一位著名的科学家（据说是贝兰特·罗素）曾经作过一次天文学讲演。他描述了地球如何围绕着太阳公转，而太阳
又是如何围绕着称之为我们星系的巨大的恒星基团的中心公转。演讲结束之际，坐在房间后排的一位小个老妇人起
立说道：“你讲的是一派胡言。实际上，世界是驮在一只巨大的乌龟背上的平板。”这位科学家露出高傲的微笑，
然后答到：“那么这只乌龟是站在什么上面的呢？”“你很聪明，年轻人，的确很聪明，”老妇人说，“不过，
这是一只驮着一只，一直驮下去的乌龟塔啊！”
大多数人会觉得，把我们的宇宙喻为一个无限的乌龟塔相当荒谬。但是我们凭什么就自认为知道得更好呢？我们对
宇宙了解了多少？而我们有时如何知道的呢？宇宙从何而来，又将向何处去？宇宙有开端吗？如果有的话，在开始
之前发生了什么？时间的本质是什么？它会有一个终结吗？物理学中最近的突破，使我们有可能为其中一些长期
以来悬而未决的问题提供答案，而奇妙的新技术是实现这些突破的部分原因。对我们而言，这些答案也许有朝一日
会变得和地球围绕太阳公转那么显而易见——或许也会变得和乌龟塔一样荒谬，只有时间（不管其含义如何）才能
裁决。
早在公元前340年，希腊哲学家亚里士多德在他的《论天》一书中，就能够对于地球是一个圆球而不是一块平板
这个信念提出两个有力的论证。第一，他意识到，月食是由地球运行到太阳和月亮之前引起的。地球在月亮上的
影子总是圆的，这只有在地球本身为球形的前提下才成立的。如果地球是一块平坦的圆盘，除非月食总是发生在太
阳正好位于这个圆盘中心的正下方，否则地球的影子就会被拉长而成为椭圆形。第二，希腊人从旅行中知道，在南
方观测北极星，比在较北地区，北极星在天空中显得较低。（由于北极星位于北极的正上方，所以它出现在北极的
观测者的头顶上，而对于赤道上的某观测者，北极星刚好出现在地平线上。）
根据北极星在埃及和在希腊表观位置的差别，亚里士多德甚至估计出地球大圆长度为400000斯特迪亚。现在
还不能准确知道，1斯特迪亚的长度究竟是多少。想也许是200码（1码=0.9144米）左右。这样就使得
亚里士多德的估计为大约为现在接受数值的2倍。希腊人甚至为地球是球形提供了第三个论证，否则何以从地平线
驶来的船总是先露出船帆，然后才露出船身？
亚里士多德认为地球是不动的，太阳、月亮、行星和恒星都以圆周为轨道围绕着地球公转。他相信这些，是因为他
认为地球是宇宙的中心，而圆周运动是最完美的；他的这种看法是基于某些神秘的原因。公元2世纪，这个思想被
托勒密精制成一个完整的宇宙学模型。地球处于正中心，8个天球包围这它，这8个天球分别负载着月亮、太阳、
恒星和5个当时已知的行星；水星、金星、火星、木星和土星。
为了说明在天空中观察到的这些行星的相当复杂的轨道，人们认为他们本身沿着负载相应天球上的更小圆周运
动。最外层的天球携带着所谓的固定恒星，他们的相对位置总是保持不变，但是总体围绕着天空旋转。最后一层天
球之外为何物一直不很清楚，到那时它肯定不是人类所何物一直不很清楚，但是它肯定不是人类所能观测到的宇宙
部分。
托勒密模型的系统可以相当精密的预言天体在天空中的位置。但是为了正常地预言这些位置，托勒密不得不假定月
亮遵循的轨道有时使它离地球的距离是其他时候的一半。这意味着月亮有时显得要比其他时候大1倍！托勒密承认
这个瑕疵，但是尽管如此，他的模型被广泛地，虽然不是普适地接受。它被基督教会接纳为与《圣经》相一致的宇
宙图象。这是因为它具有巨大优势，即在固定恒星天球之外为天堂和地狱留下了大量的空间。
然而，1514年波兰教士尼古拉·哥白尼提出了一个更简单的模型。（起初，也许哥白尼害怕被教会谴责为异
端，所以将他的模型匿名地流传。）他的观念是，太阳静止地位于中心，而地球和行星们围绕着太阳做圆周运
动。将近一个世纪以后，人们才认真接受她的观念。后来，两位天文学家——德国人约翰斯·开普勒和意大利人
伽利略·伽利雷开始公开支持哥白尼理论，尽管它所语言的轨道还不能完全与观测相符合。直到1609年，亚里
士多德和托勒密的理论才宣告死亡。那一年，伽利略用刚发明的望远镜来观测夜空。当他观测木星时，发现有几个
小行星或月亮围绕着它转动，这表明不像亚里士多德和托勒密设想的那样，并非所有的东西都必须直接地围绕地球
转动（当然，仍然可能相信地球是静止地处于宇宙中心，而木星的卫星沿着一种及其复杂的轨道围绕地球转动。然
而木星的卫星沿着一种极其复杂的轨道围绕地球运动，表观上看来它们是围绕着木星转动。然而，哥白尼理论却简
单得多了）。同时，约翰斯·开普勒修正了哥白尼理论，提出行星不是沿着圆周而是沿着椭圆（椭圆是拉长的圆）
运动，从而最终使语言和观测相互一致了。