第谷的新宇宙论
丹麦天文学家第谷·布拉赫(Tycho Brahe)提出了一种看似很有力的怀疑理由。他于1588年提出了一种不同的地心理论,即“地缘日心说”(geoheliocentric),这个理论有两大优点:它符合我们对世界如何运作的深刻直觉,与已有数据的吻合程度也比哥白尼体系更好。
第谷是一位杰出人物。他建造了一座城堡式的天文台,开展了庞大的研究计划,其预算堪比美国航空航天局,配备了最好的仪器和最优秀的助手。正是由于最终采用了第谷的火星数据,约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler,第谷的助手之一)才算出了行星的运行轨道是椭圆形。在证明第谷对于天文学的重要性时,哈佛大学的历史学家欧文·金格里奇(Owen Gingerich)常会提到阿尔伯特·库尔修斯(Albert Curtius)于17世纪中叶编撰的资料,其中集合了自古以来所有的天文学数据——从这些资料可以发现,两千年来有价值的数据大多数都来自第谷。
哥白尼体系的精妙打动了这位成就极高的天文学家,但在某些方面也使第谷感到困惑。困惑之一是,无法解释地球为什么会运动(牛顿提出的引力理论可以给出很好的解释,但第谷生活的年代距离牛顿物理学的诞生还有一个多世纪)。地球的尺寸已为人们所知,这样一个直径数千千米、布满岩石和泥土的球体的重量显然十分巨大。在街上推动一辆负载货车尚且困难,什么力量能够推动这样一个物体绕太阳运转呢?
相比之下,恒星和其他行星的运动则很容易解释——自亚里士多德时代以来,天文学家一直认为,天体是由一种地球上找不到的、特殊的以太物质构成的。这种物质会自然地快速旋转,如同你不拉货车它就会停止,都是很自然的事情。第谷说,哥白尼体系“巧妙而彻底地避免了托勒密体系中一切多余或不和谐的内容……但它为地球这个笨重、怠惰、不适合运动的东西赋予了与以太天体一样快的运动速度”。在这方面,古代天文学家和现代天文学家有共同之处,后者为了解释他们观察到的现象,假定宇宙在很大程度上由“暗物质”或“暗能量”所构成,这与我们已知的任何东西都不相同。