它曾經也是正的，後來硬是被科學家「掰彎」了……

科技 07-11

作者：松鼠老孫

編輯：明天

地球儀的擺放方式，反映出了我們對於宇宙的認識，這是哥白尼「日心說」的功勞。

「三光者，日月星。三才者，天地人。」作為生活在宇宙角落裡一顆不起眼星球上的生物，弄清宇宙里那些星點究竟是什麼，了解宇宙結構是什麼樣，一直是我們人類的夢想。

當我們回顧歷史的時候，會驚奇地發現，人類頭腦中宇宙觀念強烈地影響了當時的社會，包括決定了藝術家畫筆下描繪世界的方式。在中世紀，亞里士多德-托勒密「地心說」是主流的宇宙觀念，在當時表現上帝把亞當和夏娃驅逐出伊甸園的畫面中，上帝手中推動著的竟然是「地心說」宇宙模型，這意思是不是說，因為上帝掌握著宇宙真相，才有資格決定人類的命運？

《創始記：逐出伊甸園》 The Creation and the Expulsion from the Paradise by Giovanni diPaolo. 1445。表現上帝和天使把亞當、夏娃趕出伊甸園的宗教畫。我們要注意飛翔的上帝正在用手推動「地心說」宇宙模型。圖片來源：Wikipedia

地球儀曾經也正過

「地心說」模型古希臘天文學家托勒密總結古希臘數百年的天文學貢獻的成果，它認為地球靜止在宇宙的中心，日月行星在軌道上繞地球運行。為了計算日月行星的位置，軌道被設計成圓環套圓環的樣子。這個設計雖然計算結果相當準確，但它既不美觀，又很繁瑣，長期被天文學家們詬病，不過在一千多年裡，沒有人有能力提出更好的方法，它也就被默認為「正確」的。

與地心說相呼應的，中世紀學者們表現宇宙秩序，一般採用地球北極向上的方式，外圍是日月五星和恆星天球。這就是古希臘宇宙觀念的「地球—天球」模式，簡稱為「天地儀」。

中世紀學者Johannes de Sacrobosco繪製的宇宙觀念，地球位於宇宙中心，北極在上方，赤道水平，黃道傾斜。圖片來源：christies.com

值得注意的是，在這裡北極向上，赤道面就是水平的，而日月五星所在的黃道面是傾斜的。對於「地心說」模型，這是很自然的——既然地球位於宇宙中心，地位特殊，當然要端端正正，不能東倒西歪。在很多古代科學藝術作品中，「正」的（北極豎直向上的）地球儀或天地儀代表「地球靜止在宇宙中心」的思想。

《和諧大宇宙 Harmonia Macrocosmica》by Andreas Cellarius, 1660/61.在地球和行星系統周圍，是黃道十二宮。圖中表現的是地心說，行星包括太陽都圍繞地球運動，地球北極朝上，赤道面水平，黃道面傾斜。圖片來源：science.uu.nl

後來被弄歪了

1543年，波蘭天文學家哥白尼在《天體運行論》中提出了「日心說」，用太陽取代了地球成為中心，可以更完善地解釋我們觀測到的各類天文現象。後來經過伽利略、開普勒等天文學家證明，「日心說」比「地心說」更為合理。從此，佔據統治地位一千多年「地心說」被天文學家拋棄。這段宇宙觀念的大變革時期，被我們稱為「科學革命」。

1660年出版的星圖《和諧大宇宙》就描繪了從托勒密時代到哥白尼時代星圖的變遷。也展示了「科學革命」時期，人們宇宙觀念的變革。

《和諧大宇宙 Harmonia Macrocosmica》by Andreas Cellarius, 1660/61.圖片來源：science.uu.nl

主畫面是伽利略發現木星衛星之後的哥白尼日心說。左下角是托勒密和他的地心說。托勒密腳邊的天球圖上，黃道是水平的。右下角是哥白尼和他的日心說。注意哥白尼腳邊被掩蓋的天地儀上，黃道是傾斜的，代表被揚棄的地心說，他手裡的地球儀，從經緯線上可以看出來，已經「歪」了。

哥白尼告訴我們，地球只不過圍繞太陽運動的一顆普通行星，地球運動包括自轉和公轉。日月星辰每天東升西落，實際上是地球繞貫穿南北極的自轉軸發生自轉的結果；黃道面實際上是地球圍繞太陽公轉的軌道平面。黃赤交角，即我們在之前也提到的（傾斜的）黃道面和赤道面的夾角，是地球整體相對黃道面的傾斜程度。換句話說，地球是傾斜著繞太陽轉動的！