文|贾文彬的史书
编辑|贾文彬的史书
古希腊人认为和谐宇宙的 秘密就是匀速圆周运动 ，他们参考了古巴比伦的观测记录和现象，试图建立更好的宇宙模型。
假如天体的运动违背了 匀速圆周运动 ，那么就应该去“拯救现象”，匹兹堡大学古尔德斯特教授 曾撰文 讨论了皮埃尔·迪昂提出的 “拯救现象”。
它是古代及中世纪数理天文学的主要动机，但是“拯救现象”思想的来源是什么?托勒密天文学是如何拯救现象的?
他在拯救现象时对观测的态度与他的先辈们有何不同?文章将对这些问题一一梳理，且同 时探讨托勒密构建几何模型的背景。
早期哲学思考的转向
早期希腊人基本上是移民而来的，古希腊人以经商为主，借助海上优势不断占领地中海沿岸城市，最终建立殖民的奴隶制城邦国家。
巴比伦人以算术为体系的天文学在解释日月五星运动方面很有效，他们的天文学与占星术联系密切，但是占星术并不符合逻辑。
以至于西塞罗认为这种对天的类型化解释， 全然无视了天的本质 ，所以古希腊人认为有必要从理性层面 思考巴比伦天文学对于行星现象的计算。
米利都学派的泰勒斯(Thales， 约公元前624-547年)摆脱神话的束缚 ，力图以自然的原因探讨宇宙万物的本原，他们的两大主要贡献是自然的发现以及理性的批判。
从此以后，真正意义上的有关自然哲学的探讨开始了， 古巴比伦的天文观测知识在 公元前1世纪传入希腊。
所以希腊人关心的哲学问题已经变成了：“ 我们如何才能用具体而且理性 的(即希腊的)几何学方法得到巴比伦体系?”
按照毕达哥拉斯 学派的观点 ，宇宙不仅是和谐的，而且是完美的，宇宙中所有天体的形状应该是球形， 太阳、月亮、以及五大行星 的运动都是作匀速圆周运动。
观测的重要性
托勒密的《至大论》作为现存最重要的数理天文学文献， 它对观测天文学做了系统论述 ，而且把观测数据与几何模型结合起来。
更重要的是，托勒密将他的天体几何模型转化为对应的数表，非常便于对模型进行验证与计算.这些是古希腊 几何模型方法建立的基础。
完全取代了古巴比伦的 算术天文学， 古巴比伦和古希腊的观测数据 对于托勒密来说是一个有效的数据库，而他最具创造性的就是对于这些数据进行有效的选择。
托勒密本人对观测的重视态度与其前辈们完全不同，对于 行星的天文现象 ，从公元前3世纪到比托勒密稍早的时期。
都没有相应的 有日期的观测记录 ， 特别是没有来自希帕克斯 (Hipparchus，公元前190年-公元前125年)的有日期的行星观测记录。
也就是说，巴比伦人记录了至少6个世纪的行星升起、落下以及留点，但是希腊人没有看到要这么做的原因， 在希腊人看来，为什么关注一种现象一定要有理论依据。
这是理性精神使然.托勒密对 这些观测记录进行了理性思考 ，使它们为理论构建做出贡献。
从此观测天文学产生了， 它基于观测数据建立合理的几何模型 ，然后通过模型解释行星逆行和留的现象，从而达到拯救现象的目标，现存文献记载中，最早关注巴比伦观测记录的是从托勒密开始的。
“有用的”和“无用的”
柏拉图认为如果我们 要研究真正的天文学 ，要从无用的领域转向有用的领域，就不要去管天空中的这些东西。
在《理想国》卷7中，苏格拉底(Socrates，公元前470年-公元前399年)和格劳孔(Glaucon)的对话界定了 “有用的”和“无用的” 含义，实际上就是区分了 具体的天文学和抽象的、数学的天文学。
首先，格劳孔讲：“知道季节、月份和年份的技能不仅对农业和航海有用，而且对军事同样有用”是苏格拉底却这样说道“真有趣，你显然担心众人会以为你正在建议一些无用的学科。”
格劳孔为天文学进行第二次辩护： “推荐天文学的那些老生常谈的理由，我为此刚得到了你的责备，现在我要按你的方式来推荐，因为我认为，每个人都清楚，这门学问至少驱使心灵向上看，并把它从世间的事物引向天上的事物。”
苏格拉底再次证明格劳孔是错误的， 天文学的价值，并不在于它能够把心灵的注意力 引向可见物，而是引向某些不可见的实在。
“这些天体装饰着天空，虽然我们把它们视为可见事物中最美最准确者是对的，但由于它们是可见者，所以远不及真实者，亦即具有真实的数和一切真实图形的。
真正的快者和慢者是既相关着又托载着运动的，真实者是仅能被理性和思考所把握的，用眼睛是看不见的。”
这里苏格拉底把星星说成是“装饰”，我们要用星星作为“式样”以辅助我们研究，就像我们要用几何图形来辅助几何学一样。
但是，“任何懂得几何学的人看到这样的图形都会承认它们是构造的无比美丽，但他会认为，要是对它们进行严肃的研究，好像从中能找出关于相等或双倍或其他比例的真理似的，那才荒唐呢。”
真正的哲学家不会设想，比方说，昼夜的比例或两者与月份的比例在可见的、物质性的天体上是保持不变的。
相反：“如在几何学中一样，我们研究天文学也要从实际出发，而且如果我们要研究真正的天文学，并把灵魂天然具备的聪明才智从无用的领域转向有用的领域，那就不要去管天空中的这些东西。”
理论天文学——几何模型思想
托勒密的行星理论 是其 《至大论》的核心内容， 这是因为行星理论大多数是他自己创造的。
托勒密采用归纳的方法， 从前人或者同时代人的观测结果入手 ，借助于他对宇宙理论的构想，以及从几何模型中发展而来的数学理论，再将这一系列观测结果联系起来。
这一过程，学术界通常认为是继承了古希腊天文学家们几个世纪以来的做法 ，这大大区别于巴比伦的算术体系，形成了鲜明的对比。
但是正如上文我们强调的 ，现存文献中他的先辈们并没有关注到古巴比伦有日期的行星记录，所以行星理论是《至大论》中最重要的、独立发展的理论。
托勒密的一般方法
在《至大论》第一卷 的第二章中关于法则的顺序，托勒密说道：“在我们的书中，首先要掌握地球作为一个整体和天空作为一个整体的关系。
在处理下面每个问题之前 ，我们必须讨论我们居住的所有区域黄道的位置，以及按顺序在每个地平面由于变化的纬度所致的互不相同的特征。
这些事情在 理论上处理好后 ， 其余的考察也容易了 ，其次，我们必须搞清楚太阳和月球运动，以及伴随这些运动的现象。
因为没有这些，要彻底考察恒星理论是不可能的，依照这样的处理方法，恒星理论是 最后一个任务， 但是这里先处理‘固定恒星球’ 。
然后处理五个行星是适当的.我们试图以它本来已有的、我们探究到的明显现象，以及由古人和我们时代的那些 可靠观测作为起点和基础 ， 为所有话题提供论证。
我们将借助几何方法的证明获得这个基础上思想的后继结构，一般的初步讨论包括： 天空是球形的，并像一个球一样运动。
地球也是能感知到的球形，作为一个整体，它处于天空的中央，非常像它的中心；它的大小和距离相对固定恒星球的比例，如同一个点； 在天空背景下 ， 它没有任何位移。
结语
希腊人对行星逆行产生兴趣依赖于巴比伦行星体系的传入， 通过柏拉图的地心宇宙观及其模型思想入手 ，柏拉图对于行星的逆行提出：“假定匀速而整齐的运动，能不能解释行星的视运动?”
所有的天体都在做匀速圆周运动， 天上的物体无秩序状态的背后必定是匀速圆周运动 ，因为这是 作为完美且不朽的行星的本质决定的 。
如果少数现象违背了，应该“拯救现象”，托勒密在这一问题的处理上，将观测与数学几何模型联系在了一起， 他想通过对于匀速运动圆周的，假设来实现对于行星异常现象的解释 ，以达到“拯救现象”。
（笔者观点）与此同时，托勒密在叙述天体理论前， 利用了大量的数学证明方法 ，建立了许多的假设，并对假设的合理性进行细致的阐述，目的就是为了揭示其理论模型的合理性及严密性。
他的几何模型方法 通过观测—模型—观测—修正模型这样的步骤来实现， 成为近现代科学的丰碑。
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