这本“无人读过的书”到底有多难“啃”

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地球围着太阳转，已经成为公理。但是，如果回到五百多年前的欧洲，你敢这样说，没准儿会有生命危险。不过，偏有这么个胆子大的人，敢于打破固有认识，提出了“日心说”理论。

没错，他就是哥白尼。哥白尼40岁时提出了“日心说”，并完成了讲述他自己的天文学说的著作《天体运行论》。

哥白尼

1473—1543

《天体运行论》是一部多达六卷的巨著，因为难度较大，所以曾一度被认为是“无人读过的书”。

其中第一卷是全书的精髓，它对日心说进行了集中而扼要的阐述。这一卷基本上是文字叙述，只有一些简单的几何图形，数学公式很少，相对其他几卷比较简明易懂。我们就从第一卷开始，一点点去“啃”这部经典著作吧。

造物主的杰作

宇宙是完美的球体

《天体运行论》的论述是从宇宙形状开始的。哥白尼认为，宇宙是一个球体。因为在所有形状中，球体是最完美的，它没有裂痕，也不需要接口，它既不能增，也不能减，这样的形状是容积最大的，最宜于包罗万物。

宇宙中的物体，大到太阳、月球，小到水滴，都呈现出了这种形状，所以，谁也不会怀疑球体是造物主的完美杰作。

大地也是球体

除了宇宙是球体的，哥白尼认为大地也是球体的，不过由于大地有高山和深谷，人们没有办法轻易地辨识出它是一个完整的球体。

航海家最能体会到大海实际上是球面的。因为当从甲板上还看不见陆地的时候，在船的桅杆顶端却能先看到。当船远离海岸的时候，岸上的人会首先看到船体渐渐消失，最后才是桅杆消失。

天体的运动方式

不均匀的圆周运动

哥白尼认为天体的运动都是匀速的、永恒的圆周运动，或是复合的圆周运动。因为圆既没有起点，也没有终点，各点之间也无所区分，而且球体自身也是旋转而成的。

不过，为什么太阳、月亮及行星的运行实际上不那么规则呢？太阳和月亮的运行时快时慢，而行星的运行还有“逆行”和“留”的现象，它们的轨迹中有明显的近地点和远地点，这些都是不均匀的。

哥白尼推测，这些天体的运动本来是均匀的，只是经过我们观测后不再显得均匀。可能的原因是它们的圆周的极点与地球的不一样，也可能是地球并不位于它们所旋转的圆周的中心。例如，在地球上观察行星的运动，我们的眼睛与它们轨道的每一部分并不保持固定的距离，观测者与轨道之间的距离变化，会导致观测者感觉到行星运行的不均匀。

哥白尼指出，首先必须仔细考察地球在宇宙中的地位，否则在研究最崇高的天体时，我们却对自己最熟悉的事物茫然无知，会错误地把本来属于地球的事情归之于天上。这样，哥白尼巧妙地把关注的焦点转向了最关键的问题——地球在宇宙中的位置。

地球的位置

在哥白尼之前，地球居于宇宙中心静止不动的观点被普遍接受，从学者到教会，以及普通百姓都这样认为。一切与此相反的观点，都被认为是离经叛道的。

然而，哥白尼却并不这么认为，他指出，我们所观测到的位置变动，有可能是由被测物体或观测者的运动引起的，也可能是这两者的运动不一致所造成。也就是说，哥白尼在这里提出了相对运动的问题。

地球是静止的还是运动的

试想你乘船的时候，当船向前行驶，陆地和城市好像在后退，这实际上是船运动的结果，但在船上的你看来，船上的一切东西都是静止的，是陆地和城市在离你远去。哥白尼在《天体运行论》中引用了一句诗来描述这种景象：“我们离开港口向前远航，陆地和城市悄悄退向后方。”

同样的道理，地球的运动无疑会产生整个宇宙在旋转的现象。然而人们为什么不承认地球具有运动的特性，却宁愿把这种运动赋予整个宇宙呢？因为托勒密曾说过，如果地球每二十四小时自转一周，那么这种高速运转会使得地球分崩离析，一切生物都不能安然无恙地留存下来。对此，哥白尼质疑道，如果是宇宙在不停地旋转，托勒密为什么不替比地球要快得多的宇宙担心呢？

哥白尼总结说，地球运动比它静止的可能性更大，这样的判断对地球更为适宜。就这样，哥白尼试图将地球从静止在宇宙中心的神圣位置上拽下来，使它不再站在宇宙大舞台的中央，只是给了它一个普通行星的位置。同时根据地球运动产生的现象，哥白尼认为太阳才是宇宙的中心。

天比地大，无可比拟

对宇宙大小的认识

如果你站在辽阔无垠的原野上，或者航行于一望无际的大海上，你会感到大地和海洋的广阔，因为视线的极限处仍然是大地和海洋。如果你不知道地球只是宇宙中的一个普通且渺小的星球，你会认为它比天小吗？

哥白尼对宇宙和地球的大小有正确的认识，在《天体运行论》中，他这样论述这个问题：“天比地大，无可比拟。”

哥白尼用了两个事实来说明这点，依据长期的观察，人们发现地平圈把天球正好等分成两半。由于地球有一定的大小，所以在不同的地平圈上，人们观察宇宙时总能看到等分的天球，这只能说明地球与宇宙相比十分微小。

这就如同有一个篮球大的透明球体，它的球心位置有一个乒乓球大小的球体，这两个球同心。取小球表面的任何一点，这就相当于观察者，做一个和大球相交的平面，这个平面就相当于地平圈。它分割大球所得到的两部分是不相等的。如果我们把大球的直径放大到1000 米，把小球缩小到芝麻粒大小，这时大球分割出的两部分就几乎相等了。因为小球和大球大小悬殊，它表面的任何一点都可以近似看成大球的球心。倘若继续扩大两个球的大小比例，那么大球分割出的两部分，就几乎完全是相等的。宇宙和地球的大小关系就与大球和小球一样。

哥白尼的另一种方法是，从地球表面向天空中一点，比如一颗恒星，引出一条直线，再从地心向同一点引一条直线，这两条线自然相交。如果这些线与地球相比无限长的话，它们就可以被看作平行线。假如这一点距离地球极其遥远，那么这两条线看起来就会重合，而天文学家对恒星的观测已经证明了这一点。

天上的芭蕾

在《天体运行论》第一卷中，哥白尼有这样一个比喻：“我们是从地球上看到天界的芭蕾舞剧在我们眼前重复演出。”将我们看到的宇宙景象比作天界的芭蕾舞剧，这真是一个绝妙的比喻。也许只有对探索宇宙充满热爱且富有智慧的人，才会想到如此恰当的比喻，哥白尼正是同时具备这两者的人。

他甚至感慨道：“难道还有什么东西比包括一切美好事物的苍穹更加美丽的吗？”

因此，我们不难发现哥白尼在研究天文时感到有多么美妙，为此也能理解为何他将一生都献给了天文学。在他的眼里，天上的芭蕾在不停地演出，这是多么壮丽和美好呀！

本文选编自“少儿万有经典文库”中的《天体运行论（少儿彩绘版）》。

适读年龄：8—14岁

《天体运行论》是波兰天文学家哥白尼撰写的一部巨著，凭借此书，哥白尼大胆地打破流传了一千多年的地心说，创建了日心说理论，开启了人类历史上的科学革命，《天体运行论》也荣获了“自然科学的独立宣言”的美誉。

《天体运行论》抽象难懂，书中有大量天文计算、数学推理，被称为“无人读过的书”。《天体运行论（少儿彩绘版）》作者李亮凭借自己天文研究工作者的学术功底，调整了原书的格局——从地球、月球、行星等角度，用简练的语言，抽丝剥茧地讲述太阳系行星运动的规律，分析哥白尼的重要理论成果，指出了哥白尼研究中的一些局限性。

天文学中的“黄道”和“黄道吉日”的“黄道”是一回事吗？“东有启明，西有长庚”指的到底是哪颗星？人们常说的“水逆”到底是怎么回事？作者用通俗简明的语言和风趣幽默的故事，介绍了哥白尼的理论精髓，对太阳系的天文常识做出了有趣的解读，让读者耳目一新，让《天体运行论》成为少年也喜欢阅读的科学名著。

责任编辑：杨志敏

责任审校：廖思拍 贾玲云