《人类科学技术史-170》欧洲中世纪天文学

欧洲中世纪天文学

在中世纪之前，基督教的早期传道者仅满足于象征性地解释《圣经》，对托勒密体系等古希腊宇宙观念抱容忍态度。进入中世纪以后，随着教会势力的强化，对《圣经》的解释就日益严格、呆板。基督教的思想代替了古代科学文化的成就而传播开来。《圣经》和教会人士诠释《圣经》教义的文章，成为关于宇宙构造知识的唯一合法的文献。

例如，《旧约全书.以赛亚书》有一处提到，"上帝坐在大地圆盘之上，万民象蚱蜢一样欢欣雀跃，天空象帷幕一样笼罩四野，人们象住在帐篷里一样舒适安宁"。这一段富有诗意的文学语言，被神学家演绎为穹窿状的天空覆盖着圆盘状大地的宇宙图象。公元4世纪，教士科斯马斯写了一部12卷本的著作《基督教地形学》，书中竟用基督教圣殿的结构来附会宇宙。例如，他认为圣殿中安放供品的桌子代表着大地。由于这张桌子是长方形的，按东西方向放置，因此大地也必然是长方形的，而且东西方向也一定比南北方向更长。这等于回到了上古时代最幼稚的宇宙学概念。不过，欧洲当时以自然经济为主，手工业生产水平很低，所以也很少有人对此提出质疑。

因此，中世纪的早期(公元5-10世纪）被称为"黑暗时期"。当时欧洲人连著名希腊科学家的名字也不知道，宣扬地球是球形的思想也要遭受迫害，连亚里斯多德的水晶球理论和托勒密的地心体系也是不准传播的。

在中世纪早期，天文学研究遭到冷遇，占星术却日益繁荣起来，古希腊哲学家和科学家都力图从自然界本身来解释自然现象，对占星术不感兴趣。但是罗马人相当迷信，对占星术的预言深信不疑。早在公元1世纪，当罗马帝国还处于全盛时期时，占星家赫姆斯.特里斯梅吉斯图写了一部鼓吹星辰与人事存在着对应关系的著作，后来经广泛流传和发展，成了中世纪欧洲著名的"黄道人"学说。14世纪德国一部占星术手抄本中，清楚地标出了黄道十二宫与所主宰的人体的各个部分：白羊宫——头部；金牛宫——颈部；双子宫——双臂；巨蟹宫——胸部和胃、肺；狮子宫——心脏和后背；室女宫——腹部和内脏；天秤部——臀部；天蝎宫——膀胱和生殖器；半人马宫--大腿；摩羯宫——膝盖；宝瓶宫——小腿；双鱼宫——双脚。

中世纪欧洲占星术更加盛行，人们的各项活动无一能脱离占星术士的喻告和诫示。一些著名的占星术士成了国王的高参，各种重大政治活动的决策都必须事先听取占星术士的预言。罗马教皇甚至亲自下令，在大学城开设占星术课程。

基督教控制的国家再次接触到古希腊和阿拉伯天文学的起因，是10到13世纪的十字军东征。传播的途径大约有三个方向。首先是阿拉伯统治的西班牙。西班牙早就存在着基督徒与阿拉伯文化的接触。从1085年托莱多被十字军攻陷起，阿拉伯文的希腊科学著作逐渐被翻译过来。托莱多陷落不久，就办起了一所翻译学校，欧洲很多学者都来到这里学习穆斯林的科学知识。

意大利的杰勒德(1114-1187)就是其中之一。他曾经翻译了包括托勒密的《天文学大成》在内的80多部著作。其次是西西里岛，这里的居民大多能说拉丁语、阿拉伯语和希腊语，其中有些人是犹太人。1091年西西里岛被十字军攻陷以后，一些阿拉伯著作就从这里被传播到欧洲。第三是土耳其人于1453年攻陷君士坦丁堡，使希腊的学者们向西迁移。

同时，由于水轮、纺车、织布机、漂洗机、水力推动的鼓风机等机械的发明，冶金、玻璃和陶瓷制造、造船等手工业的发展，使西欧出现了早期的技术革命，有力地刺激了实验科学的兴起和发展，并提供了许多力学、化学、物理学等方面的新知识。在生产力发展的同时，观测天文学也取得了相当的进展。例如在纽伦堡就形成了一个规模颇大的天文仪器制造中心，大批技术高超的手工业者在这里生产着大量的星盘、日晷、子午仪、象限仪、浑天仪等古天文仪器，为观测天文学的发展创造了十分有利的条件。航海事业的发展，要求更加准确地测定日月星辰在天空中的地位，这也推动了观测天文学的发展。

从13世纪起，欧洲各国开始兴建大学。当时有三种大学：第一种是教会创办的，如牛津和剑桥等大学；第二种是公立大学，由学生选举出来的校长总揽校务，如帕多瓦大学；第三种是国立大学，由帝王征得教皇认可而建立，如那不勒斯大学。在这些大学中纷纷开设了讲授希腊经典的课程，其中就有托勒密的天文学知识。

面对希腊古典科学在欧洲的传播，基督教会在新的形势下已经无法用老的方法进行阻挡了。公元1227年，罗马教皇格里高里九世(约1170年-1241年）上台后改用软硬兼施的方法来控制人们的思想。一方面，他在1230年下令在罗马建立宗教裁判所，残酷迫害异端思想的传播者；另一方面，他又在1231年下令重新修订和评注古希腊的哲学和自然科学著作。于是托马斯.阿奎那(1225-1274)竭力肯定亚里斯多德、托勒密学说和基督教的圣经是一致的，并把托勒密的地心学说捧上了权威的地位，使教会对托勒密的地心体系从排斥变为利用。

托勒密的体系认为地球位于宇宙的中心，天体围绕它运转。最接近地球的是月亮，其次是水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星以及宗动天，这就是所谓九重天的思想。托勒密在描述行星运动时，如同描述太阳月亮的运动一样，以本轮均轮加偏心圆的理论进行说明。由于观测越来越精密以及观测数据的积累，所发现的行星不规则运动就越来越复杂。为了说明这种复杂运动，托勒密除掉假设地球偏在均轮中心的一边以外，同时还设想本轮的中心沿着均轮的运动也是不均匀的。他另外引入一个叫做"等点"的概念，等点与本轮中心的距离等于地球至均轮中心的距离，但方向相反，并假设本轮中心的运动从等点看是等速的。这样既维护了天体作等速圆周运动的庄严及和谐，又尽可能地将理论推得的运动轨迹尽可能地符合观测的结果。

教会宣称，上帝创造了天和地。为了管理地上的万物，上帝又按照自己的形象创造了人。按照这种说法，地球既然是上帝所安排的人类的栖身之所，当然应该在宇宙间有特殊地位。托勒密的地心说恰恰论证了地球固定不动地处于宇宙的中心，这正好给基督教教义提供理论依据。因此托勒密的体系长期被教会奉为颠扑不破的永恒真理。

托勒密体系是欧洲天文学乃至整个近代天文学发展的新起点。从这以后，中世纪欧洲天文学长期停滞的状态结束了，开始了新的发展历程。

1252年继位为西班牙国王的阿方索十世(1221-1284)是一位热衷于科学的人，他在未登上王位之前就热情支持学者们将阿拉伯文的科学著作译成拉丁文，并组织一批阿拉伯和犹太学者修订查尔卡利的《托莱多天文表》。他一登基，就刊布了这部经修订后的天文表，称之为《阿方索天文表》。这份天文表在欧洲流传极广，在200年中，它几乎满足了所有欧洲国家的需要。

据说，阿方索十世对托勒密体系的繁琐和不和谐颇为不满，曾发牢骚说："上帝创造世界时要是向我求教的话，天上的秩序本来可以安排得更好一些。"为此，他被教会指控为异教徒，1282年被废黜。

法国天文学家霍利伍德的约翰(-约1256）于1220年出版了名著《天球论》，简明扼要地阐述了球面天文学，为天文学在欧洲的普及作出了贡献。这本书有许多种译本，一直流传到17世纪末期。

15世纪欧洲的著名天文学家有维也纳大学教授波伊尔巴赫(1423-1461）。他曾著《天文学手册》，作为《天球论》的补充。同时又著《行星理论》(1474年出版），详细地介绍了托勒密行星理论。该书此后200多年中再版了56次。他的学生和合作者雷乔蒙塔努斯(1436-1476)在纽伦堡建立了一座天文台，并编印了公元1475-1506年的航海历书，这份历书曾为哥伦布发现新大陆时所使用。

在意大利，也曾出现过一位天文学家尼古斯(1401-1464)。他认为地球每日都在其轴上自转，这是宇宙开始时所赋予它的冲力所致。他还认为，天体上也有和地球上相似的生物居住着，宇宙是无限的，在其他星球上所看到的天体运动，与在地球上所看到的应是一致的。人们以为地球不动，但实际上它与一切天体相类似，都在运动着。

中世纪晚期，正是欧洲资本主义生产关系孕育发展的时期。中国的火药、指南针、造纸、印刷术四大发明已通过阿拉伯人传到了欧洲，欧洲资本主义性质的手工业逐渐形成。1492年，意大利航海家哥伦布首次横渡大西洋成功并发现北美洲；1519-1522年，葡萄牙航海家麦哲伦则率领西班牙探险队完成了首次环球航行。因此，当时的托勒密地心体系越来越暴露出它的破绽。后继者采用本轮、均轮的观念来修补托勒密体系，本轮、均轮的总数多达80个，运算极为繁琐，然而还是无法准确预报日、月和行星的位置，无法提供优良的航海日历。

当资产阶级需要利用科学同宗教神学的宇宙观作斗争时，这场斗争终于从天文学中的地心说开始了。