畢達哥拉斯(6)〈畢達哥拉斯定理的證明人〉江銘輝 五夢網

二十、達哥拉斯的宇宙觀

畢達哥拉斯通過對音樂的研究，提出了音樂的「和聲」具有簡單的整數比，然後他又把這種概念推廣到天文學上。畢達哥拉斯認為天體與地球的距離以及其運行的週期等等天文數據都與和諧的音樂是合拍的。也就是說，天體運動可構成一首美妙、動聽的韻律曲。畢達哥拉斯的信徒甚至傳說這種天籟只有畢達哥拉斯本人才能夠聽到，凡夫俗子是不會聽到的。十七世紀的大天文學家克普勒（J. Kepler）將此一思想進一步的解釋說：天體運動是宇宙的天籟，它不是用聽的，而是靠思想感覺出來的。

(1)   畢哥拉斯的宇宙觀

畢達哥拉斯從美學觀念出發，不僅認為宇宙是和諧的，而且是完美的。宇宙中所有天體的形狀和它們的運動軌道都應該是完美的。他還認為一切立體圖形中最美的都應該是球形，而一切平面圖形中最美的是圓形。因此，天體的形狀都應該是球形，而它們的運動軌道都應該是等速圓周運動。依據這種美學觀念，畢達哥拉斯最早提出了地球是球形的見解，也提出了如下的宇宙圖像：如圖18，地球位於宇宙的中心，其周圍的區域稱烏拉諾斯（Ouranos），即天空，天空充滿著空氣和雲。天空以外稱為科斯摩斯（cosmos），是太陽、月亮、行星作等速圓周運動的地方。再往外的一個區域稱奧林波斯（olympus），是純元素聚集之地，也是恆星所在之處，最外層則是永不熄滅的天火。

圖18畢達哥拉斯學派早期的宇宙觀

(2)   門徒菲洛勞斯的宇宙觀

畢達哥拉斯的弟子菲洛勞斯（Philolaos of Croton，約西元前400年），繼畢達哥拉斯之後提出他對宇宙的看法，他說：宇宙中心是永不熄滅的火團，日、月、地球和五大行星（水星、金星、火星、木星、土星）都繞這中心火球運轉，由於畢達哥拉斯學派深信數字都具有神祕的意義，而“10”被認為是代表一個最完美、最和諧、奇蹟的數字。於是菲洛勞斯引進一個假想天體〈反地球〉。它在中心火球的那一邊與地球相對的位置，並且以一個較地球略小的軌道繞中心火球運轉，由於運轉的速率與地球相同，所以人們也永遠看不到反地球了。引進反地球後，則日、月、五大行星、地球、反地球分別在大小不同的天球層上繞中央火球轉動，再加上最外面固定不動的恆星，宇宙天球層的總數正好等於10。有人說菲洛勞斯已具備了太陽中心學說，也有更多人反對，但無論如何他至少已提出地球不是宇宙的中心，它只是宇宙中的一個天體罷了（圖19）。

圖19：菲洛勞斯的宇宙觀，地球不再是宇宙中心

(3)菲洛勞斯以後的宇宙觀：引進地球自轉，並恢復地球為宇宙中心學說

由於畢達哥拉斯學派認為天體運行皆有音樂般的韻律。如果宇宙的中心真有火球存在，則各個天體到中央火球的距離應符合簡單的整數比，且恆星到地球的距離也應該是有限的，如此應可從地球看到恆星的視差。但實際上我們並未觀測到視差的現象。為了消除這一矛盾，畢達哥拉斯學派的兩個學家，希色塔斯（Hicetas）和埃克芬圖斯（Ecphatus）摒棄了菲洛勞斯的中央火團說，重新把地球放在宇宙中心的位置上，並提出了地球自轉的圖像，認為恆星靜止不動，地球每天繞軸自轉一週。

二十一、最早提出地球是圓球形學說的人

地球是何種形狀，在遠古神話傳說時代的人的觀念中，大地是平坦的，它被安置在一隻漂浮於大海之中的海龜（圖19）上面。到了西元前六世紀，希臘聖賢泰爾斯（Thales，西元前625～545年）他雖然擺脫神話的束縛，不再想像地球有一隻巨大的動物托撐著，但仍然把大地設想如浮在水上的圓盤。

圖20：古時代人們所想像的地球形狀。

人們始終無法想像地球是一個球體的，因為如果地球是個球形，那麼居住在地球彼岸的人不是早就“掉下”去了嗎？可見要豎立球形的地球觀念需要克服相當大的成見，和莫大的阻力。