本文是一篇超级读书笔记，来自一本非常棒的书：《世界观》（机械工业出版社）
在天文学已经深入人心的今天，地球的公转与自转、太阳系八大行星、银河系的存在都成为了小学生也知道的常识。然而对于过去的人来说，这些知识显然不是从天而降为人所知的，而是数代天文学家一点点探索出来的。
而对天空的探索之中，天文望远镜的发明显然是一个重要的节点。在拥有天文望远镜之后，人类仿佛终于睁开了眼睛，有机会真正看到我们的星球外面的真实样子。那么，我们不禁会好奇，在天文望远镜发明之前，人类又是怎么研究天文，乃至怎样看待宇宙的呢？
在天文望远镜普及的世界到来之前，人类对宇宙的认识，一共有这样几种世界观。也许它们在今天看来都是幼稚和不准确的，但它们每一个都在当时的观测条件下拥有对自然事实强有力的解释力，当我们重温这些各异的世界观时，也在通过先贤们的双眼，重新认知身边这个庞大而美丽的世界。
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在西方世界，最早占统治地位的世界观，来自闻名遐迩的古希腊先哲，亚里士多德。亚里士多德的学说我们或多或少都有所知晓，作为现代人，我们能够看到他的许多说法与我们现在所熟知的事实截然不同。比如，对于我们最熟知的地球运转，亚里士多德的看法是这样的：
（1）地球位于宇宙中心。
（2）地球是静止的，也就是说，它既不围绕任何其他天体（比如太阳）运行，也不围绕自身轴线旋转。
（3）月亮、其他行星和太阳围绕地球运行，大约每24小时运行一圈。
亚里士多德
你也许会说这些看法都显然是错误的，但是抛弃我们学习的科学知识，如果仅仅通过对身边世界的观察去得出结论，那么，地球怎么看也不像是正在转动的样子，物体的运动也不会像牛顿第一定律所说会“保持匀速直线运动状态”。在极其有限的观察条件之下，亚里士多德只能依靠身边显而易见的现象与自己的逻辑推理能力去描摹世界的本质。基于当时人们所掌握的证据，亚里士多德的世界观成为了公元前300年一直到17世纪望远镜发明这段时间中，西方世界对于外在世界认知的主流观点。
在那时的人们看来，地球被认为是宇宙的中心，月亮，太阳，恒星和行星围绕地球运动。世界万物由不同的元素组成，水火风土四元素各有自己的性质与独特的运动趋势。水善下，火善上，土会下落，而风则不然。这些是得到各种经验最有力支撑的观点。
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尽管在今天的我们看来，亚里士多德学说中的世界体系错漏百出，可是这样认定亚里士多德体系全盘谬误，却也失之公允——至少，亚里士多德体系当中的地球是一个球体，这比中国的天圆地方说显然要更接近事实。
托勒密的《至大论》证明了这一点。
克罗狄斯·托勒密是罗马帝国治下著名的天文学家、地理学家、占星学家和光学家。这个名字也许对我们来说名头不响，但在西方尤其是科学史界，这个名字绝对无法被忽略。他是地心说的集大成者，观念对后世的影响超过千年；《至大论》是他的代表作。在这本书中，托勒密记载，观察者在地球上所处位置不同，日升月沉星体运动的时间也不甚相同，以及特定天文现象比如月食的发生时间也不同。进而，时间的差异和地理距离的差异是成比例的，这一事实显然能够让当时的学者们判断，地球并非一块平地，而是存在曲面的（也就是还没能证明到球体的部分）；而在南北移动的同时，观测者会看到不同的星星，这一事实又进一步证明了地球不是一个圆柱体，而是一个球体。航行时远处的目的地逐渐出现，仿佛从水中浮起，也并非真正的浮起，而是地球作为球体的证据。
这段精彩的推论，也或多或少可以展现近两千年前，人类当中最富智慧的学者们，是怎样在极其有限的条件下，熟练运用逻辑思维与实地勘测，去认知我们的星球的。
但我们也知道，托勒密体系仍然没有摆脱地心说的逻辑，他仍然认为地球是静止的。这一点的证据在于，托勒密发现恒星的“角距离”始终不变，也就是说我们在地球的任何时候、任何地方，都观察不到恒星的视觉位置因为我们星球的运动而产生的明显偏移。我们在地球上行走一会儿，就把景色丢在身后了，这种相对偏移是我们运动的证据；而地球如果运动，恒星的位置为何相对一动不动？因此，托勒密继续判断地球是静止不动的，而恒星固定地包围在我们的周围，如同一个巨大的球形外壳缓慢转动。
现在我们知道，这种明显偏移的不存在是因为恒星距离我们实在太远了，所以才无法产生我们日常观察到的明显的偏移。但在没有天文望远镜的公元一世纪，恒星极其巨大而距离遥远这件事显然是不为当时的人类所知的。因此，地心说还会作为金科玉律，在接下来的一千多年内被继续尊崇。
直到1838年，人类终于准确观测到了恒星视差的存在，找到了地球公转的铁证，而那时，距离托勒密《至大论》的写作，已经过去了快一千七百年了。
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严格来说，托勒密体系并不是一个完整的体系能够系统地介绍宇宙间发生的一切，但它确实宏大而精细，对日常现象的解释严密而精妙。托勒密描绘出了一套描述星体运动的“周转圆-均轮”系统，这套模型甚至可以计算火星的逆行时间，也就是说可以预知天文事件。这无疑是令人印象深刻的，相对于当时人类的认知水平而言，托勒密体系在人类认知世界的进程中显然跨出了一大步，取得了非常了不起的成就。
也正因为这套理论在数据处理和预测方面的巨大成功，它在一千四百年的时间内都拥有着牢固的统治地位，理论框架没有出现大的修改。
但时代总会向前进步。月升日落，斗转星移，另一个我们无比熟悉的名字：哥白尼，将提出崭新的论点，剧烈动摇人类对世界的认知。
是的，我们都知道接下来要说到日心说了。但尽管哥白尼作为日心说的提出者广为人知，当我们仔细了解他的学说时则会发现，他的学说和真正的现代宇宙观尚有一定距离，其中大量的内容与他观点相左的托勒密体系实则相去不远。
哥白尼体系与过去的宇宙观最大的区别显然就是“日心说”的提出，但与我们当下对太阳系的认知不同，哥白尼认为太阳不仅是太阳系的中心，还是宇宙的中心。可以看出，这是将地心说当中地球的位置替换成了太阳。
哥白尼与他全心倾注的日心说
这实际上有着事实层面的基础，尼古拉·哥白尼生于1473年，在他的时代，人们对天文现象的观测仍然出于肉眼，他拥有的观测数据实际上和一千多年前的托勒密基本一致。也因此，哥白尼对于星体运行的计算，使用了和托勒密相差不远的周转圆模型，但将地球的运动加入进去，相应地将各种天文现象做了新的解释。在行星逆行等一些天文现象的解释上，哥白尼体系超越了自己的前辈，成为了更便于使用的观测计算方式。
但我们必须承认，情况并非全盘如此，初生的哥白尼体系稍显稚嫩，对于一些天文现象的解释力尚比不过被验证了一千多年的托勒密体系。哥白尼对于日心说的坚持，实际上出于对托勒密体系中一些概念的不认同，这种不认同的深层来源则是哲学层面的新柏拉图主义，对于宇宙事实优雅真相的坚持。
这里我们需要单独论述一下，这种新柏拉图主义实际上成为了对天文学发展的束缚。在这种哲学里，有一些不可捉摸但恒常存在的“形式”指导宇宙间的一切运动，数学、物理、天文的研究对象都是这些形式，而它们是简约和美的，这些形式最终导向至善。而中世纪，这种新柏拉图主义的潜在认知，又混入了基督教思维，背后的主角成为了上帝。在天文学中，天体沿正圆形的轨迹匀速运动，这种“正圆事实”和“匀速运动事实”，在数千年的时间当中一直被人们默默遵从；而地心说与“上帝把人类放在宇宙中心”的契合，也对地心说以外的天文学说的推广产生了不小的阻力。
不过，无论出发点如何，哥白尼的学说在16与17世纪开始逐渐广为人知，并且因为理论的解释力而成为了一套卓有成效的计算工具。在天文望远镜的发明之前，日心说的概念也已被人熟知；而伽利略使用望远镜进行观测之后，新的证据便迅速推翻了旧有的世界观，也终于让哥白尼拥有了自己应得的历史地位。
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哥白尼逝世于1543年，在他逝世后一两百年的时间内，科学界仍未拥有望远镜。但人类从未原地踏步，天文学家们在努力进行精确的观测，并针对地心说与日心说的争端发表更加完善与逻辑自洽的看法。
第谷体系和开普勒体系就是在这种情况下诞生的。
相比之前的几位大名鼎鼎的天文学家，丹麦天文学家第谷·布拉赫的名字似乎相对更不为大众所知一些。但是他在天文学界的贡献是不可被埋没的：他在16世纪下半叶给出了非常精确的经验性观察结果，他的天文学观察在几个世纪内都贡献颇多，编制的恒星表在近五百年后的今天仍有价值，被誉为近代天文学的奠基人。
第谷也是地心说的支持者，这并非他冥顽不化，而是初来乍到的日心说确实有着许多错漏之处，第谷作为实证主义的奉行者显然无法全盘接受。但他也能够敏锐地发现，日心说的可取之处不少，所以他自己创造了一个以地心说为主，但博采两家之长的宇宙结构体系。在地心说的理论框架之内，第谷体系基本上达成了解释力上的最优。
而接下来要说到的优秀天文学家开普勒，和第谷也有着不解之缘——他曾经担任过第谷的助手。两人的合作时间不到两年，但开普勒显然受到了第谷的关键影响，两人的友谊故事也仍在后世流传。
第谷是他的时代里最勤奋、谨慎和准确的天文观察者，甚至也许是人类历史中仅靠肉眼观察宇宙的人中最优秀的一位。开普勒得到了第谷工作当中积累下的全部观测资料与手稿，进而又凭自己的天文学才能与勤奋研究，终于开创了人类拥有天文望远镜之前最精确、简约的体系。
曾是奥匈帝国首都的布拉格，街头伫立着第谷与开普勒并肩而立的雕像，
纪念二人曾作出过的伟大贡献
开普勒最大的创举在于摆脱了之前所有的体系当中固有的概念事实：正圆轨迹和匀速运动。前文曾经说过哥白尼基于新柏拉图主义而进行的理论修改，类似的出发点其实贯穿在数千年的人类科学史中：天体运行的“形式”是简约而美的。但基于第谷严密的观测，开普勒意识到，仅以正圆轨迹匀速运动作为基础的体系是完全无法解释火星的运行的。在这一认知的基础上，开普勒探索出了椭圆轨道的星体运行方式。
不过令人有些哭笑不得的是，这种对旧有概念的颠覆，并非源自开普勒对上帝的质疑，而是他对上帝的意旨有着奇特的解释思路。他认为行星数量、轨道与其间的距离都能够某种程度上反映上帝的所思所想，晚年他甚至在自己的行星模型中加入了和声的因素——他认为上帝在构建宇宙的时候不仅参考了几何元素，还参考了音乐元素。这在我们今天的人看来，或多或少有些异想天开；但开普勒因为对上帝的笃信与热情，努力探索天文学并取得了不朽的成就，却也是不争的事实。
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在开普勒发表他关于火星运行轨道的研究之后一年，伽利略就发表了使用望远镜所得的发现。这或多或少掩盖了开普勒研究的光芒，但也标志着人类对世界的观察，迈入了一个崭新的纪元，新世代的大幕正徐徐拉开。
其后的历史你一定也清楚，罗马教廷察觉到了望远镜观测对于天主教会权威性的削弱，开始动用政治力量清洗天文学界的学说，关于地心说和日心说的合理性讨论也因此偃旗息鼓。然而，历史的车轮不会为此停转，仅仅几百年过后，太阳系的结构已经成为了妇孺皆知的基础知识。
而当我们津津乐道着月球轨道与太阳系八大行星的时候，不曾用过望远镜，却描绘出了整个世界的蓝图的先贤们，应当也做着“神女应无恙，当惊世界殊”的感慨，在某处与我们一同抬头仰望，头顶璀璨的星空。
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