第1章
触及天堂：古代对天国的看法
——奥维德（Ovid）《变形记》（人民文学出版社杨周翰译本）
很久以来我们人类一直都很想弄清宇宙的运作模式。从地球上看，从月亮到太阳再到繁星闪烁的天穹，我们依据这样一层套着一层的星体运动设定了历法，而历法也已成为我们生活中必不可少的一部分。从古到今，我们一直在努力寻找这些天体运动之间的关系——一开始是靠大胆猜测，后来则通过科学。
要想好好认识这样的相互作用，就需要测量这些天体的速度。涉及延迟的关联跟瞬间关联有本质区别。在过往的岁月中，随着我们对宇宙的浩瀚无边越来越了解，弄清都有哪些相互作用在以各自不同的速度起作用也变得越来越重要。毕竟，速度跟大小长短有关。假设比例保持不变，无论多么短暂的滞后都会在越来越长的时间间隔中变得影响越来越大。
要想通过建模来了解一个城市如何运作，工程师需要了解这座城市的交通和通信网络。一座交通基本靠走的城市跟一座有多条高速纵横其间的城市，必定会有完全不同的特征——尤其是在说到产品从一地到另一地的投递速度能有多快的时候。禁用或限制使用手机的社区跟人人都随时随地揣着一部手机的地方比起来，运行速度肯定也不一样。
如果想破译宇宙中作用力和其他相互作用构成的网络的机制，也同样需要精确了解这些相互作用之间的作用速度。现在我们知道，真空中的光速是普通空间中物体之间因果作用速度的重要上限。所谓因果，我们的意思是遵循一定顺序的一系列事件，其中所有结果（比如某物被拉动）都有其原因（用力拉的施力者）作为前导。
古希腊人非常了解光究竟有多重要。那个时代的很多哲学家纯粹应用演绎推理，就赋予了光诸如爱和善意等等抽象品质，及温暖、明亮等等物理性质。在弄清光如何传递的过程中，他们为了光速究竟是否有限争论不休。但是，没有现代设备和方法，他们无法解决这个问题。
实际上，因为光实在是太快了，就算是到了差不多两千年之后的文艺复兴时期，像伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）这样的科学家在确定光速时成绩也没好到哪儿去。伽利略提出了一个办法：让两位观测者彼此相距数千米，相继打开手提灯，观测灯光出现的时间间隔是否跟距离有关。这个想法诚然不错，但在实践中不够精确，无法区分瞬时信号和稍有延迟（多少多少分之一秒）的信号。好在我们还有阿尔伯特·迈克耳孙等19世纪的创新者，并继之以科学和技术的进一步发展，现在我们对光速的了解已经非常精确。
光速不只是对天文学来说很重要。事实证明，对于作用力如何起作用的现代理论，光速也是极为关键的组成部分。要理解大自然中的作用力，就需要知道这些作用力如何在空间中传递。并不是所有作用力都需要接触。实际上，四种基本作用力中就有两种，即电磁力和万有引力，可以在相当远的距离上起作用。这两种作用力是以某种方式瞬间从一点飞跃到另一点的，还是需要一些时间才能传递过去？事实证明，电磁相互作用涉及光子的交换。而万有引力虽然是通过不同的机制实现，作用速度倒是刚好跟电磁力的相同。因此，对光速的认识也是研究自然界相互作用的基础。
最后要说的是，确定光速有限，也带来了一些跟信息交流和因果关系的本质有关的非常深刻的问题。一般来讲，速度限制似乎不大像大自然该干的事儿。随便哪个在空无一人的高速公路上赶路的司机都可以证明，如果交警罢工了，哪儿哪儿都看不见他们，那么超速的渴望肯定会压倒小心驶得万年船的心情。如果因果律受到光速限制，反正看起来确实是这么回事，那么要是能以某种方式绕过这个限速的话，会出现什么情况？反向的因果关系会成为可能吗？量子物理学似乎允许包括相干态，及看起来似乎能以比以光速发生的事件因果链更快的速度起作用的超距关联。量子纠缠及其他超距效应，如何才能跟光速限制调和起来？
总之，在人们发现了光速有限之后，就出现了很多科学研究方向，并一直持续到今天。这些弥足珍贵的果实并非单纯靠形而上学的思考就能得到，而是需要通过发展出精益求精的科学技术才能加以培育和收获。
敬奉太阳
照耀在我们远古祖先身上的炽热光芒，跟今天照耀着我们的光芒，都来自同一个光源。但是今天的我们已经知道，挂满星体的苍穹其实距离我们极为遥远，那时候的人们则以为阳光几乎是瞬息即至，跟今天的认识形成了鲜明对比。以古希腊人为例，他们就创造了关于太阳和天堂的细节翔实的神话，将天上的事情与人间的活动密切联系起来。
在希腊，有些地方的人们将太阳当作赫利俄斯神来敬奉，也就是提坦忒伊亚（光辉女神）和许珀里翁（天国光辉之神）的孩子。在赫西俄德（Hesiod）的《神谱》中，赫利俄斯还有两个姐妹，分别是月亮女神塞勒涅和黎明女神厄俄斯。就跟兄弟姐妹们会共享一个玩耍的地方一样，这三位神祇也轮流统治着天空。
在《荷马诗颂》中我们可以读到更多崇拜赫利俄斯的内容。这是由佚名诗人写成的33首赞美诗的合集，跟《荷马史诗》风格类似，可能是从公元前7世纪开始创作的。其中有一首颂扬的就是太阳神，说他是一位尊贵的驾车人，戴着金光闪闪的头盔，驾驶着一辆驷马车（由四匹马拉着的战车）飞过天空：
将太阳拟人化，极大限制了古人研究太阳性质的能力。如果设想赫利俄斯能够行使意志，有根据自己的意愿和兴致跟凡俗交流的能力，就没有人能将赫利俄斯所代表的天体当成真实、稳定的能量来源来研究。说到底，人类并不能完全理解神的力量。因此，以科学方法认识太阳，包括研究其光线穿过太空的过程，始于希腊人将太阳推下神坛。
要到公元前5世纪，在西西里岛海岸上的文化中心阿克拉加斯（即现在的阿格里真托），认识太阳及其光辉的过程才取得明显进展。在那里，尽管赫利俄斯驾驶驷马车的形象仍然广为人知——比如说出现在金币上——历史学家还是推测，对太阳的崇拜已经不再流行。在阿克拉加斯，有一些著名的神殿供奉着宙斯、赫拉克勒斯等众神，但并没有专门供奉赫利俄斯的神殿。
在希腊的有些地方，赫利俄斯的角色包含在阿波罗中，这是位受到广泛敬奉、复杂得多的神。阿波罗是和谐、文化和预言的源泉，远远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腊城市（比如德尔斐）不同，显然也没有专门供奉阿波罗的神殿
。
恩培多克勒就是这座城市里土生土长的一位学者。对他来说，太阳带来的是哲学思考，而不是敬畏。他想了解现实世界的要素。熊熊燃烧、生生不息的太阳，看起来是这个谜团的重要部分。
神殿之谷的黎明
阿克拉加斯的黎明，每天都会给这里带来发白的立柱、滚烫的路面和刺眼的光芒。尽管离奥林匹斯山很远，这里仍然是古希腊领土，太阳的圆盘也每天都会驾临此地，宣示自己的存在。金碧辉煌的神殿和巨大的多立克柱一起反映了一个古老的真理。虽然神殿和立柱据称是要体现出神祇的能量和智慧，但没有人能想到，这些建筑实际上是在散射光子。这些光子从一个温度高到超乎想象的核高压锅里产生，然后穿过上亿千米的悠悠太空，才抵达神殿这样的地球上的建筑。现实往往比神话更离奇。
“神殿之谷”位于阿克拉加斯中心，实际上坐落在一座高原上，同时也位于山脉和丘陵之间。这样的选址，是为了保护这里免遭入侵。古希腊大部分城市中，所有神殿的朝向都专门跟仪式上很重要的时日（比如春分）太阳升起的方位对齐，这样就能让神殿的立面在宗教仪式中沐浴在最明亮的光辉中。但是，阿克拉加斯的情形要复杂很多。这里的街道是很规整的网格布局，跟高原的地形一致，而这座城市也是实用性的体现。人们并没有让所有神殿都按照宗教仪式日程取其朝向，而是至少有一部分，似乎是出于实用性考虑设计得与城市的网格对齐，而非与太阳划过的弧线对齐。这种对齐方式进一步表明太阳受到的敬奉有所下降，对太阳特性的世俗角度的分析也因此有了更大空间，其中就包括恩培多克勒影响深远的推想。
恩培多克勒于公元前492年前后出生于阿克拉加斯，那时这座城市建成还不到一个世纪。他家境极为优渥，跟那个年代的很多希腊贵族青年一样，过着衣来伸手饭来张口的生活。他盛装华服，穿着紫色长袍和青铜凉鞋，头上还戴着月桂花环。这样的雍容华贵让他颇有王者风范，也有着自命不凡的神圣味道。他不想被看成凡夫俗子，便假装自己是神秘主义者、信仰疗法术士。但有一点非常出人意料：他并不鄙视那些不幸的人，甚至反其道而行之。在政治上，他强烈支持平等和民主（当时的社会是一个歧视妇女的等级社会）。在这个社会中，他致力于通过法规确保自由民的平等。一个人怎么能一边宣称相信平等，一边又表现得自己高人一等呢？用沃尔特·惠特曼（Walt Whitman）的话来说就是，他的自相矛盾反映出他的“兼容并包”。
年轻的恩培多克勒求知若渴，对诗歌和哲学来者不拒，对他那个时代最好的作品狼吞虎咽，其中就有巴门尼德（Parmenides）的哲学诗篇《论自然》（对他的思想和风格影响深远），阿那克萨戈拉（Anaxagoras）对大自然的推测，及毕达哥拉斯学派的思想。他读到的这一切，激励着他写下自己对自然界的沉思。
宇宙要素
就跟对前苏格拉底时代的很多希腊哲学家一样，我们对恩培多克勒的观点的了解，也主要来自他的著作片段以及引用了他的著作的二手资料。他也有一部作品叫作《论自然》，直接针对的就是他的老师巴门尼德的一元论（只有物质的）世界观，并在某些方面加以驳斥。这部作品也跟哲学家毕达哥拉斯的追随者，也就是毕达哥拉斯学派的数字命理学观点大异其趣。巴门尼德认为宇宙从根本上讲是静态的——仅由一种永恒的物质组成，而这种物质可以变化成各种形式，但从时间上来看始终还是同一样东西。因此，变化完全是一种假象。但恩培多克勒跟他相反，认为宇宙是动态的，由多种相互作用的元素组成。
毕达哥拉斯学派主张，数字和几何学是宇宙最基本的构件。从1到10的整数，及规则形状（比如圆形和球体），是神圣自然秩序的关键组分，有特别重要的意义。他们认为1，也就是“壹”，代表着整体性，而2，体现了分裂。一般来讲，奇数在他们看来跟男性气概有关，会带来和谐（毕达哥拉斯学派全是男的，因而有此偏见）；而偶数跟女性气质有关，会带来对立面的冲突。10虽然是偶数，但同时也是前四个自然数之和，因此代表着包容和总体。
毕达哥拉斯学派最神圣的符号当中有一个叫作“圣十”（Tetractys），是将前十个自然数表示为一个等边三角形，十个点排成四行，第一行一个点，第二行两个点，第三行三个点，第四行四个点。前四个数象征着大自然的不同组成部分，数字10代表着宇宙的完整性，而“圣十”这个符号就能神奇地将这两者联系在一起。
在毕达哥拉斯学派提出和谐音阶的思想时，前四个数的比例开始登上舞台。他们认为，音调的比例越是简单，听起来就越是美妙。他们的宇宙模型——天体轨道的同心球面围绕着一个“中央火”（并非太阳，而是一个看不见的力量之源，叫作“守卫”，也就是宙斯的瞭望塔）转动——就以这种让人愉悦的音符组合为基础，并称之为“和谐球体”。
毕达哥拉斯学派说到的有八个天体：太阳、月亮、水星、金星、火星、木星、土星和繁星天穹。地球环绕中央火的轨道，是第九个球体。为了得到神圣的十这个数字，他们还加进来了第十个天体，叫作“反地球”，在中央火的另外一侧运动，因此永远都无法看见。
数学确实是大自然的语言。但是，毕达哥拉斯学派假定“万物皆数”，认为一切事物都由简单的整数和图形组成，这样还是把自己限制在了对宇宙要素的抽象、不切实际的描述中。他们用数学来否决而非描述宇宙，带来了严重的局限。比如说，毕达哥拉斯学派憎恶无理数（比如圆周率π和2的平方根），因为这样的反常数字并不符合他们的架构。科学需要欣然接受所有数字，但只是作为工具，而不是要素。
恩培多克勒没有理睬毕达哥拉斯学派的数字命理学和音乐学，转而主张更加言之凿凿的宇宙元素。他的宇宙演化学包含四种主要物质：土、风、火和水，他称之为“根”，就像植物的根一样。两种对立的基本作用力，“爱”和“争”，作用于这些元素，就给大自然带来了动力。
按照恩培多克勒的说法，爱永远都是吸引力。爱将相似的物质聚拢起来，最终还会将其与不相似的物质并在一起。但是，如果允许爱单独作用，就会带来绝对统一：土、风、火和水的了无生趣、一成不变的混合物。虽然完美的和谐听起来有如田园牧歌，但这种状态不允许改变，因此也就不会允许生命出现。
好在还有“争”让元素彼此分离，以此平衡爱的作用。在时光流转中，“争”会让各种物质分离得越来越远，直到变得像分层蛋糕上的条纹一样分明。到最后，如果“争”胜出，就会让一切都分崩离析。在这种极端情况下，生命同样不可能出现。然而每当“争”达到上限的时候“爱”都会粉墨登场，相反相成的循环就会重新开始。在这两种完全不同的力量引导下，四种元素以各种各样的组合形式混合在一起，让世界上的物质一遍遍往复轮回。
在解释自己的系统时，恩培多克勒用了艺术家的调色板来打比方。就像艺术家会将原色混合起来形成次要色调，比如说用来装饰一个彩绘花瓶一样，大自然中爱的力量将各种元素合并在一起，从而创造出自己的杰作。按照古老的点彩派画家的观点，他将各种元素想象成并排放置的非常小的物质点，相互之间极为协调，从而显得像是什么新事物，但实际上只是不同元素形成的花样。
恩培多克勒的想象中包括了无尽循环的可能性，而且在每次循环的过程中都有很多变化的选项，因此他构建的宇宙学非常灵活。他用容易受到各种各样的相互作用影响的成分来解释大自然，以此推进了对大自然的研究。虽然他列出来的元素和作用力跟今天科学家所认为的基本成分相去甚远，但是他这个分门别类的构想在他那个时代不啻于改天换地，影响极为深远。仔细看的话，我们会觉得恩培多克勒对今天的认识已经有模糊的预感：构成物质的基本成分是夸克和轻子，相互之间受到万有引力、电磁力、强核力和弱核力这四种基本相互作用的激发。
恩培多克勒不只是对解释无生命物质的行为表现感兴趣，他也对感官做了一些研究，探索了生物学的一些基本知识，还涉猎了这些科学的交叉领域。他以火（光）会吸引更多火的想法为基础，提出了一种视觉理论。他认为，视觉是因为一个人眼睛里的火跟其他物体上面的火之间的亲和力而产生的。
恩培多克勒的视觉理论人称“光的发射理论”，他假定眼睛会发出光束，在跟其他物体接触后就能照亮从而看见这些物体。他的理论跟毕达哥拉斯学派及其他希腊哲学家提出的“光的接收理论”大异其趣。后面这种理论认为，人的眼睛会接收所观察的一切事物发出的光线。因为那个年代的实验观察并不够，两个阵营都无法证明自己关于视觉的看法是对的。尽管如此，发射理论和接收理论的支持者之间形而上学的争论还是持续了很多年。
另一位出生于公元前460年的前苏格拉底时代希腊哲学家德谟克利特（Democritus）提出了另外一种接收理论。他认为，世界上所有物体都在制造无数个自身的复制品，称为“影像”（eidola），他们可以在空间中传输，并被身体（包括眼睛和大脑）接收。“影像”被眼睛接收后，就会形成视觉图像。而如果被大脑直接接收，就会带来能唤起回忆的梦境，让人得到关于现实事件的预感。因此在他看来，眼之所见和心之所预言都只不过是我们察觉到的“影像”的不同表现形式。
德谟克利特是原子论的奠基人之一，他认为所有东西都是由形状和大小各异的非常细小的成分构成的，很容易复制并发射出来。因此，来自世界各个部分的“影像”都环绕在我们身边，等着我们发现。至于说为什么这些“影像”刚好按照事件发生的顺序抵达我们身边，而不是让过去、现在和未来杂乱无章地堆在一起，德谟克利特并没有解释。
古时候的哲学家往往通过逻辑推理和简洁原则来构建自己的论证。除了显而易见的事实（比如说水能克火）之外，经验结果非常缺乏。因此，恩培多克勒和跟他同时代的人都是出于直觉而非实验。而我们也已经看到，直觉往往会让我们误入歧途。
有些记载表明，恩培多克勒在公元前433年也就是他60岁左右的时候去世，也许可以算是火在追求火的一个例子：一个炽烈的人迎来了酷热的死亡。英国近代诗人、评论家马修·阿诺德（Matthew Arnold）在其诗作《埃特纳火山上的恩培多克勒》中将他的死亡戏剧化，写成了这样一个传说：在恩培多克勒生命的最后一幕，他爬上了欧洲最高的火山，也就是位于西西里岛的埃特纳火山。爬上火山口的边缘之后，他纵身跃入火海，仿佛是在表明他天神一样的勇气和对死后人生的渴望——也许是想证明自己的灵魂可以不朽。恩培多克勒是不是以为，能将他的生命精髓和地狱之火融为一体的决定性作用，最终会在重新出现的存在周期中涅槃重生？对这位伟大哲学家的死亡方式及原因，人们只能存疑。
阿诺德想象恩培多克勒发出了最后的呐喊：
它们生在天地间，也会被好好安葬！
无论恩培多克勒的肉身命运如何，他的学术遗产确实让他得到了不朽。后世很多哲学家都会引用他的著作和思想，而他的这些跟毕达哥拉斯学派和其他原子学家的著作一起，对科学的形成产生了持久的影响。历经两千多年，我们才能确定大自然最根本的组分是什么，及这些组分之间如何通过基本作用力相互作用，而恩培多克勒所在的关键时期，就是这段历程的开端。
古代世界最有影响的“万有理论”是在柏拉图的作品中展现出来的。柏拉图是一位著名学者、教师，生活在公元前429年到前347年之间，还创办了雅典学院。他热衷于将早期哲学观念融为一炉，将其成功熔炼为关于世界的原始构想，并在《蒂迈欧篇》等作品中描述出来。
柏拉图遵循毕达哥拉斯学派的道路，接受追求完美、理想主义的宇宙观。他提出，我们观测到的宇宙有明显缺陷，因此完全只是和谐的永恒领域的回响。他指出，与其尝试通过直接分析来认识凡俗世界，还不如超乎其缺陷，试着探寻这个世界原始的蓝图，也就是他所谓的“形式”的领域。
“形式”是世界上所有真实、短暂的物品的理想、永恒的原型。假设有一台尽善尽美的老爷钟在那里永无止境地滴答作响，不受任何摩擦力和阻力，那么钟摆就会一直优雅地来回摆动下去，永不停歇。假设你还有一块从地摊上买来的便宜手表，几乎每天都需要对表，那么相比之下，那座雄伟的老爷钟肯定更能代表时间。但是还有更好的绝对完美的钟表，是所有钟表的原型，无论走多久，一秒都不会走错。这就是“时间”的形式，最好的钟表可以据此制作，而最差劲的手表相形之下简直就无足挂齿了。同样地，古朴的老爷钟外表匀称、优雅，可以跟“美丽”的形式匹配起来，而小孩子对钟的机械部分钦佩莫名，也可以跟“智慧”的理念相对应。这个孩子自己，也将是“人”的质朴本质的反映——她的完美“灵魂”的回响。
总之，世界上所有的物体或特征，看得见摸得着的那些对象，都是从虚无缥缈中涌现出来的。个人的灵魂就来自神圣的完美，就像一棵身形高大、不事雕饰的樱桃树将绚丽的花朵散落在树下的土地上。那些花朵零落成泥碾作尘，但任何能将她们跟底下的泥土区分开来的残余的美丽，都在证明她们高贵的起源。
这种涌现缺乏现代意义上的如时钟般精确的因果关联，并没有显而易见、无法去除的因果链将形式的领域跟日常生活联接起来。实际上，这种关联就是杂乱无章的流动，在碰到粗糙的现实世界时会吸收各种杂质，就像山里一条纤尘不染的小溪蜿蜒着流过无人知晓的罅隙，绕过与世隔绝的小小村落，在拾取溪岸上的松林掉落下来的松针之后颜色渐深，最后注入浑浊的市政蓄水池。柏拉图的构想允许出现更深奥难懂的联接模式，比如非因果关联，以数字命理学、对称性和其他数学原则为基础的关联，及形形色色超自然的作用方式。因此在柏拉图身后的好多个世纪里，柏拉图的思想会得到大量神秘主义诠释和装神弄鬼的阐发，也就不足为奇了。
柏拉图用了一个著名的思想实验“洞穴寓言”来证明，现实生活也许只是形式领域的幻影。他假设有一群囚徒住在一个洞穴中离洞口不远的位置，面对着洞穴的内壁，在内壁上它们可以看到从外面经过的人和物落在内壁上的影子——士兵和武器、商人和货物，等等。如果这些囚徒从未自由过（或是不知怎么的忘记了外面的世界是什么样子），他们就会误以为这些影子就是现实世界。与此类似，我们的世俗经验也只是虚幻的皮影戏，只是跟无所不在的真相有些许相似之处。
跟毕达哥拉斯一样，柏拉图对完美的几何图形情有独钟。他同样提出，行星、太阳、月亮和恒星的轨道都必须是圆形，至少在理想领域中应该如此。我们能感觉到的星体行为的任何偏差，都必然是因为对完美现实的反映有不当之处，就像在污渍斑斑的镜子中照出的人脸一样。他的模型跟毕达哥拉斯模型的主要区别是他的构想以地球为中心：所有星体都是环绕地球而不是中央火运动。
在《蒂迈欧篇》中，柏拉图提出了一种奇特的毕达哥拉斯式的观点，将恩培多克勒的元素和正多面体（以正多边形比如正三角形和正方形为面的三维图形）关联起来。柏拉图推测，这些元素的行为表现各有不同，是因为各自的几何构成都很独特。数学家注意到，二维的正多边形和三维的正多面体之间有重要区别，前者有无数个，而后者只有五个：正四面体（四个面的金字塔）、立方体、正八面体、正十二面体和正二十面体。也就是说，这五种是仅有的所有面都一模一样且都等边的多面体。毕达哥拉斯学派很可能发现了这一点，希腊数学家泰阿泰德（Theaetetus）和欧几里德也都曾描述过。但是，因为是柏拉图提醒人们特别注意这几种正多面体，所以通常就称之为“柏拉图立体”。
大自然隐藏的光芒
柏拉图去世后，他的雅典学院仍然矗立了好几个世纪，甚至一直到罗马帝国渐成气候的时候都还在，而他的哲学思想更是远远超出了那个时代。从那个时代以来，在很多杰出思想家的著作中，都能看到柏拉图主义的身影。柏拉图专注于形式而非物理世界，跟毕达哥拉斯学派对数字命理学的信仰珠联璧合，表明大自然有一套隐藏的准则，有超验的完满。因此，柏拉图主义以其各式各样的化身向智者提出挑战，让他们为发现这套准则殚精竭虑。
罗马时代的学者、传记作家普鲁塔克（Plutarch）于公元45-47年左右出生于希腊中部。他系统研究了柏拉图的著作，想要将这位古代哲学家的思想汇编为对宇宙的完整描述。他游历甚广，也将他对地中海文化的很多亲身体验都融入了自己的研究。在普鲁塔克看来，有个中心问题是，物质世界如何跟形式领域联系起来，将理想、精神世界的精髓倾注到原本混乱、无生命的物质中。他的集大成工作将毕达哥拉斯学派的很多元素，比如数字关联都编排进了柏拉图一系的哲学中，还加进去了古埃及的象征主义，比如提到伊西丝和欧西里斯神圣的兄妹兼夫妇之爱的创世神话。多产且颇具影响力的普鲁塔克将让未来的很多世代对古希腊关于现实本质的辩论有所了解，尤其是他的《希腊罗马名人传》将成为有史以来最有影响的传记集。
普鲁塔克的很多思考都既有我们所谓的科学猜想，也有神秘主义的成分。比如说，他关于月球的文章《论月面》就提出了大量关于月球表面看起来是什么样子的想法，有的说是一个平坦、没有任何特征的球体，有的说是像地球一样的有山脉、有山谷等等地形特征的世界（伽利略将证明，后面这个看法是对的）。他介绍了恩培多克勒的观点，即月球是“被火球包裹的像冰雹一样凝结起来的气”，还详细介绍了阿里斯塔克斯对其相对大小和月地距离的计算。他认真思考了月光是不是反射的阳光，及为什么月食比日食更加频繁等等问题。最后他异想天开，想象月球是亡灵暂时休息的地方，之后会转世回到地球上或进入某种形式的天国。总之，普鲁塔克讲月球的文章体现了古代观点和现代观点的结合，既有脚踏实地的观测，也有超自然的想象。
历史学家往往把普鲁塔克以及他那个时代深受柏拉图影响的其他哲学家叫作“中期柏拉图主义者”，从而使他们有别于更古老的柏拉图主义者，比如雅典学院中紧随柏拉图身后的那些思想家，及进入公元纪年后最初几个世纪里受柏拉图哲学思想启发的各式各样的神秘主义流派，包括诺斯替主义、赫尔墨斯主义、摩尼教（明教）以及新柏拉图主义，还有中世纪的神秘主义运动，比如苏菲派和卡巴拉派。
简单来讲，诺斯替主义包括了基督教和非基督教的一些派系，指的是从公元纪年最早的几个世纪开始的意在深入学习造物主的深奥知识的尝试，超出了传统宗教背景和实践的范畴。他们遵循柏拉图的形式概念，宣称有一个普遍真理的纯净境界，超越了虚幻的凡尘俗世。双重现实当中的每一重都由单独的造物主创造：一个大一些的上帝是完美领域的统治者，还有一个小一些的神是物质世界的创造者，其造物就包括有很多缺陷的人类。按照诺斯替派的信念，古希伯来人错误地敬奉了更世俗的那位造物主，但他们本应越过这位神，将目光投向更完美的精神上帝。在基督教的诺斯替派中，耶稣是关于更高境界的智慧的展现者；其他诺斯替派则倾向于认可不同的真理信使。
诺斯替主义的著作中最著名的系列要数《拿戈玛第经集》，是很可能写于公元4世纪的莎草纸书，封存在陶罐中，于1945年12月经埃及的一群农民在贾巴尔——塔里夫悬崖底下挖掘肥沃的壤土时挖掘出土。这部经文展现了跟标准的教会教规截然不同的一套准则。这部经集的第一部分后来被叫作《荣格抄本》，因为在被比利时古董商买下并偷运出埃及后，于1952年被瑞士心理学家卡尔·荣格的研究所购得，随后翻译出版，最后又回到埃及，现在收藏于开罗的科普特博物馆。
赫尔墨斯主义与诺斯替主义关系密切，以赫尔墨斯·特里斯墨吉斯忒斯（三重而伟大的赫尔墨斯）的角色为核心。他是一位传说中的魔法知识的先知，据说融合了古希腊神祇赫尔墨斯和埃及神祇托特的很多品质，而这个派别代表了一种神秘的、非基督教的信仰体系。摩尼教的核心思想是虔诚的伊朗圣人摩尼提出的二元论（物质和精神）教义，这位圣人出生于一个犹太化基督教的诺斯替派家庭，但后来创立了自己的宗教。
新柏拉图主义是跟普罗提诺（Plotinus）、波菲利（Porphyry）等活跃于雅典学院已经式微时的哲学家的著作有关的一种哲学流派，对于诺斯替派的观点，即物质世界是腐朽的，精神领域才是纯粹的，他们弃如敝履，转而支持物质和精神两者之间更复杂的关系。新柏拉图主义描述了一个层级制的过程，其中有个统一的实体，叫作“壹”，可以产生一系列影响，将精神注入到物质世界中。在详细描述如何从一生成万物时，他们用来解释复杂性的术语和机制都来自毕达哥拉斯学派的思想，即世界是由数字构成的。按照新柏拉图主义者的说法，超验涉及让一个人找到穿过错综复杂的混乱世界的道路，与最初的“壹”重新关联起来。这一信条可以追溯到古希腊神话，而并非源自犹太教或基督教的核心原则。尤其是波菲利，对基督教提出了尖锐的批评。他发现，与《圣经》有关的著作跟古希腊哲学中极为理性的论述并不一致，因此值得怀疑。
卡巴拉派和苏菲派代表了无数代先验思想家分别对犹太教和伊斯兰教提出的非传统、神秘主义的阐释。他们跟柏拉图和毕达哥拉斯的关系体现在对神圣经文解码，以期找到字里行间的隐藏意义。
例如，卡巴拉派经常将上帝的圣名，也就是带有四个希伯来文字母的“四字神名”，与毕达哥拉斯学派的神圣符号，也就是有四行点排成一个正三角形的“圣十”符号相提并论。跟数字四有关系的其他关联还包括四个季节、四种古典元素等。在那些倾向于神秘主义的人看来，这些数字的对应有先验意义。
仔细想想光在这些神秘主义的信仰体系中的角色也会很有意思。在这里，光并非只是一种有待测量的物理现象，而是代表了神圣的爱和圣洁，是超越肉身限制的一种方式。诺斯替主义将光和真正精神领域的神圣知识联系在一起。摩尼教也将黑暗与物质世界关联起来，并认为光代表着神圣真理的领域。摩尼自己就被人叫作“光的信使”。卡巴拉派信徒也是一样，把光跟神圣力量联系在一起。卡巴拉派的重要著作中，比如《光明篇》（Zohar，在希伯来语中意为“光”或者“辉煌”），所描述的上帝会发出超乎想象的耀眼光芒。
18世纪的犹太神秘主义者以色列·本·以利撒（Israel ben Eliezer），也叫巴尔·谢姆·托夫（Baal Shem Tov），就曾论及《光明篇》及其与犹太教传统圣经《妥拉》（Torah）之间的关系：
有了上帝在创世的六天中创造的光，亚当可以从世界的一端看到另一端。为后世的义人，上帝将光隐藏起来。他把光藏在哪里了呢？在《妥拉》里。因此我打开《光明篇》，就看到了整个世界。
在这些神秘主义的观点中，神圣的光自由流动，瞬间通达，从不涉及任何特定的速度。作为全能的神，上帝可以毫无阻碍地发出自己的光芒。不过他也许会选择收着点自己的能力，这好像有点自相矛盾。有些卡巴拉派的著作设想有一些指定的容器，神圣的光可以通过这些容器来运送。这些天堂的管道意在管制神性的散发，这样神性的力量就不会让凡俗之人感到不堪重负。因此，光就像流体一样，完全可以具有有限的流动速度。但是，这些容器不够坚牢，装不住光，会像试管一样摔得粉碎。这样的破裂会给这个世界带来混乱。按照某些睿哲的说法，虔诚的行为，包括用善行疗愈世界，也许有助于重现上帝的原初构想。
一般来讲，在这些追随柏拉图式传统的思想流派中，有个共同主题是解释神圣力量无穷无尽与世俗交互作用速度有限之间巨大的矛盾。有的群体，比如摩尼教和诺斯替派，试图让这两个领域井水不犯河水；另一些群体，比如新柏拉图主义者和卡巴拉派，试图通过中介在两者间架起桥梁。这些管道代表了永恒领域和凡俗国度之间隐藏的关联，只有最正直的义人，有着虔敬的、以永恒的节奏跳动的心，渴求神圣智慧的永在探寻的灵魂，才能得窥门径。
闲庭信步的阳光
当然，柏拉图的遗产远远没有局限在神秘主义的活动中。西欧和中欧好多个世纪的学者都主要是通过他最出名的学生，声名显赫（同时也更务实）的哲学家亚里士多德的作品来了解他的。这位同学生活在公元前384年到前322年之间，本人就是一位很多产的喜欢阐释思想的人，注重逻辑推理和基本观察，而他的阐释产生的影响也极为持久。他对大自然运作机制的系统研究，虽然来自柏拉图的真实领域与理想领域如何关联的更抽象的概念，却为引起物体运动的原因提供了清晰得多的见解。
在转向现实主义时，亚里士多德与柏拉图分道扬镳。在他关于宇宙的构想中，他采用了恩培多克勒的元素说的一个修正版本。跟恩培多克勒一样，他也认为地球上的一切都由土、气、火和水这四种元素构成。但是，亚里士多德还往里面加了个第五元素：“精华”，也就是构成太阳、月亮、行星和恒星等天体的以太那种东西。他推测，天体之所以由“精华”构成，是因为这是最轻的物质。土这种元素是最重的，而水、气和火这几种元素一个比一个轻（但还是没有精华轻）。构成物体的材料越重，这个物体就越接近地面，也越有可能下沉而非上升。相比之下，由精华构成的天体就完全没有理由冲向地球，因此可以保持圆形的轨道。所以，按照亚里士多德的说法，太阳和其他天体都会围绕着静止的地球旋转。在写于公元前350年前后的著作《论天》中，他总结了自己的这些观点。
亚里士多德的动力学概念虽然在他那个时代不啻于石破天惊，但跟大概两千年后才提出的牛顿运动定律比起来还是要原始得多。亚里士多德将运动分为两类：自然的和受驱使的。自然运动包括静止状态、上升（就火和气这样的较轻的物质而言）和下落（就土和水这些较重的物质而言）。元素越轻，上升的速度就越快；元素越重，下落的速度也会越快。由不同元素组合而成的物体可能会以不同的速度或升或降，取决于其组成。因为没有惯性的概念，亚里士多德只能假定，所有其他形式的运动都需要直接的推动力。迫使物体偏离自然行为必须要有持续的推力或拉力。
在《物理学》和《形而上学》这两部著作中，亚里士多德谈到了因果关系的问题。他强调要为所有结果都找出原因，这有助于形成未来的科学。但是，亚里士多德定义的因果关系允许即时作用，甚至允许因果之间在时间上反向，这跟因果关系一词的现代含义（通常意味着指向未来的关联）大异其趣，因此需要区分。特别是，因果关系的现代定义受到等于光速的信息交流上限的限制。
亚里士多德谈到了四种不同类型的原因，每一种都有不同机制。他把原因分成物质因（物体由什么物质组成）、形式因（物体如何形成）、动力因（物体的创造者是如何制造这个物体的）和目的因（物体的最终目标）四种。第四种——涉及未来的目标而非过去的条件——似乎跟我们一般所谓的因果关系风马牛不相及。不过也可以注意到，近年来有那么一票物理学家提出了“逆因果律”的概念，就是一种指向过去的情形，认为结果先于原因。
亚里士多德经常谦称自己受益于诸多前贤，比如恩培多克勒。虽然对恩培多克勒的作品亚里士多德一般都很敬重，但在有些领域，他提出了尖锐的批评。他抛弃了恩培多克勒关于视觉的光发射理论，指出这个理论无法解释在试图看清物体时白天和夜晚之间的不同之处。他问道，如果眼睛自己就能发出火光，那为什么在伸手不见五指的黑暗中我们无法辨认出影像来？由此亚里士多德得出结论，眼睛显然是用来探测而非产生光的器官。
另一个存在分歧的地方是恩培多克勒关于太阳的运作机制的理论。尽管对太阳究竟有多远一无所知，也完全不知道太阳是个巨大的能量来源，恩培多克勒还是成功认识到了太阳光是如何传播到地球上来的。他提出，阳光必须经历一定的时间，穿过太空才能抵达我们这里。亚里士多德对此持有异议，辩称若果真如此，我们就应该能看到阳光的运动。对这个分歧，历史会证明亚里士多德错了，而恩培多克勒是对的。亚里士多德在《感觉与感觉客体》中写道：
恩培多克勒……说，来自太阳的光线在抵达眼睛，或者说抵达地球之前，都会先穿过中间的太空。这么说似乎很像那么回事。对于任何[在空间中]运动的物体来说，肯定都是从一地向另一地运动；因此跟这个物体从一地运动到另一地相应，必定也有一段时间间隔。但任何一段给定的时间都可以分成很多份；因此我们应该可以假设有这样一个时刻，太阳的光我们还没有看见，而是仍然在中间的太空中行进。
亚里士多德对视觉的机制仅有很粗浅的概念，因此对于光线可以在太空中传播却看不到传输的过程感到大惑不解。他当然也能想到，如果光是从一个地方开始到另一个地方结束，那这道光肯定会穿过其间的所有位置。既然如此，为什么我们看不到光的完整路径，就像燃烧着的燃料之河一样？
亚里士多德的评论很让人吃惊。既然地球上的光（来自火堆、闪电等等光源）似乎未曾在自己穿过的空间中留下痕迹，那么阳光为什么不能同样如此？也许他主要是在考虑雾霭阻挡了光线从而显示出地球上的光路的情形。此外，传输中的阳光可以在壮丽的日出和日落时观察到，那时大气层就像棱镜一样，将阳光中的颜色都分开了。
但是，在深邃的太空中，没有这样的雾霭可以揭示阳光穿过的路径。最为接近的效果就是太阳风（太阳发射的高能粒子流）的辐射压了，但是古人当然不可能去假设有这样的现象存在。
从亚里士多德对恩培多克勒的评论中我们可以得出的一个教训是，就算是最出色的哲学家，也会有千虑一失的时候。亚里士多德正确指出了恩培多克勒的光发射理论中的缺陷，但奇怪的是，恩培多克勒似乎另起炉灶讲起了光的传播，而且结果证明他是对的，这种情况可是少之又少。他推测从太阳发出的光线速度是有限的，这回他说对了。不过这个速度究竟是多少，他完全不知道。
亚里士多德定义的因果关系多种多样，他将其分为四个不同的类别，而这些因果律允许太阳瞬间向人眼倾泻出耀眼光芒，不需要有穿过太空的时间——而现在我们知道，这段时间大约是8分钟。根据亚里士多德定义的第四种因果关系，如果光的最终目标是被看见，那么太阳发光就只不过是为了满足这个目的而出现的“原因”。因此按照这个逻辑，阳光的传输时间可以不必考虑。好在后来的思想家会紧随恩培多克勒的步伐，考虑光速可能有限，并探索如何着手测量。
运动中的世界
从把太阳看成驾着战车的神祇这样的原始观念，前进到把太阳看成是发光的球体，这是人类的一大步。但是，恩培多克勒和亚里士多德提出的关于太阳的构想几乎没有任何细节。关于太阳的大小、成分和能量机制，这两位哲学家一无所知。（如前所述，一直要到20世纪中叶的核时代，人类才会知道太阳的能量机制。）
事实证明，亚里士多德的地心说宇宙模型（太阳、恒星和观测到的行星——当时除地球之外已经知道五个——以完美的圆形轨道环绕地球运动）非常有影响。柏拉图认为圆是最理想的形状，因此从审美上说这个模型非常让人满意。但是，夜晚的天空有几个关键的特征，这个模型无法解释。尤其让人头疼的，是无法解释行星运动中经常发生的逆行现象，即运动暂时反向，特别让人奇怪。
古人早就注意到了行星退行，但刚开始将其归因于行星的自行其是。“行星”一词源于希腊语中的planetes，意思就是“漫游者”。水星、金星、火星、木星和土星有时候会在例行公事走过天空的漫步中停下来休息一下，不再往前而是往后踱上几步，只不过是因为它们有此爱好。但是亚里士多德坚称，运动必须要有物理学的原因才行。他更喜欢自然的而非拟人的解释，因为这样可以一直成立，而不是事后诸葛亮的凑数说法。按照这个标准，他关于太阳系的地心说模型就有点捉襟见肘了。
亚里士多德的模型无法解释的另一种情形是，为什么行星有时候会显得更亮有时候又显得更暗，似乎是说有时候离我们更近有时候又更远。如果行星轨道是固定的圆形，那么它们走过天空的运动为什么不是均匀的呢？
公元前3世纪的希腊哲学家，佩尔吉的阿波罗尼奥斯（Apollonius of Perga），人称“伟大的几何学家”，为了修正亚里士多德的模型，提出了偏心圆轨道以及本轮的概念。“偏心”的意思是虽然在圆形轨道上旋转，但并非刚好以地球为中心，而是有一个偏离的量，我们称之为“偏心轮”。阿波罗尼奥斯就用了这小小偏差来解释为什么行星轨道看起来会变化，从而不同行星在不同时间会形成更显著的差异。本轮是圆圈上的圆圈，就像摩天轮的座舱，在巨大的轮毂旋转的同时，座舱也在旋转。每颗行星的本轮都以均轮或者说“圆心轨迹”上的一点为中心。在摩天轮的例子中，这样的旋转会在大轮子向前旋转时让座舱有时候显得就像在往后运动一样。行星的情形也与此类似，小小本轮和巨大均轮的结合可以让这些行星以特定间隔在天空中看起来像是在向后运动。
在接下来的那个世纪，罗德岛的喜帕恰斯（Hipparchus of Rhodes）进行了详尽的天文观测，编制了全面的恒星和星座目录。在研究行星运动时，他也是从亚里士多德的地心说模型开始，继而求助于偏心轮和本轮来修正正圆轨道与他观测到的情形之间的差异。在解释太阳如果是以恒定速度运动的话，为什么不同季节——也就是两分两至之间的时间长度会不一样的时候，他别出心裁，对太阳的轨道也采用了偏心轮。喜帕恰斯推测，因为太阳圆形轨道的中心稍微偏离了地球，所以在一年当中的不同时候，太阳的运行速度看起来就会稍微快一点或者慢一点。他的模型已经足够精确，可以对太阳和其他天体做出可靠的天文预测。
生活在公元2世纪的希腊天文学家，亚历山大的克劳迪乌斯·托勒密（Claudius Ptolemy of Alexandria）利用喜帕恰斯的观测、巴比伦人的天文记录和他自己的天文观测，建立了当时最详尽的天文体系——预测能力甚至比喜帕恰斯的还要强大。这个体系仍然是以亚里士多德的地心说模型为基础，用本轮和偏心轮加以修正，还加了另外一个改动，叫作“均衡点”，好让这个体系的预测更准确。“均衡点”是跟地球相对，刚好位于偏心轮圆心另一侧的点。偏心轮圆心是所有均轮的中心点，而均衡点是一个独特的位置，所有本轮相对这一点都以恒定的角速度旋转。这样就得到了一个十分复杂但可以预测的方法，能够解释太阳和行星为什么在一年当中的不同时间会显得是在以不同速度运动乃至后退，同时又不用舍弃神圣不可侵犯的圆形轨道的思想。
托勒密精细调整了自己的天文构想，得到的预报足够精确，能够跟观天数据匹配，然后把自己的发现写在了一本极有影响的著作中，这就是《天文学大成》，在多少个世纪里都被认为是天文学的不刊之论。这个体系与太阳系的观测数据极为吻合，因此机械式天象仪都一直用他的方法（用齿轮上的齿轮来模拟本轮）来进行知识性的天文展示。
托勒密的模型尽管复杂到无以复加，还是在这么多个世纪以来成了天文学的教规，其圣经就是《天文学大成》。实际上，随着基督教传遍整个欧洲，托勒密的模型（以及其他地心说模型）受到了神职人员的青睐，部分原因就是地球作为宇宙中心的角色似乎与《旧约》中间接提到的太阳突然静止不动（约书亚记10：13，哈巴谷书3：11）或是向后运动（列王纪下20：11）一致。出于同样原因，伊斯兰世界早期也对地心说系统，比如托勒密的模型趋之若鹜。整个中世纪，欧洲、中东和北非的天文学都一直将地球的中心位置奉为圭臬。
但也并不是说日心说体系遭到了积极压制。中世纪神职人员粗暴镇压日心说体系的支持者，这个说法只是个传说。实际上，倡导日心说的作品很少，也都很晦涩，尤其是相对于大行其道的亚里士多德的著作和《天文学大成》来说。古代有一位萨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年之间，就因为提出了一个以太阳为“中央火”，包括地球在内的所有行星都以同心圆绕着中央火旋转的宇宙体系而知名。然而他的模型很原始，没有什么预测能力（因为缺乏天文观测数据，而且实际上行星轨道并非正圆，而是椭圆），因此跟地心说声名显赫的支持者相比，他的影响不值一提。因为托勒密的预测与（当时的）大量天文观测数据极为相符，因此一直到文艺复兴时期都仍然占据着统治地位。
尽管如此，托勒密体系的缺陷还是注定了竞争对手最后一定会出现。不只是说太复杂，及将地球放在宇宙中心当然也不够准确之外，这个体系还有个重大缺点就是很难解释为什么这些天体在开始的时候走上了它们现在所走的路径。毕达哥拉斯学派曾提出，宇宙以某种方式调整成了“天地和谐”的天籁之音。恩培多克勒坚持认为，这是由“爱”和“争”的角力推动的。而在亚里士多德看来，是因为填充着天体、轻若无物的“精华”，或者叫以太，推动着这些天体高居天空之上。但是，虽然跟数据符合得很好，托勒密却没怎么解释究竟是什么作用力在驱动本轮和均轮。
《天文学概论》（Epitome of the Almagest）是托勒密著作中极有影响的一部概要，由德国数学家雷吉奥蒙塔努斯（Regiomontanus，也叫约翰内斯·缪勒[Johannes Müller von Königsberg]）撰写，出版于1496年，指出了托勒密模型的复杂之处，并提出了简化意见，包括用球面代替圆形轨道。这部著作启发了波兰著名天文学家尼古拉斯·哥白尼（Nicolaus Copernicus），使他得以在于1543年出版的影响深远的著作《天体运行论》中提出了日心说观点。哥白尼的体系比阿里斯塔克斯的更加复杂（很可能是独立提出的），而且大胆指出地球也在绕着自己的轴旋转，于是才产生太阳在白天穿过天空，群星在夜晚走过我们头顶的假象。行星（当时已知的五颗以及地球）绕着太阳转，而月球单单只围着地球转。哥白尼的革命性论著出版后，托勒密的影响力仍然长盛不衰，但怀疑者的声音开始变得越来越大。
从左到右依次为亚里士多德、托勒密和哥白尼。伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》原版卷首插图。图片来自美国物理联合会，埃米利奥·赛格雷视觉材料档案馆。
托勒密的模型还有个缺陷就是，没有包含任何一个轨道的准确尺寸。为了让自己的宇宙模型更上一层楼，他尝试估算太阳、行星和恒星的距离，但都以失败告终。缺乏这些测量结果，使他的体系显得没那么有说服力。且不说跟其他恒星的巨大距离，就说不知道太阳系的基本尺寸，天文学就已经无法取得进展了。
古时候，唯一已知的精度还算可以（误差不到20%）的天体距离就是地球到月球的距离。我们对地月距离如此了解，原因之一还在于机缘巧合。从地球的位置来看，月球在天空中的圆盘跟太阳的大小几乎一模一样。因为大小相仿才能产生日全食，就是月球完全挡住太阳的时候，在地球上的不同地方都经常能够见到。
喜帕恰斯利用了自己的几何天分以及对一种叫作“视差”的光学现象的认识，于一次可能发生在公元前190年3月14日的日全食期间测算了地月距离。视差是从两个不同的观察点来看同一个物体时，似乎会看到物体移动了的现象。因为移动的距离取决于观测对象的远近（对一组给定的观测点来说，观测对象越近，位移就越大），所以视差成了估算附近天体距离的得力标尺。
做个简单的实验，只需要两只眼睛和任意一根手指，就能展示出视差是怎么起作用的。首先把手指举在你鼻子前面大约15厘米的地方。闭上一只眼睛，用另一只睁着的眼睛去看手指。记住这根手指相对于固定背景的位置，比如说在室内的话就找一幅挂在墙上的画，在室外的话就找一棵树。然后闭上第二只眼睛，睁开第一只眼睛。注意一下手指相对于固定背景的位置有什么变化。这样盯着手指交替开闭两眼，你会看到这根手指似乎在明显地来回移动。接下来我们做同样的实验，只不过这回把手指放在鼻子前面大约30厘米的地方。现在你会发现，在你交替开闭两眼的时候，手指的移动看上去要小多了。最后将手指随便举多远都行再来一次。通过几何学以及前两次测量得到的移动量，我们就能推算出第三次距离有多远。你也可以拿把卷尺检查一下用视差做的估算对不对。
对遥远的物体，视差方法要求两个观察点之间的距离也要相当大才行。在日食期间，喜帕恰斯挑选了两个相距约1600千米的地点。第一个地点是连接爱琴海和马尔马拉海的赫勒斯滂海峡，现在叫作达达尼尔海峡，在土耳其境内。那里看到的日食是日全食，太阳整个都被遮住了。第二个地点是埃及的亚历山大，当时也是古希腊领土，那里看到的是日偏食。喜帕恰斯估计，日偏食在亚历山大达到食甚的时候，月球遮住了大概五分之四个太阳。既然太阳的完整圆盘在天空中对应着大概半度的角度，那么剩下的五分之一就应该可以换算为大约十分之一度。这个角度变化就是月球的视差，他可以用来计算月球相对于地球半径的径向距离。他的结论是，月球距离地球中心大概71个地球半径。正确答案是差不多60个地球半径。虽然答案不对，但至少相差无几。
为什么喜帕恰斯和那个时代的其他天文学家不能如法炮制，把太阳和其他恒星的距离也都估算出来？就太阳来说，白天的时候没有固定的参考点可以用来测量太阳因为视差产生的移动。而对恒星来说，只有附近的星体，比如，比邻星可以用视差法得到比较好的结果，而且还得要求两个观测点位于地球围绕太阳运动的轨道的两端。除非有人有足够耐心能等上好几个月，否则这样的恒星视差是很难看出来的。（后来那些想要驳倒哥白尼关于地球自转的信念的人，就用了缺乏显著的恒星视差来作为证据支撑自己的错误论点。）
古人不仅不知道光速，就连光速是否有限也都没法取得统一意见。恩培多克勒指出光速有限，而亚里士多德主张光瞬间即达，他们的观点之间的差异，用当时可用的方法不可能轻而易举地解决。
事实将证明，光速是否有限这个问题的答案，对于解决另一个相关难题来说也不可或缺，那就是：各种作用力和其他相互作用是否能远距离作用，如果可以的话，这些作用是不是需要一些时间才能发生？要了解太阳是如何驾驭行星在各自轨道上运动的，科学必须接受一种无所不在的万有引力，而正是这种作用力，以某种方式将相距遥远的天体关联了起来。
希腊古典时代过去大概两千年后出现了三位杰出的科学家：第谷·布拉赫（Tycho Brahe）、约翰内斯·开普勒和伽利略·伽利雷。他们的贡献将为艾萨克·牛顿（Isaac Newton）的行星运动数学理论（其中就有万有引力的概念）打下基础。第谷的天文观测数据（他也因此知名）在经过开普勒诠释之后，将阐明行星简洁的椭圆轨道法则。大致在同一时间，伽利略将制作第一台天文望远镜并用于研究天体，证明那些天体都是跟地球差不多的世界，其中一些也有自己的卫星。再过几十年，牛顿也将发明微积分并用于研究前人的发现，用三大运动定律和万有引力定律让这一切都得到完美解释。
然而对于天体之间的这些相互作用，包括从太阳发出的光线在行星表面反射，及让行星轨道保持稳定的万有引力，这些思想家全都无法推算出相应速度。伽利略等人也产生过如何测量光速的大胆想法，但缺乏进行相关测量的技术方法，不免让人气馁。丹麦天文学家奥勒·罗默（Ole Rømer）将凭借伽利略发现的木星卫星之一的观测数据得出第一个粗略的估算，但仍然并不怎么准确。尽管如此，对物体如何通过光照、万有引力等方式相互作用的现代理解，及最终准确测出光速，都还是要靠16和17世纪这些科学家的工作为其铺平道路。
但是，发送信号的光速上限是否在任何可以想到的情况下都不变，仍然是未知的。现代物理学研究了很多极端情形，比如高能粒子和极端重力。这些情形下会出现绕开光速上限的方法吗？的确，让古希腊人恼火不已的困境，今天仍然挥之不去。