1、创世神话

在天文学发展之前，各地生活的人们根据他们的生活环境创造了需要借助于超自然存在的创世神话，比如中国的盘古，冰岛的史诗神话《埃达》(即北欧神话)，还有西非的创世神话等。直到公元前六世纪，知识阶层宽容的氛围形成了，他们逐渐放弃神话解释，开始寻求自己的理论。

2、宇宙雏形

色诺芬和阿那克西曼德率先提出了自己的宇宙模型，“宇宙学”诞生了（源自希腊词“kosmeo”，意为有序，有组织，反映了宇宙可以理解）。他们的科学体系虽然并不成熟，但是一种可以批评和讨论的学术氛围形成了，打破了神话不可质疑的桎梏。

毕达哥拉斯为宇宙学加入了数学元素，他宣称“万物皆数”，他试图用数学解释宇宙天体的运行现象，并认为天体的运行遵守严格的数学规律。这是现代科学理论的萌芽，科学也从那个时候起日渐强大起来。

古希腊人认识到地球是球形，但是为了解释为何另一半球体的人不下落，他们将吸引万物的宇宙的中心放在了地心

3、天体的测量

公元276年昔兰尼（今利比亚）的埃拉托色尼利用几何方法测出了地球的周长，这里所用的几何知识并不复杂，不过是平行直线内错角相等。但这件事的意义巨大，因为它表明我们探索世界需要的不仅仅是敏锐的眼睛，还需要一颗优秀的大脑。

地球直径求出来之后，根据月全食的持续时间与月食开始到月全食的时间的比，可以求出月球直径大致为地球的四分之一。知道了月球的大小之后，我们可以伸直手臂，用指甲刚好挡住月亮，这样，指甲长度与臂长的比例就等于月亮直径与月地距离的比例，我们就测出了月地距离，大约为月球直径的100倍。

是不是很振奋呢？让我们继续去测量太阳的尺寸和距离。这里必须要用到一个现在我们看来理所应当但在当时惨遭质疑的假设：月亮本身不发光而反射太阳的光。公元前三世纪，阿里斯塔克斯利用这一假设，将我们看到半月的状态作为模型，此时，地月连线与日月连线垂直，只要测出日地连线与地月连线的夹角（怎么测）就能测出日地距离大概是月地距离的20倍（测量误差，其实为400倍）；之后，利用日食时刻的相似三角形模型，即月日直径比等于月地距离日地距离比，就可求出太阳的直径。

古希腊的这种科学思维在当时无疑是十分辉煌的，他们充分利用了逻辑和数学，而巴比伦和埃及的技术人员虽然在观察和测量山也做出了巨大的努力，但是他们只是停留在了技术使用的层面，只关注方法和结果而不去探究其所以然，所以他们只是技术专家而不是科学家。

4、更远的地方

这些我们最熟悉的天体的大小搞定之后，我们就要看看离我们比较近的其它星球了。虽然在彼时出于大部分人的直觉，地心说是主流，但是也有不少希腊学者认为地球在跟着太阳旋转，其中就由我们上文提到的对太阳测量提出提出卓越思想的阿里斯塔克斯。

不过由于对自然规律认识地缺乏，日心说存在三个当时难以辩驳的缺陷，第一，地球旋转我们应该感受到风，当然我们今天都知道由于惯性地球上的所有物体都与地球保持同步运动，但在当时，这是一个明显的错漏；第二，东西掉落的方向。当时的人们对引力并没有清晰的认知，他们认为万物应该落向宇宙的中心，而事实表明所有东西都落向地面而不是太阳；第三，恒星的位置没有明显的变化。地球如果在转动的话，我们应该可以看到恒星之间的相对移动，也就是恒星视差，但事实上并没有，我们现在知道这是由于恒星距离太远。

由于以上的问题，阿里斯塔克斯的太阳系模型被无情地驳倒。但是占据主流的地心说模型却也并非十全十美，金木水火土五颗行星的运动让人捉摸不透，比如火星，时而向前，时而向后逆行。当然我们现在清楚这是由于地球运动比火星快，在她赶上火星并超越之后，火星的运动自然在我们看来就变成逆行了。但在地心说的框架下，这个现象很难解释。

当时的学者不愿意放弃轨道是圆形的假设，到2世纪的时候，亚历山大的托勒密发展出了圆套圆的理论。即将绕地轨道作为均轮（均轮圆心稍稍偏离地心），轨道上的点作为圆心的圆称为本轮，行星在沿着本轮运行的同时跟着本轮绕地球运行，这时行星的路径不再是单纯的圆周运动，而是两个圆运动的复合运动。

可以看出，这个复合运动十分复杂，通过设计均轮本轮直径以及均轮圆心的偏心距离可以模拟出几乎所有的行星运动，这样的精度也无怪乎打败了当时的日心说。不过这个模型复杂得太过离谱，堆满的圆着实让人头大。

建立如此复杂模型的信念在于对地球中心以及天体轨道是圆的坚持。这种出于直觉的坚持在如今看来是十分荒谬的，但不得不说，作为科学史上的最大敌人，科学的所有发展都难以逃避与这种坚持的苦战。

5、日心说雪耻

相信不少小伙伴都听过奥卡姆剃刀理论，简单来说，就是对于两个达到同样目的的理论来说，简洁者更可能是正确的。

托勒密的地心模型太过复杂，但是经历了千年黑暗中世纪之后，欧洲学者对古希腊学者太过盲目崇拜了，他们无条件地接收着希腊著作中的内容。因此地心模型虽然偶尔被小小批评，但还是继续统治了几百年，直到16世纪哥白尼的出场。

哥白尼的日心说模型相较托勒密的简单很多，不需要太多解释。他的天文学理论基本上都放在了《简评》之中。但是由于他对教会以及其它势力的害怕，他不敢出版自己的著作。后来在年轻德国学者雷蒂库斯的帮助下，他的《天球运行论》还是出版了，不过由于前言中由于害怕迫害而强调的“虚构”之说，导致这本书被当成了奇技淫巧。而且由于关键因素的缺失，日心说模型并不如地心说模型准确，毕竟地心说可以调节的参数很多。

在决斗中缺失了鼻子的第谷紧接着哥白尼进入了天文学的舞台，他的天文台耗资巨大，观测精度在当时举世无双。但他的宇宙模型是个半吊子，还是以地球为中心，太阳绕着地球转，其他行星绕着太阳转。

好在，他带着移动的天文台找到了开普勒。开普勒在第谷去世后根据他老师的数据记录以及自己大胆的假设为日心说扳回了极大的一城。他摒弃了圆形轨道，使用了椭圆轨道，还把太阳放在了椭圆的一个焦点之上，行星的速度也不再当成恒定。

他的这些假设完美贴合了第谷的观测数据，准确地预言了行星的路径。可是出于前文提到的重力等问题以及“直觉”，绝大多数学者仍不能接受日心说模型。开普勒的《新天文学》也十分低迷，让他很失望。

不过，历史的车轮滚滚而过，真理注定会绽放光芒。近代科学的奠基人此时终于登场了，他就是伽利略。

伽利略的种种伟大成就此时暂且不表，以后咱们可以单开一个专题。他在听说望远镜发明之后，立马着手制作了自己的望远镜，60倍的放大能力完全吊打同时代10倍放大的望远镜。他仔细地观察了月球和太阳的表面，之后发现了木星的四个卫星，看来并不是一切天体都绕地球旋转啊。

地心说和日心说的一大分歧在于金星星相（类似于月相）的出现顺序，只要能观察到金星的相，无疑就能为这两种模型的正确性鉴别提供强有力的帮助。现在有了伽利略的强力望远镜，金相完整地展现在了我们的面前。

日心说又下一城！

虽然历史的天平越来越倾向于日心说，但是还是有不少天文学家出于“直觉”在抗拒，更可怕的是，教会竟然以“强烈的异端嫌疑”将伽利略押往罗马进行审判，并封杀他的《对话》之后伽利略不得不放弃自己的学说并在失明后郁郁而终。

6.不可逆的前进

诸位看官可能发现了，我并没有讲述一个伽利略一举彻底打败地心说的故事，因为科学地进步并不是话本故事。日心说模型的广泛接受是一个漫长的过程，除了更多的证据被发现之外，地心说捍卫者的不断去世也是重要原因之一，他们的“直觉”太过顽强，即使是强有力的事实也很难扭转。正如前文所说，这样的拉锯战在科学史上一直都在进行，从未停止，哪怕是在今天。

17到20世纪是科学飞速发展的时代，微积分等数学工具的成熟让我们可以在一张纸上推演几亿公里外庞然大物的运动状态，越来越多的事实让教会不得不放弃自己占领了千年的阵地。真正的知识自由已经到来，我们不再服从于古老书籍中的教条，我们相信，这个世界还有很多新知识静待我们挖掘。

PS：本文为西蒙·辛格《大爆炸简史》的主要内容串联，外加一些我的想法。某些详细的人物纠葛以及天文学模型并没有具体描述，有想一起探讨的小伙伴可以在评论区留言。