概论
前言
不管是叫天体还是天球，对于一般人而言，这本书都是很没必要阅读，除非是研究相关历史的人。
不得不说，哥白尼业余时间能搞出这么多我不太能看懂的东西挺让我震撼的。
书籍简介
作者: 哥白尼
出版社: 北京大学出版社
译者: 叶式辉
出版年: 2006-5-1
页数: 346
定价: 39.00元
装帧: 平装
丛书: 科学素养文库·科学元典丛书
ISBN: 9787301095478
内容简介
这套丛书中收入的著作，是自文艺复兴时期现代科学诞生以来，经过足够长的历史检验的科学经典。为了区别于时下被广泛使用的“经典”一词，我们称之为“科学元典”。我们这里所说的“经典”，不同于歌迷们所说的“经典”，也不同于表演艺术家们朗诵的“科学经典名篇”。受歌迷欢迎的流行歌曲属于“当代经典”，实际上是时尚的东西，其含义与我们所说的代表传统的经典恰恰相反。表演艺术家们朗诵的“科学经典名篇”多是表现科学家们的情感和生活态度的散文，甚至反映科学家生活的话剧台词，它们可能脸炙人口，是否属于人文领域里的经典姑且不论，但基本上没有科学内容。并非著名科学大师的一切言论或者是广为流传的作品都是科学经典。 这里所谓的科学元典，是指科学经典中最基本、最重要的著作，是在人类智识史和人类文明史上划时代的丰碑，是理性精神的载体，具有永恒的价值。科学元典或者是一场深刻的科学革命的丰碑，或者是一个严密的科学体系的构架，或者是一个生机勃勃的科学领域的基石。它们既是昔日科学成就的创造性总结，又是未来科学探索的理性依托。
由于托勒密的地心说在当时已经成为维持教会统治的神学理论基础，哥白尼深知发表日心说的后果，这样写到：“我清楚地知道，一旦他们弄清楚我在论证天体运行的时候认为地球是运动的，就会竭力主张我必须为此受到宗教裁判……”，“他们就会大叫大嚷，当即把我轰下台。”因此，哥白尼迟迟不愿意发表他的著作《天体运行论》。
直到1539年春天，在德国青年学者雷蒂库斯（1514—1576年）和其他一些朋友的敦促下，哥白尼才同意发表。
1541年秋天，雷迪卡斯把修改稿带到纽伦堡，请路德派的一位神学家奥幸德匿名撰写一篇前言，宣称“这部书不可能是一种科学的事实，而是一种富于戏剧性的幻想”。在这样的情况下，才于1543年3月出版，从写成初稿到出版，前后竟搁置了近“四个九年”。
《天体运行论》出版后很少引起人们的注意。一般人不懂，而许多天文工作者只把这本书当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》在出版后70年间，曾经遭到马丁·路德的斥责，但未引起罗马教廷的注意。后来布鲁诺和伽利略公开宣传日心说，危及了教会的统治，罗马教廷才于西元1616年把《天体运行论》列为禁书。
《天体运行论》的出版，正式创立了“日心说”。它是天文学上的一次革命，引起了人类宇宙观的重大变革。
作者简介
尼古拉·哥白尼（1473－1543）是波兰数学家和天文学家。
正文摘录
导读《天体运行论》
具有伟大历史意义的名著《天体运行论》问世以来，使人们对宇宙的认识产生了巨大的飞跃。它的作用远远超出了天文学的范围，促使自然科学冲破了神学的束缚，加速前进。因此它成为光耀史册的一部科学元典。它的作用要从人们认识宇宙的过程谈起。
历史背景
从远古时代起，人们就对浩瀚深邃的天穹和明亮晶莹的日月星辰产生了浓厚的兴趣，希望了解宇宙的结构和天体运行的规律。我国战国时代的伟大诗人屈原（约前340一前278），在其不朽诗篇《天问》中，就充分抒发出这种情怀。经过长期的观测和研究，各文明古国都积累了丰富的天象记录，并提出了形形色色的宇宙模型。在我国有盖天、浑天、宣夜等学说。在古希腊，托勒密（C. Ptolemaeus，约90-168)在总结前人工作的基础上，建立了地心学说。他主张日、月、行星、恒星都在绕地球运转。为了消除他的理论与实测之间的差异，他在所谓的“均轮”（即假想的太阳和行星绕地球运动的圆形轨道）上，加入了一些较小的圆轨道，并称之为“本轮”。他还认为地球不在均轮的中心，即天体在做偏心圆运动。这个理论与基督教《圣经》所描绘的宇宙图像不谋而合。后来欧洲的教会便利用它，使之成为神学的一个支柱。在托勒密时代，天文观测资料很粗糙，他用均轮和少数本轮所推导出的行星视运动，可以和观测结果大致相符。后来，随着观测精度的不断提高，由地心系统导出的结果同观测相差越来越大。为了维护地心系统，就采用增加新本轮来弥补。到16世纪，本轮要增加到80多个，才能大致符合观测结果，这很难令人信服。当时正蓬勃开展的文艺复兴运动，启发着人们去思考和创新，时代在呼唤巨人。在这个关键时间，伟大的波兰天文学家尼古拉·哥白尼（Nicolaus Copernicus，1473一1543）在历史舞台上崭露头角，出版了他的划时代巨著《天体运行论》，正式否定地心学说，第一次提出了他的日心学说。
作者生平和成书经历
哥白尼于1473年2月19日出生在波兰的托伦市。他早年丧父，由舅父抚养成长。舅父是一位主教，希望哥白尼将来也成为神职人员。但哥白尼自幼热爱自然科学，善于独立思考。他曾赴意大利的博洛尼亚大学留学。该校天文学教授，文艺复兴运动领导人之一的诺瓦拉（D. M. di Novara）对他的影响很大。哥白尼回国后在教会供职，长期担任瓦尔米亚教区的僧正。在当时政教合一的制度下，他承担了繁重的行政事务，但他仍把主要精力用于天文研究。他克服了重大困难，建立起一个后来命名为“哥白尼塔”的天文台。他孜孜不倦地观测天象，并探索行星的运动规律。哥白尼深入研究了行星视运动的不均匀现象，如逆行、留、打结状轨道等。他认为，这些用同心圆上的均匀运动无法解释；即使按托勒密学说中的偏心圆和本轮也得不出与实测相符的结果。经深思熟虑后，哥白尼一针见血地指出：唯一的出路是赋予地球以类似行星的绕日运动。这就奠定了日心学说的基础。为了阐明这个学说的主旨，他写了一篇论文，题目为“要释”（Commentariolus）。在此基础上，他再接再厉，前后花了“将近四个九年的时间”，撰写出一部完整成熟的专著，这就是《天体运行论》。
虽然在16世纪30年代后期，《天体运行论》的手稿已经基本完成，但哥白尼迟迟不肯出版。其原因是显然的，是由于他的理论直接违反《圣经》的教义以及流传干余年的托勒密学说，可能被当作离经叛道的邪说异端而受到迫害。可是一些朋友和学生热情地敦促和协助他出版这部巨著。学生雷蒂库斯（G. J. Rheticus）帮他修订书稿，并和一位朋友奥西安德尔（A. Osiander)商量联系出版商。奥氏可能出于好意，擅自杜撰了一篇前言，声称书中的理论不一定代表行星在太空中的真实运动，只不过是为编算星历表和预测行星位置而提出的一种人为设计。而哥白尼本人也在序言中宣称把这本书奉献给教皇保罗三世，希望获得他的支持和庇护。由于采取了这些掩护策略，这部巨著终于付印出版。可是为日心学说而耗尽心血的哥白尼；在1542年秋因中风而半身不遂；到1543年5月 24日，当一本刚印好的《天体运行论》送到他的病榻时，他已处于弥留之际。这位年届古稀的伟大科学家，抚摩着自己毕生心血的结晶，仅在几小时后就与世长辞了。
虽然作者已去世，这部著作仍被教廷宣布为禁书，日心学说的支持者遭到残酷的迫害和镇压。如意大利的思想家布鲁诺（G. Bruno）就被宗教裁判所活活烧死，杰出的物理学家伽利略（G. Galileo)被判终身监禁。然而科学发展的步伐是谁也阻挡不了的。后来通过开普勒（J.Kepler）、伽利略、牛顿等科学家的贡献，哥白尼学说不断获得确证、补充和发展；恒星视差和光行差的发现，为地球绕日运动提供了直接的证明。法国天文学家勒威耶（U. J. J. Leverrier）运用日心学说和牛顿力学预告了海王星的存在，并为天文观测所证实。这些都雄辩地证明哥白尼日心学说的正确性。就这样，《天体运行论》终于成为一部流芳百世的科学名著！恩格斯在《自然辩证法》中盛赞此书是自然科学的独立宣言；并指出由于它的问世，“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步地前进”。
哥白尼的治学态度和方法
在天文学的历史上，哥白尼是一位划时代的重要人物。他出身富商家庭，受过系统的神学教育，并长期在教会供职。但是他没有被神权和传统观念所制服，而是勇于进取和创新，终于把人类的宇宙观推进到一个新阶段。仔细考察起来，这不是偶然的，而与他的治学态度和方法有密切关系。
首先，他重视观测，尊重事实。他师承毕达哥拉斯学派，认为天体运行应当是简单而和谐的直线或圆周运动。对于这一点他在“要释”一文中谈得很清楚：“我们的前人假定有大量的天球，这是由于一个特别的理由，即需要用规律性原理来解释行星的运动。他们认为，如果一个天体不是在一个完美的圆周上做均匀运动，就是一个完全荒谬的想法”。可是，当他认识到古典理论导致与观测事实严重不符的情况时，他尊重观测事实，进行独立思考，另觅出路。他在同一篇文章中说：“在了解到这些缺陷后，我不断考虑是否可以找到对天球的一个更合理的排列。……这样可以遵照绝对运动规律，使每一个物体都绕其自身的中心作均匀运动”。这段话告诉我们，哥白尼认为理论必须经过实测的检验，要依照客观实际来修正理论的谬误。
第二，哥白尼有清晰的思维逻辑。《天体运行论》中有一段话表明，他为什么深信自己的宇宙体系可以取代垄断多年的地心学说。他说：“我们发现，他们在论证数学家称之为他们的体系时，要不是忽略掉某个不可缺少的细节，就是引进某个外在的完全无关的东西。他们这样做时，肯定没有遵循一些确定的原则。如果他们的假设不会使人误解，由此得出的一切推论就应当有可靠的论证”。哥白尼的学生雷蒂库斯在谈论自己的师长时这样讲：“亚里士多德说过，从一个高级的真理得出的结果都应当是真实的。遵照这个说法，我的老师所采用的假设都能够证实以往观测的正确性，并且我们预料还能为正确地推测今后的天文现象提供依据”。这些话都表明，哥白尼对推理、论证和判断是非，都有明确清晰的准绳。
第三，哥白尼讲究工作方法。他并不认为一大堆观测资料的凑合就一定是真理，而必须善于综合分析这些资料。对此，他在《天体运行论》的献词中有一段生动的描述：“这就好像一位画家把各式各样图像中的手、脚、头和其他部分收罗起来，尽管每个局部都画得很好，但不属于同一身体，彼此不协调。这样画出的就不是一个人，而是一个怪物”。哥白尼善于去粗取精，去伪存真，从综错复杂的现象中找出可靠的规律，这也是他取得重大成就的一个重要原因。
最后值得提出，哥白尼进行科学工作的态度是谦逊和谨慎的。对一些无法直接论证的事物，他总是不肯轻易下结论。例如在论述恒星天球时，他遇到宇宙是否有限的问题。他在《天体运行论》第一卷第八章中引用了亚里斯多德的一句话，即“无限是既不可逾越的，也是无法动摇的”。他接着谈到：“那么就让我们把宇宙是有限还是无限的问题，留给自然哲学家去研究吧”。
总的说来，哥白尼是一位伟大的天文学家。他留后世的宝贵遗产不仅是《天体运行论》和日心地动学说，他的治学态度和精神风貌也可以给我们启迪和教益。
哥白尼学说的时代局限性
哥白尼学说的核心是“日心说”，这对行星运动而言是完全正确的。但是，由于当时科学发展的历史局限性，他的某些具体看法，后来随着观测技术和理论水平的不断提高而须逐步修正和补充。例如：他始终坚信天体运动的轨道是圆形，因为他认为圆形是完美与和谐的象征。由于这种约束，他对行星在近日点和远日点附近运动的解释难以令人信服。到1609年，开普勒提出行星运动第一定律，人们才知道行星绕日运动的轨道不是圆，而是椭圆，太阳在一个焦点上。到1687年后，按牛顿发表的力学理论，人们又知道行星为什么沿椭圆轨道绕太阳运动的原因，是由于太阳和行星之间的引力，并符合牛顿的万有引力定律。又由于行星之间的引力，人们还知道行星绕太阳运动的轨道不是一个固定的椭圆，其大小和形状都在不断变化。又如哥白尼认为太阳是宇宙中心，而18世纪已知道太阳只是银河系中千亿颗恒星之一。到1918年，沙普利（H.Shapley）正式指出太阳不在银河系中心，还靠近边缘。另外，哥白尼对恒星天球、岁差、近点角等的看法，后人都有所修正。这正说明自然科学发展是循序渐进的，任何人都不能解决所有问题。
还应谈到，限于历史条件，当时对太阳和恒星无法了解。哥白尼学说认为太阳是静止不动；现在已经知道太阳在恒星际空间中有复杂的运动，仅随银河系自转的速度就有每秒250千米。他认为所有恒星位于同一天球，而且也是静止不动。后来因恒星视差、自行的发现和逐步精确的测定，知道恒星的距离差别非常大；最近的恒星仅有4光年（1 光年约10万亿千米），远的超过几万光年。恒星的运动也非常复杂。
哥白尼学说在中国的传播
同某些古希腊学者早已提出地动说一样，我国古代也有地动的说法，并且从战国时代起就与地静观点进行长期的争论。例如《庄子·天运篇》就明确主张地球在运动，并认为是自然界的力量支配，不会自行停止。到秦汉时代，这方面的论述更多。例如《仓颉篇》说“地日行一度”。《尚书纬·考灵曜》谈的得更详细：“地有四游，冬至地上北而西三万里，夏至地下南而东三万里，春、秋二分其中矣。地恒动不止，而人不知；比如人在大舟中，闭窗而坐，舟行而不觉也”。这段话指出地球在不同季节的运动方向不同，还说明单凭感觉不会知道地球在运动。不过应当承认，中国古代并没有明确提出地球及行星绕太阳运转的概念。因此关于太阳系天体运行的完整图像，是在哥白尼的日心地动学说传入我国以后才具有的。
哥白尼学说传入中国经历了一番曲折复杂的过程。虽然早在17世纪30年代，中国已经知道哥白尼的名字，但并不了解他的学说。这是因为当时来华的耶稣会教士们，在改历时采用哥白尼、开普勒理论和观测结果；可是他们屈从于罗马教廷的淫威，避而不谈日心学说。具体说来，由邓玉函、汤若望、罗雅谷等人参与编著的《崇祯历书》（1634年），就引用了《天体运行论》中8处资料和17项观测记录。这样做对中国的天文历算是大促进。但在当时欧洲，天主教会正在对日心学说残酷镇压，布鲁诺、伽利略等进步科学家惨遭非刑和迫害。在这种情势下，奉教皇派遭来华的传教士们有意隐瞒哥白尼的日心地动理论，不让它和中国人民见面。后到清代，在1722年编写《历象考成》时，哥白尼学说仍未引用。但是客观现实要求改变这种状况。1730年7月15日（即雍正八年六月初一)有一次日食，用第谷方法推算的北京见食时间不如开普勒定律准确。这促使当时的钦天监监正、耶稣会教士戴进贤在撰写《历象考成后编》时，不得不采用开普勒的椭圆面积定律。但是这时教廷的反动权势仍在肆虐，哥白尼的宇宙图像被篡改成为太阳沿椭圆轨道绕地球运转，而地球静居于椭圆的一个焦点上。这真是明目张胆地颠倒是非！再往后到18世纪中期，这时哥白尼学说已摆脱宗教势力的桔，西方国家向清廷赠送的天文仪器和世界地图集，都是根据日心模型绘制而成。这标志着哥白尼学说正式传入中国。但这并不意味着哥白尼学说在中国的地位已经巩固。对它持怀疑态度甚至大肆攻击的还不乏其人。如阮元给《地球图说》一书作序时还公开宣扬地心学说，并告诉读者对哥白尼学说“不必喜其新而宗之”。到了19世纪中叶，李善兰、王滔等天算家对阮元的谬论进行批驳，并全面详尽地阐述哥白尼的理论。此后日心地动学说才在中国广泛传播，并日益深入人心。 上述事例表明，新生事物的成长往往是艰难和曲折的。哥白尼学说的诞生是这样，它在中国的传播何尝不是如此。回顾这段历史，也是意味深长的。
本书各卷内容简介
第一卷是《天体运行论》全书的精髓。它对哥白尼日心地动学说作集中而扼要的阐述。这一卷基本上采用文字叙述，加上一些简明的几何图形，数学计算很少，因此明白易懂。在本卷的引言中，作者倾诉他对天文科学的赞美和热爱。他说：“必须用最强烈的感情和极度的热忧来促进研究最美好的、最值得了解的事物。这就是宇宙的神奇运动、星体的运动、大小、距离和出没，以及天界中其他现象成因的学科”。他接着谈论天文学研究的目的。他写到：“一切高尚学术的目的都是诱导人们的心灵戒除邪恶，并把它引向更美好的事物，天文学能够更充分地完成这-使命”。他正是怀着对美好事业的憧憬而献身天文研究的。可是他清楚地认识到，要达到美好境界决非易事。例如在评议托勒密的工作时，哥白尼充分肯定他的贡献后指出：“还有非常多的事实与从他的体系应当得出的结论并不相符。此外，还发现了一些他所不知道的运动”。哥白尼接着说：“我将试图对这些问题进行比较广泛的研究”。继往开来，寻求真理，这是他毕生追求的目标，也是他撰写本书的初衷。
在第一卷的前几章，哥白尼依次论述了“宇宙是球形”、“大地是球形”、“天体运动是匀速的、永恒的，以及是按圆形或复合的圆周运动”。这是哥白尼学说的基本观点之"，但含有主观想象的成分。就宇宙形状而言，他主张宇宙呈球形，“是因为在一切形状中，球形是最完美的”，“它是一切形状中容积最大的，最宜于包罗一切事物”。这些都缺少严格的论证。但在当时，这是科学家和哲学家们的普遍观点。哥白尼对大地是球形，却列举出一系列确切的依据。例如自南向北的旅行者会发现北天极不断上升，南天极在下沉。至于天体轨道是圆形的问题，我们在前面谈过了。这是哥白尼时代的历史局限性。
在第五章里，作者正确地运用相对运动的原理，通过地球周日旋转来解释日月星辰的出没。他用生动的文字写到：“我们是从地球上看到天界的芭蕾舞剧，在我们的眼前重复演出”。第六章的标题“天比地大，无可比拟”，也是哥白尼学说的一个基本观点。他用视差的原理，清楚地阐明“天穹比地球大得无与伦比，可以说是无穷大”。这些话在今天看来，也是正确的。接着在第七、八两章，他对地心学说进行系统的批判。虽然哥白尼对重力和元素的概念是很原始的，具有明显的时代局限性，但他的论证是有说服力的。为了摆脱地心学说的困境，他在第十章中明确提出：“应当考虑，是否有几种运动都适用于地球，于是可以把地球看成一颗行星”。这已是鲜明的日心学说论点了。至于是怎样的几种运动呢？哥白尼在第十一章中进一步提出地球的“三重运动”。这是哥白尼学说的主要内容之一。所谓“三重运动”是指地球除周日自转和绕日公转外，还有一种“赤纬运动"（书中也称为“倾角的运动”）。这是由于赤道和黄道不重合，约有23°26’的交角，于是地球赤纬在一年中不断变化。这方面内容在本书第二卷中将详细论述。
在本卷第十章，哥白尼用图1-2排列出“天球”的次序。按当时的概念，每个天体都位于自己的天球上。哥白尼用长期的行星观测，正确地排出了它们的以及地球绕日转动的顺序。这张现在看来很寻常的图形，在当年却是一幅新颖惊人的奇景。它标志着人类认识宇宙的一次飞跃。
在系统论述日心学说的主要内容之后，作者用第十二至十四章系统介绍了平面三角学和球面三角学的基础知识，为读者了解后面各卷的内容提供了必要的数学工具。
总的说来，第一卷是全书的概括和缩影，值得读者仔细研读。
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第二卷的主旨是论述地球的三种运动（即周日自转、绕日公转和赤纬运动）所引起的一系列现象，包括昼夜交替、四季巡回、太阳和黄道十二宫的出没等。本卷的内容层次分明，概念清晰。为了用球面天文的方法对这些现象进行定量研究，第一章逐一说明赤道、黄道、地平、回归线等的定义以及在天球上的位置。这是本卷的基本知识。我们在介绍第一卷时谈过，对赤纬运动及其影响的研究，是哥白尼学说主要内容之一；而地球的这种运动是由“黄赤交角”引起的。本卷第二章讲述这个角度（又称为黄道倾角）的含义和测量方法。作者正确地指出，黄赤交角并非如托勒密所说那样是固定不变的。哥白尼给出了此角的下限，并认为以后不会小于23°28’。当然具体变化和数值，后来定得更准。
从第三章开始，作者依次讲述在赤道、黄道和地平等三套坐标系中天体位置的转换方法，给出了有应用价值的数值表；并叙述天体中天时的黄道度数、正午时的日影长度、昼夜长度变化等数量的测定方法。这些章节构成本卷的主体，也可以认为是哥白尼时代的一本标准的球面天文学教材。
在本卷的最后一章（即第十四章），作者讲述恒星方位测定与星表的编制。难能可贵的是，哥白尼在这方面做过大量的实际工作。他在本章中详细介绍了方位天文学观测的主要仪器星盘的结构、制造和使用方法。本卷末尾附有托勒密等人和哥白尼自己实测结果编制的星表。此星表按三个天区，即北天区、近黄道区和南天区，分别列出360、346和 316颗恒星的黄道坐标与星等。每个天区都划分为若干星座，而对每颗恒星在其所属星座中的相对位置，都有文字描述。这个包含有上千颗恒星的详细星表，在当时，堪称是世界第一"。
现在谈个重要概念，即二分（春分、秋分）点和二至（夏至、冬至）点，在天球上的位置并非固定不变，而是在黄道上缓慢移动。这种现象称为岁差。哥白尼对它进行了深入的研究，这也是哥白尼对天文学的重要贡献之一。他在第十四章开头就明确指出，不能用分至点，而须用日、月位置来确定太阳年的长度。在这章的末尾，他又提出不能像托勒密那样用二分点测定恒星位置，而应当反其道而行之，即用恒星位置来确定二分点。这些宝贵的真知灼见，是作者对岁差现象进行认真研究而取得的。至于哥白尼在在方面工作的详细情况，便是第三卷的主要内容。
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第三卷主要讨论岁差（更确切地说是讨论二分点和二至点的岁差）。这是一个发现很早，并使天文学家感到困惑难解的重要现象。在第一章中，作者回顾了岁差的研究历史，指出古希腊天文学家喜帕恰斯（Hipparchus，约前190一前125）察觉用分（至）点测量的回归年与恒星年的长度不同，由此想到恒星相对黄道在移动，这是岁差的最早发现。第二章进一步讨论岁差的不均匀性，即黄道、赤道的交点（即二分点）移动速率不固定，时快时慢（关于这点，下面我们有具体评述。）
在前人的工作基础上，哥白尼对岁差的研究有自己的贡献。他在第三章中正确地阐明岁差的成因是地球自传轴的方向变化所致。由于地轴在绕黄极兜圈子，故赤道以及黄、赤道交点在不断移动，岁差就这样产生了。哥白尼说这个现象很复杂，“很难用语言说清楚，因此我担心用耳朵不会懂得，还需要用眼晴看”。于是他在图3-2中用扭曲线 FKILGMINF描绘出地轴与天球交点移动的轨迹。他还指出：“在黄赤交角变化一周中，地极向前进两次达到终点，并两次后退达到终点”。因此作者认为二分点移动时快时慢，呈现出周期性变化。
哥白尼得出这样结论，主要根据古代的观测记录。他在第二章和第六、七章中谈到，从提摩恰里斯（Timochalis）到托勒密时代，共计432年间，岁差值为每100年1度；从托勒密到阿耳·巴特尼的742年间，岁差值似乎增大了，平均65年1度；可是在以后到哥白尼时代，岁差值又变小，要76年1度。用这些资料，哥白尼自然会得出二分点移动时快时慢的看法。但是他大概没有注意到，不同时期的不同观测者所得资料精度并不相同，因此很难作简单的对比。现在我们知道，地极和二分（至）点的移动是很复杂的，是时快时慢。移动分为长期项（随时间单调变化)和周期项两部分。我们称长期项为岁差，其数值每年约50"，只有微小变化。如现在是50".29，哥白尼时代为50".18。这样小的变化在哥白尼时代无法测出。我们称周期项为章动，因为在周期项中，变幅最大项的周期为一“章”（即18.6年）。但变幅在黄经上只有17".20，在黄赤交角上只有9".20；这样小的变化在哥白尼时代也是发现不了的。后来在1748年，英国天文学家布拉德雷（J.Bradley）发现章动。因此若把岁差和章动一起考虑，哥白尼的看法并不错；但这只能说是他的预言或巧合。在第四章中关于不均匀天平动的解释也是如此。
从第六章开始，哥白尼用好几章的篇幅讨论二分点岁差与黄赤交角等数值变化的均匀行度和非均匀行度。按上一段所述，这几章的内容只具有天文史研究的参考价值。读者不必多花时间去探讨细节。
此外，由于历史局限性，哥白尼当时不了解椭圆。故从第十五章起，他用偏心圆和本轮来讨论太阳视运动的不均匀性，已成为历史的陈迹了。
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第四卷的内容非常丰富，共有三个课题，都同月球有关。
第一个是月球的运动。哥白尼很重视这项研究，其原因在本卷引言中谈得很清楚。首先，月球在白昼和夜晚都能看见，这对确定和检验它的位置特别有利。其次，月球是地球的唯一的天然卫星，它的运行与地球有密切的联系，值得我们仔细关注。但是月球的运动非常复杂，哥白尼用了十四章的篇幅进行细致描述。他所看到的复杂性主要表现在下面两点：一是月球既不在黄道也不在赤道上运动，而有自己的轨道（白道）；另一点是月球运行的速率和位置变化（书中用“行度”表示）非常不均匀。为了表示这种不均匀性，作者在第五章和第八章中提出“第一种差”和“第二种差”的概念。前者指的是在朔望时月球的平均行度与视行度之差（他称为“行差”）；后者是在上下弦时的行差。在圆周上做均匀运动的历史局限性束缚下，哥白尼用它来研究月球的不均匀运行，真是煞费苦心。他先用前人的方法，用每组三次月食的观测来决定月球运动的行差。具体说来，托勒密选择的是公元133年5月6日、134年10月20日和136年3月6日的三次月食；而哥白尼观测了1511年10月6日、1522年9月5日和1523年8月25日的月食。通过月食时月面同地影接触的时刻，以及已知的月球平均行度，可以测定月球的行差。但对不同地点的观测需要做一些换算。详细情况见第五章。
在第八、九两章中，哥白尼设计出“两个本轮”的图像，用来解释月球运行的不均匀性。具体说来，在图4-9中，他设想月球在小本轮MFL上运行，而小本轮的中心E在大本轮AEB上运转。这样一来，本来两种都是均匀圆周运动，合在一起就形成不均匀的视运动。例如，当小本轮中心从A移动到E时，月球先后转过MF和FL两段圆弧。需要注意的是，从地球中心D看来，沿这两段弧运动的方向相反，“个朝向D，一个背离D。这样就把两个本轮的均匀运动，叠合成不均匀的视运动了。哥白尼进一步根据月食的观测资料，在取大本轮中心到地心的距离CD等于10000单位时，计算出大、小本轮的半径比为1097：237。
必须说明，在哥白尼时代，还不知道月球绕地球运动的原因是地、月之间的引力；更不知道太阳和个大行星的引力也会影响月球的运动。因此，月球的运动极其复杂，成为天文学的难题之一。哥白尼用两个本轮的模型当然不可能解释月球的真实运动。只是因为当时的历史条件，观测资料的精度很低。他用这种模型大致能解释当时的月球视运动。对于非科学史工作者，这些具体方法不必细看。
在第十到第十四章，作者具体讲述如何用两个本轮的模型，从月球的平均行度推出不均匀的视行度，并用表格显示出月球的行差与近点角。按上段所述，因两个本轮的模型不可能描述月球的真实运动，故这几章的内容也只有历史意义。
从第十五到二十七章的内容，是本卷讨论的第二个课题，即月球的视差。视差是观测者在两个不同位置看到同一天体方向之差。如果两个位置之问的距离已知，由视差容易算出天体的距离。作者在十五章中首先详细介绍视差仪的制作方法。随即在下一-章叙述他自己和托勒密用这种仪器测量月球视差的结果。有了这些结果，便可求出地月距离（第十七章)和月球直径（第十八章），并在此基础上得到日、月、地三个天体的相对大小（第二十章）以及其他一些天文学数据。最后在第二十七章，哥白尼用自己对月掩星观测的结果，来证实他对月球视差及其他课题论述的正确性。就这样，从仪器到实测、资料分析和观测验证，十三章内容构成一个完整的体系。值得提出的是，从现在的科学水平来看，这部分的原理仍然是正确的。这样求出的视差称为“三角视差”。只是随着仪器和观测技术的不断改进，所得视差的精度逐步提高了。
本卷的第三个课题是日月食。哥白尼用五章的篇幅（第二十八到三十二章）来讨论这个天文学家和广大群众都感兴趣的天文现象。众所周知，日月食是由日、月、地三个天体的相对位置所决定的。具体说来，日食发生在朔日（农历初一），而月食发生在望夜（满月）。在这两个情况下，日月相对位置分别出现合与冲。利用已知的月球平均行度，可以确定平合及平冲的时刻（第二十八章）。由于月球运行的不均匀性，需要考虑行差，才能定出真合与真冲（第二十九章），又由于黄道和白道不重合，有5°9’的交角，故不是每逢朔望都会发生日月食。只有当朔望时，月球在黄道附近才有可能。因此要确定是否有日月食，还需考虑朔望时月球的黄纬。这是第三十章的内容。在本卷最后两章，作者分别讨论食分和食延时间。这五章合在一起，可以说是在经典球面天文学范畴内，对日月食原理作了较全面的论述。
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第五卷是《天体运行论》全书中篇幅最大的一卷。哥白尼把本卷和随后的第六卷都用于论述行星的运动。当时人们知道的只有金、木、水、火、土五大行星。它们的轨道和运行规律，是日心学说的主要内容，大致说来，第五卷讨论行星的“经度行度”；第六卷讨论它们的“纬度行度”。
本卷第一章，作者开宗明义地指出，行星视运动是由两种完全不同的运动合成的。它们是：（1）由地球运转引起的“视差动”；（2）行星自身的绕日公转。就今天的人们看来，这是平凡的常识，可是在当时却是一个全新的概念。哥白尼指出：地球的均匀运动超过行星的运动（土星、木星和火星是这种情况)或被行星运动超过(金星和水星便是如此）的差值就是视差动。正是视差动“引起行星的留、恢复顺行以及逆行”等奇异现象。通过几十年的辛勤观测，哥白尼对每颗行星都精确测定它视差运转一周所需的时间（现在称为会合周期）。例如土星的会合周期为378日5日分32日秒11日毫。（按当时流行术语的含义：1日等于60日分，1日分等于60日秒，1日秒等于60日毫)。经过换算为度、分、秒后，可得土星视差运转的年行度为347°32'02"34"12”，相应日行度是57°17"44"0""。在当时应该是最精确的数值。哥白尼在这一章中对五颗行星都给出这样的数据，还用表格对它们分别列出60年内逐年的视差动以及60日内逐日的和逐日分视差动的数据。这是他和前人所做大量观测的结晶。
在本卷第二到第四章，作者先后讲述用偏心圆的均匀运动对非均匀运动的解释、地球运动引起的视非均匀性以及行星运动的非均匀性。这些内容都不难理解。
从第五章开始，哥白尼依次对五颗行星分别论述它们的运动。首先谈论的是土星（第五到第九章）。读者从第四卷中已看到，托勒密和哥白尼用一组三次月食的观测来测定月球的行差。现在谈的是用类似的方法，即通过一颗行星三次冲日的观测，可以测定它的高、低拱点的位置，以及它的偏心圆中心与地心的距离。在第五章，作者分析托勒密在公元127年3月26日、133年6月3日和136年7月8日三次土星冲日的实测资料。接着在第六章，哥白尼用自己的三次观测（1514年5月5日、1520年7月13日和1527年 10月10日），都得到确切的结果。此外，在第七章作者由土星运行的资料求出它的拱点月在100年间移动1度。第八章讲述由土星行度确定其位置的方法。然后在第九章中，他用第四卷的视差测距法，从地球在绕日轨道上不同位置测定土星的视差，从而求得土星到地球的距离。哥白尼得到的结果是：若以地球轨道半径为单位，则土星远地距离为 9.70，而近地距离为8.65。
在第九章以后，作者讨论其他两颗外行星的运动。具体说来，第十到第十四章讲木星，第十五到第十九章讲火星。对它们的论述，就原理和方法来说，都与土星基本相同，因此不必逐一介绍。
金星和水星是内行星，没有冲日现象，故上述方法无效。于是古代天文学家采用在清展和黄昏时，先后两次测量行星与太阳的最大距角，以此方法来确定行星绕日轨道高、低拱点位置以及轨道的偏心率。第二十章阐述此方法的原理，并介绍西翁在公元132年 3月8日黄昏和127年10月12日清晨对金星所做的两次观测。第二十一章谈到，用这些资料还可以求得地球与金星轨道半径的比值。具体说来，取地球半径为10000单位，则金星轨道半径是7193，而偏心度（即地球轨道中心与金星轨道中心的距离）为208。为了弥补实测结果与假想的圆周运动间的差异，作者在第二十二章提出，金星轨道中心并非固定不动，而是在一个小圆圈上移动。他称此运动为“双重运动”，称此小圆圈为“偏心偏心圆”，并求得它的半径为104单位。当然这些设想都是坚持天体轨道是圆形而派生出来的。对此历史局限性，我们已多次谈过了。
在第二十五到三十一章作者详细讨论水星。他首先指出，通过与太阳最大距角的测量可以研究水星的运动，并设计出与金星类似的“双重运动”（见第二十五章）。利用托勒密的观测资料，哥白尼定出水星高、低拱点的位置（二十六章）、偏心距和大小本轮的半径（二十七章）以及平均行度（二十九章）。由于水星和地球都在绕日运动，它们同太阳的相对位置在不断变化，故水星同太阳的距角时大时小(二十八章）。水星是太阳的最近行星，它经常掩没在太阳的光芒中。哥白尼花费很大力量来观测它，并借用和分析别人的资料（第三十章)来确定水星的位置（第三十一章）。
附带谈到，除了第二十五章中设计的“双重运动”外，哥白尼还设计本轮中心在连接高、低拱点的直径上来回做“天平动”，也可弥合水星视运动与简单圆周运动之间的差异（第三十二章）。
在本卷的最后五章，作者除对五颗行星分别列出行差表（第三十三章）外，还讨论一些共同的问题，即行星的黄经计算方法（三十四章）、行星视运动中的留和逆行（三十五章）、确定逆行的时间和弧段长度的方法（三十六章）。这些都是哥白尼对行星运动研究的独创性贡献。
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第六卷是第五卷的继续，也论述行星的运行。作者在第五卷中讲述了地球的运转怎样影响行星黄经上的视运动。本卷进一步讨论地球运动所引起的行星黄纬偏离。这项研究是必要的，因为只有准确定出黄经和黄纬后，我们才能知道行星的真实位置，并由此推出行星的出没、留、逆行、被掩等现象发生的时刻和方位。
首先必须指出，行星绕日运动的轨道面与黄道面（即地球运转的轨道面）不重合，而与黄道面有一定的倾角，并且各个行星的轨道面倾角不同。因此，为了确定行星的黄纬，首要任务是测出各个行星轨道面的倾角。作者在本卷的前两章对行星的黄纬以及地球运动引起的黄纬偏离，作了概略的描述。接着就在第三章讲解托勒密用三颗外行星冲日和合日的观测，来推求轨道面倾角的方法和结果。对于两颗内行星，使用的是在大距（与太阳角距最大时)处的观测（第五章）。这样就对内、外行星采用了不同的方法。这与第五卷所述测定行星行差的方法类似。具体地说，由于我们是从地球上看行星，而地球与行星都在运动，它们的相对位置随时在变化，故地球的运动会引起行星黄纬的偏离。哥白尼分别对下列三种情况处理这个问题：（1)行星位于近地和远地点之间的经度范围内（第五章）；（2)行星位于近地点或远地点及其附近（第六章）；（3）行星轨道的偏心状态引起的纬度变化（第八章）；哥白尼把这三种黄纬偏差分别称为“赤纬”、“倾角”和“偏离”，并把它们合称为“三重纬度”。可以认为，本卷的主要内容就是讲述这三重纬度及其变化，以及它们的相互关系。
为了使上述内容在实测中便于应用，作者在第八章末尾对五颗行星分别给出黄纬数值表，并在第九章详细讲解这些表格的使用方法。
浓※※
以上是全书六大卷的内容介绍。对于科学史工作者或爱好者，如能详细阅读《天体运行论》全书；将不仅能了解人们对天体运行的认识过程，以及哥白尼的历史性贡献；并且能由此探讨天文学甚至整个自然科学发展的步伐和规律。哥白尼在书中提出的一些具体概念和研究方法，虽然有些已经成为历史陈迹，但仍有不少会对现代科学的研究工作有所启迪，值得人们去发掘。
对于一般读者，如果不想了解哥白尼所用方法的细节，对有关偏心圆、本轮和均轮的描述和推理，可以不必细读；因为这些内容已经成为历史，早已被更先进的理论和方法所取代。但是哥白尼的伟大历史功勋，将永载史册。
汉译本情况说明
《天体运行论》于1543年在德国纽伦堡用拉丁文首次出版。原书并无书名，由出版者暂时命名为《论天体运转的六卷集》（De Revolutionibus Orbium Coelestium，Libri VI)，后人简称《天体运行论》（De Revolutionibus）。全书共分六卷。第一卷是本书的精华，阐述日心学说的各种论据；并批驳地心学说，排列出太阳、地球、行星在宇宙中的位置；还较完整地讲述了平面和球面三角学。第二卷用球面天文学的方法论述天体在黄道、赤道坐标系中的视运动，以及天体的出没、昼夜和四季的循环；卷末附有星表。第三卷讲解太阳视运动及其不均匀性和岁差。第四卷讨论月球运行和日、月食的原理。第五、六两卷讲述当时所知道的五大行星（水星、金星、火星、木星和土星）的运动。这六卷前后呼应，联成整体，展示出日心地动学说的全貌。400多年来，这本划时代的著作已被翻译为多种文字在世界各地出版。1973年，为纪念哥白尼诞生500周年，波兰科学院用拉丁文、波兰文、英文、俄文、法文和德文出版了此名著。现在呈现给读者的中文译本，就是根据上述英文译本重译的。在翻译时，译者参阅了苏联科学出版社1964年出版的，伊·恩·韦谢洛夫斯基（H.H.BeceJToBcKHi)的俄文译本。还应指出，英译本附有大量的注释，对书中有关内容的时代背景、历史资料、学术内涵、计算方法等提供了详细的诠释。译者把绝大部分注释都翻译出来，在正文中用括弧内的编号标出，并集中于书末。
附带说明，本书是400多年前撰写的。当时的科学概念、名词术语和表达方式，往往同现代的有很大差异。书中有一些早已废弃的专业名词，没有标准的中文译名，译者只好自行定出。英译本中有少数明显错误，已代为改正，并在汉译本中逐一注明。汉译者所加的注释，附在各页下面；序号用阳码表示，以便同英译者的注释相区别。由于译者的水平有限，译文中错误和不当之处恐难避免，切盼读者惠于指正。
叶式辉
2003年9月于南京
英译本序
在1973年，值尼古拉·哥白尼500周年诞辰之际，整个文明世界以最令人难忘的感激之情，唤起对他的深深谢意。作为自己对这次对近代天文学奠基人的世界性纪念活动的贡献，波兰科学院决定首次出版他的《全集》。这项工程被安排成三卷本集，用下列六种语言出版：拉丁文、波兰文、俄文、英文、法文、德文（后面两种文本，与适当的国家机构合作）。第一卷有六种译本，已经使用《天体运行论》手稿的摹写体。这份具有划时代意义的手稿是哥白尼亲手写成的。第二卷的拉丁文本提供《天体运行论》正文的订正版，附有也用拉丁文写成的注释。第二卷的其他五种文本把《天体运行论》译成近代语言。在这些译本中，波兰文本已经出版过，接着出现的便是这个英译本，其余的可望在适当的时候问世。最后，第三卷将载有哥白尼的短篇天文学论文以及关于其他学科的著作。 照他那个时代的流行作法，哥白尼撰写《天体运行论》用的是拉丁文。经过了500 年，古罗马庄严的语言不再像哥伦布横渡大西洋和马丁·路德公然违抗教皇的时代那样为广大知识界所通晓了。因此在今天，把哥白尼的著作忠实地译成英文，这甚至会受到已经读过西赛罗（Cicero）①和贺拉斯（Horace）②原著的人们的欢迎。
忠实于原著并不需要绝对化到每个细节，须知刻板硬译会使当代读者难于理解哥白尼的本义。举例来说，现在尽人皆知的等号（一）是在哥白尼逝世之后才发明的。因此，在哥白尼著作的译文中出现“一”号，会被认作一个时代错误，然而这是一个有益的而不是有害的时代错误。对于用作数学比值的冒号（：），情况是一样的。实际上，在哥白尼《天体运行论》的这部新译本中，只要用得上，译者毫不犹豫地使用了哥白尼之后的一整套数学符号。
哥白尼《天体运行论》的这部新英文译本，并不像已故的查尔斯·格伦·沃利斯（Charles Glenn Wallis）的译作（即《西方世界巨著》第十六卷，1952年芝加哥版）那样使哥白尼的原文强行现代化，以致难以察觉译文与原著的相似之处。在翻译工作中，译者从头至尾使用了卡耳·卢多耳夫·门泽尔（Carl Ludolf Menzzer）的煞费苦心的德文译本，但充分注意到它从书名本身起就有的缺陷。例如《天体运行论》拉丁文标题的第三个字，即“Orbium”，并不是像门泽尔所误解的那样代表天体，而是带动可见天体的（假想的）看不见的球。这个古希腊的宇宙概念，仍然被哥白尼以及与他同时代的人所接受。
在哥白尼之后的宇宙观中，这些虚构的球体当然被抛弃了。还有被哥白尼看作为他世界观的不可缺少成分的许多别的传统概念亦如此。把哥白尼和我们隔离开的漫长岁月，已经把这些陈腐思维的产物从人们的记忆中彻底抹掉了，以致现代的读者连它们的名字都不熟悉了。由于这个缘故，还有别的原因，哥白尼可能欢迎注释。这种注释已根据完全熟悉哥白尼的《天体运行论》及其次要著作的学者的著作编写而成。
这些专家的长长名单从乔治·贾奇姆·雷蒂库（George Joachim Rheticus）开始，哥白尼有幸把他招纳为一生中仅有的门徒。后来伟大的哥白尼主义者一约翰尼斯·开普勒（JohannesKepler)和他卓有才华的教师一一迈克耳·梅斯特林（Michael Maestlin，他向开普勒介绍哥白尼学说），也作出了有价值的贡献。英国的托马斯·狄格斯（Thomas Digges)首先把《天体运行论》部分地意译为近代语言，新宇宙论的悲剧式的游侠骑士吉奥丹诺·布鲁诺（Giordano Bruno），也在英国发表了雄辩的意见。另一位杰出的意大利人物是不幸程度稍逊的伽利略·伽里莱。在荷兰有尼古拉·米勒（Nicolas Muller），他是《天体运行论》第三版（阿姆斯特丹，1617年）的热情主编。波兰的詹·巴兰诺夫斯基（Jan Baranowski），对《天体运行论》的第四版（华沙，1854年）给予了热情关注。德国的马克西米良·库尔兹（MaximilianCurtze），还有上面提到其译作的门泽尔，对第五版【托尔恩（Thorn），1873】同样付出了极大的关注。更近一些，是恩斯特·齐纳（Ernst Zinner），弗里茨·库巴赫（Fritz Kubach），弗朗兹·泽勒（Franz Zeller）和卡尔·泽勒（Karl Zeller）兄弟。弗里茨·罗斯曼（Fritz Rossmann），汉斯·斯毛赫（Hans Schmauch）和威利·哈特内尔（Willy Hartner)都曾在哥白尼的葡萄园里勇敢地劳动过。法国的亚历山大·柯瓦雷（Alexandre Koyré)亦如此。在波兰，路德维科·安东尼·伯肯迈耶（Ludwik Antoni Birkenmajer）和亚里山大·伯肯迈耶（Aleksander Birkenmajer）这一对父子发表了极宝贵的讨论，这些讨论在我们这个时代由玛丽安·比斯柯普（Marian Biskup），吉尔兹·多布茹斯基（Jerzy Dobrzycki），卡罗尔·高尔斯基（Karol Gorski）和杰齐·札塞（Jerzy Zafhey）等延续下来。
从这些杰出的先行者和同时代人的辛勤劳动中，尤其是从亚历山大·伯肯迈耶和吉尔兹·多布茹斯基同时编撰的拉丁文版中，本书译注者取得了对当代读者最大可能的神益。对这一努力必不可少的是本版《尼古拉·哥白尼全集》第一卷刊载的《天体运行论》手稿的影印件。仔细察看哥白尼在他的手稿中所作的变动，包括增删、修改、计算及其更正，似乎可以深入到他头脑的思维活动中去。
这种考察的一个无可争辩的结果，便是抛弃了长时期留存的关于《天体运行论》写作的一个结论。在他的序言中，哥白尼说，《天体运行论》“apud me pressus non in nonum annum solum，sed iam in quartum novennium latitasset”①。以前对这段话流行的解释是，在《天体运行论》于1543年付印前36年，哥白尼已经把这本书撰写完毕，而从1507年起他把写成的手稿隐藏起来。可是真理终究能弄清楚，因为手稿明确地表示，结尾部分是急促写成的，并使用了一个哥白尼到1539年才会用上的术语。在1541年夏天，原稿还经过订正（或扩充）。手稿的这种不够完善的状态，并不会使熟悉哥白尼生平的人感到惊异。他不是养尊处优地在一个舒适的象牙之塔的顶层逍遥自在。与此相反，他的成年时代大部分是在繁忙的行政生涯中劳碌奔波，而一大帮凶恶武士的躁更使他疲于奔命。《天体运行论》并不是在沉思默想的哲学家所钟爱的那种不受干扰的和平与宁静的环境中撰写的，而是一个担心丢掉饭碗、偶尔能在备受折磨的大教堂牧师会任事的职员，利用点滴的间隙写成的。
在这篇序言结束的时候，我想向我的合作者——埃尔纳·赫耳佛斯坦（Erna Hilfstein)"——表达我无限的谢意。如果没有他的持续不懈的热情和无穷无尽的刻苦努力，这部译作便不可能克竟于成。
爱德华·罗森
安德里斯·奥西安德尔（Andres Osiander）的前言
尼古拉·舍恩贝格的一封信
原序：给保罗三世的献词
第一卷
第一章 宇宙是球形的
第二章 大地也是球形的
第三章 大地和水如何构成统一的球体
第四章 天体的运动是匀束的、永恒的和圆形的功或是复合的圆周运动
第五章 圆周运动对地球是否适宜 地球的位置在何处
第六章 天比地大，无可比拟
第七章 为什么古人认为地球静居于宇宙中心
古代哲学家试图用其他一些理由来证明地球静居于宇宙中心。然而他们把轻和重作为主要根据。他们认为，土是最重的元素，一切有重量的东西都朝它运动，并竭力趋向最深的中心“。大地呈球形，地上所载的重物都向着地球表面垂直运动。因此，如果不是地面阻挡，它们会一直冲向地心。一条直线，如果垂直于与球面相切的水平面，就会穿过球心）。由此可知，物体到达中心后，就在那里保持静止。整个地球静居于宇宙中心，而地球收容一切落体，它由于自身的重量也应静止不动。
古代哲学家用类似的方式分析运动及其性质，希望证实他们的结论。亚里士多德认为，一个单独的、简单的物体的运动是简单运动；简单运动包括直线运动和圆周运动；而直线运动可以是向上或向下的运动。因此，每一个简单运动不是朝中心（即向下），就是离中心（向上），或者绕中心（圆周运动）。只有被当作重元素的土和水，才有向下即趋向地心的运动；而气与火这样的轻元素则离开地心向上运动。这四种元素作直线运动，而天球绕宇宙中心做圆周运动，这样似乎是合理的。亚里士多德就如此断言【《天穹篇》， Ⅰ,2；Ⅰ14】。
亚历山大城的托勒密【《天文学大成》①，Ⅰ，7指出，如果地球在运动，即使只有周日旋转，结果就会违反上述道理。这是因为要使整个地球每24小时转一周，这个运动应当异常剧烈，它的速度高得无可比拟。在急剧自转的作用下，物体很难聚集起来。即使它们是聚结在一起产生的，如果没有某种黏合物使之结合在一起，它们也会飞散。托勒密说，如果情况是这样，地球早就该分崩离析，并且从天穹中消散了（这自然是一个荒谬绝伦的想法）。此外，一切生物和可以活动的重物都决不会安然无恙留存下来。落体也不会沿直线垂直坠落到预定地点，因为迅速运动使这个地点移开了。还有，云和浮现在空中的任何东西都会随时向西漂移。