地心说和日心说的起源
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【答案】 地心说
地心说的起源很早,最初由古希腊学者欧多克斯提出,经亚里士多德完善,又为托勒密进一步发展成为在16世纪“日心说”创立之前的1000多年中,“地心说”一直占统治地位. 一个盛行于古代欧洲1000多年的宇宙学说体系竟然后来被推翻了……
当时亚里士多德的地地心说认为,宇宙是一个有限的球体,分为天地两层,地球位于宇宙中心,所以日月围绕地球运行,物体总是落向地面.地球之外有9个等距天层,由里到外的排列次序是:月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天,此外空无一物.上帝推动了恒星天层,才带动了所有天层的运动.人类居住的地球,则静静地屹立在宇宙中心.
公元140年前后,天文学家托勒玫全面继承了亚里士多德的学说,将地心说发展到了极致,成为盛行的经典.他利用前人积累和他自己长期观测得到的数据,写成了8卷本的《伟大论》.书中把亚里士多德的9层天扩大为11层,把原动力天改为晶莹天,又往外添加了最高天和净火天,其主要观点如下:
地心说简图
第一,地球位于宇宙中心静止不动,从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转.
第二,行星的运动要比太阳、月球复杂,每颗行星都在一个称为“本轮”的小圆形轨道上匀速转动.而本轮中心则在称为“均轮”的大圆轨道上绕地球匀速转动,地球并不在均轮圆心,它与圆心有一定的距离.
第三,恒星都位于被称为“恒星天”的固体壳层上.日、月、行星除了上述运动外,还与“恒星天”一起,每天绕地球转一圈.
托勒密的并不反映宇宙实际结构的数学图景(图4-4),却较为完满的解释了当时观测到的行星视运动情况,并取得了航海上的实用价值,从而被人们广为信奉. 它之所以占统治地位长达1000多年,是有它的优点和历史原因的:
(1).星体绕着某一中心的匀角速运动,符合当时占主导思想的柏拉图的假设,也适合于亚里士多德的物理学,易于被人们接受.
(2).用几种圆周轨道不同的组合解释、预言了行星的运动位置,解释了行星的亮度变化,这与实际相差很小,相比以前的体系有所改进.
(3).地球不动的说法,对当时人们的生活是令人安慰的假设,也符合基督教信仰.
1543年,波兰天文学家哥白尼(N.Copernicus,1473-1543)发表了经40年潜心观测与研究的成果——《天体运行论》,在书中首次系统地提出了日心体系.哥白尼认为,地球不是宇宙中心,而是一颗普通的行星,太阳才是宇宙中心,行星运动的一年周期是地球每年绕太阳公转一周的反映. 日心说被天主教庭视为异端邪说.意大利思想家布鲁诺(G.Bruno,1548-1600)发展了哥白尼的理论,并更大胆地提出宇宙无中心的观点,结果被宗教法庭烧死在罗马繁花广场上.1609年,意大利天文学家伽利略发现木星的卫星,德国天文学开普勒发现行星运动三定律,都有力地支持了日心说.但直到17世纪后期牛顿力学体系诞生之后,日心说才真正战胜了地心说. 日心说是人类认识宇宙的重要里程碑,推动了天文学的革命.它既是人类宇宙观上的重大进步,也是科学真理面对宗教教义的胜利.