寻找宇宙为我们留下的线索( 二 ) 地球是多彩的

【寻找宇宙为我们留下的线索】不仅如此，他还先测量了两个不同地方柱子与影子的夹角，得到的答案是相差7°，相当于360°的五十分之一，然后雇人测量亚历山大和赛伊尼两地之间的距离，是800公里。800乘以50，得出的答案是40000公里，这就是地球的周长。
那么，现代科技计算出的地球周长（赤道周长）是多少呢？
40075.7公里。
古埃及人与标准答案只差75.7公里。
这就是我们人类认识宇宙，认识地球的开始，有时候那些原理简单到我们都可以操作，只需要两个木棍就能测量出地球的周长。在重读人类天文观测历史的时候，不得不为人类大脑呈现的智慧与思路感叹，很多时候就是身边最简单的现象，帮助我们推导着宇宙的本质。
当然科学有时也严重禁锢住了人类的思维。接下来要说的，是两个在天文学方面具有革命性创造的人物，他们的名字大家也很熟悉，一个叫开普勒，一个叫牛顿。
开普勒生活于16世纪的德国——是的，人类的天文简史一下子就从公元前跳跃到了16世纪，因为在这一千年里，断断续续的发现是有的，但并没有什么突破性的创造，唯一值得一提的或许只有哥白尼的日心说了。形成这种限制的，除了古埃及、古巴比伦、古希腊等天文发达的文明逐渐消逝外，神学的权威不容置疑以及前人留下的理念模型也成为限制天文科学发展的因素。

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《给忙碌者的天体物理学》，（美）尼尔·德格拉斯·泰森著，孙正凡译，未读丨北京联合出版公司2018年6月版。
开普勒对宇宙感兴趣时，他面对的，是由毕达哥拉斯、柏拉图、托勒密等人留下的一个奇奇怪怪的固体模型。毕达哥拉斯和柏拉图充分发扬了古希腊的几何体精神，他们是这样认识宇宙的——当时人类只观测到了六颗行星，除了地球外，只有水星、金星、火星、木星、土星。那么，为什么是6颗星星呢，因为宇宙是个完美的正六面体嵌套结构，所以容不下其他行星。唯一的困惑是，正六面体一共有5种，人们暂时无法确认6个行星的支撑结构究竟是哪一种几何体。开普勒思考后，给出的答案更离谱——这只有一个解释，是上帝用完美的几何体安置了这一切。
但好在，开普勒作为科学家有一个人性最大的优点——不自信。几年后，人类的天文观测显示，那个完美几何体的说法根本站不住脚，土星之外还有天王星、海王星和冥王星，土星和木星自己还有好几颗卫星，请问，一个六面体哪来的这么多顶点来嵌套这些星球呢？
那么，开普勒提出的设想是什么呢？
开普勒在得知了新观测到的星球后，就打破了宇宙是几何体模型的认知，然后他继续观测火星，通过火星移动的轨迹，判断出托勒密和哥白尼对于地球及行星轨道是正圆形的认知也是错误的。按照他观测的数据，行星轨道不是正圆形的，而更近似于椭圆形，太阳也不在这个椭圆形的中间，而是旁侧的位置，这样，就可以解释为什么火星在靠近太阳的时候移动得快，在远离太阳的时候移动得慢了。最后，为什么所有行星都要绕着太阳转而不是地球转呢，开普勒提到了一个词——磁力。他认为太阳是凭借着某种磁力，让行星绕着自己运转并且不会撞上自己的。
没错，开普勒的“磁力”和后来人类开启科学新篇章的“万有引力”，只有一步之遥了。
开普勒的很多想法都有谬误，比如他凭借着月球上有圆坑，就断言那肯定是外星人的建筑物，大自然不会产生那么完美的圆形（其实，这是因为开普勒当时还没有观测到任何陨石撞击的现象）。但“开普勒定律”依然在物理中适用，最容易理解的是第二定律（尽管目前证明只适用于宏观运行的天体）——在相等的时间内，恒星与行星连线扫过的面积相等。