由于星辰之间的距离如此遥远，而人类的肉眼还不够强大，这就使得人们对于宇宙的大小、形成很难一目了然，更不用说目测这些天体之间的距离了。如果人类的视力强大到可以看到无限远，而又能无限清晰，那么我们就能看到不同星辰的面貌了，它们的表面有着怎样的地貌，它们有着怎样的形状……那么宇宙也将在这种情况下“现出原形”。

其实道理是一样的，如果我们离地球很遥远，具体有多遥远呢？或许只需要站在它直径一万倍的地方，肉眼就看不到地球的大小了，只能看到一个点，就像我们在夜空中看到的其他星星一样，它一闪一闪，发出微弱的星光。正是因为人眼的局限性，使得古人们认为，天空中所看到的星星就是它们本身的样子，而我们的地球是和它们不一样的。这并不能责怪古人，因为在当时，科学技术并不发达，他们无法观测到那些星星真实的样子，就好比一个从未学习过天文学的孩子，他看到夜晚的星空，也会像古人一样，认为那些星星是分布在天空的一个等距离位置，他无法想象，这些恒星比行星要大上千万倍。随着科技的进步、数学的发展和逻辑的发达，人类逐渐能够知晓许多星星的真实面貌和实际距离，但是人们脑海中还是很难绘制出一幅真实存在的星空关系图，因为这些星星之间的距离实在是太大了，以至于这样巨大的尺度差异超越了人们的想象。所以，我希望读者们能够紧跟着我的思路，把我们双眼看到的情况与实际星空的情况用最简洁的方式表达出来，这需要我们的想象力，也需要我们的逻辑构建。

现在就让我们大胆想象一下，假如脚下的地球是不存在的，我们飘浮在宇宙之中而毫无着落，环顾四周，我们能看到什么情形呢？可以推测的是，在上下左右各个方向，围绕着太阳、月球、星星、恒星各种天体，我们无法判断它们的方位，而且也看不到其他的东西，因为在我们眼中，这些星星都是等距离的。

若以此假设，我们将会错误地认为自己正处于宇宙的中心。为什么呢？那是因为，我们的视线所及是有限的，以我们自己为中心，以等距离望向空洞的空间时，所有的可见物都将会位于一个空洞球体的表面，而我们看到的成千上万的星星都似乎散布在一个球体的表面，这个球体便是早时天文学家们所谓的“天球（ce***tial

sphere）”，人们在这个天球上研究各个天体的方位，并不是没有道理的。

如果没有地球为参考物，我们会看到，天球上所有的天体都停止了运转，不过如果我们用一段时间去观察，一个星期，或者更长时间，就会发现，一些恒星正在围绕着太阳慢慢运转。当然观察结果与天体各自的情形有关，所以古人推测出了一个嵌套理论，那便是：大天球是由一种异常坚固的水晶构成的，而这些天体都被牢牢地钉在天球表面，并且它们之间存在一些联系。如此一来，这种理论似乎与人们看到的实际情况是完全相符的，并且以之来表述天体之间的距离似乎并没有什么毛病。

以此概念为前提，再来想象一下，如果我们脚下的地球仍然存在，虽然它在宇宙中十分渺小，但是对于人类来说还是十分庞大的，毕竟当我们站在地球之上时，就好比是站在西瓜上的蚂蚁。因此，我们所能看到的宇宙将会被地球表面遮住一半，我们所能观测到的宇宙边界，则被称为地平线，在地平线上所能看到的一半天球，则被称作“可见半球（visible hemisphere）”；反之，地平线以下，看不到的那一半天球则被称为“不可见半球（invisible hemisphere）”。如果我们想要完整地观察整个天球，倒是可以通过环游地球的方法来实现。

如果地球不自转，或许正如上面所说，人们需要周游地球来观察另一半天球。可是众所周知的是，地球一刻不停地绕着一根通过它中心点的轴线旋转着，如此一来，我们只需要跟随着地球的自转，就能看到整个天球。也正是因为地球由西向东自转，所以我们便看到天体的东升西落。我们将地球的自转以及因为地球自转而发生的天体视运动称为“周日运动（diurnal motion）”，之所以这么称呼，是因为地球的自转周期为一天。

永恒的天体运动

理解地球自转并不难，而由地球自转引起的天体周日视运动就要复杂得多。我们知道，当一个人站在地球的不同经纬度时，他所观察到的天象是不同的。因此，为了将地球自转与天体周日视运动之间的关系表达出来，我们选定一个固定的位置，以地球北纬中部地区为例，来进行详细的解说。

首先，我们可以用一个空间来表示天球，想象一个直径10米左右的大圆球，它的内

部是空的，这个微缩版的天球模型，我们用图1的示意图来表示，这个大球的两端P和Q是固定不变的，如此，大球就能围绕着PQ这条中轴线旋转。大球的中心点O代表着地球，而NS所代表的平面就好像是一个盘子，人们在这个盘子上端坐着，能够看到盘子之上大球内部的景象，在大球的内部和表面，是成千上万的星座，而在盘子