历史上的宇宙学和哲学有一点不同，宇宙有没有中心？它的中心在那里？这是宇宙学的中心话题之一，而基本问题是哲学的核心、或中心话题，哲学的基本问题没有涉及宇宙中心的话题。历史上的宇宙学和哲学怎样产生，它们文化起源的时间点在哪？天文学家和哲学家在整理典籍、分析文物、实地查验的基础上已经给出相当完备的解释，但是，“广义测不准原理”告诉我们，追问人类文化的起源就像科学家探索宇宙的起源一样，由于涉及的时间久远、范围广阔，只能获得相对精确的答案。哲学基本问题的产生与人类文化的起源有关联，而宇宙中心的话题与人类最早的天体认识密切相关，历史上的天文学家大概提出了三种宇宙中心说，它们分别是“地心说”、“日心说”、“宇宙中心说”，其中的“地心说”和“日心说”大致反映了古代和中世纪的宇宙认识，而“宇宙中心说”大致反映了近现代的宇宙观念。古代和中世纪的宇宙学由于天文观测和认识水平的限制，人们普遍接受宇宙中心的概念，而近现代的宇宙学由于观测手段和理论工具获得极大提升，人们普遍否定宇宙中心的存在。从古代和中世纪的“宇宙中心论”到近现代的“去宇宙中心论”，经历了数千年，人类对天体中心的认识发生了一次次的转换，符合“广义测不准原理”的描述，从有中心论到无中心论的转换，说明了人类对天体认识的空间尺度和时间跨度越来越大。从20世纪到现在，宇宙学家在最大的可见宇宙和无限多元的宇宙体系上讨论宇宙中心的话题，20世纪之前的“宇宙中心论”已经陈旧，只留下学术研究的价值。

在人类文明早期的农业社会，劳动人民不仅“日出而作、日落而息”，而且“看天吃饭”，根据季节的变化安排农作物的播种、培育和收割。在晴朗的日子，他们看见太阳的东升西落，以为太阳在围绕地球运转，自然而然地萌发地球不动、太阳和星辰动的看法。早在公元140年，古希腊哲学家托勒密创立了世界上第一个完整的“地球中心论”宇宙观，他在总结劳动人民的日常经验和肉眼观测的基础上，提出了地球处在宇宙的中心并且静止不动的学说。托勒密认为恒星位于被称作“恒星天”的固体球壳上，其它的天体诸如太阳、月亮、五大行星皆沿各自的轨道绕地球转动，其中的每颗行星在一个小圆轨道上作匀速转动，这些小圆轨道被称为“本轮”，本轮的中心又在一个被称为“均轮”的大圆轨道上绕地球作匀速转动。托勒密用“本轮”和“均轮”的复合圆周运动来解释地球以外的太阳和恒星、月亮和行星的运动规律，他创立的“地心说”符合当时的天文认识水平。托勒密建立了天体运动的几何模型和坐标参考系，他把恒星固定在球壳上，将球壳称之为“水晶球”，天球坐标系的概念沿用至今，成为天文测量的有用工具。托勒密的宇宙学说以人们的直观认识为依据，与后来的观测结果产生了极大冲突。

中世纪时期，欧洲教会将托勒密的宇宙体系奉为“神学”和“经院哲学”，使得“地心论”的错误观念延续了1400多年。封建的教会极力宣扬上帝高于人类，人类是上帝子民的信仰，认为上帝居住在最高天堂，那里是极乐世界，上帝选定地球作为宇宙的中心，人类居住在仰望天堂的地球上。教会为维持封建统治秩序，把“地心说”奉为神圣不可侵犯的绝对真理。从14世纪中期开始，随着生产方式的变革，陈旧的观念和社会体系阻碍了科学的发展，文艺和科学的复兴运动在欧洲大陆兴起。15世纪，航海业的兴旺促进了天文学的发展，出于航海运输的需要，天文学家开始精确地观测和预报天体的位置，而采用托勒密体系计算出来的行星位置与实际偏差很大，不能满足导航的实际需要。一些天文学家为了维护托勒密的“地心说”，采取了“修修补补”的做法，采用在本轮上添加本轮的方法来纠正产生的偏差，计算出来的行星位置与实际位置仍存在偏差，他们就再加上一个“本轮”，以此类推，直到不出现偏差为止，添加的本轮数最多达到80多个，不能确定在某颗行星上应该添加多少“本轮”，托勒密以地球为中心的天球体系不能“自圆其说”，需要建立新的天体运行体系，彻底颠覆托勒密体系的天文学家就是哥白尼。

公元1543年，波兰天文学家哥白尼发表《天体运行论》一书，向教会支持的“地心说”提出挑战，哥白尼认为太阳是宇宙的中心，地球只是一颗绕太阳转动的普通行星，其它行星都绕太阳运转。哥白尼于1473年2月19日诞生在波兰，23岁时求学于当时欧洲文艺复兴运动的中心——意大利，在那里生活了10年，深受文艺复兴思想的影响，拜访过文艺复兴运动的代表人物——达·芬奇，画家兼科学家的达·芬奇十分蔑视宗教神学，认为天堂是虚构的概念，试图恢复古典哲学家的天文学说，主张宇宙的中心不是地球。意大利的天文学家和数学家诺瓦拉也反对地心说，哥白尼经常和他在一起观测天象，探讨如何改进地心说的问题。当哥伦布发现新大陆的消息传来时，哥白尼创立新天文学说的热情和勇气被激发出来，他仔细过古罗马和古希腊的哲学著作，初步提出了“地动学”。回到家乡波兰以后，哥白尼将全部精力投入到天文学研究，经过数十年的辛勤努力，终于创立了新的天体运行理论——日心说，哥白尼认为巨大的天球并没有动，人们看到的天球运动只是一种表象，因为地球的自转，让人们产生了错觉，事实的真相是：地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的真正中心，哥白尼用“日心说”取代了托勒密的“地心说”，被天文史家称之为“哥白尼革命”。限于当时的天文观测和认识水平，哥白尼不知道太阳只是太阳系的中心，不是银河系的中心，更不是整个宇宙的中心。

1608年6月，伽利略用一段空管子，一头嵌上一片凸面镜，另一头嵌上一片凹面镜，做成了世界上第一个天文望远镜，可以把原物体放大3倍，他不断地改进制作技术，可以将原物放大32倍。伽利略的望远镜揭开了一个又一个太阳系的秘密，振奋人心的发现促使伽利略写一本最新天文发现的书，1610年3月，伽利略的著作《星际使者》在威尼斯出版，书中揭示的主要发现成果有：月球表面凹凸不平；木星有四个卫星；太阳黑子和太阳的自转；金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。伽利略用观测证实了哥白尼的“地动说”，再次推翻了教会支持的亚里士多德和托勒密的“天动说”。“日心说”的倡导者和捍卫者哥白尼、伽利略和开普勒先后先后遭遇“宗教裁判所”的迫害，然而科学真理的光辉终将照亮现实。随着科学的发展和普及，罗马教廷不得不在1757年解除了对哥白尼《天体运行论》的禁令，1882年罗马教廷承认日心学的正确性，1979年11月10日，梵蒂冈的罗马教廷为伽利略公开平反昭雪，认定教廷在300多年前迫害他是严重的错误。

行星运动定律的创立者约翰尼斯·开普勒于公元1571年出生在德国，正直哥白尼发表《天球运行论》后的第二十八年，哥白尼在这部伟大著作中提出了行星绕太阳而不是绕地球运转的学说，当时大多数科学家拒不接受哥白尼的日心说。在图宾根大学学习期间，开普勒听到对日心学说所做的合乎逻辑的阐述，很快接受了这一学说，开普勒也意识到哥白尼创立的日心说还残留着托勒玫体系的若干成分，没有完全摆脱经院哲学思想的束缚，认为天体只能作简单的匀速圆周运动，哥白尼为了解释行星运行中存在较小的不均匀性，仍然保留了托勒密的一部分本轮和偏心圆的概念。远在哥白尼创立日心体系之前，许多学者对于天动地静的观念已提出过不同见解，但是，他们从未怀疑天体遵循完美的、均匀圆周运动的观念。开普勒发现了行星运动的三大定律，为牛顿数十年后发现万有引力定律打下基础，他在1609年发表了经典天文学的名著《新天文学》，提出了前两个行星运动定律，行星运动第一定律认为每个行星都在一个椭圆形的轨道上绕太阳运转，而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦点上；行星运动第二定律认为行星运行离太阳越近则运行就越快，行星与太阳之间的连线在等时间内扫过的面积相等。十年后开普勒发表了行星运动第三定律，即：行星距离太阳越远，它的运转周期越长，运转周期的平方与到太阳之间距离的立方成正比。

天文学和哲学一样是一门最古老的科学，包含了极为丰富的史料，我们从中选取了早期的两个有代表性的学说——地心说和日心说，挑选了早期的四位有代表性的人物——托勒密、哥白尼、伽利略和开普勒，对两种学说和四位历史上的天文学家进行了简略介绍，的确可以进行一些延展性的分析讨论，诸如：罗马教会如果不干预科学，不将亚里斯多德和托勒密的地心说立为教会的自然哲学，那么不会出现对哥白尼、伽利略和开普勒的严厉指责和迫害；伽利略既是现代天文学之父，也是现代物理学之父；仅从天文学研究的成果来看，伽利略直接观测的成果多，而开普勒理论分析的成果强；本作者在天文史料的中还发现一个有趣的现象：如果说经典物理学在19世纪末达到了顶峰，剩下来的只是一些“修修补补”的工作，那么说经典天文学早在17世纪末已经达到顶峰，剩下来的只是一些“补补修修”的工作，开普勒的行星运动三大定律和牛顿的万有引力定律将古典天文学推向了顶峰，直到两百多年之后科学巨匠爱因斯坦的出现，经典天文学理论才发生危机。为什么出现经典物理学与经典天文学的顶峰期脱节的现象？其中的一个原因也许与天文学的属性有关，早期的天文学家注重天体与力学和运动学的联系，而牛顿的力学和运动学在17世纪末已经形成了高峰。

在伽利略、开普勒和牛顿生活的时代，天文学家只能观测到太阳系的天体运动，在爱因斯坦和哈勃生活的时期，天文学家开始观测银河系以外的星系运动，或者说在哈勃发现系外星系之前，天文学家只能观测到银河系的天体运动，因此，他们提出的地球中心论、太阳中心论和银河系中心论与当时的天文观测范围有关，属于不同类型的“宇宙中心论”。我们可以将20世纪之前的天文学理解为宇宙中心论占主导地位的时期；将20世纪之后的天文学理解为宇宙无中心论占主导地位的时期。从天文学说史的宇宙中心论发展到宇宙无中心论符合“广义测不准原理”的要义。“地心说”和“日心说”的科学争辩早已尘埃落定，我们现在知道“日心说”的正确性仅限于太阳系，出了太阳系，既可以把地球定义为银河系和宇宙的中心，也可以把太阳定义为银河系和宇宙的中心。哈勃发现了宇宙的无限性，甚至牛顿的万有引力也指向了时空的无限性，指向一种与天体和天体的运动没有任何联系的时空无限性，在一个无限的时空中，争辩地球和太阳的中心地位没有意义。什么是“广义测不准原理”？从天文学发展史来看，在太阳系、银河系、甚至在本星系群的尺度上，我们可以寻找和测量宇宙的中心，而在本星系团和超大结构的尺度上，我们无法寻找和测量宇宙的中心。

（邓如山2016-12-15邮箱：[email protected]&160;）

(Whatisthe&160;uncertaintyprincipleinthe&160;theoryoftheuniversalcenter?)

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