西方科學：天文學和宇宙論

在西方基督教文化中，天文學一直是描述性的，也就是說，天文學的目標是勾勒宇宙結構的圖景。但天堂不僅僅是一個實在的地方，還是精神的家園，是上帝和天使的居所。因此，天文學與宗教和哲學思想的關系就比其他科學要密切得多。基本天文學已經在諸如馬可比烏斯的著作中得到了介紹。但是到12世紀晚期，托勒密和亞里士多德的著作從阿拉伯文翻譯為拉丁文后，科學變得更為豐富和復雜了。

當時，人們普遍認為，必須在天球的圓周運動和地心體系的條件下理解天空。但究竟有多少層天球、天球如何運動、天球之間關系如何等問題仍是意見不一，充滿了爭論。沒有解決這些異議的最終方法，也無法檢驗不同的想法。所有這一切都是猜想和理論。問題的關鍵在于柏拉圖和亞里士多德關于宇宙是否為均質——所有物質都由同種物質構成的見解不同。柏拉圖相信宇宙是均質的，但是亞里士多德把宇宙分成兩個主要的部分。月球之下的區域，包括地球，是由四種元素構成的，在這里一切都在變化中，又向各個方向運動，事物在這里發生和結束；而在月球之上的區域根本就不發生變化，唯一的運動形式就是圓周運動。因此，這個區域一定是由一種完全不同的并且永恒的第五種元素——以太構成的。

▲中世紀的宇宙，上帝和他的天使在宇宙最高的天球上規范著恒星與行星的運動。地球在這個宇宙體系的中心，靜止不動。

天球

另一道謎題是：宇宙是有限的還是無限的？亞里士多德認為宇宙是有限的，最外層天球之外再沒有空間或物質存在了。但在中世紀的基督教文化看來，這似乎為上帝的力量設置了一個界限。這也是1277年亞里士多德學說遭到譴責的原因之一。許多神學家認為上帝有能力創造其他的宇宙，但在這種情況下，在我們的空間之外必須還有空間以便創造其他的宇宙。這種可能性甚至暗示了宇宙應該是無限的，因為如果上帝選擇創造多個宇宙，他會這樣做的。

▲中世紀宇宙中的天球層。

這幅珍貴的描繪宇宙的藝術品陳列在意大利比薩

在我們的宇宙中有多少層天球呢？據信所有的恒星都是天球上的光點，而天球以確定的距離繞地球運轉。自古以來，人們知道有七顆行星：水星、金星、火星、木星、土星，加上太陽和月亮。所有這些行星的運動都獨立于恒星。因此，一定有8層天球。但是絕大多數天文學家相信這些天球像齒輪組一樣運轉，它們的運動受整套體系之外的另一個球層的驅動。他們把這稱作“第一推動力”。

▲一幅17世紀的圖畫

哥白尼體系出現之前的天球，地球在宇宙的中心

科學與宗教的匯合點

12世紀，當西方學者開始重新關注數理天文學時，他們并沒有大量的觀測數據。因此，他們從伊斯蘭科學家那里借用了編輯好的星表，特別是那些11世紀在托萊多制作的星表。還有一套阿方索星表是在基督教征服西班牙以后完成的，如此命名是因為這些星表于1252年獻給了智者國王阿方索。以后幾百年，歐洲學者都是使用托萊多星表和阿方索星表提供的天文數據，直到他們也有能力制出精確的星表。盡管到14世紀星盤已經被廣為應用，但歐洲從來沒有建起伊斯蘭式的天文臺。

▲這幅中世紀木版畫表現了哥白尼之前的宇宙

英格蘭索爾茲伯里平原上的史前巨石陣

在世界各地的巨石遺址中，最著名的是英格蘭威爾特郡的巨石陣。這里經過了公元前3000—前2000年幾個時期的發展。整個遺址從東北至西南排列成行，朝著夏至日升起的太陽和冬至日落下的太陽。主環外還可見其他的石頭，似乎標志著月亮升起和落下的最高點和最低點。另外還有人提出，這種面向其他星體的排列，并非經常宣稱的是一座古代用于研究天象的天文臺。其用途更像是紐格蘭奇。經過觀察，確實如此。看起來，這種石環設計是打算在一年之內的短暫時刻從石縫間引導或者捕捉射來的光線。

▲蘇格蘭阿伯丁郡的月長石。

但事實上，在巨石陣上發生了什么？又在那里舉行了什么儀式？為什么古人年復一年地為建立這片巨大的建筑而勞動？為什么這個遺址在公元前1000年左右被廢棄，以至于當羅馬人到達不列顛時，它已被遺忘？

▲史前巨石陣建成狀態的復原圖。

對于這些問題，我們可能永遠也得不到答案，但可以肯定的是，幾個世紀以來，巨石陣這里的人們已能夠精確地觀察群星。他們通曉天體的運動，并把這種知識納入關于宇宙的信仰體系之中。他們基于對自然界活動的觀察，建立了一種自然哲學。他們沒有留下文字的記錄供我們去研究，但是或許他們留下了最古老的、精確的科學活動的記錄。

▲現存的史前巨石陣。

石頭中的秘密

正如人們的物質生活變得越來越豐富和復雜，我們有明確的證據表明，人們的智力生活也在發展，特別是體現在對自然的理解變得越來越精確。他們建立了對宇宙的信念體系。新石器時代的人們尚未發明文字，所以我們沒有關于他們的知識和信仰的文字陳述。不過他們依然在所修建的巨石上賦予了它們永恒的形式。

在西北歐，到處是石頭路和石圈。它們建造的方式似乎是要向人們表明，幾千年以前把它們放在那里的人是天文學的專家，這些專家通過許多世紀持續不斷的觀察，掌握了太陽、月亮和星星的周期性運動。

這些巨石中，有的像埃及的金字塔和巴比倫的寶塔一樣古老，它們表明遠在新石器時代，歐洲各民族已享有近東文明的智力品質。像金字塔一樣，巨石陣因它巨大的規模而具有非同尋常的意義。作為人類手工創造的工程偉績，它們需要花費大量時間和精力——像巨石陣這樣大的遺址一定要經過人們幾百萬小時的勞動。毫無疑問，只有強大的動機才能促成這項工程，因此它們一定會提供給我們洞悉新石器時代人們思想的有價值的見解。

▲蘇格蘭阿伯丁郡的月長石。

愛爾蘭陵墓

在愛爾蘭紐格蘭奇，有一排大石板建成的陵墓，全部朝著一條彎曲的長廊。在冬至前后的幾天里，初升的太陽會將光束通過入口處的一個小洞進入長廊并照亮陵墓。整個陵墓結構的設計和建造都是為了抓住這一天文時刻，但是我們不知道是為什么。

埋在那里的是不是特殊人物？死者的靈魂和陽光在一年中最低的上升點之間的聯系是什么？會有什么力量進入墳墓或從墳墓中出來嗎？過去人們常常認為這種構造一定是某種歷法，但為什么要建造如此復雜的結構而不是用幾個木樁來實現呢？

紐格蘭奇這樣的結構不是天文歷法，但是它們體現了已知的歷法和天文事件，然后被納入這個系統。這種天文紀念碑的形式看起來很可能是宗教信仰體系的一部分，它將天體與地球上人類的存在以某種方法直接聯系起來，盡管我們不知道是怎樣聯系的。

愛爾蘭紐格蘭奇古冢的入口

可以清楚地看到由太陽（或月亮）照射產生的影子或光束。

與星星和月亮對應的排列

這種宗教體系并沒有局限于太陽。在英格蘭威爾特郡西肯尼特的墓群中，有5個陵墓埋葬著46個人的遺骸。這些陵墓在公元前3500年時被巧妙地排列好，每一個陵墓在它的位置上恰好能接收來自明亮恒星的光線，如參宿四、角宿一或昴宿星。

在蘇格蘭東北部，有一組特殊的石碑，建造方式如上圖左方，它們面對附近其他直立的石頭。專家發現這些石頭標志著月亮升起和落下的最高點和最低點，這些點經過18年輪回再回到原處。排列這些石頭所依據的原理一定是人們觀察了幾十年甚至幾百年后得出的，但是我們還沒有發現這種觀察留下的實物痕跡。

▲英格蘭威爾特郡西肯尼特的墓穴。

其光線被石頭的邊緣和表面所限制，因此與星星和月亮在一年的特定時間內對應排列。

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