第27章 人類史第一部世界地圖集之謎

　　在享譽科學界的偉人中，托雷米向來聲名顯赫，稱為天文學大家。托雷米約公元九○年生於希臘，卒於一六八年前後，一生大部分時間在羅馬佔領下的埃及度過，並在埃及寫了兩本成名作：一本是地理知識概略，一本是天文百科全書。這兩本書曾對歷史產生過重大影響，其後一千多年，西方思想主要因這兩本書而蓬勃發展。托雷米所著《地理學指南》發表後，歷一四○○年被奉為人類歷史上第一本世界地圖集，而根據這本書所繪地圖至公元一五○○年代尚有出版。正由於托雷米所繪地圖將亞洲繪得太大，以致看來向東伸展極遠，促使許多人相信乘船西航真能繞到印度群島去。托雷米的《至大論》共十三卷，論述天文學知識，當時亦公認為是天文學最權威著作，直到十六世紀波蘭天文學家哥白尼發表日心說，才把他的地心體系學說推翻。

　　托雷米的地心體系學說以地球居中央不動，日月星辰繞地球運行這概念為基礎。學說被推翻後，他仍是公認的才華橫溢的科學家和天文學家。雖然現代只有很少人認為托雷米是地理學家，但大家仍稱他為天文學家。不過，最近美國巴爾的摩市約翰斯．霍普金斯大學的天文學家牛頓，對托雷米的天文學家地位，也提出質難。牛頓的判斷是在徹底研究分析托雷米的思想方法和數學法則之後才做出的。牛頓的結論直截了當，他說天文學家托雷米根本不是天才，而是騙子。 　　牛頓著了《托雷米罪狀》一書，書中結論指出，托雷米為支持自己的理論，不惜捏造觀測結果，甚至篡改較早期天文學家的發現和觀測記錄。牛頓慨歎《至大論》竟然取代了較早天文學教本的地位，使我們失去了許多真正可取的希臘天文學著作因此對托雷米只能下這樣一個定論，他的著作阻礙天文學發展比任何其他書籍都嚴重。如果沒有他的書，天文學會有更好的發展。

　　牛頓要證明他這種石破天驚的論斷，首先拿托雷米在特定時間內看到月亮位置的數值記錄，與我們今天知道當時月亮所在確實位置的數值比較。托雷米宣稱的觀測結果極欠準確，不能借古代儀器不夠精密來推搪。托雷米的觀測常常還不及較他早幾百年，以肉眼作的同樣觀測那麼準確。托雷米的數值誤差超過四分之一度。乍看這誤差似乎不算多，不過這等於表明托雷米將儀器瞄準月亮邊緣，而不是瞄準月亮中央，即使是略知一二的生手也不該犯這樣大的錯誤，天文學家就更不用說了。值得注意的是，這些錯誤數值正好與托雷米自己假設的天文公式的數值相合。此外，他在一年中不同時間觀測太陽位置後記下的數值，也有巨大誤差；同樣值得懷疑的是，這些數值竟然跟他那所謂藉觀測驗證過的數值及說法完全相符。那麼，托雷米是否可能拿觀測結果耍花樣，甚至捏造些數字以配合他的說法呢？一個真正的科學家必須事事力求精確，應該拿觀測結果重新考驗自己的說法，托雷米曾否這樣做呢？

　　牛頓宣稱托雷米有一次甚至報導一項沒有人能做得到的觀側，這等於宣佈自己是個騙子！托雷米說這項觀測是古代天文學家喜帕恰斯做的，提及的是公元前二○○年九月二十二日下午六時三十分的一次月蝕。但是我們知道那一天月亮在托雷米記載的時間後半小時才升起來。因此，要不是原來觀察記錄屬杜撰（如果是杜撰托雷米應該看出來），就是托雷米篡改了喜帕恰斯的觀測結果，又或者觀測結果是他自己捏造，而硬說是廣受當時的人尊敬的喜帕恰斯所述，以此為自己編造的數值增加聲勢。喜帕恰斯的記錄原本現在已失傳，無從查究，不過他說的月蝕時間正好跟托雷米理論所預測的完全吻合，牛頓就十分肯定是誰在耍把戲了。 　　說來奇怪，進一步證明托雷米是個江湖騙子的事情卻不是誤差，而是使人難以相信的高度準確數值。牛頓指出，有地位的科學家全都不明白，不管是在實驗室內還是在實驗室外測錄得來的數值，都一定發生誤差。這可能由於觀測時人站的位置與測量儀器所成角度造成影響，或由於測量方法不太妥善，更可能是測量儀器不夠精密。科學家要克服這些困難，唯有作若干次同樣的測量，然後取其平均值。如果每次測量都盡可能做到最準確，則其誤差會互相消銷。因此，原始數值必然會比較正確數值大一些或小一些，這種模式和大小可以用統計學來預測。但是牛頓說托雷米的計算常常沒有這種模式。

　　舉例說，托雷米記錄的月蝕開始時間，最準確的大概有十五分鐘誤差，一部分原因是他的時代尚無精確的計時器，也由於地球投射出的陰影四周很模糊，使觀測者難以精確測定什麼時候陰影剛投射到月亮邊緣。如果托雷米誠實記錄他觀測到的時間，這種誤差應該顯出他計算的月亮移動模式至少有四分之一度的偏差。他計算出來的數值，誤差竟然不到六分之一度。碰巧而達到這精確度的機會是六萬四千分之一，如果考慮到《至大論》中其他不大可能藉觀測而得的精確數值，托雷米的操守就更值得懷疑了。 　　牛頓說唯一可能的結論是：托雷米以個人的假設為基礎，推算出能支持他的說法所需的數值，然後宣稱確實是從觀測中取得這樣的數值。他對所用觀測儀器及觀測方法作詳盡無遺的描述，也許是要使他的大騙局更加可信罷了。

　　牛頓的著作複雜難懂，內容仍有許多部分引起天文學家爭論。但是如果證明牛頓正確無誤，那麼托雷米的學術訛騙既有害於天文學，也毀了他自己。因為像托雷米這樣有優良設備的科學家，要取得真實數值並非難事，也許根據那些真實數值，足使他發現太陽系的真相：地球是繞太陽而轉的。十四個世紀之後，哥白尼才發現這真相，雖然哥白尼想盡辦法以求瞭解托雷米的虛假數值，必然遇上不少額外困難，但哥白尼所用的數學方法和觀測儀器，比托雷米當年所用的精密不了多少。因此，說來可惜，假如托雷米多花些時間觀測，少用些時間偽造觀測數值，他的名氣也許會比現在（或以往）更響！托雷米認為地球是一個靜止的正圓球體，其他大體依附在同心的完全透明殼上，循各自軌道環繞地球運行。這殼共有八層，最近地球的一層為月亮所附。此外按次序為水星、金星、太陽、火星、木星，土星。外圍行星如天王星、海王星、冥王星等很久以後才發現。第八層附帶所有其他星體。

　　可是主要的天體並非按這個優美模型規規矩矩地運行。有時它們在天空中似乎向後退，視其大小也有不同，顯示它們是向地球靠近然後又移開。托雷米和別的古代天文學家一樣，想出了一套周轉圓說解釋這不規則運動，就是說大圓殼上有較小旋轉球面。他相信太陽、月亮和各行星都附在這些較小透明球面上。 　　可是即使作這修改還是解釋不了觀測到的天體運行現象，托雷米只好再做進一步的精細修改，提出了偏心理論：說地球不是在所有主要的殼正中央，而是稍有偏離的。這個解釋就足以使古代天象觀察者滿意了。但後來經過更精密觀測，這個理論又必須進一步修改。最後此說變成一大堆運轉不靈、大小不同的偏心球和周轉圓，約共有八十個殼和球體。 　　此說流傳下來，久久沒有人提出不同的意見。直到以哥白尼（一四七三｜一五四三年）為首的近代天文學家建立行星繞太陽而轉的學說，才把托雷米的說法推翻。