第1章
觸及天堂：古代對天國的看法

日神坐在諸神環繞之中，無所不見的眼睛看著青年法厄同。法厄同看著眼前新奇的景色心中害怕。日神便說：“你來做什么？法厄同，你到我宮中來求的是什么？”

——奧維德（Ovid）《變形記》（人民文學出版社楊周翰譯本）

很久以來我們人類一直都很想弄清宇宙的運作模式。從地球上看，從月亮到太陽再到繁星閃爍的天穹，我們依據這樣一層套著一層的星體運動設定了歷法，而歷法也已成為我們生活中必不可少的一部分。從古到今，我們一直在努力尋找這些天體運動之間的關系——一開始是靠大膽猜測，后來則通過科學。

要想好好認識這樣的相互作用，就需要測量這些天體的速度。涉及延遲的關聯跟瞬間關聯有本質區別。在過往的歲月中，隨著我們對宇宙的浩瀚無邊越來越了解，弄清都有哪些相互作用在以各自不同的速度起作用也變得越來越重要。畢竟，速度跟大小長短有關。假設比例保持不變，無論多么短暫的滯后都會在越來越長的時間間隔中變得影響越來越大。

要想通過建模來了解一個城市如何運作，工程師需要了解這座城市的交通和通信網絡。一座交通基本靠走的城市跟一座有多條高速縱橫其間的城市，必定會有完全不同的特征——尤其是在說到產品從一地到另一地的投遞速度能有多快的時候。禁用或限制使用手機的社區跟人人都隨時隨地揣著一部手機的地方比起來，運行速度肯定也不一樣。

如果想破譯宇宙中作用力和其他相互作用構成的網絡的機制，也同樣需要精確了解這些相互作用之間的作用速度。現在我們知道，真空中的光速是普通空間中物體之間因果作用速度的重要上限。所謂因果，我們的意思是遵循一定順序的一系列事件，其中所有結果（比如某物被拉動）都有其原因（用力拉的施力者）作為前導。

古希臘人非常了解光究竟有多重要。那個時代的很多哲學家純粹應用演繹推理，就賦予了光諸如愛和善意等等抽象品質，及溫暖、明亮等等物理性質。在弄清光如何傳遞的過程中，他們為了光速究竟是否有限爭論不休。但是，沒有現代設備和方法，他們無法解決這個問題。

實際上，因為光實在是太快了，就算是到了差不多兩千年之后的文藝復興時期，像伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）這樣的科學家在確定光速時成績也沒好到哪兒去。伽利略提出了一個辦法：讓兩位觀測者彼此相距數千米，相繼打開手提燈，觀測燈光出現的時間間隔是否跟距離有關。這個想法誠然不錯，但在實踐中不夠精確，無法區分瞬時信號和稍有延遲（多少多少分之一秒）的信號。好在我們還有阿爾伯特·邁克耳孫等19世紀的創新者，并繼之以科學和技術的進一步發展，現在我們對光速的了解已經非常精確。

光速不只是對天文學來說很重要。事實證明，對于作用力如何起作用的現代理論，光速也是極為關鍵的組成部分。要理解大自然中的作用力，就需要知道這些作用力如何在空間中傳遞。并不是所有作用力都需要接觸。實際上，四種基本作用力中就有兩種，即電磁力和萬有引力，可以在相當遠的距離上起作用。這兩種作用力是以某種方式瞬間從一點飛躍到另一點的，還是需要一些時間才能傳遞過去？事實證明，電磁相互作用涉及光子的交換。而萬有引力雖然是通過不同的機制實現，作用速度倒是剛好跟電磁力的相同。因此，對光速的認識也是研究自然界相互作用的基礎。

最后要說的是，確定光速有限，也帶來了一些跟信息交流和因果關系的本質有關的非常深刻的問題。一般來講，速度限制似乎不大像大自然該干的事兒。隨便哪個在空無一人的高速公路上趕路的司機都可以證明，如果交警罷工了，哪兒哪兒都看不見他們，那么超速的渴望肯定會壓倒小心駛得萬年船的心情。如果因果律受到光速限制，反正看起來確實是這么回事，那么要是能以某種方式繞過這個限速的話，會出現什么情況？反向的因果關系會成為可能嗎？量子物理學似乎允許包括相干態，及看起來似乎能以比以光速發生的事件因果鏈更快的速度起作用的超距關聯。量子糾纏及其他超距效應，如何才能跟光速限制調和起來？

總之，在人們發現了光速有限之后，就出現了很多科學研究方向，并一直持續到今天。這些彌足珍貴的果實并非單純靠形而上學的思考就能得到，而是需要通過發展出精益求精的科學技術才能加以培育和收獲。

敬奉太陽

照耀在我們遠古祖先身上的熾熱光芒，跟今天照耀著我們的光芒，都來自同一個光源。但是今天的我們已經知道，掛滿星體的蒼穹其實距離我們極為遙遠，那時候的人們則以為陽光幾乎是瞬息即至，跟今天的認識形成了鮮明對比。以古希臘人為例，他們就創造了關于太陽和天堂的細節翔實的神話，將天上的事情與人間的活動密切聯系起來。

在希臘，有些地方的人們將太陽當作赫利俄斯神來敬奉，也就是提坦忒伊亞（光輝女神）和許珀里翁（天國光輝之神）的孩子。在赫西俄德（Hesiod）的《神譜》中，赫利俄斯還有兩個姐妹，分別是月亮女神塞勒涅和黎明女神厄俄斯。就跟兄弟姐妹們會共享一個玩耍的地方一樣，這三位神祇也輪流統治著天空。

在《荷馬詩頌》中我們可以讀到更多崇拜赫利俄斯的內容。這是由佚名詩人寫成的33首贊美詩的合集，跟《荷馬史詩》風格類似，可能是從公元前7世紀開始創作的。其中有一首頌揚的就是太陽神，說他是一位尊貴的駕車人，戴著金光閃閃的頭盔，駕駛著一輛駟馬車（由四匹馬拉著的戰車）飛過天空：

[赫利俄斯]站在自己的戰車上，照耀著人類和不朽的神祇。在金色的頭盔中，他凝眸遠眺，目光如炬。燦爛光華自他身上傾瀉而出，明亮的頭發從鬢角垂下，優雅地貼住了他那遠遠就能看見的臉龐。華麗帛服流光溢彩，獵獵生風；牡馬前驅，載他前行。在抵達天空的最高處之后，他勒住馬匹，讓金軛戰車停下，在那里休憩。隨后在萬眾矚目中，他又駕起戰車，從天空駛向大海。

將太陽擬人化，極大限制了古人研究太陽性質的能力。如果設想赫利俄斯能夠行使意志，有根據自己的意愿和興致跟凡俗交流的能力，就沒有人能將赫利俄斯所代表的天體當成真實、穩定的能量來源來研究。說到底，人類并不能完全理解神的力量。因此，以科學方法認識太陽，包括研究其光線穿過太空的過程，始于希臘人將太陽推下神壇。

要到公元前5世紀，在西西里島海岸上的文化中心阿克拉加斯（即現在的阿格里真托），認識太陽及其光輝的過程才取得明顯進展。在那里，盡管赫利俄斯駕駛駟馬車的形象仍然廣為人知——比如說出現在金幣上——歷史學家還是推測，對太陽的崇拜已經不再流行。在阿克拉加斯，有一些著名的神殿供奉著宙斯、赫拉克勒斯等眾神，但并沒有專門供奉赫利俄斯的神殿。

在希臘的有些地方，赫利俄斯的角色包含在阿波羅中，這是位受到廣泛敬奉、復雜得多的神。阿波羅是和諧、文化和預言的源泉，遠遠不只是一位光明使者。奇怪的是，阿克拉加斯跟其他更加中心的希臘城市（比如德爾斐）不同，顯然也沒有專門供奉阿波羅的神殿。

恩培多克勒就是這座城市里土生土長的一位學者。對他來說，太陽帶來的是哲學思考，而不是敬畏。他想了解現實世界的要素。熊熊燃燒、生生不息的太陽，看起來是這個謎團的重要部分。

神殿之谷的黎明

阿克拉加斯的黎明，每天都會給這里帶來發白的立柱、滾燙的路面和刺眼的光芒。盡管離奧林匹斯山很遠，這里仍然是古希臘領土，太陽的圓盤也每天都會駕臨此地，宣示自己的存在。金碧輝煌的神殿和巨大的多立克柱一起反映了一個古老的真理。雖然神殿和立柱據稱是要體現出神祇的能量和智慧，但沒有人能想到，這些建筑實際上是在散射光子。這些光子從一個溫度高到超乎想象的核高壓鍋里產生，然后穿過上億千米的悠悠太空，才抵達神殿這樣的地球上的建筑。現實往往比神話更離奇。

“神殿之谷”位于阿克拉加斯中心，實際上坐落在一座高原上，同時也位于山脈和丘陵之間。這樣的選址，是為了保護這里免遭入侵。古希臘大部分城市中，所有神殿的朝向都專門跟儀式上很重要的時日（比如春分）太陽升起的方位對齊，這樣就能讓神殿的立面在宗教儀式中沐浴在最明亮的光輝中。但是，阿克拉加斯的情形要復雜很多。這里的街道是很規整的網格布局，跟高原的地形一致，而這座城市也是實用性的體現。人們并沒有讓所有神殿都按照宗教儀式日程取其朝向，而是至少有一部分，似乎是出于實用性考慮設計得與城市的網格對齊，而非與太陽劃過的弧線對齊。這種對齊方式進一步表明太陽受到的敬奉有所下降，對太陽特性的世俗角度的分析也因此有了更大空間，其中就包括恩培多克勒影響深遠的推想。

恩培多克勒于公元前492年前后出生于阿克拉加斯，那時這座城市建成還不到一個世紀。他家境極為優渥，跟那個年代的很多希臘貴族青年一樣，過著衣來伸手飯來張口的生活。他盛裝華服，穿著紫色長袍和青銅涼鞋，頭上還戴著月桂花環。這樣的雍容華貴讓他頗有王者風范，也有著自命不凡的神圣味道。他不想被看成凡夫俗子，便假裝自己是神秘主義者、信仰療法術士。但有一點非常出人意料：他并不鄙視那些不幸的人，甚至反其道而行之。在政治上，他強烈支持平等和民主（當時的社會是一個歧視婦女的等級社會）。在這個社會中，他致力于通過法規確保自由民的平等。一個人怎么能一邊宣稱相信平等，一邊又表現得自己高人一等呢？用沃爾特·惠特曼（Walt Whitman）的話來說就是，他的自相矛盾反映出他的“兼容并包”。

年輕的恩培多克勒求知若渴，對詩歌和哲學來者不拒，對他那個時代最好的作品狼吞虎咽，其中就有巴門尼德（Parmenides）的哲學詩篇《論自然》（對他的思想和風格影響深遠），阿那克薩戈拉（Anaxagoras）對大自然的推測，及畢達哥拉斯學派的思想。他讀到的這一切，激勵著他寫下自己對自然界的沉思。

宇宙要素

就跟對前蘇格拉底時代的很多希臘哲學家一樣，我們對恩培多克勒的觀點的了解，也主要來自他的著作片段以及引用了他的著作的二手資料。他也有一部作品叫作《論自然》，直接針對的就是他的老師巴門尼德的一元論（只有物質的）世界觀，并在某些方面加以駁斥。這部作品也跟哲學家畢達哥拉斯的追隨者，也就是畢達哥拉斯學派的數字命理學觀點大異其趣。巴門尼德認為宇宙從根本上講是靜態的——僅由一種永恒的物質組成，而這種物質可以變化成各種形式，但從時間上來看始終還是同一樣東西。因此，變化完全是一種假象。但恩培多克勒跟他相反，認為宇宙是動態的，由多種相互作用的元素組成。

畢達哥拉斯學派主張，數字和幾何學是宇宙最基本的構件。從1到10的整數，及規則形狀（比如圓形和球體），是神圣自然秩序的關鍵組分，有特別重要的意義。他們認為1，也就是“壹”，代表著整體性，而2，體現了分裂。一般來講，奇數在他們看來跟男性氣概有關，會帶來和諧（畢達哥拉斯學派全是男的，因而有此偏見）；而偶數跟女性氣質有關，會帶來對立面的沖突。10雖然是偶數，但同時也是前四個自然數之和，因此代表著包容和總體。

畢達哥拉斯學派最神圣的符號當中有一個叫作“圣十”（Tetractys），是將前十個自然數表示為一個等邊三角形，十個點排成四行，第一行一個點，第二行兩個點，第三行三個點，第四行四個點。前四個數象征著大自然的不同組成部分，數字10代表著宇宙的完整性，而“圣十”這個符號就能神奇地將這兩者聯系在一起。

在畢達哥拉斯學派提出和諧音階的思想時，前四個數的比例開始登上舞臺。他們認為，音調的比例越是簡單，聽起來就越是美妙。他們的宇宙模型——天體軌道的同心球面圍繞著一個“中央火”（并非太陽，而是一個看不見的力量之源，叫作“守衛”，也就是宙斯的瞭望塔）轉動——就以這種讓人愉悅的音符組合為基礎，并稱之為“和諧球體”。

畢達哥拉斯學派說到的有八個天體：太陽、月亮、水星、金星、火星、木星、土星和繁星天穹。地球環繞中央火的軌道，是第九個球體。為了得到神圣的十這個數字，他們還加進來了第十個天體，叫作“反地球”，在中央火的另外一側運動，因此永遠都無法看見。

數學確實是大自然的語言。但是，畢達哥拉斯學派假定“萬物皆數”，認為一切事物都由簡單的整數和圖形組成，這樣還是把自己限制在了對宇宙要素的抽象、不切實際的描述中。他們用數學來否決而非描述宇宙，帶來了嚴重的局限。比如說，畢達哥拉斯學派憎惡無理數（比如圓周率π和2的平方根），因為這樣的反常數字并不符合他們的架構。科學需要欣然接受所有數字，但只是作為工具，而不是要素。

恩培多克勒沒有理睬畢達哥拉斯學派的數字命理學和音樂學，轉而主張更加言之鑿鑿的宇宙元素。他的宇宙演化學包含四種主要物質：土、風、火和水，他稱之為“根”，就像植物的根一樣。兩種對立的基本作用力，“愛”和“爭”，作用于這些元素，就給大自然帶來了動力。

按照恩培多克勒的說法，愛永遠都是吸引力。愛將相似的物質聚攏起來，最終還會將其與不相似的物質并在一起。但是，如果允許愛單獨作用，就會帶來絕對統一：土、風、火和水的了無生趣、一成不變的混合物。雖然完美的和諧聽起來有如田園牧歌，但這種狀態不允許改變，因此也就不會允許生命出現。

好在還有“爭”讓元素彼此分離，以此平衡愛的作用。在時光流轉中，“爭”會讓各種物質分離得越來越遠，直到變得像分層蛋糕上的條紋一樣分明。到最后，如果“爭”勝出，就會讓一切都分崩離析。在這種極端情況下，生命同樣不可能出現。然而每當“爭”達到上限的時候“愛”都會粉墨登場，相反相成的循環就會重新開始。在這兩種完全不同的力量引導下，四種元素以各種各樣的組合形式混合在一起，讓世界上的物質一遍遍往復輪回。

在解釋自己的系統時，恩培多克勒用了藝術家的調色板來打比方。就像藝術家會將原色混合起來形成次要色調，比如說用來裝飾一個彩繪花瓶一樣，大自然中愛的力量將各種元素合并在一起，從而創造出自己的杰作。按照古老的點彩派畫家的觀點，他將各種元素想象成并排放置的非常小的物質點，相互之間極為協調，從而顯得像是什么新事物，但實際上只是不同元素形成的花樣。

恩培多克勒的想象中包括了無盡循環的可能性，而且在每次循環的過程中都有很多變化的選項，因此他構建的宇宙學非常靈活。他用容易受到各種各樣的相互作用影響的成分來解釋大自然，以此推進了對大自然的研究。雖然他列出來的元素和作用力跟今天科學家所認為的基本成分相去甚遠，但是他這個分門別類的構想在他那個時代不啻于改天換地，影響極為深遠。仔細看的話，我們會覺得恩培多克勒對今天的認識已經有模糊的預感：構成物質的基本成分是夸克和輕子，相互之間受到萬有引力、電磁力、強核力和弱核力這四種基本相互作用的激發。

恩培多克勒不只是對解釋無生命物質的行為表現感興趣，他也對感官做了一些研究，探索了生物學的一些基本知識，還涉獵了這些科學的交叉領域。他以火（光）會吸引更多火的想法為基礎，提出了一種視覺理論。他認為，視覺是因為一個人眼睛里的火跟其他物體上面的火之間的親和力而產生的。

恩培多克勒的視覺理論人稱“光的發射理論”，他假定眼睛會發出光束，在跟其他物體接觸后就能照亮從而看見這些物體。他的理論跟畢達哥拉斯學派及其他希臘哲學家提出的“光的接收理論”大異其趣。后面這種理論認為，人的眼睛會接收所觀察的一切事物發出的光線。因為那個年代的實驗觀察并不夠，兩個陣營都無法證明自己關于視覺的看法是對的。盡管如此，發射理論和接收理論的支持者之間形而上學的爭論還是持續了很多年。

另一位出生于公元前460年的前蘇格拉底時代希臘哲學家德謨克利特（Democritus）提出了另外一種接收理論。他認為，世界上所有物體都在制造無數個自身的復制品，稱為“影像”（eidola），他們可以在空間中傳輸，并被身體（包括眼睛和大腦）接收。“影像”被眼睛接收后，就會形成視覺圖像。而如果被大腦直接接收，就會帶來能喚起回憶的夢境，讓人得到關于現實事件的預感。因此在他看來，眼之所見和心之所預言都只不過是我們察覺到的“影像”的不同表現形式。

德謨克利特是原子論的奠基人之一，他認為所有東西都是由形狀和大小各異的非常細小的成分構成的，很容易復制并發射出來。因此，來自世界各個部分的“影像”都環繞在我們身邊，等著我們發現。至于說為什么這些“影像”剛好按照事件發生的順序抵達我們身邊，而不是讓過去、現在和未來雜亂無章地堆在一起，德謨克利特并沒有解釋。

古時候的哲學家往往通過邏輯推理和簡潔原則來構建自己的論證。除了顯而易見的事實（比如說水能克火）之外，經驗結果非常缺乏。因此，恩培多克勒和跟他同時代的人都是出于直覺而非實驗。而我們也已經看到，直覺往往會讓我們誤入歧途。

有些記載表明，恩培多克勒在公元前433年也就是他60歲左右的時候去世，也許可以算是火在追求火的一個例子：一個熾烈的人迎來了酷熱的死亡。英國近代詩人、評論家馬修·阿諾德（Matthew Arnold）在其詩作《埃特納火山上的恩培多克勒》中將他的死亡戲劇化，寫成了這樣一個傳說：在恩培多克勒生命的最后一幕，他爬上了歐洲最高的火山，也就是位于西西里島的埃特納火山。爬上火山口的邊緣之后，他縱身躍入火海，仿佛是在表明他天神一樣的勇氣和對死后人生的渴望——也許是想證明自己的靈魂可以不朽。恩培多克勒是不是以為，能將他的生命精髓和地獄之火融為一體的決定性作用，最終會在重新出現的存在周期中涅槃重生？對這位偉大哲學家的死亡方式及原因，人們只能存疑。

阿諾德想象恩培多克勒發出了最后的吶喊：

這顆心再也不會閃閃發光！你也

不再是活著的人，恩培多克勒！

除了被一團火焰吞噬的思想——

一個赤裸裸的、永遠躁動不休的靈魂！

一切都會回到

形成自己的元素。

我們的身體歸于土，

血歸于水，

熱歸于火，

呼吸歸于氣。

它們生在天地間，也會被好好安葬！

無論恩培多克勒的肉身命運如何，他的學術遺產確實讓他得到了不朽。后世很多哲學家都會引用他的著作和思想，而他的這些跟畢達哥拉斯學派和其他原子學家的著作一起，對科學的形成產生了持久的影響。歷經兩千多年，我們才能確定大自然最根本的組分是什么，及這些組分之間如何通過基本作用力相互作用，而恩培多克勒所在的關鍵時期，就是這段歷程的開端。

古代世界最有影響的“萬有理論”是在柏拉圖的作品中展現出來的。柏拉圖是一位著名學者、教師，生活在公元前429年到前347年之間，還創辦了雅典學院。他熱衷于將早期哲學觀念融為一爐，將其成功熔煉為關于世界的原始構想，并在《蒂邁歐篇》等作品中描述出來。

柏拉圖遵循畢達哥拉斯學派的道路，接受追求完美、理想主義的宇宙觀。他提出，我們觀測到的宇宙有明顯缺陷，因此完全只是和諧的永恒領域的回響。他指出，與其嘗試通過直接分析來認識凡俗世界，還不如超乎其缺陷，試著探尋這個世界原始的藍圖，也就是他所謂的“形式”的領域。

“形式”是世界上所有真實、短暫的物品的理想、永恒的原型。假設有一臺盡善盡美的老爺鐘在那里永無止境地滴答作響，不受任何摩擦力和阻力，那么鐘擺就會一直優雅地來回擺動下去，永不停歇。假設你還有一塊從地攤上買來的便宜手表，幾乎每天都需要對表，那么相比之下，那座雄偉的老爺鐘肯定更能代表時間。但是還有更好的絕對完美的鐘表，是所有鐘表的原型，無論走多久，一秒都不會走錯。這就是“時間”的形式，最好的鐘表可以據此制作，而最差勁的手表相形之下簡直就無足掛齒了。同樣地，古樸的老爺鐘外表勻稱、優雅，可以跟“美麗”的形式匹配起來，而小孩子對鐘的機械部分欽佩莫名，也可以跟“智慧”的理念相對應。這個孩子自己，也將是“人”的質樸本質的反映——她的完美“靈魂”的回響。

總之，世界上所有的物體或特征，看得見摸得著的那些對象，都是從虛無縹緲中涌現出來的。個人的靈魂就來自神圣的完美，就像一棵身形高大、不事雕飾的櫻桃樹將絢麗的花朵散落在樹下的土地上。那些花朵零落成泥碾作塵，但任何能將她們跟底下的泥土區分開來的殘余的美麗，都在證明她們高貴的起源。

這種涌現缺乏現代意義上的如時鐘般精確的因果關聯，并沒有顯而易見、無法去除的因果鏈將形式的領域跟日常生活聯接起來。實際上，這種關聯就是雜亂無章的流動，在碰到粗糙的現實世界時會吸收各種雜質，就像山里一條纖塵不染的小溪蜿蜒著流過無人知曉的罅隙，繞過與世隔絕的小小村落，在拾取溪岸上的松林掉落下來的松針之后顏色漸深，最后注入渾濁的市政蓄水池。柏拉圖的構想允許出現更深奧難懂的聯接模式，比如非因果關聯，以數字命理學、對稱性和其他數學原則為基礎的關聯，及形形色色超自然的作用方式。因此在柏拉圖身后的好多個世紀里，柏拉圖的思想會得到大量神秘主義詮釋和裝神弄鬼的闡發，也就不足為奇了。

柏拉圖用了一個著名的思想實驗“洞穴寓言”來證明，現實生活也許只是形式領域的幻影。他假設有一群囚徒住在一個洞穴中離洞口不遠的位置，面對著洞穴的內壁，在內壁上它們可以看到從外面經過的人和物落在內壁上的影子——士兵和武器、商人和貨物，等等。如果這些囚徒從未自由過（或是不知怎么的忘記了外面的世界是什么樣子），他們就會誤以為這些影子就是現實世界。與此類似，我們的世俗經驗也只是虛幻的皮影戲，只是跟無所不在的真相有些許相似之處。

跟畢達哥拉斯一樣，柏拉圖對完美的幾何圖形情有獨鐘。他同樣提出，行星、太陽、月亮和恒星的軌道都必須是圓形，至少在理想領域中應該如此。我們能感覺到的星體行為的任何偏差，都必然是因為對完美現實的反映有不當之處，就像在污漬斑斑的鏡子中照出的人臉一樣。他的模型跟畢達哥拉斯模型的主要區別是他的構想以地球為中心：所有星體都是環繞地球而不是中央火運動。

在《蒂邁歐篇》中，柏拉圖提出了一種奇特的畢達哥拉斯式的觀點，將恩培多克勒的元素和正多面體（以正多邊形比如正三角形和正方形為面的三維圖形）關聯起來。柏拉圖推測，這些元素的行為表現各有不同，是因為各自的幾何構成都很獨特。數學家注意到，二維的正多邊形和三維的正多面體之間有重要區別，前者有無數個，而后者只有五個：正四面體（四個面的金字塔）、立方體、正八面體、正十二面體和正二十面體。也就是說，這五種是僅有的所有面都一模一樣且都等邊的多面體。畢達哥拉斯學派很可能發現了這一點，希臘數學家泰阿泰德（Theaetetus）和歐幾里德也都曾描述過。但是，因為是柏拉圖提醒人們特別注意這幾種正多面體，所以通常就稱之為“柏拉圖立體”。

大自然隱藏的光芒

柏拉圖去世后，他的雅典學院仍然矗立了好幾個世紀，甚至一直到羅馬帝國漸成氣候的時候都還在，而他的哲學思想更是遠遠超出了那個時代。從那個時代以來，在很多杰出思想家的著作中，都能看到柏拉圖主義的身影。柏拉圖專注于形式而非物理世界，跟畢達哥拉斯學派對數字命理學的信仰珠聯璧合，表明大自然有一套隱藏的準則，有超驗的完滿。因此，柏拉圖主義以其各式各樣的化身向智者提出挑戰，讓他們為發現這套準則殫精竭慮。

羅馬時代的學者、傳記作家普魯塔克（Plutarch）于公元45-47年左右出生于希臘中部。他系統研究了柏拉圖的著作，想要將這位古代哲學家的思想匯編為對宇宙的完整描述。他游歷甚廣，也將他對地中海文化的很多親身體驗都融入了自己的研究。在普魯塔克看來，有個中心問題是，物質世界如何跟形式領域聯系起來，將理想、精神世界的精髓傾注到原本混亂、無生命的物質中。他的集大成工作將畢達哥拉斯學派的很多元素，比如數字關聯都編排進了柏拉圖一系的哲學中，還加進去了古埃及的象征主義，比如提到伊西絲和歐西里斯神圣的兄妹兼夫婦之愛的創世神話。多產且頗具影響力的普魯塔克將讓未來的很多世代對古希臘關于現實本質的辯論有所了解，尤其是他的《希臘羅馬名人傳》將成為有史以來最有影響的傳記集。

普魯塔克的很多思考都既有我們所謂的科學猜想，也有神秘主義的成分。比如說，他關于月球的文章《論月面》就提出了大量關于月球表面看起來是什么樣子的想法，有的說是一個平坦、沒有任何特征的球體，有的說是像地球一樣的有山脈、有山谷等等地形特征的世界（伽利略將證明，后面這個看法是對的）。他介紹了恩培多克勒的觀點，即月球是“被火球包裹的像冰雹一樣凝結起來的氣”，還詳細介紹了阿里斯塔克斯對其相對大小和月地距離的計算。他認真思考了月光是不是反射的陽光，及為什么月食比日食更加頻繁等等問題。最后他異想天開，想象月球是亡靈暫時休息的地方，之后會轉世回到地球上或進入某種形式的天國。總之，普魯塔克講月球的文章體現了古代觀點和現代觀點的結合，既有腳踏實地的觀測，也有超自然的想象。

歷史學家往往把普魯塔克以及他那個時代深受柏拉圖影響的其他哲學家叫作“中期柏拉圖主義者”，從而使他們有別于更古老的柏拉圖主義者，比如雅典學院中緊隨柏拉圖身后的那些思想家，及進入公元紀年后最初幾個世紀里受柏拉圖哲學思想啟發的各式各樣的神秘主義流派，包括諾斯替主義、赫爾墨斯主義、摩尼教（明教）以及新柏拉圖主義，還有中世紀的神秘主義運動，比如蘇菲派和卡巴拉派。

簡單來講，諾斯替主義包括了基督教和非基督教的一些派系，指的是從公元紀年最早的幾個世紀開始的意在深入學習造物主的深奧知識的嘗試，超出了傳統宗教背景和實踐的范疇。他們遵循柏拉圖的形式概念，宣稱有一個普遍真理的純凈境界，超越了虛幻的凡塵俗世。雙重現實當中的每一重都由單獨的造物主創造：一個大一些的上帝是完美領域的統治者，還有一個小一些的神是物質世界的創造者，其造物就包括有很多缺陷的人類。按照諾斯替派的信念，古希伯來人錯誤地敬奉了更世俗的那位造物主，但他們本應越過這位神，將目光投向更完美的精神上帝。在基督教的諾斯替派中，耶穌是關于更高境界的智慧的展現者；其他諾斯替派則傾向于認可不同的真理信使。

諾斯替主義的著作中最著名的系列要數《拿戈瑪第經集》，是很可能寫于公元4世紀的莎草紙書，封存在陶罐中，于1945年12月經埃及的一群農民在賈巴爾——塔里夫懸崖底下挖掘肥沃的壤土時挖掘出土。這部經文展現了跟標準的教會教規截然不同的一套準則。這部經集的第一部分后來被叫作《榮格抄本》，因為在被比利時古董商買下并偷運出埃及后，于1952年被瑞士心理學家卡爾·榮格的研究所購得，隨后翻譯出版，最后又回到埃及，現在收藏于開羅的科普特博物館。

赫爾墨斯主義與諾斯替主義關系密切，以赫爾墨斯·特里斯墨吉斯忒斯（三重而偉大的赫爾墨斯）的角色為核心。他是一位傳說中的魔法知識的先知，據說融合了古希臘神祇赫爾墨斯和埃及神祇托特的很多品質，而這個派別代表了一種神秘的、非基督教的信仰體系。摩尼教的核心思想是虔誠的伊朗圣人摩尼提出的二元論（物質和精神）教義，這位圣人出生于一個猶太化基督教的諾斯替派家庭，但后來創立了自己的宗教。

新柏拉圖主義是跟普羅提諾（Plotinus）、波菲利（Porphyry）等活躍于雅典學院已經式微時的哲學家的著作有關的一種哲學流派，對于諾斯替派的觀點，即物質世界是腐朽的，精神領域才是純粹的，他們棄如敝履，轉而支持物質和精神兩者之間更復雜的關系。新柏拉圖主義描述了一個層級制的過程，其中有個統一的實體，叫作“壹”，可以產生一系列影響，將精神注入到物質世界中。在詳細描述如何從一生成萬物時，他們用來解釋復雜性的術語和機制都來自畢達哥拉斯學派的思想，即世界是由數字構成的。按照新柏拉圖主義者的說法，超驗涉及讓一個人找到穿過錯綜復雜的混亂世界的道路，與最初的“壹”重新關聯起來。這一信條可以追溯到古希臘神話，而并非源自猶太教或基督教的核心原則。尤其是波菲利，對基督教提出了尖銳的批評。他發現，與《圣經》有關的著作跟古希臘哲學中極為理性的論述并不一致，因此值得懷疑。

卡巴拉派和蘇菲派代表了無數代先驗思想家分別對猶太教和伊斯蘭教提出的非傳統、神秘主義的闡釋。他們跟柏拉圖和畢達哥拉斯的關系體現在對神圣經文解碼，以期找到字里行間的隱藏意義。

例如，卡巴拉派經常將上帝的圣名，也就是帶有四個希伯來文字母的“四字神名”，與畢達哥拉斯學派的神圣符號，也就是有四行點排成一個正三角形的“圣十”符號相提并論。跟數字四有關系的其他關聯還包括四個季節、四種古典元素等。在那些傾向于神秘主義的人看來，這些數字的對應有先驗意義。

仔細想想光在這些神秘主義的信仰體系中的角色也會很有意思。在這里，光并非只是一種有待測量的物理現象，而是代表了神圣的愛和圣潔，是超越肉身限制的一種方式。諾斯替主義將光和真正精神領域的神圣知識聯系在一起。摩尼教也將黑暗與物質世界關聯起來，并認為光代表著神圣真理的領域。摩尼自己就被人叫作“光的信使”。卡巴拉派信徒也是一樣，把光跟神圣力量聯系在一起。卡巴拉派的重要著作中，比如《光明篇》（Zohar，在希伯來語中意為“光”或者“輝煌”），所描述的上帝會發出超乎想象的耀眼光芒。

18世紀的猶太神秘主義者以色列·本·以利撒（Israel ben Eliezer），也叫巴爾·謝姆·托夫（Baal Shem Tov），就曾論及《光明篇》及其與猶太教傳統圣經《妥拉》（Torah）之間的關系：

有了上帝在創世的六天中創造的光，亞當可以從世界的一端看到另一端。為后世的義人，上帝將光隱藏起來。他把光藏在哪里了呢？在《妥拉》里。因此我打開《光明篇》，就看到了整個世界。

在這些神秘主義的觀點中，神圣的光自由流動，瞬間通達，從不涉及任何特定的速度。作為全能的神，上帝可以毫無阻礙地發出自己的光芒。不過他也許會選擇收著點自己的能力，這好像有點自相矛盾。有些卡巴拉派的著作設想有一些指定的容器，神圣的光可以通過這些容器來運送。這些天堂的管道意在管制神性的散發，這樣神性的力量就不會讓凡俗之人感到不堪重負。因此，光就像流體一樣，完全可以具有有限的流動速度。但是，這些容器不夠堅牢，裝不住光，會像試管一樣摔得粉碎。這樣的破裂會給這個世界帶來混亂。按照某些睿哲的說法，虔誠的行為，包括用善行療愈世界，也許有助于重現上帝的原初構想。

一般來講，在這些追隨柏拉圖式傳統的思想流派中，有個共同主題是解釋神圣力量無窮無盡與世俗交互作用速度有限之間巨大的矛盾。有的群體，比如摩尼教和諾斯替派，試圖讓這兩個領域井水不犯河水；另一些群體，比如新柏拉圖主義者和卡巴拉派，試圖通過中介在兩者間架起橋梁。這些管道代表了永恒領域和凡俗國度之間隱藏的關聯，只有最正直的義人，有著虔敬的、以永恒的節奏跳動的心，渴求神圣智慧的永在探尋的靈魂，才能得窺門徑。

閑庭信步的陽光

當然，柏拉圖的遺產遠遠沒有局限在神秘主義的活動中。西歐和中歐好多個世紀的學者都主要是通過他最出名的學生，聲名顯赫（同時也更務實）的哲學家亞里士多德的作品來了解他的。這位同學生活在公元前384年到前322年之間，本人就是一位很多產的喜歡闡釋思想的人，注重邏輯推理和基本觀察，而他的闡釋產生的影響也極為持久。他對大自然運作機制的系統研究，雖然來自柏拉圖的真實領域與理想領域如何關聯的更抽象的概念，卻為引起物體運動的原因提供了清晰得多的見解。

在轉向現實主義時，亞里士多德與柏拉圖分道揚鑣。在他關于宇宙的構想中，他采用了恩培多克勒的元素說的一個修正版本。跟恩培多克勒一樣，他也認為地球上的一切都由土、氣、火和水這四種元素構成。但是，亞里士多德還往里面加了個第五元素：“精華”，也就是構成太陽、月亮、行星和恒星等天體的以太那種東西。他推測，天體之所以由“精華”構成，是因為這是最輕的物質。土這種元素是最重的，而水、氣和火這幾種元素一個比一個輕（但還是沒有精華輕）。構成物體的材料越重，這個物體就越接近地面，也越有可能下沉而非上升。相比之下，由精華構成的天體就完全沒有理由沖向地球，因此可以保持圓形的軌道。所以，按照亞里士多德的說法，太陽和其他天體都會圍繞著靜止的地球旋轉。在寫于公元前350年前后的著作《論天》中，他總結了自己的這些觀點。

亞里士多德的動力學概念雖然在他那個時代不啻于石破天驚，但跟大概兩千年后才提出的牛頓運動定律比起來還是要原始得多。亞里士多德將運動分為兩類：自然的和受驅使的。自然運動包括靜止狀態、上升（就火和氣這樣的較輕的物質而言）和下落（就土和水這些較重的物質而言）。元素越輕，上升的速度就越快；元素越重，下落的速度也會越快。由不同元素組合而成的物體可能會以不同的速度或升或降，取決于其組成。因為沒有慣性的概念，亞里士多德只能假定，所有其他形式的運動都需要直接的推動力。迫使物體偏離自然行為必須要有持續的推力或拉力。

在《物理學》和《形而上學》這兩部著作中，亞里士多德談到了因果關系的問題。他強調要為所有結果都找出原因，這有助于形成未來的科學。但是，亞里士多德定義的因果關系允許即時作用，甚至允許因果之間在時間上反向，這跟因果關系一詞的現代含義（通常意味著指向未來的關聯）大異其趣，因此需要區分。特別是，因果關系的現代定義受到等于光速的信息交流上限的限制。

亞里士多德談到了四種不同類型的原因，每一種都有不同機制。他把原因分成物質因（物體由什么物質組成）、形式因（物體如何形成）、動力因（物體的創造者是如何制造這個物體的）和目的因（物體的最終目標）四種。第四種——涉及未來的目標而非過去的條件——似乎跟我們一般所謂的因果關系風馬牛不相及。不過也可以注意到，近年來有那么一票物理學家提出了“逆因果律”的概念，就是一種指向過去的情形，認為結果先于原因。

亞里士多德經常謙稱自己受益于諸多前賢，比如恩培多克勒。雖然對恩培多克勒的作品亞里士多德一般都很敬重，但在有些領域，他提出了尖銳的批評。他拋棄了恩培多克勒關于視覺的光發射理論，指出這個理論無法解釋在試圖看清物體時白天和夜晚之間的不同之處。他問道，如果眼睛自己就能發出火光，那為什么在伸手不見五指的黑暗中我們無法辨認出影像來？由此亞里士多德得出結論，眼睛顯然是用來探測而非產生光的器官。

另一個存在分歧的地方是恩培多克勒關于太陽的運作機制的理論。盡管對太陽究竟有多遠一無所知，也完全不知道太陽是個巨大的能量來源，恩培多克勒還是成功認識到了太陽光是如何傳播到地球上來的。他提出，陽光必須經歷一定的時間，穿過太空才能抵達我們這里。亞里士多德對此持有異議，辯稱若果真如此，我們就應該能看到陽光的運動。對這個分歧，歷史會證明亞里士多德錯了，而恩培多克勒是對的。亞里士多德在《感覺與感覺客體》中寫道：

恩培多克勒……說，來自太陽的光線在抵達眼睛，或者說抵達地球之前，都會先穿過中間的太空。這么說似乎很像那么回事。對于任何[在空間中]運動的物體來說，肯定都是從一地向另一地運動；因此跟這個物體從一地運動到另一地相應，必定也有一段時間間隔。但任何一段給定的時間都可以分成很多份；因此我們應該可以假設有這樣一個時刻，太陽的光我們還沒有看見，而是仍然在中間的太空中行進。

亞里士多德對視覺的機制僅有很粗淺的概念，因此對于光線可以在太空中傳播卻看不到傳輸的過程感到大惑不解。他當然也能想到，如果光是從一個地方開始到另一個地方結束，那這道光肯定會穿過其間的所有位置。既然如此，為什么我們看不到光的完整路徑，就像燃燒著的燃料之河一樣？

亞里士多德的評論很讓人吃驚。既然地球上的光（來自火堆、閃電等等光源）似乎未曾在自己穿過的空間中留下痕跡，那么陽光為什么不能同樣如此？也許他主要是在考慮霧靄阻擋了光線從而顯示出地球上的光路的情形。此外，傳輸中的陽光可以在壯麗的日出和日落時觀察到，那時大氣層就像棱鏡一樣，將陽光中的顏色都分開了。

但是，在深邃的太空中，沒有這樣的霧靄可以揭示陽光穿過的路徑。最為接近的效果就是太陽風（太陽發射的高能粒子流）的輻射壓了，但是古人當然不可能去假設有這樣的現象存在。

從亞里士多德對恩培多克勒的評論中我們可以得出的一個教訓是，就算是最出色的哲學家，也會有千慮一失的時候。亞里士多德正確指出了恩培多克勒的光發射理論中的缺陷，但奇怪的是，恩培多克勒似乎另起爐灶講起了光的傳播，而且結果證明他是對的，這種情況可是少之又少。他推測從太陽發出的光線速度是有限的，這回他說對了。不過這個速度究竟是多少，他完全不知道。

亞里士多德定義的因果關系多種多樣，他將其分為四個不同的類別，而這些因果律允許太陽瞬間向人眼傾瀉出耀眼光芒，不需要有穿過太空的時間——而現在我們知道，這段時間大約是8分鐘。根據亞里士多德定義的第四種因果關系，如果光的最終目標是被看見，那么太陽發光就只不過是為了滿足這個目的而出現的“原因”。因此按照這個邏輯，陽光的傳輸時間可以不必考慮。好在后來的思想家會緊隨恩培多克勒的步伐，考慮光速可能有限，并探索如何著手測量。

運動中的世界

從把太陽看成駕著戰車的神祇這樣的原始觀念，前進到把太陽看成是發光的球體，這是人類的一大步。但是，恩培多克勒和亞里士多德提出的關于太陽的構想幾乎沒有任何細節。關于太陽的大小、成分和能量機制，這兩位哲學家一無所知。（如前所述，一直要到20世紀中葉的核時代，人類才會知道太陽的能量機制。）

事實證明，亞里士多德的地心說宇宙模型（太陽、恒星和觀測到的行星——當時除地球之外已經知道五個——以完美的圓形軌道環繞地球運動）非常有影響。柏拉圖認為圓是最理想的形狀，因此從審美上說這個模型非常讓人滿意。但是，夜晚的天空有幾個關鍵的特征，這個模型無法解釋。尤其讓人頭疼的，是無法解釋行星運動中經常發生的逆行現象，即運動暫時反向，特別讓人奇怪。

古人早就注意到了行星退行，但剛開始將其歸因于行星的自行其是。“行星”一詞源于希臘語中的planetes，意思就是“漫游者”。水星、金星、火星、木星和土星有時候會在例行公事走過天空的漫步中停下來休息一下，不再往前而是往后踱上幾步，只不過是因為它們有此愛好。但是亞里士多德堅稱，運動必須要有物理學的原因才行。他更喜歡自然的而非擬人的解釋，因為這樣可以一直成立，而不是事后諸葛亮的湊數說法。按照這個標準，他關于太陽系的地心說模型就有點捉襟見肘了。

亞里士多德的模型無法解釋的另一種情形是，為什么行星有時候會顯得更亮有時候又顯得更暗，似乎是說有時候離我們更近有時候又更遠。如果行星軌道是固定的圓形，那么它們走過天空的運動為什么不是均勻的呢？

公元前3世紀的希臘哲學家，佩爾吉的阿波羅尼奧斯（Apollonius of Perga），人稱“偉大的幾何學家”，為了修正亞里士多德的模型，提出了偏心圓軌道以及本輪的概念。“偏心”的意思是雖然在圓形軌道上旋轉，但并非剛好以地球為中心，而是有一個偏離的量，我們稱之為“偏心輪”。阿波羅尼奧斯就用了這小小偏差來解釋為什么行星軌道看起來會變化，從而不同行星在不同時間會形成更顯著的差異。本輪是圓圈上的圓圈，就像摩天輪的座艙，在巨大的輪轂旋轉的同時，座艙也在旋轉。每顆行星的本輪都以均輪或者說“圓心軌跡”上的一點為中心。在摩天輪的例子中，這樣的旋轉會在大輪子向前旋轉時讓座艙有時候顯得就像在往后運動一樣。行星的情形也與此類似，小小本輪和巨大均輪的結合可以讓這些行星以特定間隔在天空中看起來像是在向后運動。

在接下來的那個世紀，羅德島的喜帕恰斯（Hipparchus of Rhodes）進行了詳盡的天文觀測，編制了全面的恒星和星座目錄。在研究行星運動時，他也是從亞里士多德的地心說模型開始，繼而求助于偏心輪和本輪來修正正圓軌道與他觀測到的情形之間的差異。在解釋太陽如果是以恒定速度運動的話，為什么不同季節——也就是兩分兩至之間的時間長度會不一樣的時候，他別出心裁，對太陽的軌道也采用了偏心輪。喜帕恰斯推測，因為太陽圓形軌道的中心稍微偏離了地球，所以在一年當中的不同時候，太陽的運行速度看起來就會稍微快一點或者慢一點。他的模型已經足夠精確，可以對太陽和其他天體做出可靠的天文預測。

生活在公元2世紀的希臘天文學家，亞歷山大的克勞迪烏斯·托勒密（Claudius Ptolemy of Alexandria）利用喜帕恰斯的觀測、巴比倫人的天文記錄和他自己的天文觀測，建立了當時最詳盡的天文體系——預測能力甚至比喜帕恰斯的還要強大。這個體系仍然是以亞里士多德的地心說模型為基礎，用本輪和偏心輪加以修正，還加了另外一個改動，叫作“均衡點”，好讓這個體系的預測更準確。“均衡點”是跟地球相對，剛好位于偏心輪圓心另一側的點。偏心輪圓心是所有均輪的中心點，而均衡點是一個獨特的位置，所有本輪相對這一點都以恒定的角速度旋轉。這樣就得到了一個十分復雜但可以預測的方法，能夠解釋太陽和行星為什么在一年當中的不同時間會顯得是在以不同速度運動乃至后退，同時又不用舍棄神圣不可侵犯的圓形軌道的思想。

托勒密精細調整了自己的天文構想，得到的預報足夠精確，能夠跟觀天數據匹配，然后把自己的發現寫在了一本極有影響的著作中，這就是《天文學大成》，在多少個世紀里都被認為是天文學的不刊之論。這個體系與太陽系的觀測數據極為吻合，因此機械式天象儀都一直用他的方法（用齒輪上的齒輪來模擬本輪）來進行知識性的天文展示。

托勒密的模型盡管復雜到無以復加，還是在這么多個世紀以來成了天文學的教規，其圣經就是《天文學大成》。實際上，隨著基督教傳遍整個歐洲，托勒密的模型（以及其他地心說模型）受到了神職人員的青睞，部分原因就是地球作為宇宙中心的角色似乎與《舊約》中間接提到的太陽突然靜止不動（約書亞記10：13，哈巴谷書3：11）或是向后運動（列王紀下20：11）一致。出于同樣原因，伊斯蘭世界早期也對地心說系統，比如托勒密的模型趨之若鶩。整個中世紀，歐洲、中東和北非的天文學都一直將地球的中心位置奉為圭臬。

但也并不是說日心說體系遭到了積極壓制。中世紀神職人員粗暴鎮壓日心說體系的支持者，這個說法只是個傳說。實際上，倡導日心說的作品很少，也都很晦澀，尤其是相對于大行其道的亞里士多德的著作和《天文學大成》來說。古代有一位薩摩斯的阿里斯塔克斯（Aristarchus of Samos），大致生活在公元前310年到前230年之間，就因為提出了一個以太陽為“中央火”，包括地球在內的所有行星都以同心圓繞著中央火旋轉的宇宙體系而知名。然而他的模型很原始，沒有什么預測能力（因為缺乏天文觀測數據，而且實際上行星軌道并非正圓，而是橢圓），因此跟地心說聲名顯赫的支持者相比，他的影響不值一提。因為托勒密的預測與（當時的）大量天文觀測數據極為相符，因此一直到文藝復興時期都仍然占據著統治地位。

盡管如此，托勒密體系的缺陷還是注定了競爭對手最后一定會出現。不只是說太復雜，及將地球放在宇宙中心當然也不夠準確之外，這個體系還有個重大缺點就是很難解釋為什么這些天體在開始的時候走上了它們現在所走的路徑。畢達哥拉斯學派曾提出，宇宙以某種方式調整成了“天地和諧”的天籟之音。恩培多克勒堅持認為，這是由“愛”和“爭”的角力推動的。而在亞里士多德看來，是因為填充著天體、輕若無物的“精華”，或者叫以太，推動著這些天體高居天空之上。但是，雖然跟數據符合得很好，托勒密卻沒怎么解釋究竟是什么作用力在驅動本輪和均輪。

《天文學概論》（Epitome of the Almagest）是托勒密著作中極有影響的一部概要，由德國數學家雷吉奧蒙塔努斯（Regiomontanus，也叫約翰內斯·繆勒[Johannes Müller von K?nigsberg]）撰寫，出版于1496年，指出了托勒密模型的復雜之處，并提出了簡化意見，包括用球面代替圓形軌道。這部著作啟發了波蘭著名天文學家尼古拉斯·哥白尼（Nicolaus Copernicus），使他得以在于1543年出版的影響深遠的著作《天體運行論》中提出了日心說觀點。哥白尼的體系比阿里斯塔克斯的更加復雜（很可能是獨立提出的），而且大膽指出地球也在繞著自己的軸旋轉，于是才產生太陽在白天穿過天空，群星在夜晚走過我們頭頂的假象。行星（當時已知的五顆以及地球）繞著太陽轉，而月球單單只圍著地球轉。哥白尼的革命性論著出版后，托勒密的影響力仍然長盛不衰，但懷疑者的聲音開始變得越來越大。

托勒密的模型還有個缺陷就是，沒有包含任何一個軌道的準確尺寸。為了讓自己的宇宙模型更上一層樓，他嘗試估算太陽、行星和恒星的距離，但都以失敗告終。缺乏這些測量結果，使他的體系顯得沒那么有說服力。且不說跟其他恒星的巨大距離，就說不知道太陽系的基本尺寸，天文學就已經無法取得進展了。

古時候，唯一已知的精度還算可以（誤差不到20%）的天體距離就是地球到月球的距離。我們對地月距離如此了解，原因之一還在于機緣巧合。從地球的位置來看，月球在天空中的圓盤跟太陽的大小幾乎一模一樣。因為大小相仿才能產生日全食，就是月球完全擋住太陽的時候，在地球上的不同地方都經常能夠見到。

喜帕恰斯利用了自己的幾何天分以及對一種叫作“視差”的光學現象的認識，于一次可能發生在公元前190年3月14日的日全食期間測算了地月距離。視差是從兩個不同的觀察點來看同一個物體時，似乎會看到物體移動了的現象。因為移動的距離取決于觀測對象的遠近（對一組給定的觀測點來說，觀測對象越近，位移就越大），所以視差成了估算附近天體距離的得力標尺。

做個簡單的實驗，只需要兩只眼睛和任意一根手指，就能展示出視差是怎么起作用的。首先把手指舉在你鼻子前面大約15厘米的地方。閉上一只眼睛，用另一只睜著的眼睛去看手指。記住這根手指相對于固定背景的位置，比如說在室內的話就找一幅掛在墻上的畫，在室外的話就找一棵樹。然后閉上第二只眼睛，睜開第一只眼睛。注意一下手指相對于固定背景的位置有什么變化。這樣盯著手指交替開閉兩眼，你會看到這根手指似乎在明顯地來回移動。接下來我們做同樣的實驗，只不過這回把手指放在鼻子前面大約30厘米的地方。現在你會發現，在你交替開閉兩眼的時候，手指的移動看上去要小多了。最后將手指隨便舉多遠都行再來一次。通過幾何學以及前兩次測量得到的移動量，我們就能推算出第三次距離有多遠。你也可以拿把卷尺檢查一下用視差做的估算對不對。

對遙遠的物體，視差方法要求兩個觀察點之間的距離也要相當大才行。在日食期間，喜帕恰斯挑選了兩個相距約1600千米的地點。第一個地點是連接愛琴海和馬爾馬拉海的赫勒斯滂海峽，現在叫作達達尼爾海峽，在土耳其境內。那里看到的日食是日全食，太陽整個都被遮住了。第二個地點是埃及的亞歷山大，當時也是古希臘領土，那里看到的是日偏食。喜帕恰斯估計，日偏食在亞歷山大達到食甚的時候，月球遮住了大概五分之四個太陽。既然太陽的完整圓盤在天空中對應著大概半度的角度，那么剩下的五分之一就應該可以換算為大約十分之一度。這個角度變化就是月球的視差，他可以用來計算月球相對于地球半徑的徑向距離。他的結論是，月球距離地球中心大概71個地球半徑。正確答案是差不多60個地球半徑。雖然答案不對，但至少相差無幾。

為什么喜帕恰斯和那個時代的其他天文學家不能如法炮制，把太陽和其他恒星的距離也都估算出來？就太陽來說，白天的時候沒有固定的參考點可以用來測量太陽因為視差產生的移動。而對恒星來說，只有附近的星體，比如，比鄰星可以用視差法得到比較好的結果，而且還得要求兩個觀測點位于地球圍繞太陽運動的軌道的兩端。除非有人有足夠耐心能等上好幾個月，否則這樣的恒星視差是很難看出來的。（后來那些想要駁倒哥白尼關于地球自轉的信念的人，就用了缺乏顯著的恒星視差來作為證據支撐自己的錯誤論點。）

古人不僅不知道光速，就連光速是否有限也都沒法取得統一意見。恩培多克勒指出光速有限，而亞里士多德主張光瞬間即達，他們的觀點之間的差異，用當時可用的方法不可能輕而易舉地解決。

事實將證明，光速是否有限這個問題的答案，對于解決另一個相關難題來說也不可或缺，那就是：各種作用力和其他相互作用是否能遠距離作用，如果可以的話，這些作用是不是需要一些時間才能發生？要了解太陽是如何駕馭行星在各自軌道上運動的，科學必須接受一種無所不在的萬有引力，而正是這種作用力，以某種方式將相距遙遠的天體關聯了起來。

希臘古典時代過去大概兩千年后出現了三位杰出的科學家：第谷·布拉赫（Tycho Brahe）、約翰內斯·開普勒和伽利略·伽利雷。他們的貢獻將為艾薩克·牛頓（Isaac Newton）的行星運動數學理論（其中就有萬有引力的概念）打下基礎。第谷的天文觀測數據（他也因此知名）在經過開普勒詮釋之后，將闡明行星簡潔的橢圓軌道法則。大致在同一時間，伽利略將制作第一臺天文望遠鏡并用于研究天體，證明那些天體都是跟地球差不多的世界，其中一些也有自己的衛星。再過幾十年，牛頓也將發明微積分并用于研究前人的發現，用三大運動定律和萬有引力定律讓這一切都得到完美解釋。

然而對于天體之間的這些相互作用，包括從太陽發出的光線在行星表面反射，及讓行星軌道保持穩定的萬有引力，這些思想家全都無法推算出相應速度。伽利略等人也產生過如何測量光速的大膽想法，但缺乏進行相關測量的技術方法，不免讓人氣餒。丹麥天文學家奧勒·羅默（Ole R?mer）將憑借伽利略發現的木星衛星之一的觀測數據得出第一個粗略的估算，但仍然并不怎么準確。盡管如此，對物體如何通過光照、萬有引力等方式相互作用的現代理解，及最終準確測出光速，都還是要靠16和17世紀這些科學家的工作為其鋪平道路。

但是，發送信號的光速上限是否在任何可以想到的情況下都不變，仍然是未知的。現代物理學研究了很多極端情形，比如高能粒子和極端重力。這些情形下會出現繞開光速上限的方法嗎？的確，讓古希臘人惱火不已的困境，今天仍然揮之不去。