《星空的琴弦：04古代天文学之大成》歌词

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[00:00:05] 欢迎收听科学有故事

[00:00:09] 比科学故事更重要的是科

[00:00:27] 我今天接着给大家讲仰望星空的第四画古代天文学之大成

[00:00:34] 上一期我们讲到阿波罗尼用他那颗非凡的数学脑袋在同行求理论的基本框架下面又提出了另外一个模型

[00:00:43] 而这个模型完美地解决了行星亮度变化的问题

[00:00:48] 那么阿波罗尼的理论到底是怎么样的呢

[00:00:51] 且听阿波罗尼自己来跟我们说

[00:00:54] 各位同行球也好水晶球也好

[00:00:58] 其实都不对行星的运动并不是被好多个互相嵌套的球带着跑

[00:01:05] 不是球

[00:01:06] 那是什么老师

[00:01:08] 是轮子轮子

[00:01:10] 对就是轮子

[00:01:13] 当然我指的轮子是一个虚拟的轮子行星运动的轨迹是一个个的轮子

[00:01:19] 首先每个行星本身都绕着一个中心点

[00:01:23] 做着匀速圆周运动

[00:01:25] 这个运动的轨迹形成的轮子

[00:01:27] 我称之为本轮而本轮的中心点又在绕着地球做着匀速圆周运动

[00:01:33] 这个中心点的运动轨迹形成的轮子

[00:01:36] 我把它称之为军论

[00:01:39] 说着阿波罗呢

[00:01:40] 画了一张示意图

[00:01:42] 那么这张示意图呢

[00:01:44] 我以后写书的时候会把它画出来

[00:01:47] 他说

[00:01:47] 看到了吗

[00:01:48] 从地球望过去行星就会做

[00:01:51] 时而顺行

[00:01:52] 时而逆行的运动

[00:01:54] 并且我们还可以从该图看出行星到地球的距离也是在不断的变化着

[00:02:00] 这就是为什么行星的亮度也在不断变化的原因

[00:02:04] 而不罗尼说完得意的一笑

[00:02:07] 他是值得发出得意的笑声的

[00:02:09] 因为阿波罗尼的思想整整超越了那个时代40 0多年

[00:02:13] 在此后的40 0多年中具备阿波罗尼同样思想的天文学家并不多

[00:02:20] 本轮均轮理论也一直如何同心球理论长期并存

[00:02:25] 并且一直处于下风

[00:02:27] 这种局面一直要到四个多世纪之后才发生了彻底的改变

[00:02:32] 这是因为又一个天才的出现

[00:02:35] 它是天文学界公认的古代天文学的教父级人物

[00:02:39] 他也是第一个能够正确预报日食月食以及行星排列图形的天文学家能做到这一点

[00:02:47] 在当时的人类看来那就是近乎于上帝的能力在他死后的整整15 个世纪中天文学的所有标准教科书都在教授着他的理论

[00:02:59] 他就是克罗狄斯托勒密

[00:03:04] 如果托勒密活到现在的话呢

[00:03:05] 大约是1900 多岁吧

[00:03:08] 这个托勒密是一个了不得的人物

[00:03:11] 托勒密的祖籍是希腊

[00:03:14] 接下去有点像思念

[00:03:15] 百度百科

[00:03:16] 它深受古希腊文明的熏陶

[00:03:18] 精通古希腊论发展出来的天文学数学哲学

[00:03:22] 物理等等学科

[00:03:24] 他本人是罗马帝国的公民生活在亚历山大城托勒密一生痴迷于天文学

[00:03:31] 并且他是真正的实干派醉心于天文观测

[00:03:35] 在他的观测室中摆满了别人或者他自己发明的各种天文观测仪器

[00:03:40] 每到晴朗的夜晚

[00:03:42] 托勒密总是会聚精会神地观测五大行星的运动认真测量并记录各种数据

[00:03:49] 那么

[00:03:49] 除了观测托勒密对前人的理论也是如数家珍

[00:03:53] 但是他对天体运动观测地越深入他就对前人的理论感到不满

[00:04:00] 它有一种迫切的使命感

[00:04:02] 他觉得自己非常有必要总结前人的所有理论啊

[00:04:06] 然后再结合自己的实际观测数据完成一部

[00:04:10] 古往今来盖棺定论式的天文学著作

[00:04:15] 托勒密首先要思考的一个问题是日月星辰

[00:04:19] 每天都要东升西落

[00:04:21] 这是所有天体最大的共同规律

[00:04:24] 那么造成这个现象的数学原理到底是什么呢

[00:04:29] 普罗米茶便所有的点击

[00:04:31] 按照最正统的理论原因是所有的天体都在一个每天转一圈的同心球

[00:04:37] 或者本轮上他也查到一些前人的不同见解

[00:04:42] 尤其是一个叫做阿里斯塔克斯的古希腊天文学家数学家的大胆观点

[00:04:47] 引起了托勒密的特别注意

[00:04:50] 呃

[00:04:51] 这个阿里斯塔克斯呢

[00:04:52] 他就认为日月星辰之所以会每天东升西落原因其实很简单

[00:04:58] 那就是地球每天都要自转一周

[00:05:01] 从我们的角度看过去就变成了日月星辰

[00:05:04] 每天绕着我们转了一周

[00:05:07] 然而

[00:05:08] 阿里斯塔克斯却提不出什么证据来佐证他的自己这个观点

[00:05:13] 那么

[00:05:13] 他之所以会有这样的观点完全是出于一种数学上的考虑

[00:05:18] 他认为

[00:05:18] 如果用地球自转来解释日月星辰的是运动是最简单最和谐的

[00:05:25] 托勒密是从阿基米德的一本著作中读到了阿里斯塔克斯的这个观点从内心深处来讲

[00:05:33] 托罗密深为其打动

[00:05:34] 因为托罗密也深受毕达哥拉斯学派的影响

[00:05:38] 对数学也是有着一种洁癖

[00:05:40] 他也深深的认为这个宇宙就应该是符合最简单最和谐的数学之美

[00:05:48] 然而托勒密很快就否定了地球自转这个可笑的想法

[00:05:54] 他是这么说服自己的

[00:05:56] 如果脚下的大地一直是在转动的话

[00:05:59] 那么天上的云彩

[00:06:01] 为啥不会都集体向西飘去呢

[00:06:04] 我向上扔起一块食指总是会落回自己的手上

[00:06:09] 如果我是随着大地一起转动的话

[00:06:11] 那么抛出去的食指再落回来的时候肯定是应该往西偏一个角度了吗

[00:06:16] 虽然从数学上来讲

[00:06:18] 地球自转是最简单的解释

[00:06:21] 但是从物理法则上来说

[00:06:23] 从我观察到的现象来说

[00:06:25] 这完全说不通吗

[00:06:27] 菠萝蜜最终还是果断地抛弃了地球自转的这样一个想法

[00:06:32] 重新回到了正统的观点上

[00:06:35] 这在当时的年代

[00:06:36] 托勒密的思考完全是合乎逻辑的那个时候的人类呢

[00:06:41] 是怎么也想不通

[00:06:42] 如果大地是转动的话

[00:06:45] 那么一个抛出去的石子居然会落回原地一分一毫都不差的落回原地

[00:06:50] 这件事情

[00:06:51] 他们是怎么也想不通的

[00:06:53] 我想再次强调的是古人他病其实并不傻

[00:06:58] 他们的智商一点也不比我们低

[00:07:00] 你知道地球是在自转那是因为你从课本上学来的可是你真的理解地球在自转吗

[00:07:07] 现在我来考你一个问题

[00:07:09] 我们经常都会听说从中国坐飞机到美国和从美国飞回中国需要花费的时间不同

[00:07:16] 那么我请问造成这个现象的原因是什么呢啊

[00:07:21] 如果我是这么回答你的

[00:07:23] 因为地球在自转

[00:07:24] 如果迎着地球自转的方向飞

[00:07:26] 那么当然会早一点到达目的地

[00:07:29] 反过来

[00:07:30] 那当然就要晚一点到达咯

[00:07:33] 如果你对我这样子的一个回答频频点头的话

[00:07:37] 嗯

[00:07:38] 那么我很遗憾的告诉你

[00:07:40] 你完全错了

[00:07:42] 如果把你放到2 000年前的古代你必定可以从抛起来的石子落回原地

[00:07:47] 这个现象得出地球自转是绝不可能的这样子的一个结论

[00:07:52] 其实呢坐飞机在中美之间往返所花费的时间和上面那个听上去合理的地球自转的解释

[00:08:00] 其实刚好相反

[00:08:01] 迎着地球自转方向飞

[00:08:03] 反而要花更多的时间真正影响飞行时间的原因其实是大气环流对飞行速度的影响

[00:08:12] 一直要到托勒密死后

[00:08:13] 1500 年人类才诞生了一位叫做伽利略的伟大科学家是他揭示出了抛上天空的石头依然会落回原地的物理规律

[00:08:25] 那可真是一个了不起的深刻

[00:08:27] 发现伽利略我们一定会说的

[00:08:30] 但是呢

[00:08:30] 现在我仍然需要你有点耐心继续听我讲托勒密的故事

[00:08:34] 人类的发现之旅远比你想象的要更艰辛

[00:08:39] 托勒密在认真思考和总结了前人的思想后呢

[00:08:42] 他就画出了一幅基本的宇宙图像

[00:08:45] 那么他的这幅宇宙图像呢

[00:08:47] 是这样子的

[00:08:49] 他阐述了宇宙的啊

[00:08:51] 他阐述了一个基本的宇宙观第一球形的地球在宇宙的中心静止不动第二

[00:08:58] 月亮和五大行星在本轮和均轮上坐着运动

[00:09:04] 第三太阳只有均轮没有本轮第四水星和金星的本轮中心始终位于日地连线上

[00:09:12] 该连线一年中绕地球转一圈

[00:09:16] 五火星木星土星到他们各自本轮中心的直线总是与日地平啊

[00:09:23] 总是与日地连线平行这三颗行星

[00:09:26] 每年绕各自的本轮中心转一圈

[00:09:30] 六恒星天

[00:09:32] 每天绕地球转一周

[00:09:34] 七

[00:09:36] 太阳月亮和五大星星除了各自的本轮均轮运动外

[00:09:41] 还会跟着恒星天一起绕着地球转一周

[00:09:45] 其实呢

[00:09:46] 说白了要画一幅宇宙的图像并不是什么

[00:09:50] 真正了不起的事情

[00:09:51] 在托勒密之前不知道有多少人画过各种各样的宇宙图像

[00:09:56] 其实只要你愿意四个人就可以拿起树枝在地上画一个他心目中的宇宙图像

[00:10:03] 并阐述他自己的理由

[00:10:05] 人人都可以用哲学思辨的方式来思考宇宙的图像

[00:10:09] 然而普通人仅仅只能停留在思辨上思辨并不能带来真正的科学发现

[00:10:17] 除了哲学思辨

[00:10:18] 我们更需要的是数学计算和观测实证

[00:10:23] 托罗密的伟大之处呢

[00:10:24] 就在于它不是仅仅停留在了哲学思辨上

[00:10:28] 他为每个本轮均轮都根据自己的天文观测详细设计了大小角度和速度值

[00:10:36] 并且以此来计算和预测天体的位置

[00:10:40] 如果自己的预测和实际观测到的现象不相符

[00:10:44] 他就会修正各种参数或者增加本轮的数量随着计算和观测的深入

[00:10:50] 本轮的数量也越加越多

[00:10:53] 那么到了后来呢

[00:10:54] 本轮的总数已经增加到了80 个字多

[00:10:58] 然而

[00:10:59] 即便是有了80 个这样子多的本轮羊皮纸都已经被划得没法看了天体位置的预测仍然有着不小的误差菠萝蜜呢

[00:11:08] 经常为此恨恨不已

[00:11:11] 就在这个托罗密万般苦恼

[00:11:13] 恨恨不已的时候呢

[00:11:15] 哎

[00:11:16] 突然有了这样的一次转机

[00:11:18] 有一天托勒密在浩瀚的古籍当中

[00:11:22] 突然发现了一本已经残破不堪的古籍上面记载了一个叫做一八股的神童的生平

[00:11:30] 这个天才少年呢

[00:11:31] 医生仅仅只活了

[00:11:33] 19 岁

[00:11:34] 但就是这位少年通过长期不懈的天文观测却做出了很多让现代人都惊叹不已的精确发现

[00:11:42] 比如他通过各地对日食的观测记录

[00:11:46] 那么不同的地方

[00:11:47] 月亮对太阳的遮挡程度不同

[00:11:50] 那么有的地方会是全时

[00:11:51] 有的地方惠氏偏食啊

[00:11:53] 这个我们现在大多数人都知道

[00:11:56] 那么这个一八股呢

[00:11:57] 就通过对不同地方的这个日食和月食的观测呢

[00:12:01] 他就计算出了月球到地球的距离是59 到67 个地球半径

[00:12:07] 至于我们今天知道的60 个地球半径已经是非常非常接近了

[00:12:12] 可那可是在2100 多年前啊

[00:12:14] 你想想那么真正引起多罗密注意的是

[00:12:17] 一八股的另一项重大发现4G 持续的天数

[00:12:22] 它并不是均匀的

[00:12:24] 按照正统的观点

[00:12:25] 太阳绕着地球的运动轨迹是一个正圆

[00:12:28] 那么一年四季应当是完全均分的对吧

[00:12:31] 那么11 8股呢

[00:12:32] 就对春分夏至冬至秋分的时间点做了非常非常精确的观测记录这些时间点其实就是太阳在天空中的四位置的仰角的来回摆动的变更点

[00:12:45] 啊

[00:12:45] 刚才我那句话说的有点长啊

[00:12:47] 你在我再说一遍这些时间点其实就是太阳在天空中四位置羊角的来回摆动的变更点

[00:12:56] 例如你仔细观察一棵树的影子长短

[00:12:59] 在一年中的变化

[00:13:00] 你会发现

[00:13:01] 每天同一时间影子的长短都是在慢慢的改变

[00:13:05] 而由长变短

[00:13:06] 由短变长的那个时刻正是季节变化的分界点

[00:13:11] 如果你详细记录每天太阳升起的不同时间也可以找到季节变化的临界点一八股就发现呢

[00:13:19] 秋天最短是88 .125 天

[00:13:23] 那么冬天是90 .125 天

[00:13:26] 春天最长是94 .5 天

[00:13:29] 夏天是92 .5 天为什么会造成这个现象呢

[00:13:34] 一八股指出

[00:13:35] 这是因为地球不在太阳圆周运动的中心点上

[00:13:39] 而是在一个偏心的位置上

[00:13:42] 这一语啊

[00:13:43] 那真叫是点醒梦中人托勒密看到了依巴谷的这个发现后犹如醍醐灌顶

[00:13:50] 他立即修正了自己的宇宙模型

[00:13:52] 把地球的位置

[00:13:53] 从正中心挪开了那么一点点放到了一个偏心的位置上

[00:13:59] 这个小小的改变之后呢

[00:14:01] 奇迹出现了计算值和观测记录的相符合程度呢

[00:14:05] 就大大的增加天体的一切运动似乎都回到了合理的范围内

[00:14:11] 在这个新的模型中

[00:14:13] 托勒密对天体预测的精度大大增加

[00:14:16] 托勒密为此兴奋的手舞足蹈

[00:14:19] 终于他可以开始动笔写书了

[00:14:22] 在公元两世纪中叶

[00:14:24] 托勒密的晚年耗费了他一生心血的鸿篇巨著

[00:14:29] 天文学之大成

[00:14:30] 终于写成这本书呢

[00:14:33] 在有的书上也被翻译成字大论

[00:14:36] 那么这本书到底上面写了些什么呢

[00:14:39] 他总共分成了13 圈确确实实是一部里程碑式的天文学著作

[00:14:45] 他的第一圈是基本内容概述第二卷叫预备知识

[00:14:50] 第三圈就开始讲太阳的运动

[00:14:52] 第四卷讲月亮的运动

[00:14:54] 第五卷讲如何测定和推算太阳到地球的距离和月亮到地球的距离

[00:15:01] 第六卷是日食和月食的计算

[00:15:05] 第七第八卷呢

[00:15:06] 讲的是税差以及化了天上的恒星的星表第九到第13 卷

[00:15:13] 那么就是很重要的五大行星的运动

[00:15:17] 这不天文学巨著是人类历史上第一部系统地阐述天文学的著作

[00:15:22] 他是即古代天文学之大成之作

[00:15:26] 在此后的15 00年中

[00:15:28] 它将成为无人敢于挑战的成熟理论

[00:15:31] 同时也成为了天文学的教科书

[00:15:35] 大家想一想啊

[00:15:36] 一本教科书可以1500 年不改版

[00:15:39] 我想着在人类的历史上恐怕是绝无仅有的事情了

[00:15:44] 啊

[00:15:45] 有些人会说中国的四书五经恐怕也不会少于1500 年不改版

[00:15:50] 也是一部教科书啊啊

[00:15:52] 这个也对

[00:15:53] 但是文科的教科书和理科的教科书恐怕呢还是有一些差别

[00:15:59] 虽然我们现在都知道托勒密的宇宙观是错的

[00:16:04] 然而这在当时依然是人类智慧的伟大胜利

[00:16:09] 用托勒密的理论可以准确地预报出日食和月食误差

[00:16:13] 时间是多少呢

[00:16:15] 一个小时之内也可以基本预报五大行星的运动位置

[00:16:19] 误差时间基本上也只是在几天之内

[00:16:23] 从毕达哥拉斯到托勒密至此

[00:16:26] 古代天文学的发展基本上就划上了句号

[00:16:31] 柏拉图提出的拯救现象

[00:16:33] 这个世纪难题也基本上得到了完美的解决

[00:16:38] 我猜呢

[00:16:39] 此时你的心中大概会有这样子的一个问题

[00:16:42] 突然冒了出来

[00:16:43] 那我们中国人呢

[00:16:44] 中国人创造了那么辉煌灿烂的中华文明在这几千年中

[00:16:49] 中国人是在想什么呢

[00:16:51] 中国人又是如何思考我们的宇宙呢

[00:16:54] 中国不是有那么多的皇家天文官吗

[00:16:58] 那么他们都在做什么

[00:16:59] 他们都是在思考些什么事情呢

[00:17:02] 哎

[00:17:02] 这就是我们下一讲要讲的内容

[00:17:10] 我是卓老板

[00:17:11] 我是吴京平

[00:17:12] 我是王杰

[00:17:13] 我是科学声音

[00:17:20] 啊

[00:17:21] 又到了唠叨时间啊

[00:17:23] 今天这一期节目呢

[00:17:25] 录的稍微有一点艰难呃

[00:17:27] 实际上我早就想更新了

[00:17:30] 但是呢

[00:17:30] 很不幸的事呢

[00:17:32] 这段时间呢

[00:17:33] 口腔里长了一个很大的一个溃疡

[00:17:35] 这个溃疡大道大概有好几颗米粒加起来那么大吧

[00:17:40] 结果导致我这个说话都非常的困难

[00:17:43] 然后我今天算算时间呢

[00:17:45] 不更新不行啦

[00:17:46] 已经过去快一个礼拜了

[00:17:47] 所以呢

[00:17:48] 我咬咬牙把那个维生素C 片啊

[00:17:50] 给他碾成了粉末

[00:17:52] 然后涂在了那个溃疡的那个窗面上

[00:17:55] 那你可想而知啊

[00:17:56] 就是维生素C 是很酸的图

[00:17:58] 在这个溃疡的疮面上

[00:17:59] 那是一种钻心的剧痛啊

[00:18:02] 但是专心的这个剧痛持续了大概这么半分钟之后呢

[00:18:06] A 它就不疼了

[00:18:07] 就可以说话了

[00:18:09] 就是要以毒攻毒一样就以痛攻痛

[00:18:12] 痛到极致

[00:18:13] 你的神经麻木了人体的自我自我保护机制就起作用了

[00:18:18] 就不痛了

[00:18:19] 我就可以讲话了

[00:18:21] 于是呢

[00:18:22] 我就在深圳的一家小宾馆里头开始了今天的这个录制啊

[00:18:28] 这家小宾馆呢

[00:18:29] 也给我带来了很多的困扰

[00:18:31] 因为录着录着突然变成筐的

[00:18:33] 一下子一声开门声或者哇啦哇啦几个人在那说话了

[00:18:37] 好我一大段白路对吧

[00:18:40] 所以呢

[00:18:41] 这一期录的有点艰难

[00:18:43] 先是遇到了这个嘴疼的挑战

[00:18:45] 然后又遇到了这个环境干扰的这个挑战

[00:18:49] 但是呢

[00:18:50] 断断续续的停了路了

[00:18:53] 停终于把这一期给录完了

[00:18:57] 明天呢

[00:18:57] 也可以安心的到香港去玩一天啦

[00:19:01] 那么讲到这里呢

[00:19:02] 我突然想到今天呢

[00:19:04] 早上起来的时候呢

[00:19:06] 我突然看到我自己的这个粉丝的数量啊猛涨

[00:19:10] 然后

[00:19:11] 哎

[00:19:11] 我想肯定是有什么事情发生了于是呢

[00:19:14] 我一看

[00:19:14] 哎

[00:19:14] 果然卓老板聊科技昨天更新了一个节目

[00:19:18] 我一听呢

[00:19:19] 最后一段呢

[00:19:20] 卓老板聊科技推荐了一下我

[00:19:22] 我想说

[00:19:23] 老板聊科技这一推荐果然很厉害

[00:19:25] 这个粉丝蹭蹭蹭的就是五五三百四百的往上涨

[00:19:29] 今天大概涨了

[00:19:30] 有个五五百多个粉丝吧

[00:19:33] 那么到了下午的时候呢

[00:19:35] 呃

[00:19:36] 突然这个喜马拉雅的一个编辑就给我发私信了

[00:19:40] 说他是首页的这个编辑

[00:19:42] 然后呢

[00:19:43] 他把我的这个节目呢

[00:19:45] 推上了今天喜马拉雅首页的这个小编推荐

[00:19:48] 我想在这个双重利好的这个消息之下我的这个粉丝数就猛增了粉丝数多了对我也是一种鞭策和鼓励我会尽量做到不低于一周更新一次的频率

[00:20:04] 那实际上我们天文学我们仰望星空

[00:20:07] 天文学史话的这个系列呢

[00:20:08] 才刚刚拉开帷幕

[00:20:10] 后面还长得很

[00:20:12] 因为我要从这个托罗密啊

[00:20:14] 一直要讲到宇宙大爆炸呢

[00:20:16] 将是一个非常非常漫长

[00:20:18] 也是非常激动人心的一次天文学之旅

[00:20:22] 如果你对我讲的这期节目感到还不错的话呢

[00:20:26] 你可以给我打点赏啊

[00:20:28] 这样子也是对我一种鼓励

[00:20:30] 当然我也希望你能够点一下订阅

[00:20:34] 讲到这里是真的结束了