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阿基米德时代是地心论,为什么他会说出撬动地球这种毁三观的话?
阿基米德真的说过那句话吗?
Δ?? μοι πο? στ? κα? κιν? τ?ν γ?ν(给我一个地方站,我就能移动地球)这句话现存的最早出处是帕普斯(Pappus of Alexandria,公元4世纪)的《数学汇编》第八卷(Hultsch本,p. 1060)。
此时已是希腊罗马时代末期,比阿基米德晚五百多年。
帕普斯声称这句话是阿基米德说的,但他没有给出这个说法的来源。
阿基米德本人的著作又遗失了很多,现存的阿基米德著作中找不到这句话。
证据不足,无法判断。
我们只能来讨论一下可能性。
地心说是当时的三观吗?
地心说的意思是大地静止在宇宙中心,这当然是古代很普遍的想法,人们凭着日常直观就会这么觉得。
但最早想到要给这件事情一个论证的是阿那克西曼德(Anaximander,公元前6世纪),后来亚里士多德也给出了一个重要的论证。
但是,阿那克西曼德年代久远,仅有只言片语传世,谈不上什么影响力。
亚里士多德学说在阿基米德时代也没有影响,他的著作多为学生整理的讲课记录,生前没有流传,死后藏在地窖里两百多年,到公元前1世纪才重新编纂传抄。
因此,在阿基米德的时代,地心说虽然是大众的普遍观念,也是许多天文学家使用的模型,但还不是一个得到严格论证的宇宙论学说,不具有不可动摇的地位。
阿基米德《沙粒的计算》(Ψαμμ?τη?)这篇论文讨论怎样表示整个宇宙能装下的沙粒数目,那么他当然要先明确「宇宙」的定义。
在论文开头部分(Heiberg本,卷II,p. 244)阿基米德讲了两种截然不同的宇宙定义。
他说:许多天文学家讲的「宇宙」是指以地球中心为球心,以太阳中心到地球中心的连线为半径的一个球体;而根据阿里斯塔克(Aristarchus of Samos)新发表的一些假说,宇宙要比上面说的大很多,是以太阳为中心,恒星天球为边界的,地球绕太阳做圆周运动,这个圆比恒星天球小得多。
[1] 接下去,阿基米德分别按照这两种不同的宇宙定义计算了宇宙能装下的沙粒数目。
由此可见,阿基米德时代对于宇宙中心在哪儿并没有一个权威的或固定的说法,阿基米德本人也对此保持开放的态度,并没有贸然判断地心说和日心说哪一个更正确。
要是阿基米德接受地心说呢?
我们不妨假设一下,如果阿基米德时代的学者普遍接受阿那克西曼德或亚里士多德的论证又会怎样?
阿那克西曼德的论证是:既然大地处在中心,也就是说它在各个方向上到边界的距离都相等,那么它有什么理由朝着这一个方向运动而不朝着那一个方向运动呢?所以,大地没有理由朝着任何一个方向运动,它只能静止在宇宙的中心。
我们看到,这个论证的要点是对称性:由于各个方向上没有差异,所以没有理由运动。
因此,如果阿基米德用杠杆或其它机械来推动地球,就已经打破了对称性,已经给了地球一个运动的理由,这并不违反阿那克西曼德的论证。
亚里士多德认为阿那克西曼德的论证无效,他给出了另一个论证:根据他的运动定义,运动有自然运动和受迫运动之分,自然运动是事物按着它自身的自然(或者叫本性)而运动。
地球由土构成,土作为最重的元素,它的自然就是要向下,在不受迫的情况下会自然地朝着它的自然位置——宇宙中心运动。
因此,即使把地球从宇宙中心移开,它还是会回到宇宙中心。
所以,地球只能静止在宇宙的中心。
亚里士多德论证的核心是自然运动,即在不受迫的情况下的运动。
而按照希腊人的理解,机械就是专门做自然做不到的事,即事物无法依其自然自行发生的事。
[2] 使用机械去推动地球,就是让地球做受迫运动,让地球暂时离开其自然位置,这是完全可能的,就像石块可以往上抛一样。
因此移动地球也不违反亚里士多德的论证。
综上所述,即使我们假设阿基米德的时代已经把地心说树立为权威,也丝毫不妨碍阿基米德发出「移动地球」的豪言壮语。
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[1] 阿基米德讲的前一种宇宙定义其实是有点奇怪的。
一般来讲,古希腊人都会认为宇宙要么没边界,要么以恒星天球为边界,没听说过谁把太阳所在的球面当成宇宙边界的,因为显然木星、土星、恒星等天体都比太阳更远,宇宙怎能不包含它们在内呢?或许阿基米德这里讲的是叙拉古地方对「宇宙」一词的某种特殊用法。
[2] 可见希腊人的「自然」概念跟近代以来的「自然」概念极为不同。
希腊讲的「自然」不是现代人讲的「自然界」或「自然规律」,而是能够自行运动变化的事物作为它自己的「自性」。
它从内部决定着自然物个体的生长、成性,而不是像自然律那样从外部控制一切事物的行为。
近代科学会把机械做的事也称为「自然的」:我们在加速器里制造只能存在几毫秒的人工元素,在实验室里制造转基因生物,这些都被认为是「自然的」事情,因为符合自然规律。
然而在希腊人看来,这些东西就像亚历山大港的灯塔、罗得岛的太阳神铜像一样,是人工物而不是自然物,制造它们的过程就像用水车提水一样,是在用人力迫使自然物做违背其自然的事。
针对下面的评论,我想这里需要补充说明一下。
尽管希腊人认为自然优先于人工,但他们未必就会认为违背自然的都是坏的。
照亚里士多德的看法,一个运动若违背某一物的自然,则必定合于另一物的自然,否则这一运动要么根本不可能发生,要么是纯属偶然、全无意义的事。
把石头造成神庙固然违背石头的自然,但建造活动却是建筑师的自然得以实现的方式。
至于建造神庙是不是件好事,要看它是否合于城邦的最高善,即是否有助于人的自然在每一个公民身上实现。
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