这个体系认为,地球静止于宇宙的中心,日、月、五大行星和恒星都固定在一些相互嵌套的固体同心球层上,每个球层的转动描述天体的一种运动——日、月、年等等。几个球层的运动复合起来就可表现某一天体的特定的运动。这个体系共有27个球层:日、月各3个,五大行星各4个,恒星1个。
这个体系引入了毕达哥拉斯的天体以正圆轨道和匀速运动的先入之见,这种错误观念一直延续到17世纪。欧多克索斯地心体系只是从几何角度出发建构的,它不能解释行星的亮度变化,因而不很成功。
稍晚些的亚里士多德把欧多克索斯的同心球体系与自己关于物质性质的学说结合起来,建立了以静止的地球为中心的九重天宇宙体系。这个体系中天体的次序沿袭了欧多克索斯体系的次序,从内向外为月、日、水、金、火、木、土、恒星,最外面又增加了一个原动天。不动的神推动原动天,原动天把动力依次传递到各层天球上去。为了把每层天球特有的运动抵消掉,只把周日运动传递给下一层天球,亚里士多德又在每层天球之间加上一个不动的天球,这就使天球的总数增加到55个。这些天球实际上是多余的。亚里士多德的九重天宇宙体系把宇宙空间分为“月上”和“月下”两种迥然不同的世界。月上世界由以太组成,不生不灭,保持完美的匀速圆运动。月下世界由水、土、火、气四元素组成,有生有灭,只作向上或向下的直线运动。
为了克服同心球体系的缺点,亚历山大里亚学派的天文学家希帕克在公元前2世纪吸收了阿波罗尼设想的本均轮几何结构,建立了本均轮宇宙地心体系。这个体系认为,日、月和恒星天球在围绕着地球的圆轨道上匀速运行,五大行星各沿着一定的小圆轨道(本轮)自西向东运动,小圆的圆心沿着一个称之为均轮的大圆绕地球运行,这样不仅可以解释行星的顺行、逆行等现象,而且可以说明行星亮度的变化。为了使这个体系能表现出太阳周年运行速度的不均匀性,他使地球偏离宇宙的中心,因此这是一个偏心的本均轮体系。严格地说,这种偏心的地心体系不应叫做地心说,而应叫做地静说,但习惯上仍把它算做地心说或地心体系。
公元2世纪,亚历山大城的天文学家托勒密在他的着名天文学着作《至大论》中,以希帕克的本均轮和偏心圆理论为基础,建立了一个更精密的本均轮体系,可以和天文观测很好地相符,因而得到了普遍的接受和应用(参见“托勒密体系”条)。
随着基督教的兴起,到公元五世纪,在东罗马帝国发展了一种新的地心宇宙学说,把托勒密的本均轮体系和亚里士多德的九重天体系结合在一起。这个学说认为,天界由九个同心壳层组成,这九个壳层依次为月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星、原动天,地球安居于宇宙的中心,每个壳层都足够厚,可以把托勒密体系中的本均轮包容在内。九个天层的运动由等级不同的九个天神掌管,而九个天神之上的上帝居住在第十层天上,称为净火天。这种被宗教神学所利用的地心体系在西方流行了千年之久。特别在13世纪以后被教会奉为至高无上的“真理”,它已不再是早期人们探索宇宙结构的积极认识成果,而成为阻碍人类认识宇宙本来面目的神学的工具。
1543年,哥白尼的《天体运行论》的发表,使地心说受到严重挑战,经开普勒、伽利略等人的努力,至经典力学建立,地心体系逐渐被人们所抛弃了。