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新书|世界观的碰撞:世人如何意识到地球并非世界中心

 12345csdms 2022-01-12

梅森、米勒 勿食我黍 2021-12-25 15:05

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《透视世界:国家地理万物地图》
 [英] 贝齐·梅森  [英] 格雷格·米勒  著
王子璇  译
江苏凤凰科学技术出版社
2021年11月


【内容简介】


人类是典型的视觉动物,只有将信息图形化,我们才能深刻地理解世界,发现规律,解决问题。描述霍乱暴发的分布图使人们成功追溯到了公共水泵这一病源,拯救了无数人的生命。现代海洋学之父莫里综合了上千份船长航行日志,最终绘出海风和洋流图,大大提升了航海的安全与效率。

随着绘图等技术的进步,地图能表达的信息更是加包罗万象。折线图、饼状图已成为经济生活中数据分析的标配。对不同城市建筑依年代以颜色区分,可以一览阿姆斯特丹的历史变迁。创造性的投影绘图技法,结合深海探测数据,将人们看不见的海底世界立体地呈现在眼前,并验证了大陆漂移假说。

《透视世界:国家地理万物地图》收录了200余幅来自斯坦福大学、大英图书馆等收藏的不同时期的珍贵地图,涵盖了河流与海洋、城市、冲突与危机、地理景观、经济、科学、社会环境、世界观、艺术与想象等各个主题。每幅图都配以详尽的解释文字。透过它们,我们可以俯瞰人类生活的全貌,纵览历史变迁!这不仅是一部充满艺术性的绘图作品,更是一部精彩的世界知识大百科。

【作者简介】

贝齐·梅森(Besty Mason),斯坦福大学地质学硕士,科学记者,美国科学写作促进委员会理事会秘书。曾任《连线》杂志资深编辑,《康特拉科斯塔时报》记者。曾获美国地球物理联盟颁发的大卫·珀尔曼奖,并多次获得韦比奖。

格雷格·米勒(Greg Miller),斯坦福大学神经学博士,科学记者。曾任《连线》杂志和《科学》杂志的专栏作者。曾获美国国家学院颁发的杂志新闻报道奖、罗莎琳·卡特精神健康新闻奖学金等多项荣誉。

【内容试读】


不同世界观的碰撞:

一本精彩的 17 世纪地图集反映了世人如何意识到地球并非世界中心

安德烈亚斯·塞拉里乌斯的天文地图集《和谐大宇宙》出版于三百多年前,但至今仍广受欢迎。书中的图像也被印在各种商品上,从日历、拼图、浴帘到抱枕,应有尽有。毫无疑问,塞拉里乌斯的设计以及制版师和配色师的精湛技艺制作出了精美的版本,因此这本书才长盛不衰,连地图学者也将其列为史上最美的天体地图集之一。

天文史学家罗伯特·凡·根特在这本地图集的现代复制版的引言中写道,《和谐大宇宙》中的天文学即使在当时来说也不算先进。然而,这本地图集体现了一场变革,从盛行了 1 500 年的宇宙观过渡到明显不以人类为中心的较为新颖科学的世界观。塞拉里乌斯的这本地图集中很大一部分是在描绘人类对宇宙的各种不同观点。

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(这张地图摘自 17 世纪塞拉里乌斯的地图集,描绘了哥白尼提出的新世界观,图中显示地球(正中央上方,被月球围绕)绕着太阳旋转,而非太阳围绕地球。哥白尼自己坐在右下角,手里拿着一个地球仪。对面角落里看似学者的人物可能就是古希腊学者阿利斯塔克,他在公元前 3 世纪就曾提出日心宇宙说,但在哥白尼之前这一理论一直被忽视)

即将旧观点源自公元 2 世纪的希腊数学家兼天文学家托勒密。他认为地球是宇宙的中心,月球、太阳、行星和恒星都是围绕着地球运转。古希腊人完全信服这种观点,因为他们脚踏在地球上,眼看着天体在夜空中移动。这也恰好契合基督教神学的理念:把地球当作上帝创世的中心。

到 1660 年,塞拉里乌斯在制作第一版图集时,托勒密的观点仍然很有影响力。其中的几张地图描绘了托勒密的世界观,以及在这种世界观影响下,人们认为的行星运动。

在第 252 页上方的地图上,蓝色的地球居于中心,依序由水、气和亮橘黄色的火焰构成地球外壳。托勒密把月球轨道(火焰外面的白圈)以下的内圈称为“月下空间”,这是一个不断变化的不完美区域,在这里所有物质都是由四种经典元素——土、水、气、火——拥有各自的特性(比如火焰向上熊熊燃烧,除非有东西阻挡)。

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(托勒密认为地球是宇宙的中心,古典神话中的人物代表各行星)


(托勒密必须借助一些教学手法,在图上加一些别的圆圈,也就是“本轮”,来让这个系统符合观测到的行星运动。塞拉里乌斯的地图集里有好几张图说明了这些复杂运动,例如这张图呈现的是月球的各个本轮)


【在第谷·布拉赫提出的系统中,地球依旧位于宇宙的中心,但其余行星(包括木星和它的四颗卫星,靠近顶部)则是绕着太阳旋转。右下角一位穿着考究、留八字胡的人就是布拉赫,旁边围绕着的是他的学生】

月下空间以外是比较完美的地方,这里的天体是由以太这种恒定不变的第五元素构成。行星在一系列同心球体中各占一处,球体的转动带动行星围绕地球周围的圆形轨道。月球之外是水星和金星,然后是太阳。再往外是塞拉里乌斯时代已知的其他行星:火星、木星和土星。

塞拉里乌斯在他的托勒密式宇宙地图上,利用古典神话人物来代表天体。代表火星的战神玛尔斯驾着一辆插满长矛和战旗的战车,由两头看起来像狼的生物拉着。代表金星的爱与生育女神维纳斯裸身倚在天鹅拉的战车上。土星轨道之外的区域属于固定星,以黄道十二宫为代表。然而,这种世界观有一个问题,就是正圆形轨道无法充分解释从地球上看到的天体运动。即使在托勒密时代,天文学家也观察到某些时候夜空中的天体似乎移动得较快或较慢,有些行星还会改变方向。托勒密必须调整轨道的形状,并借助“本轮”这种更加复杂的圆中之圆来对这种现象进行合理解释(第 252 页)。

第 250 页的地图呈现出一种完全不同的构图。它根据的是波兰天文学家哥白尼的理论。哥白尼在 1543 年临死前提出,地球围绕太阳,而非太阳绕着地球转。塞拉里乌斯在一个多世纪后制作此地图的时候,这个曾经被视作异端的思想才终于得到人们的承认。


在这张地图上,太阳巨大而耀眼,取代了地球的中心位置,地球和其他行星在环绕太阳的圆形轨道上运行。月球绕着地球旋转,四颗卫星绕着木星,这四颗卫星是意大利天文学家兼博学家伽利略在 1610 年发现的,当时望远镜刚被发明不久。

天文学家们感受到了哥白尼系统的简明和数学之美,但很少有人立刻接受(因为公开拥护日心说的多明我会修士布鲁诺被判宣扬异端,在 1600 年被处以火刑,从而让他们心生畏惧)。而且,放弃托勒密就代表否定当时的物理学知识。如果不是密集的以太让行星在各自轨道运行,还会是什么呢?

丹麦天文学家第谷·布拉赫和其他人一样,虽然赞赏哥白尼,但还是对地球(他称之为“那个笨重又懒惰的天体”)能够围绕着太阳旋转表示怀疑。布拉赫提出了一种折中解释,和哥白尼一样认为行星围绕太阳旋转,只是太阳带着其他行星一起围绕地球旋转,第 253 页的地图展现了塞拉里乌斯的构图。

布拉赫可能不愿意否定托勒密的观点,但通过几次观察,这个观点最终还是站不住脚。例如,他在 1577 年发现有一颗彗星近距离靠近了金星——这大大冲击了认为行星全部处于以太外壳包围中的观点。

其他的证据也逐渐增加——尤其是伽利略在 1610 年发现金星呈现出和月球类似的相位变化,这个现象直接推翻了托勒密理论,证实了金星围绕着太阳旋转,而非地球。

大概同一时间,布拉赫的门徒开普勒正在研究行星运动规律,他认为行星的轨道是椭圆形而不是正圆形,这个想法更容易解释哥白尼理论与实际观测结果为何会有差距。最终,到了 17 世纪末,牛顿用一种力进行了解释——重力,让行星保持在轨道上运行,也说明了为什么行星在接近太阳时移动较快。这成了压垮托勒密体系的最后一根稻草。

塞拉里乌斯似乎不太能跟上新理论的发展。比如,他并未提及开普勒对行星运动的研究(尽管他可能打算将其放到第二册里,只是没有实现)。凡·根特写道,这本图册很可能对当时的天文学家用处不大,但那些人并不是目标受众。塞拉里乌斯在前言中写道,他制作的这本地图册针对的是自己和其他天文爱好者。


(在这张图上,塞拉里乌斯描绘了从太空俯瞰地球的南半球星座,在当时是一个新颖的视角。在代表星座的彩色人物下,可以看见南极洲和南美洲的尖端。图中央上方的海怪是塞特斯,模样骇人)

塞拉里乌斯的地图册还包含8张显示南北半球星座的星图,其中4张用了一个新颖视角,把地图画成一个半透明体,把代表星座的神话动物和人物在球体上(上图)。塞拉里乌斯把这几张画满了插画的图称为“透视图”,这是狂热收藏家梦寐以求的珍品。

但是,塞拉里乌斯呈现各种不同世界观的方式似乎才是最受一般消费者追捧的地方。话虽如此,可能大多数把这些地图挂在墙上的人,大概并未真正思索过它们在当时的意义以及作者的意图,究竟是通过托勒密向过去致敬,还是通过哥白尼展望未来。

—End—

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