古人是如何证明“地心说”的？（下）11

本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第四季第11篇

所谓“地心说”拆解出来之后有三个关键要素：

第一：地球位于宇宙的中心；

第二：地球是静止的；

第三：地球是球形的；

今天我们谈谈第一、第二，古人是怎么论证的？

【地球是静止的】

在我看来如果没有受过基本教育，其实很难想象自己所居住的地球是运动的。

为什么会这么说呢。一个例子就可以证明，就是将你手中的物体抛向空中，只要你不动，这个物体最终还是会回到你的手里。这不就证明了吗....

而托勒密是通过两种方式进行论证，即常识论据和基于物体运动论据。

常识论据

如果我们望向窗外，当然感觉地球是静止的。

毕竟，当我运动的时候（比如，坐在一辆汽车或火车里时，或者骑自行车时），我当然会注意到自己在运动。

就算是在相对低速的情况下，比如骑自行车的时候，我也会感受到运动造成的震动，会感受到迎面吹来的风，等等；或者，如果你坐在一辆敞篷车里以70英里/每小时的速度在州际公路上行驶，毫无疑问，你会知道自己在运动。

同样地，你会感受到震动和风，以及其他通常在运动时可以观察到的现象，当然这是很自然的现象，也是常识。

那问题来了！

假如真的地球在运动，假设地球每天绕自身轴线旋转一周的可能性。地球周长是25000英里（托勒密时代的人们以及生活在古希腊时期的人们都清楚地知道地球大约就这么大）

基于这个周长，如果地球每天绕自身轴线旋转一周，那么在赤道地区，地球表面的运动速度将超过1000英里/小时（如果地球表面要在24小时内运动25000英里，那就必须以这个速度运动）。

简言之，如果地球每天沿自身轴线旋转一周，那么在地球表面上的你和我现在就将以大约1000英里/小时的速度运动。

然而，即使当我们以一个相对较低的速度运动，比如骑自行车或坐着敞篷车在州际公路上疾驰时，我们也会很清晰地注意到运动产生的效果。所以，毫无疑问，如果我们目前在以1000英里/小时的速度疾驰，那一定会注意到因运动而产生的效果。

由于我们没有观察到这样的结果（托勒密同时代的人们也是如此），这就为“地球绕自身轴线旋转”的观点提供了不证实证据。

同理，如果我们思考一下地球围绕太阳一年运转一圈的可能性，那么上面所描述的情形会变得更加夸张。

简言之，如果地球在运动，那么我们应该能预计看到某些显而易见的效果，由于我们并没有观察到这些效果，我们就有合理的理由认为地球并没有在运动。

基于物体运动论据

基于运动物体的论据是对“地球是静止的”这一观点最有力的支持证据之一。基于运动物体的论据同样源于简单的观察。托勒密指出，下落的物体会垂直落到地球表面。

把一个物体竖直向空中抛出，你会发现物体会垂直于地球表面向上运动，然后竖直落下来，仍然垂直落到地球表面。我这个例子背后的想法与托勒密所举例子背后的想法是完全相同的。

下落的物体垂直落到地球表面，以及向空中抛出的物体垂直于地球表面向上运动，然后垂直下落，这些都意味着地球肯定是静止的。

【地球位于宇宙的中心】

地球位于宇宙的中心，其最有力的说法来自亚里士多德的世界观。

亚里士多德世界观认为土元素有一种向宇宙中心运动的天然趋势，而火元素则有一种远离中心、向边缘运动的天然趋势。这也就是为什么比较重的物体（比如石头）会下落，而火会向上燃烧。

由于地球本身似乎主要由土元素组成，而土元素的天然位置就是宇宙中心，因此地球本身自然会位于宇宙中心。

好，今天就到这~

Masir 2022/01/20

于 东莞

祝，安好~