哥白尼的伟大著作有很多中文译本，它们都共同冠以《天体运行论》这个名字。不过遗憾的是，这个名字其实不是特别准确。

《天体运行论》这部书是用拉丁文写作的，原书名为De revolutionibus orbium coelestium，其中的第三个单词orbium，原意是带动天体运动的假想天球，而不是天体。也就是说《天体运行论》的真名应该是《天球运行论》或者《论天球的旋转》。

“天体”和“天球”仅一字之差，差别有这么大？是的，这样的差别足以导致我们无法客观地理解哥白尼的天文学贡献。在古希腊亚里士多德所在的时代，天球是一个非常重要的天文学概念，例如展览之前提到过的水晶天球模型就使用了它。天球概念可以帮助人们理解太阳和月亮是如何悬浮在空中的，因为所有的天体都有一个水晶般的天球支撑，天体只能镶嵌在水晶天球上被动跟随天球来运转。

另外，这些天球一个套一个，有的大，有的小，直径不一，足以说明各天体与“宇宙中心”地球的距离不一样。每个天球旋转时，转轴的末端固定在另一个旋转的天球之上，天球们的旋转周期各自不同，转轴的指向也不一样。这样复杂的转动和方位组合，就能拼凑出多种多样的天体运行轨迹。

古希腊人的水晶天球概念和模型可以通过几何和数学演算，以此说明天体运行的规律和方式，并且很形象地解释了天体如何悬在空中，所以被后世沿用。后来的阿拉伯天文学家也继承了古希腊的这些理论。哥白尼在写作《天体运行论》的过程中，站在古希腊科学和阿拉伯智慧的基石上，沉醉于水晶天球的和谐之美，于是他沿用了水晶天球的设计，只不过将中心的地球替换成了太阳。

从有限的天球到广袤无垠的宇宙

我们今天知道，宇宙中并没有“天球”这样一个东西。在哥白尼的视角下，论证“天球”硕大无朋这样一件事，最主要的意义在于论证地心说的荒谬。哥白尼本人也还在以“恒星天球”的视角对现象做出解释。但是从科学史的视角看，哥白尼以这样的一段论证实际上从潜台词上将过去的一个结合宗教设定的有限宇宙扩展到了近乎无限的地步。在此基础上，布鲁诺直接提出了无限宇宙的哲学思想，他在《论无限、宇宙和诸世界》一书中指出宇宙中包含了无数个和我们一样的世界，每个世界里都存在太阳和行星。

沿着哥白尼的思想，惠更斯进行了更进一步的研究。他在1693年的一份手稿中论述道：由于恒星看上去太小，这证明了地球轨道的直径相对于恒星的距离可以忽略不计。惠更斯还做了著名的天狼星观测实验，他假定天狼星与太阳本身一样明亮，从而估算出地球到天狼星的距离约为地球到太阳距离的 27,664倍（约0.44光年）。尽管这个数值远小于现代测量值（约8.6光年）——因为天狼星的实际光度远高于太阳——但他开创的“光度学测量法”本身，就是一个具有里程碑意义的科学创举。而更为深远的意义在于，惠更斯为“恒星是遥远的太阳”的观点提供了观测实验的佐证。他的论证将漫天恒星从天球上的背景变为了“主角”，为现代恒星天文学的诞生乃至人类正确认识整个宇宙奠定了基础。

撰写人：张璠

审核专家：李亮  中国科学院自然科学史研究所