snt=25
其精确度随着n的增加而增加。
函数f的确是均匀收敛的。因此对于任意小的e,可选择n一使得对于所有的nn一和所有的t,都有
ft-snt
令人惊奇之处在于,这种结果意味着,一条有限变化的恒定运动轨道,可以用有限的本轮运动的叠加,获得任意精确的近似值。
显然,我们迄今所用的不过是本轮周期的叠加,本轮周期如2πcπc23πc12πc25πc。特别是,只有可公度的叠加才是允许的,这可以用整数的比来表达,从而符合毕达哥拉斯传统。但是,如果我们允许不可公度周期,那么事实上非周期曲线也可用本轮叠加来近似。这种结果在数学上为哈罗德玻尔关于近周期函数的命题所支持1932。第二个问题是,为何解释运动轨道的本轮-均轮技巧被抛弃了,指出观察中遗漏了曲线是无法作出回答的。数学上,观察曲线无论它是多么的稀奇,只要用柏拉图-阿波罗尼的古代的降低复杂性的策略,原则上就是可以解释的前述是非常宽的数学条件。
不过,在此决定性的问题是,行星的“真正”运动是什么,它们本来是组合的c匀速的和末受外力的圆周运动,是我们在地球上看起来显示为椭圆轨道,还是它们事实上是受外力被迫循着椭圆轨道运动。这是难从几何学和运动学上来确定的,而只能从动力学上来确定,即要用相应的受力理论来确定,因而也就是要从物理学上才能确定。
除了本轮-均轮技巧以外,托勒密还使用了假想的均衡点,相对于它,采取了匀速的圆周运动,即相对于地球作为中心,显示出非匀速的运动。这种技巧被证明在计算上是很有用的,但是违背了中心对称性,因而具有先验假设的效果,这在自然哲学看来是不能令人信服的,后来哥白尼就特别对此进行了批评。哥白尼交换了地球和太阳的位置,其理由来自处于支配地位的运动学。也就是说,某种运动学简化的描述是可能以较大对称性来实现的。因此,在日心说模型中,行星的逆行运动可以被解释为地球周年运动的效应,在哥白尼看来它比外层的木星c火星或土星运动得慢,而比内层的水星和金星运动得快。但是,哥白尼完全坚持了保守的自然哲学立场,因为他在“自然”圆周运动的意义上把更大的简单性看作是接近实在的标志。
近代天文学的第一位伟大的数学家约翰奈斯开普勒认为,简单性信念也是颠扑不破的。他在1596年的神秘的星际旅行者中,开始多次尝试把规则体引入行星系统中,两行星之间的距离正是此规则体的内接球面和外切球面。土星c木星c火星c地球c金星和水星这6颗行星所相应的6个球面,恰好是一个处于另一个之中,而且以如下顺序分开:立方体c四面体c十二面体c二十面体和八面体。当然,开普勒的推测不可能推论到适合于一个世纪以后发现的天王星c海王星和冥王星。
开普勒是一位不折不扣的自然科学家,不能长期沉湎于柏拉图式的推测中。他在1609年写的天文学通论是一篇独特的文献,是在精确观测结果的不断增加的压力下,通过一步一步的研究来解决古老的柏拉图简单性概念。与哥白尼不同,开普勒将新颖的动力学论据加进了其运动学研究中。他与哥白尼的不同还在于,太阳不再被看作处于运动学的非正圆心点的没有物理学功能的东西,而是被看作行星运动的动力因。新的任务也就是要从数学上来确定这些力。开普勒的用磁场进行的动力学解释只是一次不成功的最初尝试。在后来的牛顿引力理论中才取得了成功。
天上“月上”世界的简单性和尘世“月下”世界的复杂性,在其他文化中也是普遍的。让我们来看一看古代中国的道家自然哲学。它确实是处在神话的