《哥白尼革命》打破地心桎梏，开启天文学从传统认知到现代科学范式的关键跃迁

今天为你解读的这本书叫《哥白尼革命》，副标题是“西方思想发展中的行星天文学”。

1543年，波兰天文学家哥白尼发表了《天球运行论》一书，提出了日心说。随后呢，日心说取代了地心说，登上了历史舞台。这一过程被后世称为哥白尼革命。

哥白尼革命不仅仅是天文学领域的重大变革。以它为导火索，生理学、物理学、化学等领域也先后发生了轰轰烈烈的革命，近代科学由此诞生。因此呢，哥白尼革命的重要地位不言而喻。

在很多书中，哥白尼被塑造成为科学革命当中的英雄人物，他与宗教势力展开了顽强的斗争。也有一些书呢，把哥白尼写成了一个懦夫，因为他害怕宗教势力的迫害，直到临死之前才出版了《天球运行论》。

那么，历史上真实的哥白尼到底是个怎样的人呢？哥白尼革命是怎样的一场变革呢？日心说又是怎么样被人们所接受的呢？我们今天要讲的这本书，将为你一一解答这些问题。

本书的作者托马斯·库恩，是20世纪美国著名的科学史学家和科学哲学家。库恩年轻的时候曾经专攻理论物理，并获得了哈佛大学物理学博士学位。不过呢，他却逐渐对科学史，特别是科学革命时代的重要科学人物，如哥白尼、伽利略、牛顿等人产生了浓厚的兴趣。于是呢，他就转行研究起了科学史。他的第一本重要科学史研究著作，就是这本《哥白尼革命》。

好，那么接下来呢，我就分三个问题给你讲本书的主要内容。

第一，哥白尼之前的地心说是怎么样的一个学说？

第二，哥白尼是如何写出《天球运行论》，并提出日心说的？

第三，日心说是怎么样被人们所接受的？

好，我们先来讲第一个问题，哥白尼之前的地心说是怎么样一个学说。

我们脚踩的大地和头顶的天空，是由什么构成的啊？为什么日月星辰会东升西落？这是很多人儿时好奇的事情。在古代，人们还没有足够的天文学知识，因此呢，对天地的构成和运行规律有着各种各样的猜想。

比如说，古代中国人认为，盘古开天辟地之后，形成了圆形的天空和方形的大地，这就是天圆地方的盖天说。古代印度人认为，大地呀，像是一块盾牌，由站在乌龟背上的三头大象托起。古代埃及人则认为，世界是个沿着尼罗河方向延伸的长条形盘子，天空呢，像圆形的屋顶一样扣在这个盘子周围的高山上。

然而，生活在2000多年前的古希腊人所理解的天地，要比上述这些宇宙观进步得多。他们已经意识到，人们生活的大地是球形的，从而最先有了地球的概念。第一个提出大地是球形观点的人，是古希腊的哲学家毕达哥拉斯，他生活在公元前六世纪。毕达哥拉斯在观察月食的时候，发现大地在月球上的投影边缘是圆弧形的，因此呢，他认为大地是一个球体。毕达哥拉斯还是一个数学家，他认为圆形与球形是这个世界上最完美的形状，是神为人类设计了这样完美的居所。

到了公元前四世纪，古希腊哲学集大成者亚里士多德进一步发展了毕达哥拉斯的观点，地心说才最终得以确立。那么，亚里士多德的地心说有哪些主要内容呢？

首先，亚里士多德构建了包括地球和天球的两球宇宙模型。他认为地球是圆的，它位于天球的中心。亚里士多德所描绘的天球，是个完美而透明的水晶球体，星星像钻石一样镶嵌在天球之上。通俗一点解释呢，两球宇宙模型就好比是一个桃子，地球是桃核，天球呢是桃子的表皮。总的来说，宇宙是一个有限大的球体。

人们看到的天上的大部分星星，都极为规律地运动，人们把它们叫做恒星。天上还有太阳和月亮，以及金、木、水、火、土五大行星。虽然说它们的运行轨迹也基本上是东升西落，但是呢，它们的运动规律和恒星不同。于是呢，亚里士多德又在地球和天球之间，为它们安排了各自不同的水晶球。在亚里士多德的体系当中，整个宇宙就是个有多层嵌套的水晶球，就像是一颗洋葱一样，一层一层地包裹着它的中心地球。从最内层到最外层，分别是地球、月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星以及恒星天球。

不仅如此，亚里士多德还区分了人间和天界，把它们分别叫做月下世界和月上世界。月下世界是人类的世界，它由土、水、气、火四种元素构成。月下世界是不完美的，并且呢，始终在变化。而月上世界属于天界，它是完美和永恒的。各个天体随着天球做永不停歇的匀速圆周运动，从来不会发生变化。

亚里士多德给人们描述的宇宙似乎是完美的，也是符合人们感官的，因为人们每天确实能够看到日月星辰东升西落。因此呢，这个理论就很容易被当时的古希腊人所接受。不过呢，虽然太阳、月亮、恒星的运行都比较有规律，从来不会乱跑，可是呢，金、木、水、火、土这五大行星却是特别不守规矩，就像是大闹天宫的孙悟空一样。具体来说呢，虽然说行星们整体上是朝一个方向运行的，但是有的时候却会好几天不动，有的时候呢，甚至还会逆行。这成为了一直困扰古希腊天文学家的难题。

到了公元二世纪，古希腊终于出现了一位降服“孙悟空”的“如来佛”，他就是天文学家托勒密。在他的著作《至大论》当中，托勒密借助数学当中的圆的概念进行计算，提出了均轮和本轮的概念，从而破解了行星的运行规律。简单来说呢，均轮和本轮就像是孙悟空带的金箍一样，都是圈。其中均轮就是围绕地球运转的基本圆形轨道，在此基础上，行星还在轨道附近自己转圈，叫做本轮。这就好像是围绕着花朵打转的小蜜蜂，同时它自己还在不停地跳着圆圈舞。所以我们看到的蜜蜂并不是匀速向前运动的，而是时快时慢，有时还会倒退。

不过，托勒密破解五大行星运行规律的圈数量可真不少。为了适应某个行星的实际运动轨迹，有的时候啊，一个本轮还不够，还要在本轮上再套个本轮，轮子套轮子。好在呢，总算是解决了行星的运行轨迹问题。

虽然说这个轮子套轮子的办法解决了行星运行轨迹的问题，但是呢，它却破坏了亚里士多德的宇宙模型。因为在亚里士多德的宇宙模型当中，每个行星都是被镶嵌在水晶球上的，随着水晶球的转动而移动。这就意味着行星只能够随着水晶球的转动做一种圆周运动。其实啊，托勒密的均轮和本轮，实质上是古典天文学中用数学计算行星位置的方法，均轮和本轮中的圆都是数学计算中的圆，主要为了满足理论计算需求，和亚里士多德的实体宇宙模型是两码事。

好，以上我们讲完了本书的第一部分，哥白尼之前的地心说是怎么样一个学说。地心说认为宇宙是由地球和天球所构成的，地球是宇宙的中心，天球是宇宙的外边界，恒星被镶嵌在天球上。在地球和天球之间还分布着太阳、月亮和五大行星，它们在各自所在的水晶球上运动。亚里士多德和托勒密的宇宙模型，也就是地心说，在欧洲流行了1000多年的时间，直到16世纪哥白尼学说的出现。

那么下面我们就来讲一讲本书的第二个问题，哥白尼是怎样提出日心说的呢？他和地心说又有什么不同呢？

在回答这个问题之前，我们先来认识一下哥白尼。哥白尼的全名叫做尼古拉·哥白尼，他是个神学博士，一生的主要职业其实是费劳恩义格大教堂的教士。除此之外呢，他医术还非常高明，是个小有名气的神医。后人把他说成是天文学家，但是对于哥白尼来说，天文学只是他的业余爱好。

哥白尼生活在文艺复兴和宗教改革盛行的年代，和之前的中世纪相比，人们的思想开始变得活跃。这一时期，凭借着对自然的好奇，欧洲人开始热衷于对自然的探索。比如在哥白尼19岁的时候，意大利航海家哥伦布发现了美洲新大陆。当然，人们的兴趣不仅在土地上，还包括了天上。这一时期出现了许多的天文学家，哥白尼就是其中之一。

1473年，哥白尼出生在波兰一个富裕的家庭，他的父亲是当议员的富商。不过呢，父亲英年早逝，哥白尼跟着当大主教的舅舅长大。舅舅非常重视哥白尼的教育，送他去学习神学的同时，还让他学习了天文学和数学，这也为哥白尼此后的天文学研究打下了良好的基础。

当时的学者进行天文学研究，使用的研究方法和托勒密一样，也是通过数学计算，用大圈套小圈的方法，来降服像孙悟空一样的五大行星。随着天文观测精度的提高，托勒密使用的本轮和均轮数量已经无法满足要求，那就需要天文学家们增加更多的圈儿。作为业余天文学家的哥白尼，所做的工作也是如此。他一开始并无意去修改亚里士多德和托勒密的地心说，而是继承了托勒密的行星运行模式，通过调整和增加本轮，让实际观测到的行星位置和计算的结果更为相符。

可是呢，在长期的计算和观测当中，哥白尼发现，托勒密的均轮本轮体系过于复杂，而且啊，调整之后还不一定能够和实际对得上。于是呢，他就抱着换个思路看看的想法，尝试把太阳作为计算的中心，没有想到竟然大大减少了计算的复杂性。于是呢，他便大胆地开始尝试构建以太阳为中心的宇宙体系，日心说才由此诞生。

其实，哥白尼并不是第一个尝试把太阳放在宇宙中心的人。早在公元前三世纪，古希腊哲学家阿里斯塔克斯就曾经提出过日心说。只不过呢，当时亚里士多德的地心说已经深入人心，阿里斯塔克斯的思想并没有受到多少人的重视。而哥白尼把太阳放在宇宙中心，起初啊，只是为了计算方便，却没有想到竟然打破了亚里士多德的宇宙模型，让太阳静止，而地球动了起来。

早在1510年，37岁的哥白尼就撰写了名为《提纲》的小册子，阐明了他的日心说思想。和亚里士多德的宇宙模型相比，哥白尼把地球和太阳的位置互换了，宇宙的中心是太阳，向外依次是水星、金星、地球、火星、木星和土星，而月球是绕着地球运动的。这个顺序和我们现代天文学已经是一致的了。不过呢，最初的《提纲》只是十几页的手稿，也只是在哥白尼的朋友之间传抄。尽管如此呢，日心说还是在天文学界引起了极大的反响，并且受到了不少人的支持。因为很多人发现，用哥白尼的体系来计算行星的位置非常便捷，省去了托勒密体系当中的众多计算过程。

从1510年哥白尼撰写《提纲》，提出日心说，到1543年他临死前才出版巨著《天球运行论》，中间隔了30多年。究其原因，除了哥白尼确实公务繁忙之外，他害怕受到宗教迫害，被定为异教徒，也是《天球运行论》被他长期搁置，一直没有完成的原因。哥白尼生活在保守的天主教区，他本身呢，又是个教士。在那个年代，天主教对待异教徒是非常残忍的，常常会把他们直接烧死。

不过呢，哥白尼生前并没有遭到什么迫害，相反还颇受人们的尊敬，还曾经当过地方行政长官。而且啊，在当时的天主教人看来，日心说毕竟只是一个假说，是为了方便计算行星运动轨迹。因此呢，并没有人把哥白尼看成是异教徒。而是见多了处死异教徒场面的哥白尼，还是一直在犹豫。

最终，对《天球运行论》的出版起到关键作用的人物是哥白尼的学生雷迪斯库。雷迪斯库是奥地利人，1539年，25岁的雷迪斯库从奥地利来到波兰，向哥白尼学习数学。此时哥白尼已经是一名66岁的老人，疾病缠身。正是在雷蒂斯库的帮助下，哥白尼才最终完成了《天球运行论》的写作。

在天球运行论正式出版之前，也就是1540年，雷蒂斯库写了一本叫《初论》的小册子，率先出版介绍了哥白尼的工作，为老师的巨著出版进行炒作，让更多的人知道了哥白尼和他的观点。直到1543年，《天球运行论》全书才正式得以出版。此时的哥白尼已经中风不能说话了。不过呢，在他离开人世之前，还是见到了凝结了他毕生心血的巨著。

《天球运行论》又名《试论天球运行的假说》，全书共分为六章。它的结构和方法与托勒密的名著《至大论》非常相似，都是用数学的方法来计算各个星体的运行轨迹，而重点都是行星的运行问题。哥白尼也依然延续了亚里士多德天球的概念，只是把太阳放在了中心的位置，从内到外依次是太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星和恒星天球。地球这颗行星和别的行星一样，是镶嵌在自己的水晶球上运行的。

由此可见，虽然哥白尼并没有想发动一场翻天覆地的科学革命，但是他所著的《天球运行论》却成为了这场革命的导火索。

以上呢，我们讲完了本书的第二部分，哥白尼是如何写出《天球运行论》，并提出日心说的。作为业余天文学家的哥白尼，他研究天体运行的出发点是改善托勒密的本轮均轮系统，却偶然发现在太阳放在中心位置的时候更为方便计算，从而呢，提出了日心说。那这也是成为了现代天文学的革命，也就是哥白尼革命的起点。

哥白尼革命虽然是以哥白尼命名，但是呢，主要革命过程却是在哥白尼去世之后开始的。下面呢，我们就来讲一讲本书的第三个问题，日心说是怎么样取代地心说，被人们所接受的。

本书当中有一段著名的话，《天球运行论》一书的意义不在于他自己说了什么，而在于它使得别人说了什么。这里的别人，正是指在哥白尼之后的一系列科学家，其中最重要的几位是第谷·布拉赫、开普勒、伽利略和牛顿。

我们先来说一说第谷·布拉赫，他是丹麦的天文学家，生于1546年，也就是哥白尼去世之后的3年。因为他跟丹麦皇室关系较好，因此呢，国王资助他在一个叫汶岛的小岛上建造了观象台，这是当时欧洲最先进的观象台。第谷在这里进行了长达20年的观测，成为16世纪后欧洲最权威的天文学家。

第谷并不相信是地球围绕着太阳转，他认为地球是静止的。不过他发现，哥白尼关于行星的理论和计算方法似乎又没错。于是呢，他又提出了地静日心说，也就是他认为地球是静止的，月亮和太阳绕着地球运动，其他行星又以太阳为中心运动。

第谷最擅长的是天文观测，而且呢，他也是非常幸运的。1572年和1577年，天空当中先后出现了超新星爆发和彗星掠过地球。这两种天象很多人一辈子都不一定能够见到，然而呢，第谷都有幸进行了详细的观测。

亚里士多德认为，月上的天界包含日月恒星和五大行星，它们的运动规律永恒不变。可是呢，第谷通过观测和计算发现，超新星和彗星都在月上的世界，属于天界，但是他们又无法归类到两球模型当中的任何天体，而且它们不断地在变化，不符合已知的任何天体的运行规律。这说明啊，亚里士多德月上天体运行规律完美不变的观念显然是有问题的。

与此同时呢，通过观测和计算，第谷还发现，彗星的运行先后穿过了五大行星的轨道。如果每个行星都有自己的水晶球化，那么这种穿越显然是不可能的。所以第谷认为根本不存在什么水晶球，行星和其他行星的运行只是有自己的轨道而已。

虽然第谷不赞同哥白尼的观点，但是他却通过自己的观测，让天文学又向前迈了正确的一步。

在第谷死后，另一位著名的天文学家，第谷的同事约翰内斯·开普勒继承了第谷的观象台和天文观测事业。和第谷不同，开普勒一开始就是哥白尼宇宙观的坚定支持者，他相信太阳就是宇宙的中心，地球和其他行星都是围绕太阳运动的，并用实际的观测数据证实了哥白尼的观点。

但是他在天文观测当中也遇到了令他迷惑不解的地方。比如他通过精密的观测发现，包括地球在内的行星围绕太阳运动的速度有细微的变化，有时候稍稍快一点，有时候稍稍慢一点。这是怎么回事呢？

经过长期的观测和计算，开普勒终于茅塞顿开。他发现行星围绕太阳运行的轨道根本就不是正圆形的，而是椭圆形的，太阳位于这个椭圆形的一个焦点上。这就是开普勒的行星运行第一定律。当行星运行到近日点附近时，运行的速度就快一些，而在远日点附近时呢，运行的速度就会慢一些。比如1月地球运行到近日点，运行速度较快，7月运行到远日点，运行速度会慢一点啊。那也正是因为这一发现，亚里士多德所认为的天界是完美的圆形和球形的观念也被推翻了。

而在同一时期，另一位科学家伽利略同样给亚里士多德的观点重重的一击。在伽利略之前，人们进行天文观测全凭肉眼，伽利略是第一个拿望远镜对着天空观测的人啊。这一看可了不得，他居然看到了月球和火星上坑坑洼洼，布满了环形山，十分丑陋。因此呢，亚里士多德所说的完美的天界是不存在的。

除此之外呢，他还看到土星也有自己的卫星，和地球拥有月球这颗卫星一样，这也印证了地球和土星一样，只是一颗行星的说法。伽利略又把望远镜对准了银河，用肉眼看上去像淡淡的烟一样的银河，实际上啊，是由很多很多恒星组成的，而且这些恒星到地球的距离有远有近。因此伽利略认为，由于恒星距离我们的远近有所不同，所以根本就不可能像亚里士多德所说的那样，恒星是镶嵌在恒星天球上的。

最终推动哥白尼革命取得胜利的是牛顿。在哥白尼提出日心说的一个半世纪以后，牛顿解释了在太阳系中为什么行星们都围绕着太阳做椭圆形运动的问题，这是因为万有引力的存在。通过万有引力定律，我们不仅可以精确地计算出行星运行的轨道，还可以把它运用到地球上人们的生活当中。比如人们的身体之所以有重量，人们跳起来之所以还会回到地面上，都是因为存在着万有引力。牛顿告诉人们，天上和地上其实都是一回事儿，天上和地上的物体虽然有着不同的运行轨迹，但是呢，都是可以用相同的物理学知识解释的。由此，科学的观念开始逐渐深入人心。

从哥白尼到第谷、开普勒、伽利略，再到牛顿，看上去哥白尼革命似乎进行得非常顺利。其实啊，科学探索从来都是曲折的，科学革命也都是充满了艰辛的。因为科学家们也都是生活在特定时代的人，他们想要改变人们延续1000多年的思想观念，这是相当困难的。

因此，当日心说在欧洲传播时，遭到了普通人的反对。首先是因为它超出了人们的经验感官认识。古希腊的地心说意味着地球是静止的，这和人们经验当中判断的大地静止是一致的。在还没有惯性概念的时代，人们想当然的认为，如果巨大的球体是在天空当中飞速运动的，那么人呢，就会像是站在行驶的船上，能够感受到船在运动，并且有呼呼的大风拂过。可是人们呢，并没有感觉到地球的任何动静啊。

当时领导了新教运动的马丁·路德认为，哥白尼提出的日心说是为了哗众取宠。他甚至说，无论什么人，想要显得聪明，就要把别人相信的东西批得一无是处，他必须标新立异，这就是那个家伙干的事儿，他想把整个天文学翻个个儿。诶，也就是从马丁·路德开始，宗教界对日心说的反对声音日渐加强，宗教思想的束缚也阻碍了日心说的传播。

1600年，日心说的坚定支持者布鲁诺被烧死在罗马的鲜花广场上。然而，他被烧死的真正原因是因为他不断抨击天主教，宣扬异教徒的极端思想，而日心说只是他所宣扬思想的一小部分。前面呢，我们也讲到了，在哥白尼刚刚提出日心说时，并没有受到宗教界的激烈批判。可是到了布鲁诺时代，日心说却成为了反叛宗教经典著作的工具。这样，罗马天主教廷开始禁止宣传日心说，这就很容易被理解了。

日心说的传播不仅受到普通人和宗教界人士的反对，即便是在高知人群，也就是在大学里见多识广的教授当中，传播起来也很困难。我们就来说一说刚刚提到的伽利略与望远镜的故事。伽利略用望远镜观测到了月亮、土星和银河，看到了和传统观念不一样的东西。当他兴奋地与大学教授们分享他的新发现时，这些大咖们却不相信眼前看到的一切。他们并不相信天上是不完美的，认为一定是伽利略的望远镜出了问题啊。有些人甚至认为，望远镜只适合观察人间的万物，一旦对准天上，那就完全失效了。

宗教思想阻碍了日心说取代地心说，但是在当时的欧洲社会思潮有很多，也有一些思想客观上推动了日心说的产生与发展。比如说在当时有一定影响力的新柏拉图主义思想。什么是新柏拉图主义呢？他是在柏拉图思想的基础上发展起来的哲学思潮，在公元3~5世纪最为流行，并且呢，一直延续到哥白尼革命时期。新柏拉图主义的主要内容之一就是认为世界分为两极，一极是光明与善，另一极是黑暗与恶。新柏拉图主义所说的光明与黑暗原本只是形而上的概念，并不指代自然界当中的事物。但是此后1000多年的漫长发展过程中，光明逐渐和太阳联系在了一起，演变为了太阳崇拜，这在文艺复兴时期中的文学和艺术当中都有体现。

比如说在15世纪，意大利有个叫做马西利奥·费奇诺德的学者，他是佛罗伦萨新柏拉图学院的核心人物，写过一篇《论太阳》的论文啊。这个论文呢，就明确把太阳等同于光明和上帝。那么把光明和上帝放在宇宙的中心，自然有它的恰当性。这成为了哥白尼创立日心说的依据，也成为了日心说代替地心说的推动性力量。

其实日心说代替地心说，除了科学研究本身的推动，也是各种思想相互博弈的过程，是漫长而复杂的。

以上我们讲完了本书的第三部分，哥白尼提出的日心说是怎么样取代地心说，并且被人们所接受的。在这一部分呢，我们了解了哥白尼之后众多的科学家为完成哥白尼革命所做的工作。科学发展的脚步会一直向前，与此同时，我们也认识到，科学的发展、知识的更新会面临着各种社会阻力，想要彻底改变人们的思想观念并不容易。

时至今日，人们对宇宙的认识已经比哥白尼时代进步了太多太多。现在人类认识太阳也并不是宇宙的中心，宇宙蕴含着数不尽的星系，远比我们想象的要广袤得多。从大爆炸理论到黑洞假说，新的宇宙理论层出不穷，科学永远是在前进当中。不过呢，我们还是可以从历史上的哥白尼革命当中得到重要的启示，那就是科学的进步除了依赖于科学家们不断进行探索，也需要每个人不断打破固有的思想观念，不要被思想所羁绊，跟上科学革新的步伐。

好，《哥白尼革命》就为你解读到这里，听书笔记在音频下方，我们明天见。

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