日心說(shuō)
日心說(shuō),也稱為地動(dòng)說(shuō),是關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的和地心說(shuō)相對(duì)立的學(xué)說(shuō),它認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心,而不是地球.
哥白尼提出的日心說(shuō),推翻了長(zhǎng)期以來(lái)居于統(tǒng)治地位的地心說(shuō),實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)的根本變革.
日心說(shuō)的歷史
通常認(rèn)為完整的日心說(shuō)宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運(yùn)行論》中提出的,實(shí)際上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已經(jīng)提到過(guò)太陽(yáng)是宇宙的中心,地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng).
堅(jiān)實(shí)的大地是運(yùn)動(dòng)的這一點(diǎn)在古代是令人非常難以接受的,而另一方面托勒密的地心說(shuō)體系可以很好的和當(dāng)時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)相吻合,因此即使在《天體運(yùn)行論》出版以后的半個(gè)多世紀(jì)里,日心說(shuō)仍然很少受到的關(guān)注,支持者更是非常稀少.
這里必須指出的一點(diǎn)是,近代以來(lái)關(guān)于羅馬梵蒂岡的地心說(shuō)和哥白尼的日心說(shuō)的斗爭(zhēng)是被嚴(yán)重夸大的.布魯諾1600年遭受的火刑,并非因?yàn)樗С秩招恼f(shuō),而是因?yàn)樗姆荷裾摰鹊淖诮趟枷?
事實(shí)上,直到1609年伽利略發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡,并以此發(fā)現(xiàn)了一些可以支持日心說(shuō)的新的天文現(xiàn)象后,日心說(shuō)才開(kāi)始引起人們的關(guān)注.這些天文現(xiàn)象主要是指：木衛(wèi)體系的發(fā)現(xiàn)直接說(shuō)明了地球不是宇宙的唯一中心,金星滿盈的發(fā)現(xiàn)也暴露了托勒密體系的錯(cuò)誤.
然而,由于哥白尼的日心說(shuō)所得的數(shù)據(jù)和托勒密體系的數(shù)據(jù)都不能與第谷的觀測(cè)相吻合,因此日心說(shuō)此時(shí)仍不具優(yōu)勢(shì).直至開(kāi)普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說(shuō)之后,日心說(shuō)在于地心說(shuō)的競(jìng)爭(zhēng)中才取得了真正的勝利.
哥白尼的日心說(shuō)
哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)的基本思想撰寫題為《短論》的論文.他規(guī)定地球有三種運(yùn)動(dòng)：
1一種是在地軸上的周日自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
2一種是環(huán)繞太陽(yáng)的周年運(yùn)動(dòng)
3一種是用以解釋二分歲差的地軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)
哥白尼在他的《天體運(yùn)行論》一書(shū)中認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必須滿足以下七點(diǎn)：
1不存在一個(gè)所有天體軌道或天體的共同的中心
2地球只是引力中心和月球軌道的中心,并不是宇宙的中心
3所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),宇宙的中心在太陽(yáng)附近
4地球到太陽(yáng)的距離同天穹高度之比是微不足道的
5在天空中看到的任何運(yùn)動(dòng),都是地球運(yùn)動(dòng)引起的
6在空中看到的太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一切現(xiàn)象,都不是它本身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,而是地球運(yùn)動(dòng)引起的,地球同時(shí)進(jìn)行著幾種運(yùn)動(dòng)
7人們看到的行星向前和向后運(yùn)動(dòng),是由于地球運(yùn)動(dòng)引起的.地球的運(yùn)動(dòng)足以解釋人們?cè)诳罩幸?jiàn)到的各種現(xiàn)象
哥白尼用以支持他的學(xué)說(shuō)的論據(jù),主要屬于數(shù)學(xué)性質(zhì).他認(rèn)為一個(gè)科學(xué)學(xué)說(shuō)是從某些假說(shuō)引伸出來(lái)的一組觀念.他認(rèn)為真正的假說(shuō)或者定理必須能夠做到下面兩件事情：
它們必須能夠說(shuō)明天體所觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng).
它們必須不能違背畢達(dá)哥拉斯關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)是圓周的和均勻的論斷.
當(dāng)時(shí)有許多反對(duì)的觀點(diǎn),但是用當(dāng)時(shí)的知識(shí)進(jìn)行了反駁.
反對(duì)理由：如果地球在轉(zhuǎn)動(dòng),空氣就會(huì)落在后面,而形成一股持久的東風(fēng).
哥白尼答復(fù)：空氣含有土微粒,和土地是同一性質(zhì),因此逼得空氣要跟著地球轉(zhuǎn)動(dòng).
哥白尼答復(fù)：空氣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有阻力是因?yàn)榭諝夂筒粩噢D(zhuǎn)動(dòng)的地球是連接著的.
反對(duì)理由：一塊石子向上拋去,就會(huì)被地球的轉(zhuǎn)動(dòng)拋在后面,而落在拋擲點(diǎn)的西面.
哥白尼答復(fù)：由于受到本身重量壓力的物體主要屬于泥土性質(zhì),所以各個(gè)部分毫無(wú)疑問(wèn)和它們的整體保持同樣的性質(zhì).
反對(duì)理由：如果地球轉(zhuǎn)動(dòng),它就會(huì)因離心力的作用變得土崩瓦解.
哥白尼答復(fù)：如果地球不轉(zhuǎn)動(dòng),那末恒星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉(zhuǎn)動(dòng),這一來(lái)恒星就很容易被離心力拉得粉碎.
哥白尼答復(fù)：離心力只在非天然的人為運(yùn)動(dòng)中找得到,而在天然的運(yùn)動(dòng)中,如地球和天體的運(yùn)動(dòng)中,則是找不到的.