和谐大宇宙

《和谐大宇宙》（Harmonia Macrocosmica）是有史以来最华丽的一本天文图集。它由安德烈亚斯·塞拉里乌斯（Andreas Cellarius）编著，由约翰内斯·扬松纽斯（Johannes Janssonius）于1660年出版的星图。

图中的行星被描绘成好似恒星的外形，环绕中央的巨大地球。黄道带被分隔成12个30度区域，描绘太阳的移动路线。宇宙的轴由地极定义，地球的赤道向外投射，形成天赤道。

《和谐大宇宙》中的宇宙地图，遵从托勒密地心说，包含了所有当时已知的宇宙学、地理学和地球历史，具有重大的科学价值，也是有史以来最华丽的天体地图。它成功地把哥白尼的宇宙体系做出了戏剧化的处理，使光带的辐射与太阳神阿波罗的经典形象相呼应。

01

托勒密地心说

克罗狄斯·托勒密（Claudius Ptolemaeus）约公元90年出生于埃及的托勒马达伊，父母都是希腊人。公元127年， 年轻的托勒密被送到亚历山大去求学。在那里，他阅读了不少的书籍，并且学会了天文测量和大地测量。他曾长期住在亚历山大城，直到151年。

在古老的宇宙观中，人们把天看成是一个盖子，地是一块平板，平板就由柱子支撑着。到了公元前四到三世纪，对于天体的运动，希腊人有两种不同的看法：一种以欧多克斯为代表，他认为天体都在以地球为中心的圆周上做匀速圆周运动，并且用二十七个球层来解释天体的运动。而到了亚里士多德时，又将球层增加到五十六个。

·1493年 《纽伦堡编年史》亚里士多德的宇宙观。

另一种以阿利斯塔克为代表，他认为地球每天在自己的轴上自转，每年沿圆周轨道绕日一周，太阳和恒星都是不动的，而行星则以太阳为中心沿圆周运动。

·《和谐大宇宙》中的托勒密透视图行星围绕地球的轨道。

托勒密于公元二世纪，在亚里士多德的理论基础上，利用前人积累和他自己长期观测得到的数据，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”。他把亚里士多德的9层天扩大为11层，把原动力天改为晶莹天，又往外添加了最高天和净火天。

·《和谐大宇宙》托勒密地心说假设中，行星在偏心轨道上的运动。

托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周上运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”。同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的距离，均轮是一些偏心圆；日月行星除作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周。

·《和谐大宇宙》中的托勒密星座。

托勒密一生的著述很多，长达13卷的《天文学大成》，是他根据喜帕恰斯的研究成果写成的一部西方古典天文学百科全书，主要论述宇宙的地心体系。书中认为地球居于中心，日、月、行星和恒星围绕着它运行。此书在中世纪被尊为天文学的标准著作，直到16世纪中哥白尼的日心说发表，地心说才被推翻。

·公元前二世纪的托勒密地图。

托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景，较为完满地解释了当时观测到的行星运动情况，并取得了航海上的实用价值，从而被人们广为信奉。虽然后来他的学说被哥白尼的日心说推翻，但他仍是公认的才华横溢的科学家和天文学家。

·《和谐大宇宙》中的托勒密星座透视图。

02

哥白尼日心说

尼古拉·哥白尼（波兰语：Mikołaj Kopernik，1473—1543），文艺复兴时期波兰天文学家、数学家、教会法博士、神父。

“人类的天职是勇于探索真理。”这句来自哥白尼的名言被很多人作为座右铭，而在600年前的真理却是“上帝和圣经中所说的一切”。

在哥白尼所生活的中世纪，星空不是星空，而是神的附属品。世上的一切都是神创造的，是绝对不可被质疑的存在。尽管《圣经》中没有涉及诸如“地球是宇宙的中心”以及“天圆地方”等各类天文知识。在中世纪，天文学也有着延伸于古希腊的，经过经院神学家们构架好的官方论点。

1492年，意大利著名的航海家哥伦布发现新大陆，麦哲伦和他的同伴绕地球一周，证明地球是圆形的，使人们开始真正认识地球。

·中世纪的宇宙观。

中世纪的教义沿用了托勒密和亚里士多德的理论，认为群星就像是镶嵌在水晶球上的宝石，是不会变化的。而例如超新星爆发这一类天文现象，被一概认为是大气中的光学现象，和群星本身无关。

·中世纪的同心宇宙和恒星天球。©《弗拉马里翁版画》

1496年，23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利，在博洛尼亚大学（Bologna University）和帕多瓦大学（University of Padua）攻读法律、医学和神学，博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉（de Novara，1454-1540）对哥白尼影响极大，在他那里哥白尼学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。

·1873年 Jan Matejko《天文学家哥白尼》（Astronom Kopernik）©波兰雅盖隆大学

哥白尼后来在费拉拉大学（University of Ferrara）获宗教法博士学位。哥白尼成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士而并不是一位职业天文学家，他的成名巨著都是在业余时间完成的。

作为一位神职人员，哥白尼在青年时期就对天文学产生了很大的兴趣，曾十分勤奋地钻研过托勒密的著作。在意大利跟随导师学完天文学后，经过测量和观测，他发现托勒密的地心说好像有一点问题。

·《和谐大宇宙》中的哥白尼星座透视图。

哥白尼看出了托勒密的错误结论和科学方法之间的矛盾。他认识到，天文学的发展道路，不应该继续“修补”托勒密的旧学说，而是要发现宇宙结构的新学说。

14世纪的欧洲，十字军东征带回了很多由阿拉伯人保存的古希腊著作，当时在意大利学习的哥白尼接触到了大量古希腊人的天文学著作。其中就有当时并没有被接受的日心说的假设，这让哥白尼有了个想法：如果把太阳和地球的位置调换一下，也许这才是所谓的“真理”，才是宇宙运行的真实模样。

·《和谐大宇宙》中的哥白尼星座图。

但作为一名神职人员，相信这样的“真理”意味着推翻了教皇的说法，违背了上帝的旨意，这是一种翻天覆地的世界观崩塌。

在哥白尼40岁时提出了日心说，改变了人类对自然对自身的看法。当时罗马天主教廷认为他的日心说违反《圣经》，但哥白尼仍坚信日心说，并认为日心说与其并无矛盾，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天体运行论》。

·哥白尼《天体运行论》 1543年第一版。

1533年，60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演，临近70岁才终于决定发表他的旷世著作“天体运行论”，而直到临终前才收到出版商寄来的书。1543年5月24日，哥白尼去世，享年70岁。

·哥白尼临终前收到了他的著作《天体运行论》。

这在当时的欧洲社会引起了不小的反响，虽然哥白尼在扉页中就强调了这是献给教皇、献给上帝的书以免被迫害。但他的这本《天体运行论》之后还是成为了禁书，而宣扬他理论的意大利科学家布鲁诺也被活活烧死。

可能当时哥白尼也没有想到，他的理论会成为人类正式审视、认识宇宙的开端。天文学和神学，由此开始分道扬镳。

03

第谷布拉赫体系

第谷·布拉赫（Tycho Brahe）于1546年出生在丹麦斯堪尼（今属瑞典）。作为一名丹麦贵族，13岁时便在哥本哈根大学开始了他的求学生涯。1560年8月，一次日食的发生成为了第谷人生的转折点，本来主修法律的他，对天文学产生了浓厚的兴趣。1566年，第谷前往德国罗斯托克大学攻读天文学，并由此开始了天文研究工作。

1572年11月11日，第谷注意到仙后座天区突然出现一颗新的亮星，便使用他自己制造的仪器对亮星进行了监测，直到1574年3月它变暗到肉眼不可见为止，前后进行了16个月的详细观察和记载。第谷确认这是一颗距离很遥远的恒星，而不是大气层内或者太阳系内的现象，并决定以“nova”一词为其命名。

·第谷著作《De Stella Nova（论新星）》中对“SN 1572”的记录。

而新星的出现也彻底动摇了亚里士多德的天体不变学说，推动了新的研究领域以及新思维的诞生。现在，人们知道这是一次银河系内距离地球大约一万光年处的超新星（supernova）爆发事件，这颗超新星也被命名为第谷超新星(SN 1572)。

·钱德拉X射线空间天文台自2000年到2015年拍摄到的“SN 1972第谷超新星”遗迹。

1576年丹麦国王弗雷德里克二世将丹麦与瑞典间的汶岛赐予第谷作为新天文台台址。于是第谷在汶岛开始建立“观天堡”。这是世界上最早的大型天文台，在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂，配备了齐全的仪器，耗资黄金1吨多。

1599年，第谷在这里工作了20多年，取得了一系列重要成果，创制了大量的先进天文仪器。其中最著名的有1577年对两颗明亮的彗星的观察。他通过观察得出了彗星比月亮远许多倍的结论，这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象，产生了很大影响。

·《和谐大宇宙》中的第谷·布拉赫星座图。

第谷曾提出一种介于地心说和日心说之间的宇宙结构体系。这套体系在十七世纪，随着明朝的徐光启奉皇帝命召集来华的耶稣会传教士编撰《崇祯历书》传入中国，并沿用了两百多年。

·利玛窦、汤若望与南怀仁。©波士顿图书馆

现在，北京建国门古观象台上仍矗立着清代的六件大型天文观测仪器，它们分别是：天体仪、黄道经纬仪、赤道经纬仪、地平经仪、象限仪和纪限仪。而这六件大型青铜器，是传教士南怀仁奉康熙之命于1673年建造的。仪器的说明书正是第谷晚年的著作《新天文仪器》，这些清朝的仪器几乎就是第谷在汶岛上所造的天文仪器的直接仿制品。

·北京 古观象台。©高铭

·《和谐大宇宙》中的第谷·布拉赫星座透视图。

1600年，约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）成为了第谷的助手。次年第谷去世，开普勒继承了第谷留下的大量天文观测资料，整理出了《鲁道夫星表》于1627年出版，成为当时最精确的星表。

更重要的是，借助第谷长期观测的火星位置的资料，开普勒通过精心推算研究，最终总结出描述行星运动的三大定律——开普勒定律。

·《和谐大宇宙》中的第谷计算法指出了行星的运动和地平高度。

04

和谐大宇宙

17世纪的欧洲，科学革命如火如荼，各学科发展突飞猛进，涌现出众多划时代的巨著。古典时期的托勒密天文学遗产、中世纪的基督教神学世界观、文艺复兴以来的天文观以及地图学的进步，共同推动了天文图的编绘。

安德烈亚斯·塞拉里乌斯（Andreas Cellarius）生于德国，后迁居荷兰，并成为霍伦的拉丁语学校校长。1660年，塞拉利乌斯在荷兰的霍恩编绘了一部百科全书式的天文图集——《天图：和谐大宇宙》。

这些图集原本只用于对天文学的热爱以及个人研究，但抵不过出版商约翰内斯·扬松纽斯（Johannes Janssonius）的反复请求，塞拉利乌斯终于决定将此手稿出版发行。于是，这本图集便由荷兰制图学家和出版商扬松纽斯编辑出版，作为著名地图学家墨卡托的宏大图集计划的第七卷而出版发行。

·1708年版塞拉里乌斯《和谐大宇宙》卷首插画。

书名条幅两旁，两个小天使举着黄道环，中央绘有太阳，一侧地球贴着黄道。另两个小天使手持直角量角器。图案下方，中央阳台上，坐着掌管天文的缪斯女神乌拉尼娅。她手执一具浑仪，这是一种模拟计算器，天文学家和占星家用它来换算位置坐标。

从左侧开始环绕她的人依次是：恒星的测量者第谷，他手拿圆规；托勒密捧着书本，可能是他的伟大著作《天文学大成》；叙利亚拉卡城的阿尔巴塔尼，数学家，阿拉伯科学黄金时期托勒玫著作的摘编者；戴着王冠的是13世纪的西班牙国王智者阿方索，一位坚持日心说太阳系模型的天文学赞助者；荷兰天文学家兰斯堡（Johan Philip Lansberg），哥白尼学说早期的一位重要支持者，他用一根很长的教鞭指着贴在黄道环上、围绕太阳运行的地球，这套装置取自兰斯堡本人所著的《永恒天体运行表》。在这些显赫人物最前方的是身穿黑色长袍的哥白尼本人，他一边在第二具浑仪上做测量，一边书写。这样，由七个人物组成的环形又回到了乌拉尼娅处。

而在哥白尼身后的地上，可能是他的《天体运行论》。由于塞拉里乌斯是一个新教徒，曾经历过三十年战争，而哥白尼的伟大著作当时仍在罗马教廷的禁书目录上，或许这是它被画上了书扣未打开的原因。

·《和谐大宇宙》中的古时北天星图（尤指古埃及、古希腊和古罗马时期）。

《和谐大宇宙》图集不仅细致描述了天体，更谈及了西方古典天文学的历史进程，第一卷的9 幅图分别描述了托勒密体系、记载了哥白尼的日心说以及第谷·布拉赫体系，以铜雕版印刷。

·《和谐大宇宙》中的古时南天星图（尤指古埃及、古希腊和古罗马时期）。

第二卷的第一组12 幅图主要描绘的是地球、太阳、月亮以及火星、木星和土星等天体的运行规律；第三组的两幅半球图是星座图；第四组的6幅图分别描绘了南北半球所对应星空的星图。

·《和谐大宇宙》中的基督化天空中的第一半球。

图集中的第十九幅天文图《月影月相周期图》采用了托勒密的“地心说”，以同心圆的方式绘制月相的演变规律，该图的中心是烟雾笼罩的地球，往外一圈绘制的是月球圆缺演变的8 个阶段，再往外一圈则是太阳的运行轨迹。图下方左右两侧还有两个小图描绘了月相的具体变化与对应的农时。

·《和谐大宇宙》中的不同阶段月相状态透视图。

而第二十八幅《南半球星空与大地形象图》将未知的南方大陆与南半球星空的30 多个古希腊神话中的星座绘于一图，其上绘有水蛇座、剑鱼座以及黄道十二宫中的摩羯座、宝瓶座、双鱼座、白羊座、金牛座等，众多星座都在图中得到清晰的描绘，全图勾勒出一幅贯通古今、融汇科学与人文、融合艺术与宗教的瑰丽星空。

·《和谐大宇宙》中的南天星图（利用透视画法）。

这本图集风靡一时，1661年和1666年曾两次重印，此后又由阿姆斯特丹的出版商Gerard Valk和Petrus Schenk删去了拉丁语的文字再版。

《和谐大宇宙》既反映了当时最新的天文观测成果，又介绍了天主教会的宇宙观，展现了上帝所造宇宙的和谐完美，所以未被列入罗马教廷编的《禁书目录》，成为17 世纪最为流行的天文图集，影响深远。

与古典星图的繁复之美一脉相承，塞拉里乌斯的星图也既细腻精美又气势恢宏。这卷本意是忠于科学而非艺术的星图却在艺术史上留下璀璨的一笔，甚至被后人誉为“17世纪最美丽的天体绘本”。

第谷宇宙体系与明清历法——仰望苍穹七百年

参考资料：

《天文插画的黄金时代》 中国国家天文

《在哥本哈根，寻找天文学家第谷·布拉赫的传说》 王凯翔

◇ 本文部分信息来源于中国国家天文、大英图书馆等

◇ 本文未标注图片来源于网络，版权归原作者所有

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