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第七讲哥白尼日心体系的创立和发展十六世纪中叶，哥白尼日心体系创立，标志着近代天文学诞生。
为此作出重大贡献的人物：哥白尼(Nicho1.sCopemicus,1473—1543)布鲁诺(G.Bruno,1548—1600)第谷(TychoBrache,1546—1601)开普勒(J.Kep1.er,1571—1630)伽利略(Ga1.i1.eo,1564—1642)牛顿(1.Newton,1642—1727)一、哥白尼的生平和学说1.生平简介1473年2月19日生于波兰的托伦。
10岁丧父，由舅父瓦琴罗德抚养。
18岁入克拉科夫大学学习。
听布鲁捷夫斯基天文课。
22岁获弗龙堡大教堂神父团职位。
23岁去意大利博洛尼亚大学学教会规。
并师从著名天文学家D.M.诺法拉(DomeniCOMariadaNoVara,1454—1504)研究天文学。
28岁返回波兰加入神父团。
同年夏天，至意大利帕多瓦大学学医。
期间又获费拉拉大学教会法规博士学位。
33岁回波兰。
在埃尔蒙兰其舅父处任职，继续天文研究。
40岁(1513年)3月，在弗龙堡大教堂平台上安置天文仪器，开展天文观测，达二十年。
完成《天体运行论》。
1543年5月24日逝世。
2.日心体系学说的形成16世纪10年代哥白尼撰写《关于天体运动假说的要释》。
16世纪30年代后期基本完成《天体运行论》。
3.《天体运行论》的出版1539年5月奥地利数学家雷蒂库斯(GJRhetiCus,1514—1574)到弗龙堡。
写成长文“《天体运行论》浅说"，1540年发表。
劝说哥白尼出版《天体运行论》。
二、关于《天体运行论》1.体例用拉丁文写成，共6卷。
书名为《论天体旋转的六卷集》(DeRevo1.utionibusOrbiumCoeIestium,1.ibriVI),后人简称为《天体运行论》(DeReVoIUtionibUS)O2.内容简介第一卷宇宙总结构图像。
第二卷应用球面三角方法解释天体在天球上的视运动。
哥白尼是一个富二代，也是宗教世家子。
他从小就受到神学教育，但又爱好天文学。
哥白尼的哥哥见哥白尼整日看天，就问他：“你整夜望着天空发呆，是否表示对天主的孝敬？”哥白尼回答说：“不。
我要研究天时气象，叫人们望着天空不害怕，让星空跟人交朋友！”哥白尼的教师沃德卡有一天说：“圣诞节晚上, 火星与土星排成一种特殊的角度，预示着匈牙利国王有很大的灾难。
”哥白尼问教师：“火星与土星与卡尔温毫无关系，怎么能预示他的祸福呢？”。
沃德卡告诉哥白尼“命星决定一切！”哥白尼不同意，他反驳说：“如果是这样，那人还有没有意志？”大学毕业后，哥白尼来到天主教氛围最浓郁的意大利学习法律、医学与神学。
然而有心栽花花不开，无心插柳柳成荫——这个骨子里带着叛逆的好学生，把他的注意力偏移到了天文学上。
1499年，哥白尼带着一身天文观测技术以及托勒密的地心说回到波兰，在他的叔叔——费琅堡大教堂的主教手下担任神职人员。
为了方便夜观天象，哥白尼专门走后门，向叔叔申请了教堂顶楼的房间。
当时没有天文望远镜，哥白尼只有裸眼看天。
幸好那时候的天没有受到污染，6等星也看的清清楚楚。
托勒密的地心说是当时的主流，但经过了1500多年的观测，这个理论出现了一些漏洞。
哥白尼决定修补这些漏洞，于是哥白尼在星际之间沉浸了20多年，结果发现测量的数据与托勒密的模式没有多少差别。
难道托勒密错了？怀疑是科学家的好习惯，但不是一个神学家的好品质。
幸好哥白尼骨子里还带着当年的叛逆，他发现观察数据中变化最不明显的太阳，难道太阳才是星空的老大，而原来的老大地球只是一个小跟班？事实证明了哥白尼的推测正确，日心说终于成型，他写成了《天体运行论》，但是由于害怕教会的惩罚，哥白尼退缩了。
1543年，哥白尼感到自己时日无多，才决定出版自己的著作。
但他依旧受到了人们的嘲笑，幸好，在去世那一天哥白尼看到了他的新书。
其实哥白尼不知道的是他并不是孤独的，与他一样富有怀疑精神与实践精神的人有很多，对哥白尼的日心说贡献最大的，就是布鲁诺与伽利略，虽然他们是在哥白尼死后才初生的。
约翰尼斯‘开普勒，德国天文学家、数学家、物理学家和哲学家。
1571年12月27日生于德国维尔。
开普勒童年很不幸。
他是早产儿，从小体质虚弱，4岁时患天花和猩红热，导致他脸上出现疤痕、视力衰弱、一只手半残。
1587年，开普勒就读于杜宾根大学，攻读神学、哲学和数学。
在天文学教授麦斯特林的影响下，他接受了哥白尼学说，并成为其忠实维护者。
1588年获学士学位，1591年获硕士学位，1594年任格拉茨新教神学院天文学教授。
1596年他写了他平生第一本天文学著作《宇宙的神秘》，尽管他所阐述的理论被证明是完全错误的，但这本书却显露了他的数学才能和创造性思维，备受著名天文学家第谷的赞赏。
1枷年，他受第谷邀请到布拉格当第谷的助手。
1601年第谷逝世后，他接受了第谷遗留下来的大量天文观察资料，被罗马帝国鲁道夫二世任命接替第谷的职位，成为宫廷天文学家。
1612年，他移居奥地利的林茨。
继续研究天文学。
对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运行的起点，因为第谷遗留下来的资料中，有关火星的资料员丰富，而且哥白尼的理论与第谷的火星运行观察资料出入最大。
最初，他按照哥白尼关于星球作圆周运动的理论，根据第谷的资料，计算火星运行的圆周轨道，但失败了。
他继闹按偏心圆的构想计算，其结果仍有8分误差，这一误差相当于秒针o．02秒瞬间转过的角度。
他相信第谷的观察资料是准确的，反复检查自己的计算也是准确的，问题在哪儿呢?他顿悟到火星的轨道不是正圆，也不是偏心圆，而是椭圆。
经过反复实验，他终于发现：所有行星分都在大小个同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳在这些椭圆的个焦点上(即行星运动第一定律：椭圆轨道定律)o接着他又发现：行星中心与太阳中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积(即行星运动第：：定律：等面积定律)。
开普勒三定律及其意义开普勒（1571-1630年）是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。
他将数学和天文观测结合起来，在天文学方面做出了巨大的贡献。
开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫日心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。
开普勒定律：也统称“开普勒三定律”，也叫“行星运动定律”，是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。
由于是德国天文学家开普勒根据丹麦天文学家第谷·布拉赫等人的观测资料和星表，通过他本人的观测和分析后，于1609～1619年先后早归纳提出的，故行星运动定律即指开普勒三定律。
开普勒定律是开普勒发现的关于行星运动的定律。
他于1609年在他出版的《新天文学》上发表了关于行星运动的两条定律，又于1618年，发现了第三条定律。
开普勒很幸运地能够得到，著名的丹麦天文学家第谷·布拉赫所观察与收集的，非常精确的天文资料。
大约于1605年，根据布拉赫的行星位置资料，开普勒发现行星的移动遵守三条相当简单的定律。
开普勒的定律给予亚里士多德派与托勒密派在天文学与物理学上极大的挑战。
他主张地球是不断地移动的；行星轨道不是周转圆(epicycle的，而是椭圆形的；行星公转的速度不等恒。
这些论点，大大地动摇了当时的天文学与物理学。
经过了几乎一世纪披星戴月，废寝忘食的研究，物理学家终于能够用物理理论解释其中的道理。
牛顿利用他的第二定律和万有引力定律，在数学上严格地证明开普勒定律，也让人们了解其中的物理意义。
开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说。
一、开普勒第一定律开普勒第一定律，也称椭圆定律；也称轨道定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
二、开普勒第二定律开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的连线（向量半径）所扫过的面积都是相等的。
探索宇宙的历程中涌现出的历史人物在探索宇宙的历程中，涌现出了许多具有重要影响力的历史人物。
以下是其中一些人物的简要介绍：1. 哥白尼（Nicolaus Copernicus）：哥白尼是现代天文学的奠基人之一。
他提出了“地心说”的观点，认为太阳是宇宙的中心，而地球是围绕太阳运行的。
这一观点颠覆了旧有的地心说观念，为后来的天文学研究铺平了道路。
2. 开普勒（Johannes Kepler）：开普勒是一位重要的德国天文学家和数学家。
他通过对天体观测数据的分析，发表了“开普勒定律”，以解释行星运动规律。
这些定律为后来的宇宙探索提供了重要的指导。
3. 伽利略（Galileo Galilei）：伽利略是意大利天文学家、物理学家和数学家，被誉为现代科学之父。
他利用望远镜观测到了许多重要的宇宙现象，例如月球表面的山脉和陨坑，木星的卫星等。
他的观测结果支持了哥白尼的太阳中心观点，但遭到当时教会的强烈反对。
4. 牛顿（Isaac Newton）：牛顿是一位英国物理学家、数学家和天文学家，他发表了《自然哲学的数学原理》（Principia Mathematica），提出了经典物理学的三大定律，即牛顿运动定律。
这些定律为宇宙的运动规律提供了基础，并且对后来的宇宙探索产生了重要的影响。
5. 哈勃（Edwin Hubble）：哈勃是一位美国天文学家，他通过观测星系的红移现象，提出了“哈勃定律”，揭示了宇宙的膨胀现象，从而支持了宇宙大爆炸理论。
他的发现深刻影响了宇宙学的发展和人类对宇宙的认识。
6. 格里戈里·佩列斯基（Grigori Perelman）：佩列斯基是一位俄罗斯数学家，他通过解决庞加莱猜想的问题，为数学家们在宇宙结构和拓扑学等领域做出了重要的贡献。
他的工作对宇宙结构和空间形态的理解具有深远影响。
这些历史人物通过他们的研究和贡献，在探索宇宙的历程中推动了科学的发展，改变了人类对宇宙的认知和理解。
他们的工作为后来的研究和探索提供了重要的基础。
第谷与开普勒的天文生涯第谷1510年12月14日生于斯坎尼亚省基乌德斯特普的一个贵族家庭。
其父是律师。
1601年10月24日，第谷逝世于布拉格，终年57岁。
第谷于1559年入哥本哈根大学读书。
1560年8月，他根据预报观察到一次日食，这使他对天文学产生了极大的兴趣。
1562年第谷转到德国莱比锡大学学习法律，但却利用全部的业余时间研究天文学。
1563年他写出了第一份天文观测资料，记载了木星、土星和太阳在一直线上的情况。
1566年第谷开始到各国漫游，并在德国罗斯托克大学攻读天文学。
从此他开始了毕生的天文研究工作，取得了重大的成就。
第谷的一生在天文观测方面所取得的成果，为近代天文学的发展奠定了坚实的基础。
第谷的最重要发现是1572年11月11日观测了仙后座的新星爆发。
前后16个月的详细观察和记载，取得了惊人的结果，彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说，开辟了天文学发展的新领域。
1576年在丹麦国王弗里德里赫二世的建议下，第谷在丹麦与瑞典间的赫芬岛开始建立“观天堡”。
这是世界上最早的大型天文台，在这里设置了四个观象台、一个图书馆、一个实验室和一个印刷厂，配备了齐全的仪器，耗资黄金1吨多。
直到1579年，第谷一直在这里工作20多年，取得了一系列重要成果，创制了大量的先进天文仪器。
其中最著名的有1577年以二颗明亮的彗星的观察。
他通过观察得出了慧星比月亮远许多倍的结论，这一重要结论对于帮助人们正确认识天文现象，产生了很大影响。
1599年丹麦国王弗里德里赫死后，第谷在波希米亚皇帝鲁道夫十世的帮助下，移居布拉格，建立了新的天文台。
1600年第谷与开普勒相遇，邀请他作为自己的助手，次年第谷逝世，开普勒接替了他的工作，并继承了他的宫廷数学家的职务。
第谷的大量极为精确的天文观测资料，为开普勒的工作创造了条件，他所编著经开普勒完成，于1627年出版的《鲁道夫天文表》成为当时最精确的天文表。
第谷是一位杰出的观测家，但他的宇宙观却是错误的。
开普勒三定律及其意义开普勒（1571-1630年）是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。
他将数学和天文观测结合起来，在天文学方面做出了巨大的贡献。
开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫日心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。
开普勒定律：也统称“开普勒三定律”，也叫“行星运动定律”，是指行星在宇宙空间绕太阳公转所遵循的定律。
由于是德国天文学家开普勒根据丹麦天文学家第谷·布拉赫等人的观测资料和星表，通过他本人的观测和分析后，于1609～1619年先后早归纳提出的，故行星运动定律即指开普勒三定律。
开普勒定律是开普勒发现的关于行星运动的定律。
他于1609年在他出版的《新天文学》上发表了关于行星运动的两条定律，又于1618年，发现了第三条定律。
开普勒很幸运地能够得到，著名的丹麦天文学家第谷·布拉赫所观察与收集的，非常精确的天文资料。
大约于1605年，根据布拉赫的行星位置资料，开普勒发现行星的移动遵守三条相当简单的定律。
开普勒的定律给予亚里士多德派与托勒密派在天文学与物理学上极大的挑战。
他主张地球是不断地移动的；行星轨道不是周转圆(epicycle的，而是椭圆形的；行星公转的速度不等恒。
这些论点，大大地动摇了当时的天文学与物理学。
经过了几乎一世纪披星戴月，废寝忘食的研究，物理学家终于能够用物理理论解释其中的道理。
牛顿利用他的第二定律和万有引力定律，在数学上严格地证明开普勒定律，也让人们了解其中的物理意义。
开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说。
一、开普勒第一定律开普勒第一定律，也称椭圆定律；也称轨道定律：每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
二、开普勒第二定律开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的连线（向量半径）所扫过的面积都是相等的。
第二讲从天上到地上———哥白尼—开普勒—伽利略—牛顿近代科学始于仰望星空，文艺复兴时期的哥白尼和开普勒，思想直承古希腊，眼光还在天空；直到伽利略才把数学从天空中拉回到地面上，最后是牛顿，对天上地上的自然现象做了第一次大综合，他的著作就是《自然哲学的数学原理》。
至此，数学从理型世界回归到了现实世界。
这个过程当中有两点值得注意。
第一点，数学与实验的结合。
毕达哥拉斯—柏拉图的数学传统有一种鄙薄实用、厌弃现实世界的倾向，这虽然也表现了一种对数学的执着，即，不被纷乱的表相所迷惑，坚信数学对事物的本质有一种理解力，不是用现实的不完美的材质去建立数学，去改变数学，反而要用数学的形式去解释现实。
柏拉图的学生亚里士多德的观点与此相反，在亚里士多德那里，数学的地位不高，只是描述事物的形式属性的。
数学的作用肯定是要大于亚里士多德所说的，因此亚里士多德的数学观在数学界一直没有什么市场，当然了，科学界和经济学界那些认为数学永远只有工具性价值的人一定是亚里士多德的门徒。
柏拉图的数学观对科学的阻碍作用是显然的，把数学的领地限制在了理型世界。
上一讲说过，这种观点在亚历山大时期就已经大打折扣了，那里已经出现了数学与经验知识相结合的苗头，并且产生了阿基米德这样完全具有近代科学思想素质的天才。
数学的发展需要一种自由的气氛，既要有对物理世界的问题的惊奇感，又要有从抽象方面思考这些问题的兴趣，而不必去关心是否会带来实际的利益。
亚历山大时期的数学和科学已经有了这种迹象，它似乎能够把雅典时期的超凡脱俗的数学拉回到现实世界中来。
但是强大的罗马文明和随之而来的漫长的欧洲中世纪文明打断了这种自然的进程，数学和科学的发展此后几乎都完全停滞了。
如果说罗马文明产生不出好的数学是因为它太过重视实用效果的话，那么欧洲中世纪文明不能产生数学成果则出于正好相反的原因，它根本就不关心现实的物理世界，现世的俗务都是不重要的，重要的是死后的天国，以及为此而做的心灵上的长期训练。
