“地球是圆的”可谓是我们生活中最基本的常识之一,然而,这却与我们的直觉冲突。在人类历史中的绝大部分时间里,我们祖先的生活经验一定会使他们得出“地球是平的”这样显而易见的结论。因此,从地平说到地圆说,人类对地球形状的认识是科学史和思想史中最重要的篇章之一。
英国科学史学家詹姆斯·汉南在《地球是怎样变圆的》一书中就带领我们回顾了历史上各个文明如何认识地球的形状,人类又是如何一路走来挣脱直觉的桎梏,完成了观念上的飞跃。其中特别值得一提的是,由于某些历史上的原因,近代以来率先带领船队到达美洲的哥伦布还被赋予了一项殊荣,即是他发现了“地球是圆的”。但读过《地球是怎样变圆的》我们就会知道,这是完全的误解。
巴黎卢浮宫悬挂着一幅由埃玛纽埃尔·洛伊茨(1816年—1868年)所绘的画作《克里斯托弗·哥伦布面对萨拉曼卡高层议会》。洛伊茨的父母从德国移民到美国,但他又返回欧洲接受艺术培训。他继续以美洲为主题进行绘画,包括展现哥伦布事业的一系列画作。他在《萨拉曼卡高层议会》中描绘的场景取材自华盛顿·欧文(1783年—1859年)撰写的探险家哥伦布的传记,名为《哥伦布与大航海时代》(History of the Life and Voyages of Christopher Columbus,1828)。画面中,哥伦布站在桌子左侧,桌上堆满了证明他可以向西航行,横渡大西洋抵达印度的证据。与他相对而立的是一群教士,其中有一位修道士自卫般地紧紧抱着一本《圣经》,还有一位红衣主教正在阅读一本又厚又大的书。
华盛顿·欧文是美国著名的浪漫主义短篇小说家。在到访西班牙期间,他获准查阅官方档案,他从中收集了日后创作哥伦布传记时所用到的材料。这本传记在商业上大获成功,共发行一百多个版本,使得所谓哥伦布证明地球是球形的说法变得深入人心。在启发洛伊茨创作这幅画作的生动情节中,萨拉曼卡召开会议商讨西班牙王室是否为哥伦布的航行提供资助,这位探险家不得不面临委员会的反对。在欧文的叙述中,教士们的反对意见并不一致。他们一开始引用拉克坦提乌斯的说法来表示反对,提出地球不可能是球形,然后:
他最基础的主张,即大地是球形,有悖于经文中的比喻性文字。他们注意到在《圣经·诗篇》中,天被描述成像兽皮一样铺张开来,根据注释家的观点,则像是幔子或帐篷……圣保罗在《致希伯来人书》中将天比作会幕或帐篷,铺张在大地之上,他们据此推断大地一定是平的。
这种说法没能劝阻哥伦布,专家们于是转而表达对对跖地的担忧,而这显然和他的计划毫无瓜葛。后世作家为搜寻科学与基督教之间存在巨大冲突的证据,对欧文的故事大肆渲染。哥伦布摇身一变,从一个尚武、为信仰寻找新大陆的天主教徒,变成了反抗教士的蒙昧主义的斗士。
哥伦布于1450年左右生于热那亚,一生多在海上度过,通过前往西非、不列颠甚至可能还有冰岛的航行,他不断精进着自身的航海技能。在为横渡大西洋的探险之旅筹措资金的多年里,他在意大利和葡萄牙都遭到拒绝。1486年,他来到西班牙进行尝试,政府委派的萨拉曼卡委员会拒绝他的计划。地球形状这一问题并不是拒绝的理由之一——所有人都知道地球是球形,并且认可向西航行可以抵达西印度群岛在理论上具备可行性。《曼德维尔游记》中的环球航行故事虽然是虚构的,但大体上言之成理。
那么具体是什么让专家们怀疑哥伦布计划的可行性呢?问题在于欧洲没有人知道美洲的存在,他们只能认为必须从西班牙一路连续航行到日本。这大约是19000千米的距离,远远超出15世纪船只的能力。为使计划可行,哥伦布需要证明航程实际上比这短得多。要做到这一点,他对地球周长和大陆大小的认知必得存在很大的错误。对他来说幸运的是,亚历山大的托勒密的地理著作在这一问题上也存在错误。
哥伦布和地球的大小
在15世纪,意大利人文主义者开始四处搜寻古代文献,以使它们重新流通起来。发现于德国的卢克莱修的《物性论》就是这一时期重见天日的古代文献之一。另外还有亚历山大的托勒密所著的《地理》。不同于《至大论》,《地理》几乎已被遗忘,甚至在拜占庭帝国也是如此,直到于1300年左右在希腊一间修道院的图书馆发现了一本。一个世纪以后,在1406年,《地理》传播到佛罗伦萨,并在那里被翻译成拉丁语。如前文所述,托勒密的《地理》主要是约8000个地点的经纬度。然而对中世纪读者而言,这本书在概念上的新颖之处在于指导如何将地球球形的表面投射到平面纸上。由此绘制而成的世界地图与《世界外衣》截然不同。相反,它显示了欧亚大陆围绕地球表面曲度所跨越的长度。在接下来的一个世纪里,这幅地图被印刷成千上万次。通过观察这幅地图,人们可以直观地了解各大洲与地圆说的关系。
托勒密《地理》的一个不足之处在于他对地球周长的估算。如前文所述,中世纪的人们所公认的地球周长是古希腊时由埃拉托色尼计算得出的252000斯塔德(大致相当于50000千米)。虽然有些偏大,但偏差并不离谱。但托勒密错误地采用仅为180000斯塔德(大约33000千米)的估算。这样一来,地球大小缩小30%,欧洲和亚洲之间的西渡距离缩小到约13000千米。哥伦布对此产生了兴趣,但对于一艘小小的船只而言,这仍是一段无法不停歇地完成的距离。所幸他可以利用另一处错误,一处由意大利数学家保罗·托斯卡内利(1397年—1482年)所犯下的错误。1474年,当葡萄牙国王在考虑是否资助哥伦布时,托斯卡内利在给国王的信中附上了一张地图,这张地图所显示的亚洲比实际情况向东多延伸了8000千米。哥伦布将这封信复印下来,并坚信他需要航行的距离不高于可控范围内的5000千米。
萨拉曼卡的专家们没有同意。他们认为既没有理由否认由埃拉托色尼计算的地球周长,也没有理由认同由托斯卡内利推测的亚洲长度。如威尼斯人弗拉·毛罗的地图所示,他们认为有人类居住的世界是圆形,从由水组成的地球中突出。这意味着世界的其他部分必然都被海洋覆盖,并且从西班牙横渡大西洋抵达西印度群岛必然超过整个地球的一半距离。
委员会的确有些抱残守缺。在哥伦布所处的时代,地图绘制者已经不再将大陆描绘成从由水组成的地球的一侧突出的陆地圆圈。他们从托勒密那里得到启发,托勒密认为地球是一个坚固的球体。海洋位于球面的凹陷处,因此,世界任何地方都有可能存在干燥的陆地。一个制作于1492年的地球仪令人称奇地幸存至今,没有任何受到中世纪传统圆形大陆观影响的迹象。这个地球仪被称为“苹果地球”,由广泛游历的商人马丁·贝海姆(1459年—1507年)委托制作,现保存于德国纽伦堡博物馆。地球仪以托勒密的推断为依据,又在贝海姆缺乏了解的地方做了一些调整。此外还有一些讹误:斯堪的纳维亚没有与北面的大陆相连,英格兰城市林肯被定位在苏格兰。地球仪上没有美洲,这是一个引人注目的遗漏。在贝海姆地球仪制作时,哥伦布已经开启第一趟航行,但他直到第二年才返程。不过,即使关于美洲的消息能够及时传回,也很难确定应该把新大陆添在哪里。大西洋的大小基本正确,但在哥伦布的坚持下,位于西方的成了亚洲而非美洲。贝海姆地球仪将日本放在今天佛罗里达稍微偏南的位置。
贝海姆担任葡萄牙王室顾问,因此,贝海姆地球仪至少在一定程度上可以反映伊比利亚半岛的探险发现。葡萄牙虽然拒绝了哥伦布,但有自己的勘察计划。他们花费数十年在西非海岸南部附近进行勘探,寻找黄金,并以寻找前往印度的海上航线为最终目标。1488年,巴尔托洛梅乌·迪亚士(约1450年—1500年)绕过好望角,证明与托勒密的观点相反,航行进入印度洋并非不可 能。迪亚士向葡萄牙国王报告这一发现时,哥伦布本人就在现场。诀窍在于深入大西洋航行,把握好吹向好望角的风向,而不是沿着非洲海岸缓慢前行。几年后,一支遵循这一策略的远征队意外发现了巴西。
葡萄牙航行对于宇宙地理学而言意义深远。回想一下,古代许多作者认为热带地区炎热得难以穿越。葡萄牙穿越赤道的进步是对这一传统智慧的有力反驳。事实证明,赤道周围地带虽然炎热难耐,但欧洲人可以在这里生存。如果古人在这一方面的观点是错误的,那么有可能他们对地理学的其他方面也并不了解。
地缘政治考量是探险的主要动机。葡萄牙和西班牙感到自己被孤立于欧洲的西部边缘,无法从通过埃及流向威尼斯的繁荣的香料贸易中获利。哥伦布一向主张西方航线的首要优势在于建立直达远东香料产地的路线,获得相比于威尼斯和阿拉伯商人的竞争优势。军事野心也发挥了重要作用。伊比利亚半岛上的贵族欣然自诩为对抗异教徒的十字军战士。西班牙正在攻克格拉纳达最后的穆斯林堡垒,并最终将摩尔人驱逐出安达卢西亚。葡萄牙人则在北非与伊斯兰教展开斗争,夺取富饶的货物集散中心休达。但在地中海的另一端,伊斯兰教正冉冉上升。奥斯曼帝国于1453年占领君士坦丁堡,并逐渐蚕食巴尔干半岛。一条通往印度的海上航线可以绕过土耳其,特别是如果这条路线能连接基督教欧洲与祭司王约翰所统治的神秘国度——这一国度位于非洲或亚洲某个地方。
在经济、军事和宗教因素都支持开辟通往西印度群岛的替代航线的情况下,西班牙君主费尔南多(1452年—1516年)和伊莎贝尔(1451年—1504年)无视顾问们的建议,决意资助横渡大西洋的远征。就这样,1492年,哥伦布带领着一支由三艘船组成的舰队,驶向辽阔难测的大海。当他在三周后碰到加勒比海的岛屿时,并不惊讶,因为根据他的计算,这里接近于他期望发现东亚的地方。直到去世,他始终认为自己已经航行到印度。我们今天仍将他发现的岛屿称为西印度群岛。尽管在地理学上多有错误,但哥伦布让欧洲认识到美洲的存在,其成就令人瞩目,其影响蔚为深远。他并没有“发现”美洲。美洲此前已有许多住民。他也不是首个横渡大西洋的人。早在几个世纪以前,维京人就已经取道格陵兰岛横渡大西洋,并在加拿大短暂定居。然而,正是哥伦布等欧洲探险家首次连接了相隔遥远的国家。他们统一了世界地图。
哥伦布发现了欧洲人未知的大陆,一等消息传扬开来,西班牙只得放弃日本和中国就在不远处的希望。这是一个令教士们颇感尴尬的问题,他们为此必须解释《圣经》作者何以没能发现美洲的存在。正如16世纪初的一位作家揶揄道:“这趟航行不仅证明前人关于陆地的许多论述是错误的,还令宗教典籍的阐释者感到焦虑难安。”
古典泰斗的境遇同样艰难。一位现代作家为淘汰他们的陈旧观念而沾沾自喜道:“如果托勒密、斯特拉波、普林尼或索利努斯站在我面前,我会让他们自愧不如,迷惑不解。”值得庆幸的是,罗马人似乎的确曾在著作中间接提及美洲。尼禄皇帝的大臣塞涅卡是一位斯多葛学派成员,他似乎在戏剧《美狄亚》(Medea)中预言哥伦布将发现美洲:
当海洋松开世界的束缚,而大地展现其辽阔,当泰西斯(海洋之妻)揭示新世界,而图勒(冰岛)不再是最遥远的陆地,到那时,一个时代将会到来。
哥伦布并没有“证明地球是球形”。事实上,他的航行甚至没有为地圆说提供新的证据。向西航行4800千米抵达美洲所能证明的,并不比向东步行同等距离抵达中亚所已经证明的更多。大约唯一一个不认为地球是球形的欧洲人正是哥伦布本人。在第三趟航行中,哥伦布对北极星的观测记录异常混乱,以至于他甚至相信世界已经变成了梨形。正如其在探险记述中写道,地球不是球体,“而是呈梨形,除了突出一长段的蒂,其他地方都是圆的,或者说地球就像一个滚圆的球,上面有一部分类似于女人的乳头”。他似乎认为北极星的异象是自己在这个突起部分航行所致。他迅速补充道,这并不表示托勒密是错的——东半球确实是完美的球形,如亚历山大学派所称,只有西半球向外突出。
(本文摘编自《地球是怎样变圆的》第19章“哥伦布与哥白尼:必将发现新世界”,标题为编者所加)
书名:《地球是怎样变圆的》
♂️ 作者:[英]詹姆斯·汉南
翻译:林曳
内容简介
从古巴比伦、古埃及、古波斯,到古希腊、古印度、古代中国;从《吉尔伽美什史诗》《伊利亚特》,到《山海经》《淮南子》……人类对地球形状的认知,经历了神话想象与科学实证的漫长历程。
在本书中,英国著名科学史学家詹姆斯·汉南将从遥远的古巴比伦开始,带领我们踏上一场跨越千年、纵横全球的探索之旅,回望人类究竟是如何一点点挣脱了直觉的桎梏,最终认识到了脚下的土地原来是一颗漂浮在宇宙中的“蓝色弹珠”,以及为什么“地圆说”值得被认为是人类第一个伟大的科学成就。
回顾从“地平说”到“地圆说”的历史,我们会发现,那些“众所周知的事物”反而更容易限制我们的进步,因为一旦我们习以为常,就会对奇观不以为意。但是,真理往往诞生于对“常识”的质疑,而每一次对认知的颠覆,都是我们向未知迈出的勇敢一步。
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