哥白尼学说的要点和意义

哥白尼学说的要点和意义
哥白尼学说的要点和意义

哥白尼学说的要点和意义
【日心说发展及其意义】
哥白尼的“日心说”发表之前,“地心说”在中世纪的欧洲一直居于统治地位.自古以来,人类就对宇宙的结构不断地进行着思考,早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张,只是当时缺乏依据,因此没有得到人们的认可. 在古代欧洲,亚里士多德和托勒密主张“地心说”,认为地球是静止不动的,其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转.这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合,处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说,把“地心说”和上帝创造世界融为一体,用来愚弄人们,维护自己的统治.因而“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典,长期居于统治地位. 随着事物的不断发展,天文观测的精确度渐渐提高,人们逐渐发现了地心学说的破绽.到文艺复兴运动时期,人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右,这显然是不合理、不科学的.人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说.在这种历史背景下,哥白尼的地动学说应运而生了. 约在1515年前,哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写了篇题为《浅说》的论文,他认为天体运动必须满足以下七点： 不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心；地球只是引力中心和月球轨道的中心,并不是宇宙的中心；所有天体都绕太阳运转,宇宙的中心在太阳附近；地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的；在天空中看到的任何运动,都是地球运动引起的；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；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了. 此外,哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星(土星、木星和火星)和两颗内行星(金星、水星)的视运动.书中,哥白尼批判了托勒密的理论.科学地阐明了天体运行的现象,推翻了长期以来居于统治地位的地心说,并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论,从而实现了天文学中的根本变革. 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泰寿·勃莱荷,开普勒就是根据泰寿积累的观察资料,最终推导出了星体运行的正确规律. 这是一个前所未闻的开创新纪元的学说,对于千百年来学界奉为定论的托勒密地球中心说无疑是当头一棒. 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. 哥白尼的日心宇宙体系既然是时代的产物,它就不能不受到时代的限制.反对神学的不彻底性,同时表现在哥白尼的某些观点上,他的体系是存在缺陷的.哥白尼所指的宇宙是局限在一个小的范围内的,具体来说,他的宇宙结构就是今天我们所熟知的太阳系,即以太阳为中心的天体系统.宇宙既然有它的中心,就必须有它的边界,哥白尼虽然否定了托勒玫的“九重天”,但他却保留了一层恒星天,尽管他回避了宇宙是否有限这个问题,但实际上他是相信恒星天球是宇宙的“外壳”,他仍然相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动,所以哥白尼的宇宙体系,仍然包含着不动的中心天体.但是作为近代自然科学的奠基人,哥白尼的历史功绩是伟大的.确认地球不是宇宙的中心,而是行星之一,从而掀起了一场天文学上根本性的革命,是人类探求客观真理道路上的里程碑. 哥白尼的伟大成就,不仅铺平了通向近代天文学的道路,而且开创了整个自然界科学向前迈进的新时代.从哥白尼时代起,脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展.
【《天体运行论》 】
《天体运行论》的第一卷是全书的精髓,先后论述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天体的运动是均匀永恒之圆运动或复合运动”.哥白尼说,“天体的这种旋转运动对于球来说是固有的性质,它反映了球形的特点.球这种形状的特点是简单、没有起点、也没有终点,旋转时不能将各部分相区别.而且球体形状也正是旋转作用本身造成的.”
哥白尼赞同毕达哥拉斯学派的主张,即应当用简明的几何图象来表示宇宙的结构和天体的运行规律.在第一卷的第十章中,哥白尼正确地将行星以及地球绕日运转轨道进行排列,并刊载了他的宇宙模型图.这张我们现在看似普通的天球次序图,在当时却是人类认识宇宙的一次巨大的飞跃.
哥白尼在《天体运行论》中还详细讲解了地球的三种运动（自转、公转、赤纬运动）所引起的一系列现象,岁差现象、月球运动、行星运动的及金星、水星的纬度偏离和轨道平面的倾角.《天体运行论》的诞生使当时所知道的太阳系内天体的位置和运状况更为完整了.
由于哥白尼的学说触犯了基督教的教义,遭到了教会的反对.他的著作更是被列为禁书.但真理是封锁不住的,哥白尼的学说后来得到了许多科学家的继承和发展.1882年,罗马教皇不得不承认哥白尼的学说是正确的.这一光辉学说经过三个世纪的艰苦斗争,终于获得完全胜利并为社会所承认.

《运行》的第一卷 鸟瞰式地介绍了宇宙的结构。在论证的开始，哥白尼列举了许多观测资料来证明地球是圆形的。接着他指出了地球呈圆状的理由。他说：“所有的物体都倾向于将自己凝聚成为这种球状，正如同一滴水或一滴其他的流体一样，总是极力将自己形成一个独立的整体。”“物体呈球状的原因在于它的重量，即在于物体的微粒或者说原子的一种自然倾向，要把自己凝聚成一个整体，并收缩成球状。”他对这个问题的解答，给一百多年以...

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《运行》的第一卷 鸟瞰式地介绍了宇宙的结构。在论证的开始，哥白尼列举了许多观测资料来证明地球是圆形的。接着他指出了地球呈圆状的理由。他说：“所有的物体都倾向于将自己凝聚成为这种球状，正如同一滴水或一滴其他的流体一样，总是极力将自己形成一个独立的整体。”“物体呈球状的原因在于它的重量，即在于物体的微粒或者说原子的一种自然倾向，要把自己凝聚成一个整体，并收缩成球状。”他对这个问题的解答，给一百多年以后牛顿]发现万有引力开辟了道路。
关于原子他还写了这样一段：“所谓原子，是最细微的、不能再分割的微粒，它们重叠地或是成倍地相聚在一起，但由于它们看不见，并不立即形成看得见的物体；可是它们的数量可以增加到这种程度，足够累积到可以看见的大小。”这一段话是针对唯心主义者的论调而说的，他们借口“原子无法看见”而抹煞原子的存在。在唯心主义者的唆使下，这一段话在《运行》出版时被删去了；在以后300年间的三中版本里都不见一个字。
《运行》的第二卷 介绍了有关的数学原理，其中平面三角和球面三角的演算方法都是哥白尼首创的。这里陈述了三角形的规则，即从三角形的已知某些边和角去推算其他边和角的规则。这包括了三边是直线的平面三角形和三边是球面上圆弧作成的球面三角形。
《运行》的第三卷 是恒星表。
《运行》的第四卷 介绍地球的绕轴运行和周年运行。
第五卷论述了地球的卫星——月球。哥白尼非常重视研究月球，特别是月食。他认为在月食的时候，人们可以从月球、地球和太阳的相对位置，得到关于宇宙的真实结构的暗示。“因为，当宇宙别的部份都是澄明的和充满日光的时候，所谓黑夜就不是什么别的东西，而只是地球本身的阴影。这个阴影形成一个圆椎形，尾端尖削。月亮一接触到这个阴影，就会失去光泽，而当它出现在阴影正中央时，它的位置正好和太阳相对。”
他的最后一卷准备写关于行星运行的理论。
《运行》的不朽的贡献，在于它根据相对运动的原理，解释了行星运行的视运动。在哥白尼以前，这一原理从来没有被人这样详尽地阐述过，也没有人从这一原理得出过这样重要的结论。
哥白尼对这个问题是这样说：“所有被我们观测的物体的位置变动，不是由于被观测的物体的运动所引起，就是由于观测者的运动，或由于物体和人的不一致的变动所引起的。”既然地球是我们在它的移动中进行观测的基地，那么我们观测到的天空中的运动，例如太阳的运动，就可能是一种表面的运动，是一种由于地球本身的运动所引起的幻觉，而其他天体的运动，就可能是那个天体以及地球的不一致的运动所引起的结果。因此，如果承认‘地球从西向东地自转’，那么显然会觉得好像是太阳、月亮、和星辰在升起和降落。”
“事情正是像维吉里乌斯所阐明的，”哥白尼写道，“他让伊尼斯说：我们驶出港埠，而陆地和城市却在后退’。因为船只驶过风平浪静的海面时，所有外界的东西，在船上的人看来，正好像它们在按照船只的运动移动着，只是方向相反——他们觉得，他们自己和身边的东西都留在原处。这同一情况毫无疑问可能出现在地球运动的现象中，并引起整个宇宙都在旋转的印象。”
哥白尼还论证说：“地球虽是一个巨大的球体，但比起宇宙来却微不足道。”他注意到地平线把天球剖分为均匀的两半，曾利用这一现象来证实宇宙是无限的这个论断。“根据这一论断，可见宇宙跟地球相比是无法测度的，它是一个无边无际的庞然大物。”哥白尼还认为太阳是行星中相对不动的中心。
哥白尼的功绩在于：他用科学的太阳中心说，推翻了在天文学上统治了几千年的地球中心说。这是天文学上一次重大的革命，引起了人类宇宙观的革新。

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