驚艷千年的古希臘智者
——阿里斯塔克

文/李鑒 張培華

▲歐洲古典星圖插畫——日心說示意圖（1660 年）

提出日心說：超越時代，明珠蒙塵

他的想法并沒有多少追隨者，大多數人還是愿意信奉一個以地球為中心的太陽系。斯多葛派的希臘哲學家克利安西斯（Cleanthes）甚至說，阿里斯塔克應該以“大不敬罪”被審判，“因為他說宇宙的根本（指地球）是運動著的”。

好在《數沙者》中采用了阿里斯塔克的宇宙模型，為后人留下了寶貴的資料。現在有西方學者考證，阿里斯塔克的思想曾為哥白尼注入了靈感。

在《天體運行論》的手稿中，哥白尼曾提到，阿里斯塔克提出過地球繞著太陽運動。只是正式出版時，他刪掉了這一段，并且略去了相關文獻。原因可能是，當時《數沙者》只有幾本手抄的副本留存，哥白尼很可能沒有見過這本書。直到1544 年，該書被重新發現并印刷出版后才流行開來，而那時哥白尼已經去世了。他知道阿里斯塔克的思想，大概只是來自艾提烏斯（Aetius）的寥寥數語：“阿里斯塔克分析了太陽在恒星之間的運行情況，他認為地球沿著黃道（即太陽視運動軌跡）運動，并且具有一個傾角，以此來解釋太陽影子的變化。”以哥白尼的嚴謹作風，這些只言片語自然不宜作為正式參考文獻。

▲美國出版的阿基米德《數沙者》封面

▲阿里斯塔克提出的計算日地距離與地月距離之比方法示意圖（大小和距離未按比例）：在上弦或下弦月時，太陽、月球和地球應當形成一個直角三角形，通過測量太陽-地球-月亮這個角的角度，可以測算出日地距離和地月距離的比值。

▲月食拼接圖，阿里斯塔克通過觀測月食，計算出地球的直徑約為月球的3 倍

到了伽利略時代，他讀過《數沙者》并且知道阿里斯塔克是第一個日心論者，所以把哥白尼稱為日心說思想的“恢復者和證實者”。從這一點來看，他是把“發現者”這個詞留給了薩摩斯的阿里斯塔克。當然，這一點兒也無損于哥白尼的偉大，他的煌煌巨著無論是觀測還是數學計算上都要比前人全面和深刻得多。

探求日地距離：奇思妙想驚艷千年

在阿里斯塔克唯一傳世的著作《論日月的大小和距離》中，他提出了計算月球、太陽的大小和遠近的方法。他是已知的最早解答這些問題的人。

他提出的方法，讓人真真切切地體會到了思考的樂趣：在上弦或下弦月時，太陽、月球和地球應當形成一個直角三角形，通過測量太陽-地球-月亮這個銳角的度數（以下稱為角A），就可以測算出日地距離和地月距離的比值。由于這個角度非常接近90 度（事實上，角A 的大小是89 度51 分左右），在當時是不可能精確測量的。阿里斯塔克采用的數值是87 度，人們發現這是他通過觀察月相計算出來的，并不是直接測量的結果。他觀察到，月亮從上弦月變化到下弦月的時間，要比從下弦月變化到上弦月的時間長了1天左右。從這個現象可以計算出角A等于87 度，這一計算方法現在成了天文教材里的一道經典習題，不知道有多少學子為這一精妙的想法而深深折服！

基于當時的觀測條件，阿里斯塔克很難準確得知月相為上弦、下弦的準確時刻，實際從上弦到下弦的時間比從下弦到上弦的時間只長1.2 小時左右，而不是1 天。他根據角A 等于87 度，算出日地距離大約等于地月距離的19 倍。然后，又通過觀測日全食發現月亮的視大小和太陽的視大小相當，他推斷出太陽的直徑是月球直徑的19 倍。此外，他還通過觀測月全食，計算了地球影子的寬度，得出月球的直徑是地球直徑的0.32～0.40 倍，太陽的直徑是地球直徑的6.3～7.2 倍。今天我們知道，日地距離差不多是地月距離的400 倍，月球和太陽的直徑分別是地球的0.27 倍和109 倍。

盡管阿里斯塔克估計的日地距離和太陽大小都偏小了一個數量級以上，但他正確地發現太陽比地球大得多。這一事實可能為他提出地球繞太陽旋轉的想法提供了支撐。

后來，以喜帕恰斯和托勒密為代表的古希臘天文學家們借鑒并改進了阿里斯塔克的方法，得出了月球的大小和地月距離的準確數值。但是由于角A 難以測準，古代天文學家全都嚴重低估了日地的距離和太陽大小。阿里斯塔克給出的日地距離和地月距離之比（即19：1），直到17 世紀，幾乎一直都是人類所知的標準數值。

在觀測手段相當原始的年代，阿里斯塔克憑借杰出的思想，解決了諸多根本性的問題。他的這些開創性研究，閃耀著智慧的光芒，顯示出了理性的偉大。盡管他關于日心說的著作未能流傳下來，人們也沒能在他那驚人的洞察力的基礎上再進一步，而是將其遺忘了將近18 個世紀，但我們不能忽略這段歷史，應該牢記他對人類認識宇宙所做出的貢獻。