《世界觀:現(xiàn)代人必須要懂的科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)史》是美國學(xué)者理查德?德威特撰寫的科學(xué)哲學(xué)著作,2018年由機械工業(yè)出版社出版。作者基于費爾菲爾德大學(xué)的教學(xué)經(jīng)驗,通過圖表輔助與通俗化表述,系統(tǒng)梳理科學(xué)認(rèn)知體系的演進歷程。
全書以科學(xué)史為主線,解析人類世界觀從亞里士多德地心說、牛頓經(jīng)典力學(xué)到相對論與量子力學(xué)的變革過程。第一部分探討科學(xué)哲學(xué)基礎(chǔ)命題,包括真理本質(zhì)與實證方法;第二部分分析古代至近代科學(xué)范式轉(zhuǎn)換,聚焦托勒密至伽利略的理論突破;第三部分評述現(xiàn)代科學(xué)對傳統(tǒng)世界觀的沖擊,揭示科學(xué)理論與認(rèn)知框架的動態(tài)發(fā)展。通過跨學(xué)科視角,闡釋科學(xué)思維如何重構(gòu)人類對世界的理解。
第15章 第谷體系
在這個簡短的章節(jié)中,我們將對第谷的天文學(xué)體系進行概述性的了解。這個體系從某種程度上說是部分托勒密體系和部分哥白尼體系的混合體。由于第谷體系實際上是對人們已熟知的內(nèi)容進行重新編排,而不是引入新的內(nèi)容,因此我們可以很迅速地進行大致了解。首先,我們將進行一個簡要介紹。
第谷·布拉赫(1546—1601)是16世紀(jì)下半葉備受尊敬的一位天文學(xué)家。
他的主要貢獻是發(fā)展出了現(xiàn)在被稱為第谷體系的天文學(xué)體系,并且在幾十年間給出了非常精確的經(jīng)驗性觀察結(jié)果。第谷的天文學(xué)觀察結(jié)果在開普勒體系的發(fā)展過程中發(fā)揮了非常關(guān)鍵的作用,不過我們將在下一章中討論這個命題?,F(xiàn)在,讓我們簡要研究一下第谷的天文學(xué)體系。
與當(dāng)時的大多數(shù)天文學(xué)家一樣,第谷對哥白尼體系非常熟悉。第谷也承認(rèn),相較于托勒密體系,哥白尼體系在某些方面更具優(yōu)勢。舉個例子,在第14章中我們討論過,與托勒密體系的解釋相比,哥白尼體系對逆行運動的解釋要更直接明確,從某種意義上說也更為簡練。
然而,與當(dāng)時大多數(shù)天文學(xué)家相同,第谷也發(fā)現(xiàn)大多數(shù)證據(jù)所指向的結(jié)果都是地球是靜止的,因此,從現(xiàn)實主義者的角度來說,哥白尼體系不可能是正確的宇宙模型。于是,第谷憑借自己的能力發(fā)展出了一個體系,其中既包括了大多數(shù)哥白尼體系得到認(rèn)可的優(yōu)勢,又保留了“地球是宇宙中心”的觀點。
根據(jù)第谷體系,地球是宇宙的中心,恒星球面同樣被定義為宇宙邊界。月球和太陽圍繞地球運轉(zhuǎn),但行星圍繞太陽轉(zhuǎn)動。也就是說,盡管地球是靜止的,而且是宇宙中心,月球和太陽都圍繞地球運轉(zhuǎn),但是行星運動的中心是太陽。如果用一張示意圖來表示第谷體系,略去像本輪這樣的內(nèi)容,那么就會如圖15-1所示。從描述或者示意圖來看可能并不明顯,但是實際上,從數(shù)學(xué)角度來看,第谷體系是等同于哥白尼體系的。也就是說,用數(shù)學(xué)的方法把哥白尼體系轉(zhuǎn)化成第谷體系是完全有可能的(反之亦然)。基于這一點,第谷體系在預(yù)測和解釋我們在第11章中討論過的經(jīng)驗數(shù)據(jù)方面,與哥白尼體系是等效的。具體來說,與哥白尼體系的情況完全相同,第谷體系對經(jīng)驗數(shù)據(jù)可以進行解釋和預(yù)言,但也并不完美。
正如前面提到過的,第谷體系得到認(rèn)可的一個優(yōu)勢是它保留了哥白尼體系的優(yōu)勢,同時也保留了“地球是宇宙中心”的觀點。因此,盡管第谷體系在我們看來多少有點奇怪,但它實際上綜合了托勒密體系和哥白尼體系這兩者最為人們認(rèn)可的特點。
除此之外,第谷去世后不久,望遠(yuǎn)鏡問世,帶來了更多新的證據(jù),表明至少某些行星是圍繞太陽運轉(zhuǎn)的。第谷體系因而成了一個理論選項,使人們既可以根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)的證據(jù)接受行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)的事實,同時又可以繼續(xù)根據(jù)我們在第10章中討論過的證據(jù)和論據(jù)來認(rèn)為地球是靜止的。簡言之,當(dāng)同時面對地心說和日心說的一些讓人難以抗拒的特點時,第谷體系提供了一個可行的妥協(xié)方案,從而同時保留了兩者的這些特點。
除了以上的簡短介紹,另外值得一提的是,第谷體系在今天仍然是一個活躍的理論。近些年來,至少有4本相關(guān)著作問世,它們都為第谷體系辯護(更準(zhǔn)確地說,是為一個稍做了修正的第谷體系進行辯護,比如,去掉了本輪,采用橢圓軌道),認(rèn)為這是宇宙的正確模型。但是,仍有為數(shù)不少的人繼續(xù)認(rèn)為地球是宇宙中心(其中大多數(shù)人,包括前面提到的幾本著作的作者,之所以會有這種想法,都是源于對某些宗教文獻的字面解讀)。而且,如果對地心說觀點深信不疑,那么第谷體系將是最好的理論選擇。
至此,我們就完成了對第谷體系的概述。我們將再討論一個重要的體系——開普勒體系,然后開始研究隨著望遠(yuǎn)鏡的問世而出現(xiàn)的新證據(jù)。
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