第一
日心说,也称为地动说,是关于天体运动的和地心说相对立的学说,它认为太阳是宇宙的中心,而不是地球。
哥白尼提出的日心说,推翻了长期以来居于统治地位的地心说,实现了天文学的根本变革。
日心说的历史
通常认为完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的《天体运行论》中提出的,实际上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已经提到过太阳是宇宙的中心,地球围绕太阳运动。
坚实的大地是运动的这一点在古代是令人非常难以接受的,而另一方面托勒密的地心说体系可以很好的和当时的观测数据相吻合,因此即使在《天体运行论》出版以后的半个多世纪里,日心说仍然很少受到的关注,支持者更是非常稀少。
这里必须指出的一点是,近代以来关于罗马梵蒂冈的地心说和哥白尼的日心说的斗争是被严重夸大的。布鲁诺1600年遭受的火刑,并非因为他支持日心说,而是因为他的泛神论等的宗教思想。
事实上,直到1609年伽利略发明了天文望远镜,并以此发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后,日心说才开始引起人们的关注。这些天文现象主要是指:木卫体系的发现直接说明了地球不是宇宙的唯一中心,金星满盈的发现也暴露了托勒密体系的错误。
然而,由于哥白尼的日心说所得的数据和托勒密体系的数据都不能与第谷的观测相吻合,因此日心说此时仍不具优势。直至开普勒以椭圆轨道取代圆形轨道修正了日心说之后,日心说在于地心说的竞争中才取得了真正的胜利。
哥白尼的日心说
哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写题为《短论》的论文。他规定地球有三种运动:
1一种是在地轴上的周日自转运动
2一种是环绕太阳的周年运动
3一种是用以解释二分岁差的地轴的回转运动
哥白尼在他的《天体运行论》一书中认为天体运动必须满足以下七点:
1不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心
2地球只是引力中心和月球轨道的中心,并不是宇宙的中心
3所有天体都绕太阳运转,宇宙的中心在太阳附近
4地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的
5在天空中看到的任何运动,都是地球运动引起的
6在空中看到的太阳运动的一切现象,都不是它本身运动产生的,而是地球运动引起的,地球同时进行着几种运动
7人们看到的行星向前和向后运动,是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象
哥白尼用以支持他的学说的论据,主要属于数学性质。他认为一个科学学说是从某些假说引伸出来的一组观念。他认为真正的假说或者定理必须能够做到下面两件事情:
它们必须能够说明天体所观测到的运动。
它们必须不能违背毕达哥拉斯关于天体运动是圆周的和均匀的论断。
当时有许多反对的观点,但是用当时的知识进行了反驳。
反对理由:如果地球在转动,空气就会落在后面,而形成一股持久的东风。
哥白尼答复:空气含有土微粒,和土地是同一性质,因此逼得空气要跟着地球转动。
哥白尼答复:空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连接着的。
反对理由:一块石子向上抛去,就会被地球的转动抛在后面,而落在抛掷点的西面。
哥白尼答复:由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质,所以各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质。
反对理由:如果地球转动,它就会因离心力的作用变得土崩瓦解。
哥白尼答复:如果地球不转动,那末恒星的那些更庞大的球就必须以极大的速度转动,这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎。
哥白尼答复:离心力只在非天然的人为运动中找得到,而在天然的运动中,如地球和天体的运动中,则是找不到的。
第二
乔尔丹诺·布鲁诺(意大利语:Giordano Bruno,1548-1600.2.17),文艺复兴时期意大利伟大的哲学家、科学家以及思想家,出生于意大利那不勒斯附近的诺拉镇。他幼年丧失父
母,家境贫寒,所以由神甫养育长大。但他自幼好学,15岁那年当了多米尼修道院的修道士。他全凭自己的勤奋、努力,终于成为当时知识渊博的学者。后来他发展了波兰科学家哥白尼日心说,提出“宇宙无限论”,还提出了唯物主义思想。这些学说及思想极大地震撼了教廷的统治地位,被教廷处以火刑,而在罗马的鲜花广场上英勇就义。但他的思想在欧洲大陆传播开来,他捍卫真理不畏迷信的精神被人们所歌颂。而哥白尼不是被烧死的,1543年5月24日,波兰科学家哥白尼病逝
第三
在意大利期间,哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯(前三世纪)的学说,确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的。他大约在40岁时开始在朋友中散发一份简短的手稿,初步阐述了他自己有关日心说的看法。哥白尼经过长年的观察和计算终于完成了他的伟大著作《天体运行论》。他在《天球运行论》(De revolutionibus orbium coelestium)中观测计算所得数值的精确度是惊人的。例如,他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒,比现在的精确值约多30秒,误差只有百万分之一;他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍,和现在的60.27倍相比,误差只有万分之五。
1533年,60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演,提出了他的学说的要点,并未遭到教皇的反对。但是他却害怕教会会反对,甚至在他的书完稿后,还是
科学发现相关图片(6张)迟迟不敢发表。直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版。1543年5月24日,垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的《天体运行论》样书,他只摸了摸书的封面,便与世长辞了! 在书中他正确地论述了地球绕其轴心运转;月亮绕地球运转;地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。但是他也和前人一样严重低估了太阳系的规模。他认为星体运行的轨道是一系列的同心圆,这当然是错误的。他的学说里的数学运算很复杂也很不准确。但是他的书立即引起了极大的关注,驱使一些其他天文学家对行星运动作更为准确的观察,其中最著名的是丹麦伟大的天文学家第谷·布拉赫,开普勒就是根据第谷积累的观察资料,最终推导出了星体运行的正确规律。
虽然阿里斯塔克斯比哥白尼提出日心学说早1700多年,但是事实上哥白尼得到了这一盛誉。阿里斯塔克斯只是凭借灵感做了一个猜想,并没有加以详细的讨论,因而他的学说在科学上毫无用处。哥白尼逐个解决了猜想中的数学问题后,就把它变成了有用的科学学说──一种可以用来做预测的学说,通过对天体观察结果的检验并与地球是宇宙中心的旧学说的比较,你就会发现它的重大意义。
显然哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命,它使人们的整个世界观都发生了重大变化。但是在估价哥白尼的影响时,我们还应该注意到,天文学的应用范围不如物理学、化学和生物学那样广泛。从理论上来讲,人们即使对哥白尼学说的知识和应用一窍不通,也会造出电视机、汽车和现代化学厂之类的东西。但是不应用法拉第、麦克斯韦、拉瓦锡和牛顿的学说则是不可想象的。 仅仅考虑哥白尼学说对技术的影响就会完全忽略它的真正意义。哥白尼的书对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕。他俩又成了牛顿的主要前辈。是这两者的发现才使牛顿有能力确定运动定律和万有引力定律。
从历史的角度来看,《天球运行论》是当代天文学的起点──当然也是现代科学的起点。
这是哥白尼提出的日心说.谢谢