01.亚里士多德世界观中的宇宙结构
宇宙的物理结构
在亚里士多德世界观中，地球被认为是宇宙中心。与人们通常所认为的不同，当时的人们信奉地心说并不仅仅是出于一些以自我为中心的原因。也就是说，地心说的基础并不是“人类是特别的，因此应该居于一切存在的中心”的观点，或者至少最初并不以这个观点为基础。
在亚里士多德世界观中，地球被认为是球形的，而不是平的。甚至在亚里士多德时代以前，我们的前人就很清楚，地球几乎肯定是球形的。
亚里士多德世界观中的观点如下：月亮当然是距离地球最近的天体。月亮和地球之间的区域，也就是月下区域，被认为与月亮以外的区域，也就是月上区域，有显著差异。
在宇宙边缘就是恒星所在的球面。通常的观点是所有恒星与地球之间的距离都相等，且都镶嵌在一个球面上。球面以自身轴线为中心转动，转动一圈大约24小时。球面转动的时候带动镶嵌其上的恒星一起转动，这就解释了人们关于恒星的观测结果，也就是恒星看起来每24小时沿圆形轨道围绕地球转动一圈。
关于宇宙的概念性观点
在所有更概念化的观点中，最重要的两个是目的论和本质论。也就是说，人们认为宇宙是有目的的，而且有本质存在。重点是目的论和本质论紧密交织在一起，交织程度之深，甚至可以令人把它们看作是同一枚硬币的正反两面。
机械论解释：这种不涉及目标、目的或功能的解释就是机械论解释。所以，总的来说，目的论解释是从目标、目的或功能角度提出的解释，而机械论解释则是不使用目标、目的和功能的解释。一个问题常常可以同时有目的论和机械论两种解释。
在亚里士多德世界观中，目的论解释被认为是合理的科学解释，这与现代科学形成鲜明对比，在现代科学中，机械论解释占主导地位。目的论解释被认为是合理的科学解释，其中原因简单明了：在亚里士多德世界观中，宇宙确实被认为是有目的的，也就是说，目的论并不仅仅是解释的一个特点，更是宇宙的一个特点。
所有的物体都是由通过某种方式组合起来的物质所组成，因此，组成某个物体的物质和这种物质的组合方式决定了这个物体将具有某种天然能力和天然趋势，我们可以把这些天然能力和天然趋势统称为本质属性。
一个物体的本质属性就是一个目的论的属性。在亚里士多德世界观中，自然科学家的工作在很大程度上是理解不同种类的物体都有什么目的和本质属性。所有自然物体都有本质属性；本质属性是目的论的属性；本质属性决定了物体会有它们所展现出来的行为模式。简言之，宇宙被认为是一个目的论的、本质论的宇宙。
02.托勒密《至大论》序言：地球是球形的、静止的，并且位于宇宙中心
地球为球形
现在，同样地，把地球作为一个整体来看，它明显是球形的，我们应该倾向于这么认为。【1】……很可能看到的情况是，对地球上不同观察者来说，太阳、月亮和其他星体升起和落下的时间并不相同，而且对住在东方的人来说总会早一些，对住在西方的人来说总会晚一些。【2】我们发现对发生在同一时刻的食现象，特别是月食现象，不同观察者记录的时间并不相同……【3】人们发现这个时间上的差异与不同地点间的距离成比例，因此可以合理地认为地球表面是球形的，其结果就是保持一致的曲率可以保证地球表面每个部分都按比例地跟随地球运动。但是，如果这个曲率发生变化，上述一切就不会发生，这在下面的思考中可见一斑。【4】因为，如果它【地球】……是平的，对所有人来说，星星将在同一时间升起和落下……但这似乎并没有发生。【5】可进一步明确的是，地球也不是圆柱体……【因为】我们越靠近北极，南方天空的星星就越少，而北方天空的星星则开始出现。所以，在这里，地球表面不同物体的曲率在物体的倾斜方向上都是相同的，这明确表明了地球每个面都是球形的。【6】再举个例子，当我们向高山或任何地势高的地方航行时，不管是在什么时候，从什么方向出发，以什么角度前进，我们所能看到的目的地都会一点一点地增加，好像它们是从海里升起来的，而在此之前，由于水面的曲率，它们看起来像是淹没在水中。（穆尼茨，1957,108～109页）
地球是静止的
早在古希腊时期，人们就思考了地球围绕太阳运动或以自身轴线为中心旋转的可能性。比如，亚里士多德和托勒密就明确思考了这个可能性。
托勒密的结论是，“地球在运动”的观点，不管这种运动是绕自身轴线旋转，还是围绕太阳运转，都与一些实实在在的证据相矛盾，因此“地球是静止的”是有更多证据支撑的观点。托勒密给出了很多论据，我称之为常识论据，另外还有两个多少有些困难但又非常有力的论据，我分别称之为基于运动物体的论据和基于恒星视差的论据。
常识论据
简言之，如果地球在运动，那么我们应该能预计看到某些显而易见的效果，由于我们并没有观察到这些效果，我们就有合理的理由认为地球并没有在运动。
基于恒星视差的论据
当托勒密指出恒星角距离看起来保持不变时，他所指的就是我们所说的恒星视差。视差是由于观察者的运动（而非物体本身的运动）造成的物体位置的明显偏移。举个例子，假设你在视线正前方一臂距离处竖直握着一支钢笔。保持这支钢笔静止，把你的头从左向右移动，注意钢笔和背景中其他物体的位置发生的偏移。
当托勒密谈到恒星角距离在地球上任何位置都保持不变时，他所指的就是我们无法观察到恒星视差的事实。恒星视差就是由于我们的运动而造成的恒星位置的明显偏移。托勒密基于恒星视差的论据对“地球没有在运动”的观点来说，是一个强有力的、逻辑正确的又有经验为基础的论据。
如果地球在运动，如果恒星不是在一个遥远到几乎无法想象的地方，那么我们应该看到恒星视差；然而我们没有看到这样的视差，那么要么地球没有在运动，要么恒星在一个遥远到几乎无法想象的地方。
恒星视差最终被观察到了，那是在1838年，对恒星视差的第一次准确测量出现了，此时距离托勒密撰写《至大论》已经过去了将近1700年。事实上，对恒星视差的观察结果，目前已成为支持“地球围绕太阳运转”的观点最有力的经验证据。
03.天文学数据：经验事实
我们也注意到同样存在哲学性/概念性事实，也就是通常人们坚信不疑的观点，而且经常看起来是经验事实，但实际上更多的是基于某个人的世界观，而不是直接明了的观察结果。
在接下来的两章中，我的主要目标就是解释一些事实，这些事实都与托勒密、哥白尼、第谷和开普勒等人的天文学理论相关，其中既包括经验事实，也包括哲学性/概念性事实
托勒密、哥白尼、第谷和开普勒等人的理论都是天文学理论，所以这些理论必须解释和预言的相关事实，基本都与天文学事件相关。当我说“天文学事件”时，我指的是涉及天体的事件，比如涉及月球、太阳、恒星和行星的事件。这些事件在很大程度上都与人们所观察到的这些天体的运动有关。当我们谈到火星的运动时，我们谈到的其实是人们直接观察到的关于这个亮点如何在夜空中运动的直接明确的经验事实。
第一，我们现在的讨论只是为后面讨论托勒密、哥白尼、第谷和开普勒等人的天文学理论提供背景知识，而这些天文学家中没有一个能接触到我们所能接触的科学技术。第二，我们在讨论的是经验事实，就大多数明确的经验事实而言，它们都是由直接明了的、由观察得来的数据所组成的。
简言之，如果你不是已经知道了如何分辨恒星和行星，那么在任意一个给定的夜晚你都无法看出两者之间的区别。然而，如果追溯到人类有记录的历史开始之前，我们的前人就发现了夜空中有5个亮点跟其他上千个亮点都有所不同。这个不同点主要是基于这5个亮点的运动模式，但并不是它们在某一个夜晚的运动，而是经过许多夜晚形成的运动模式。（顺带提一句，我们通常认为存在9颗行星，但是直到18世纪，随着望远镜技术的发展，人们所知的行星都还仅仅是那些肉眼观察可见的行星，也就是水星、金星、火星、木星和土星。）
行星这种非常有意思的“反方向”偏移被称为“逆行运动”。所有的行星都有逆行运动，尽管逆行的间隔并不完全相同。和土星大约一年有一次逆行，火星大约每两年逆行一次，金星大约每一年半一次，而水星则是大约一年三次。
04.天文学数据：哲学性/概念性事实
正圆事实和匀速运动事实表述起来并不困难。正圆事实是：天体，比如月球、太阳、恒星和行星，沿正圆轨道运动（而不是沿其他形状的轨道运动，比如椭圆形）。匀速运动事实是：这些天体的运动是匀速的，也就是说它们既不加速也不减速，总是保持一个速度运动。
天体运动的一个科学问题
惯性定律：任何物体在不受任何外力作用的情况下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态。
这个定律直到17世纪才被发现，而且是很多人花了大量时间付出巨大努力，才使这个定律得以被清晰准确地表述。伽利略已经非常接近正确的惯性定律了，然后笛卡尔成为将这个定律清晰表述的第一人。后来，牛顿在笛卡尔表述的基础上，将其纳入他本人的科学体系，形成了牛顿第一运动定律。
17世纪前运动定律：正在运动的物体都会停下来，除非有外界因素使其保持运动。“物体有一种向其在宇宙中的天然位置运动的天然趋势”。
“正在运动的物体最终会停下来，除非有外界因素使其保持运动”的观点不仅得到了日常生活经验的有力支持，而且可以与亚里士多德观点拼图中的其他观点很好地拼合在一起。
总的来说，如果运动来源本身是运动的，那么这个运动一定也有一个来源。因此，要充分理解一个运动，就需要理解这个运动的来源是如何运动起来的。
基于以上讨论，我们无法用任何本身就在运动的运动来源来解释天体的运动。那么，使天体保持运动的原因一定是本身不运动的运动来源。
对天体来说，要模仿神明的完美，最好的方法就是进行完美的运动，而最完美的一种运动就是沿正圆轨道，保持统一不变的速度进行的运动。
总结一下，“神明”为月球、太阳、恒星和行星提供了运动的来源。神明并不是通过自身运动而成为运动来源，而是因为天体对它们有所渴望。具体来说，天体沿正圆轨道，以统一不变的速度运动，是出于对完美神明进行模仿的渴望。基于当时的时代背景，尤其是对本身不运动的运动来源存在需求，这个对完美神明进行模仿的渴望似乎是对天体永恒不变的运动的最佳解释。
三点注意
第一点，我们在前面所使用的“渴望”的概念，对现代人来说是个难以捉摸的概念。“渴望”是一种无意识的渴望，或者更好的说法是，一种自然的、内在的、目标导向的趋势。
第二点，在月下区（也就是月球以下的区域，包括地球）有四种基本元素（土、水、气和火），而第五种元素，以太，则只存在于月上区（也就是在天空中，月球以外的区域）。正是元素以太具有模仿完美神明的无意识的渴望，或者说天然趋势。也就是说，以太的基本性质就是沿正圆轨道，以统一不变的速度进行运动。
第三点，亚里士多德自己关于神明的观念不应该被解读为任何宗教概念。
这可以用来解释运动的地球吗
如果解释持续运动的天体时，是说天体的内在本质就是持续沿正圆轨道运动，那为什么类似的情况不能适用于地球呢？为什么我们的前人不能说土元素的基本性质是沿圆形轨道进行运动，比如沿围绕太阳的圆形轨道进行运动，然后以此来解释“地球在运动”？
因此，这个问题的答案就不是沿圆形轨道运动的土元素存在固有矛盾的问题。事实上，要回答这个问题，应该做的是考虑一下沿圆形轨道运动的土元素是否可以与整体的观点拼图拼合在一起。这个关于土元素运动的观点被证明无法与整体的观点拼图拼合在一起，这也就是为什么认为土元素具有一种沿圆形轨道进行运动的内在性质并不是一个可行的选择。同样地，我们也就无法解释是什么使我们停留在地球表面。
除此之外，“土元素有一种持续沿圆形轨道进行运动的天然趋势”的观点与人们仅通过观察所得的“土元素是最重的元素”的结果相矛盾。
更概括地说，不管出于什么原因接受了地球在运动的观点，都需要构建一个全新的观点拼图，也就是一个全新的世界观。最终，会有这样一个世界观被构建起来，但那是在新发现出现以后，而这些新发现大都出现在17世纪。正如我们在前面多次讨论的，构建一个新的世界观，需要很多人发挥聪明才智、花费很长时间、付出很多努力才能实现。
05.托勒密体系
背景知识
托勒密体系很明确地尊重了正圆事实，因为托勒密所使用的方法全都是以“天体运动只沿正圆形轨道进行”为基础的。《至大论》这个名字出自这部著作的阿拉伯语翻译人员之手，其词根的意思是“最伟大的”。尽管在我们看来这个理论可能有些陈旧，但托勒密体系其实是一个非常令人赞叹的成就。换句话说，在托勒密之前，要对天文学事件进行预言，并没有任何合适的理论或方法，最多只有些大致框架。而托勒密体系则是一个经过雕琢的理论，可以准确地进行预言和解释，令人印象深刻。
严格来说托勒密的研究并不是关于宇宙体系的，而是对宇宙中各组成部分独立研究的集合。然而，我会继续使用“体系”这个词来描述托勒密的理论，因为所有这些独立的研究汇总到一起，就形成了一种可以用来对宇宙中所有组成部分进行预言的方法。
托勒密火星研究的简要介绍
托勒密体系对火星的研究结果
在托勒密的研究里，火星沿一个点运转，也就是图中的点A。火星运动轨迹形成的圆形，也就是以点A为圆心的一个小圆圈，被称为周转圆。
周转圆的圆心，也就是点A，沿一个半径更大、以点B为中心的圆圈运转。像这样半径更大的一个圆圈被称为均轮或偏心圆，具体是哪一个，取决于点B的位置是在系统中心（在这里，也就是地球中心），还是与系统的中心相比有所偏移。
均轮和偏心圆的相同之处在于它们都是由周转圆运转轨道形成的半径更大的圆圈。可以认为偏心圆是圆心发生偏移的均轮。
这些研究内容背后的基本原理
由于有高度的灵活性，周转圆-均轮系统非常有用。事实上，如果你坚定地支持地心说体系，且笃信天体沿圆形轨道做匀速运动，那么你就会发现周转圆是解释逆行运动的最好方法。托勒密体系显然尊重了正圆事实，也就是说，所有运动都是沿正圆轨道进行的。我们实际上只探讨了托勒密对火星的研究，但是，在托勒密的全部构建中，所有次要和主要周转圆、均轮和偏心圆都是正圆形。因此，显然，正圆事实无疑得到了尊重。
06.哥白尼体系
在16世纪，尼古拉·哥白尼（1473—1543）发展出了另一个关于宇宙的理论。哥白尼在16世纪初期发展出了他自己的理论体系，并在去世那一年出版了这个理论。
背景信息
哥白尼体系是一个日心说体系。哥白尼体系跟托勒密体系在很多方面都是相似的，但是其中地球和太阳的位置发生了对调。总的来说，在哥白尼生活的时代，可以在研究中使用的经验数据仍然以肉眼观察为基础，而这些数据与托勒密在研究中使用的数据是非常相似的。
除此之外，哥白尼所坚定相信的哲学性/概念性事实也与托勒密所相信的相同。也就是说，哥白尼（以及几乎所有与他同时代的人）坚定地认为一个可以让人接受的宇宙模型必须尊重正圆事实和匀速运动事实。
哥白尼体系概述
同样地，与托勒密体系非常相似，哥白尼体系也是一个圆圈围绕圆圈运动的复杂体系，其中使用了周转圆、均轮和偏心圆。然而，请注意，图中没有等距点，事实上，哥白尼体系并不使用等距点。同时，尽管哥白尼体系运用了周转圆，但只是为了利用周转圆所能提供的灵活性，而不是像托勒密体系那样用周转圆来解释逆行运动。
为什么哥白尼需要如此复杂的一套设置？”简单地说，答案会是如果没有这样一个复杂的设置，就不能给出合适的预言和解释。换句话说，跟托勒密体系的情况一样，通过使用这样复杂的设置，哥白尼发展出了一个能够很好地给出预言和解释的体系（尽管并没有比托勒密体系更好，但至少是一样好）。如果没有这样的设置，哥白尼就不能够得出与已知数据相符合的模型。简言之，就像托勒密体系一样，哥白尼体系也非常复杂，但是归根结底，这个系统是行得通的，也就是说，它对相关数据的解释和预言可以说是非常准确的。
托勒密体系与哥白尼体系的对比
1.尊重事实
在解释经验数据的准确性方面，托勒密体系和哥白尼体系实际上是一样的。至于正圆轨道和匀速运动这两个哲学性/概念性事实，哥白尼体系稍好一些。值得注意的是，哥白尼本人认为，不再使用等距点是其体系更胜一筹的重要原因之一。简言之，在预言和解释经验事实方面，哥白尼体系和托勒密体系几乎没有区别。而在哲学性/概念性事实方面，哥白尼体系更直接明确地尊重了匀速运动事实。
2.复杂性
在复杂性方面，两个体系几乎没有什么不同。
逆行运动和其他更“自然”的解释
哥白尼体系对逆行运动的解释
对火星、木星和土星的逆行运动与这些行星达到自身最大亮度的时间点之间的相互关联，哥白尼体系给出了相当自然的一个解释。简言之，对于行星的逆行运动，对于火星、木星和土星逆行运动与这些行星最大亮度之间的相互关联，以及对于金星和水星总是出现在距离太阳不远处的事实，哥白尼体系都给出了更自然的解释，而这些就是哥白尼体系的优势所在。
从现实主义者的角度出发，哪个体系的宇宙模型更为可行
工具主义是看待理论的一种态度，秉持这种态度的人最关心的是理论对相关数据的预言和解释能力有多强。而秉持现实主义态度的人所关心的不仅是理论的预言和解释能力，还有理论是否可以模拟或描绘出事物真实的样子。
总结一下，在预言、解释和复杂性方面，托勒密体系和哥白尼体系是相当的。由于没有使用等距点，哥白尼体系可以说是更直接明确地尊重了匀速运动事实，而且对逆行运动、多颗行星不同亮度与它们逆行运动时间点之间的相互关联，以及金星、水星总是出现在距离太阳不远处的事实，做出了更直接明确的解释。然而，与当时已有的证据相比，也就是与跟托勒密体系更为一致的、支持了“地球是静止的”观点的优势证据相比，这些似乎都是相对较小的优势。
是什么因素促动了哥白尼
在这一小节中，我并没试图找到这个问题的完整答案。然而，我确实希望表明哲学性/概念性命题是如何推动科学家的研究工作的。目前，有那么一段时间，很多学者都认为哥白尼向新柏拉图主义的倾斜，以及他对正圆事实和匀速运动事实等哲学性/概念性观点的坚持都是促动他发展其日心说体系的关键因素。接下来我们将对这些观点进行一下概括了解。
新柏拉图主义
柏拉图生活在公元前400年，粗略地说，他认为有很多各种各样客观存在，但又没有实体的永恒“形式”。
根据柏拉图的观点，这些永恒形式不仅涉及数学真理，还涉及“更高”的形式，比如真理和美的形式（这些形式“更高”不仅在于它们更难以掌握，还因为它们具有更强的重要性）。所有形式中的最高层次是至善的形式。柏拉图几乎没有直接对至善的形式进行过讨论。但是，他确实明确指出这个形式是最高、最重要的形式。柏拉图并没有试图直接描述至善的形式，而是用暗喻来探讨。具体来说，柏拉图总是用太阳来暗喻至善。
柏拉图去世几百年后，一个名为“新柏拉图主义”的运动把柏拉图哲学与基督教精神相融合。我会忽略新柏拉图主义的大部分细节，只想强调，对新柏拉图主义者来说，柏拉图的至善形式与基督教的“上帝”画上了等号。而太阳，也就是柏拉图对至善的暗喻，也就变成了“上帝”的代表。
对新柏拉图主义与哥白尼发展日心说观点之间的联系，通常的解释都是非常直接明确的：如果哥白尼是新柏拉图主义者，而且认为太阳是“上帝”在宇宙中的实体代表，那么“上帝”的实体代表最合适的位置将是宇宙的中心。在这个解释中，为什么哥白尼会秉持一个以太阳为中心的宇宙观，其实主要原因就在于其深受新柏拉图主义影响的哲学性观点。
哥白尼对匀速圆形轨道运动的坚持
在科学史上，哲学性/概念性事实通常都是促使科学家发展新理论的部分因素。因此，从这个意义上来说，哥白尼完全算不上是一位特殊的科学家。
对哥白尼理论的评价
而哥白尼更被许多人称为“托勒密第二”。
07.第谷体系
这个体系从某种程度上说是部分托勒密体系和部分哥白尼体系的混合体。由于第谷体系实际上是对人们已熟知的内容进行重新编排，而不是引入新的内容。第谷·布拉赫（1546—1601）是16世纪下半叶备受尊敬的一位天文学家。
根据第谷体系，地球是宇宙的中心，恒星球面同样被定义为宇宙边界。月球和太阳围绕地球运转，但行星围绕太阳转动。也就是说，尽管地球是静止的，而且是宇宙中心，月球和太阳都围绕地球运转，但是行星运动的中心是太阳。
从描述或者示意图来看可能并不明显，但是实际上，从数学角度来看，第谷体系是等同于哥白尼体系的。也就是说，用数学的方法把哥白尼体系转化成第谷体系是完全有可能的（反之亦然）。
第谷体系
当同时面对地心说和日心说的一些让人难以抗拒的特点时，第谷体系提供了一个可行的妥协方案，从而同时保留了两者的这些特点。
08.开普勒体系
约翰内斯·开普勒（1571—1630）最终提出了一个体系，不仅在预言和解释方面完全准确，而且比其他任何可选体系都要简单得多。第谷是至此为止在那个时代里最谨慎、准确和勤奋的观察者，就这一点而言，他很有可能是人类历史上仅靠肉眼进行观察的人中最为优秀的一位了。
第谷去世后，开普勒获得了第谷积累的部分关键数据，而且从很大程度上说，正是因为获得了第谷的数据，开普勒才有可能发展出自己的体系。
开普勒对日心说观点的偏爱，部分源于他的学生时代，那时他的老师是哥白尼体系的一个热情支持者。这段经历使开普勒很早就开始用日心说观点来看待这个宇宙，因此，当他开始研究新方法的时候，这个方法就是基于日心说的。
对行星轨道的这种描述，也就是“行星围绕太阳沿椭圆形轨道运转，太阳占据椭圆轨道两个焦点之一的位置”，通常被称为开普勒行星运动第一定律。根据开普勒体系，如果以行星为起点画一条直线把太阳连接起来，这条直线在相等的时间内扫过的面积相同。这个对行星运动速度的描述就被称为开普勒行星运动第二定律。
运用了椭圆轨道和非匀速运动的开普勒体系可以完美地预言和解释经验事实。除此之外，这个体系也远比托勒密体系或哥白尼体系简单。在简单性这一点上，请注意，开普勒体系没有使用周转圆、均轮、偏心圆、等距点或其他类似概念。相比之下，在开普勒体系中，每个行星只有一个椭圆形轨道，仅此而已。
在开普勒有生之年始终促使他进行研究的一个因素，也就h是开普勒渴望读懂“上帝”所思。究其一生，开普勒都坚信“上帝”对构建宇宙可以说有一个确定的计划、蓝图。开普勒被强烈地吸引，渴望发现这个蓝图来读懂上帝所思，并了解上帝在创造宇宙时就准备好的计划。
托马斯·库恩对此有所评论，我也相当喜欢，他说，开普勒用正多面体所进行的构建“并不只是年轻的奢侈品，或者如果这确实是年轻的奢侈品，那么开普勒就从来没有长大”，在17世纪中期，关于匀速、沿正圆轨道运动的哲学性/概念性“事实”不再被当作事实了。
09.伽利略和通过望远镜得到的证据
伽利略（1564—1642）随着望远镜的出现，伽利略的研究工作首次提供了与地心说和日心说之争相关的新经验数据。
背景知识
教会偏爱地心说观点的一个原因（但并不是唯一的原因）与天主教教义中的许多段落有关，这些段落都暗示地球是静止的、太阳围绕地球运转。因此，伽利略与教会之间的争论必然会涉及对教义的解读。
对由望远镜得来的证据性质的说明
值得注意的是，即使有了望远镜，也没有办法直接确定地心说和日心说观点哪个是正确的。
就算是在与400年前相比取得了巨大科技进步的今天，我们仍然没有技术可以直接证明到底是地球围绕太阳运转还是太阳围绕地球运转。我们对于地球围绕太阳运转最为直接的证据是最终于20世纪90年代首次被观测并记录在案的恒星视差。然而，恒星视差这样的证据并不是我们在第3章中所讨论的那种由直接观察所得到的证据。
我们通过技术得到的证据很少会像我们通常所认为的那样直接。这是很重要的一点，当我们思考伽利略通过望远镜得到的证据时，需要把这一点记在脑中。
月球上的山峰
伽利略同样是第一批用望远镜观察太阳黑子的人之一。为了谋求一个好的职业发展，伽利略把木星的卫星命名为“美第奇之星”，用来向美第奇家族（意大利最强大的家族之一）致意。当时，伽利略希望能进入美第奇家族宫廷，很快他就获得了成功，随后不久就被任命为美第奇家族宫廷的首席数学家和哲学家（“哲学家”在这里的意思更像是我们现在所说的科学家）。
作为推论，值得一提的是，地心说观点的支持者驳斥日心说观点的一个论据就是“地球卫星的运动模式非常奇怪”。也就是说，如果有物体围绕地球运动，然后地球又围绕太阳运动，那么多少都有些不够优雅。然而，伽利略发现的木星卫星却使这个论据被丢到了一边，因为即使是地心说观点的支持者也必须接受至少有一个天体，也就是木星，在本身运动的同时，还有其他物体围绕自己运动。
但伽利略仍然被传唤，参加了贝拉明枢机主教（在“太阳是静止的，并且位于宇宙中心”的观点被裁决为异教观点的过程中，贝拉明主教是其中一个主要教会领袖）主持的一个会议。在这个会议中，伽利略被明确告知，同时也收到了书面通知，要求他自己不能认为日心说观点是现实，也不能教授这一点。不过实际上，尽管1616年的裁决对伽利略来说是个坏消息，但并不是最糟糕的情况。
《给福斯卡里尼的书信》
伽利略和贝拉明在某些命题上意见一致。他们两人都接受通过望远镜取得的数据，都承认宗教教义的权威性。两人也都认为宗教教义提出的是太阳围绕地球运转，都同意通过望远镜取得的数据表明的是地球围绕太阳运转。
贝拉明的观点是，宗教教义的方方面面都无可争议是正确的。贝拉明认为我们可以误解宗教教义，但在这种情况下，错误的是我们的理解，而不是教义本身。
10.亚里士多德世界观所面临问题的总结
亚里士多德世界观中，重量大的物体有一种向宇宙中心运动的天然趋势，我们正是因此而留在地球上，这同时也是重量大的物体向下落的原因。但是，如果地球不是宇宙中心，那么亚里士多德世界观拼图中的这块拼板就不能保留了。
月上区域在很长一段时间内都被认为是个完美地方，此时人们已经认定这种完美是与基督教中的“上帝”相关联的。“天堂”本身就被认为存在于这个完美区域里，事实上，天堂常常被认为存在于恒星球面之外的区域。恒星球面（与行星所在的各个球面相似）出于对完美的渴望而运转。
日心说观点需要一个巨大的宇宙，而这样的宇宙也给宗教观点带来了挑战。对于有关宇宙的新观点，包括“地球围绕太阳运转”的观点，需要有一种与之相适应的新科学。从根本上说，新科学必须能与运动的地球保持一致。这个新科学最核心的部分最终将由牛顿提出，我们将在后续两章中进行讨论。
我不想让你产生这样一种印象，也就是亚里士多德世界观拼图从亚里士多德时代到17世纪一直保持完好无损，然后，几乎是一夜之间，这个拼图就不能再为人们所接受了。事实上，从亚里士多德所生活的时代到17世纪的2000多年中，亚里士多德世界观拼图经历了很多变化。
然而，尽管有这么多变化，这个世界观仍然是亚里士多德世界观。根据这个世界观，地球在宇宙的中心，月球之外的区域是完美的天空，宇宙被认为有本质存在、有目的，且相对较小、较舒适。
确实，亚里士多德的科学体系行不通了，对新科学的需求确实存在，牛顿也确实为新科学提供了核心内容。然而，如果认为牛顿本人有意并直接尝试填补因亚里士多德科学体系瓦解而出现的真空地带，这就不是真的了，或者至少这个观点会产生误导。
通常，对诸如我们在此所研究的那些人物和事件来说，其背后总有很多复杂因素。正如在前言里提到过的，我认为通常的研究方法，比如本书所采用的方法，都是很有价值的，但我鼓励你牢记，在我们所研究的人物和事件背后都有很多微妙的因素。同时，我在前言里也提到过，当你读完这本书时，我希望你发现自己受到了启发，想要继续深入研究这些复杂微妙的因素。