哥白尼日心说(你不了解的哥白尼和日心说)

哥白尼日心说(你不了解的哥白尼和日心说)你不了解的哥白尼和日心说

托勒密

托勒密(Claudius Ptolemy,90-168)之前,日心说和地心说一直有争论,托勒密的体系出现之后,地心说获得压倒的胜利,使用很长时间。中世纪(800-1000)的阿拉伯天文学家热爱托勒密体系,推出了很多修改版,让它更加精确。

阿拉伯天文学家收集整理托勒密的天文学,编辑成为《天文大全》,也叫《至大论》。现在我们认为,里面很多是中世纪阿拉伯天文学家的观点,真正属于托勒密的东西可能并不多。《天文大全》里面有几十条月食记录,和中国《左传》的月食记录几乎一模一样,这只能解释为,阿拉伯天文学家抄袭《左传》的月食记录,加到了托勒密的书里面。

托勒密的地心说体系胜出是因为较为精确。托勒密使用大轮子作为传送轮(deferent),小轮子作为本轮(epicycle)。希腊人发现行星和太阳的运动是不够规则的,这样做可以解决部分问题,比如四季长短不一。这个前人已经做了,托勒密只是延续,另外还有超越前人的地方。之前的传统是太阳和行星的运动速度是一样的,托勒密打破了这个传统,因此可以做到更精密。托勒密发明了等径(equant),就是把圆圈的中心稍微偏移,这样的效果是,从边沿看,移动速度是一样的,从中心看,移动速度是不一样的。1400年之后的开普勒解决问题的基本方法其实就是模仿托勒密。开普勒使用椭圆轨道和两个焦点,托勒密调整等径(equant)和地球的距离,得到的结果是一样的。

托勒密体系的问题,第一是有微小的偏差,微小的偏差累积起来也很吓人,时间长了就导致儒略历偏差越来越大,哥白尼因此决定,拒绝接受托勒密的旧体系,另外重新构建一个新的体系。

托勒密体系的另外一个问题就是,不知道地球和太阳、行星的距离。托勒密不知道金星的传送轮和本轮应该做多大,结果做的金星传送轮比太阳的本轮还小,这样可以解释金星的位置,解释不了金星的月相。伽利略放弃托勒密体系,选择哥白尼,这是原因之一。其实这个不是托勒密体系的问题,托勒密没有望远镜,所以设计错了,经过修改就可以解决的,第谷布拉赫就是这样做的。

托勒密体系的最大问题是,认为地球是球形,这就为以后哥白尼把宇宙的中心转移到太阳埋下了祸根。

毕达哥拉斯首先提出地球是球形

据说,毕达哥拉斯(Pythagoras,约公元前580年—约前500年)古希腊数学家、哲学家,据说也是历史上第一个共济会员。

毕达哥拉斯学派提出了地球绕“中央火”运动的思想,因此也被称为是拜日、拜火的邪教。

希帕蒂娅

你不了解的哥白尼和日心说

希帕蒂娅(Hypatia,约370--415),出生在埃及。是古希腊著名数学家,天文学家,哲学家。人称世界上第一位女数学家,惨死在野蛮的教徒手下。

希帕蒂娅的父亲赛翁(Theon)是有名的数学家和天文学家,在著名的亚历山大博物院教学和研究。希帕蒂娅极为漂亮,但是不结婚。希帕蒂娅研究过托勒密的著作,与父亲赛翁(Theon)合写了《天文学大成评注》,独立写了《天文准则》等。

赛翁支持地心说。希帕蒂娅从未接受过以地球为中心的模式。她在托勒密的《天文学大成》中的注释显示,她明确地拒绝了托勒密的地心说,偏向于日心说。

公元415年3月,希帕蒂娅象往常一样,乘着其漂亮的马车到博物院讲学。行至凯撒瑞姆教堂旁边,一伙暴徒奉主教西瑞尔的命令立刻冲过去,拦住马车。他们把她从马车中拉下来,迅速拖进教堂。暴徒剥得她一丝不挂,然后用锐利的蚌壳割她的皮肉,直割得她全身血肉模糊,奄奄一息,暴徒们又砍去她的手脚,将她的四肢投入到熊熊烈火之中。

哥白尼曾经在博洛尼亚跟随天文学家多梅尼科玛丽亚德诺瓦拉(Domenico Maria de Novara)学习,后来又去了佛罗伦萨的梅迪奇家族的图书馆,只有在那里才能看到托勒密的《天文学大成》,可能受到了希帕蒂娅的注释的观点影响。

《赫耳墨斯文集》

哥白尼提出的三个革命性的想法——地球在太空中的运动、地球自转的旋转、地球的轨道和太阳周围的其他行星。据说这三个想法都来自于《赫耳墨斯文集》(Hermetica)。

《赫耳墨斯文集》之中有一段话说:“太阳是宇宙的中心,围绕太阳有八个球体,一个球体是全部的恒星,六个球体是六个行星,还有一个围绕着地球。”

哥白尼

你不了解的哥白尼和日心说

尼古拉哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473—1543),是波兰天文学家、神父,也是共济会员。

1514年,哥白尼出版了一本天文学小册子《简评》,开始小有名气。这本小册子没有书名,还是第谷布拉赫给起了一个书名,说明第谷布拉赫虽然不认同日心说,但是还是很重视不同意见的。

哥白尼最早写的《简评》是一本只有20页的小册子,后来经过30年才扩充为200页的《天体运行论》。《简评》提出了7条假说。

1、天体不共享同一个中心。

2、地球的中心不是宇宙的中心。

3、宇宙的中心在太阳附近。

4、与地球到恒星的距离相比,地球到太阳的距离是微不足道的。

5、恒星的周日视运动是地球绕自身的轴自转的结果。

6、太阳的周年视运动序列是地球绕其转动的结果,所有行星都绕太阳旋转。

7、一些行星的表观逆行,只是我们作为观测者在运动的地球上位置不断变化的结果。

教皇列奥十世看到这个小册子之后,认为哥白尼还懂点天文学,邀请哥白尼修正历法,哥白尼拒绝了这个差事,拒绝理由是先要把太阳、月亮的运行搞得足够精密协调了,才能改进历法。其实从历法应用的角度,没有这个必要,也不可能把太阳、月亮的运行搞得很精确。

托马斯库恩(Thomas Samuel Kuhn,192-1996)和弗雷德霍伊尔(Fred Hoyle,1915-2001)都认为,月亮的运行是非常复杂的,哥白尼不可能搞得很精确很协调。

哥白尼拒绝教皇的邀请,这样一矫情,反而更加引起了教会的重视。1533年,教皇克雷芒七世的私人秘书约翰阿尔布雷希特(Johann Albrecht)在梵蒂冈花园做了一个小范围的哥白尼的日心说的内部讲座,只有受到邀请的高级神职人员才能参加。教皇克雷芒七世是美第奇家族最著名的政治家、文艺复兴时期佛罗伦萨的实际统治者洛伦佐德美第奇(Lorenzo de' Medici,1449-1492年)的养子,讲座之后不久,同一年,教皇克雷芒七世死了。

你不了解的哥白尼和日心说

洛伦佐德美第奇

1534年,保罗三世成为教皇。1535年,保罗三世下面的一个红衣主教索恩伯格(Nikolaus von Schenberg)对哥白尼的学说产生了兴趣,要求把哥白尼的所有著作都做一个拷贝复制品送到罗马,1536年,他还写了一封信哥白尼,恳请哥白尼把日心说对学术界公布。红衣主教索恩伯格的行为是非常不同寻常的,完全违背天主教的传统,他一直主张教会要改革。红衣主教索恩伯格写了信之后不久,同一年,死了。

1541年,哥白尼把《天体运行论》进献给教皇保罗三世,同时说,这只是一个假说,并没有打算作为实际应用的系统。

1543年,哥白尼临死之前发表了《天体运行论》,主张日心说,他在临死时只用手摸了一下新出版的《天体运行论》就离开了人间。

新教改革派Andreas Osiander给哥白尼的书写了一篇序言,并且假装这篇前言是哥白尼自己写的。哥白尼的心腹朋友新教信徒George Rheticus急切的推动寻找出版的可能性。Rheticus担心作者被嘲笑,决定不署哥白尼的作者名,署名为“图伦镇的博学的尼古拉博士”。Osiander写信给Rheticus说,亚里士多德的地心说者和神学家是容易安抚的,只要我们声称有很多假说都可以用来解释天体的运动现象,最后他们会认同作者的观点。哥白尼死前大概也知道两人的商量,采取了默许的态度。哥白尼的日心说,说,你们别当真,我只是演练数学,说着玩的,就这样进入了历史。

日心说引起争论

“像大约早17世纪的阿里斯塔克一样,哥白尼描写了一个世界,其中太阳处于静止,而行星以圆周轨道绕着它运转。尽管这个思想并不新,其复活却遭到激烈的抵制。哥白尼模型被认为和圣经相抵触,尽管圣经从未清楚地说明,但一向被解说成行星围绕着地球运动。事实上,在撰写圣经的时代,人们相信地球是平坦的。哥白尼模型引起关于地球是否静止不动的狂烈辩论。这场辩论于1633年因伽利略受到异端审判而达到高峰。他的罪名是提倡哥白尼模型并认为‘在一种信念被宣布并确定为与圣经冲突之后,人们竟仍然可以把它当做可能的信念予以坚持并捍卫’。他被裁决有罪,判为终身软禁,并被迫宣布放弃原先的信仰。据说他低声嘀咕道:‘可是它仍在运动。’1992年,罗马天主教廷终于承认谴责伽利略是错误的。”――霍金《大设计》

反对的声音

德国的共济会员莱布尼茨和英国的共济会员牛顿不和。德国的共济会员歌德也和波兰的共济会员哥白尼、英国的共济会员牛顿不和。

德国诗人歌德是反对哥白尼的,他曾经这样评论过哥白尼:“哥白尼地动学说撼动人类意识之深,自古以来没有任何一种创见,没有任何一种发明,可以和它相比。在哥伦布证实地是球形以后不久,地球为宇宙主宰的尊号,也被剥夺了。自古以来没有这样天翻地覆地把人类的意识倒转来过。因为地球如果不是宇宙的中心,那么无数古人相信的事物将成为一场空了。谁还相信伊甸的乐园,赞美诗的歌颂,宗教的故事呢?”

哥白尼学说一出版,就立即遭到新教头头马丁路德和加尔文的恶毒攻击。

加尔文是当时水平最高的天文学家。路德还引用《圣经》进行反驳:“这个白痴竟想把我们的全部天文学推翻,但《圣经》中明明写着,约书亚喝令不动的是地球而不是太阳”。

马丁路德记下了当时的境遇,他存有关于哥白尼的餐桌谈话记录:“有传闻说新的天文学家想证明地球在运动,转动的不是天空、太阳和月亮,(现有的天文学)就好像某个坐在马车或轮船上的人,可能会认为他静止地坐着,而大地和树木在行走……这个傻瓜想推翻整个天文学。”

梵蒂冈教皇喜爱日心说

对于哥白尼的异端邪说,梵蒂冈教会的反应很奇怪。

哥白尼的书是临死前献给教皇保罗三世的,正是教皇保罗三世建立了耶稣会。教皇保罗三世看了哥白尼的书很激动,把梵蒂冈珍藏的一本稀有的手稿作为奖赏给了哥白尼的继承人。

日心说的正确性从来没有获得证明

哥白尼的日心说,只是假说,没有证据。当时没有飞机,也没有望远镜,哥白尼的假说无法证实。

“实际上,一个相信哥白尼理论的人不得不抛开观测的结果来信奉这一假说。开普勒的老师迈克尔梅斯林尽管没有观测到任何恒星视差,可他仍然坚信哥白尼的观点。”(《新编剑桥世界近代史》第三卷)

自从哥白尼时代以来,很多人认为日心说比地心说更正确。

事实是日心说的正确性从来没有获得证明,日心说不比地心说更为正确,也不比地心说更为简洁,也不比地心说更精确。

自从哥白尼时代开始,科学家就越来越偏爱日心说,甚至制造了日心说已经充分获得证明的假象,真相是日心说从未获得证明。

为了证明日心说是成立的,科学家使尽全身解数,动用的证据有:

  • 恒星视差(stellar parallax)

  • 像差(stellar aberration)

  • 逆行运动(retrograde motion)

  • 傅科摆(Foucault pendulum)

  • 科里奥利效应(Coriolis effect)

  • 流星雨(meteor showers)

  • 红移(red shift)

  • 环形激光(ring lasers)

  • 地球赤道隆起(the equatorial bulge of the Earth)

  • 地球同步卫星(geosynchronous satellites)

这些证据经过逐一研究和批判,都不成立,所以科学家们仍然没有能够成功证明地球是移动的,诚实的科学家承认日心说只是他们偏爱的系统,不是已经获得证明的。

你不了解的哥白尼和日心说

爱因斯坦曾经以非常奇怪的语气说:“自从哥白尼时代开始,我们就‘知道’地球自转并且围绕太阳旋转。大家都觉得自己懂得这个简单的想法。科学的进步一直没有触及到这一领域,让我们暂且接受哥白尼的观点。”

解读这段话,爱因斯坦其实是说,我们自以为知道地球自转并且围绕太阳旋转,但是这只是“知道”而未获“证实”,如果科学的进步触及这一传统观念的领域,仔细研究日心说,可能会发现日心说是不成立的。我也是只是暂时采纳哥白尼的观点,并不一定认同日心说。

斯蒂芬霍金说:“那么,托勒密系统和哥白尼系统,究竟哪个是真实的?尽管人们时常说哥白尼证明了托勒密是错 的,但那不是真的。正如在我们的正常视像跟金鱼的视像相比较的情形,人们可以利用任一种图像作为宇宙的模型一样,对于我们天空之观测,既可从假定地球处于静止,也可从假定太阳处于静止得到解释。尽管哥白尼系统在有关我们宇宙本性的哲学辩论中作用很大,然而它的真正优势是在太阳处于静止的坐标系中运动方程要简单得多。 ”(霍金《大设计》第三章“何为实在”)

霍金说,哥白尼并没有能够证明托勒密是错的,但是霍金说,哥白尼体系更简洁,就连这也不是事实。

THE END
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