地心说与日心说
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日心说和地心说中有关地球及其运动的观点
日心说和地心说这两种观点都是古代时期对地球及其运动的解释。
地心说认为地球位于宇宙中心,其它天体绕地球运行,而日心说则认为地球是绕太阳运行的天体之一。
下面将分别介绍两种观点的相关内容。
地心说认为,地球位于宇宙的中心,其它天体则围绕着地球旋转。
这是因为在古代时期,人们能够观测到地球上方的星空,但是却不能解释为什么星星在天空中运动,也不能解释为什么一些行星在天空中是逆着别的天体的方向转动的。
为了解释这一现象,古代科学家就提出了地球处于宇宙中心的观点。
地心说认为,地球处于宇宙中心,其它天体绕着地球旋转,这样就可以解释天体在天空中的移动和旋转方向不同的问题。
同时,地心说还解释了为什么人们的日常生活中感觉不到地球在运动,因为地球表面的一切都会跟随地球一起运动。
总的来说,日心说和地心说二者都是给人们提供了宇宙运动的解释。
在后来的科学发展过程中,人们找到了证实日心说的更充分的证据,从而验证了哥白尼观点的正确性。
但是地心说的理论也很重要,因为它是人类最早的宇宙观念之一,这种知识对人类的科学探索起到了积极的推动作用。
地心说和日心说地心说和日心说【大纲】经过对日心说与地心说的比较解析,说明地心说能够存在很长时间的原因及其存在的依照,日心说的发展历程及其曲折性。
辩证的说明地心说有其值得必然之处,日心说也并非尽善尽美。
一、地心说与日心说从亚里士多德到托勒密,人们素来认为地球是宇宙的中心,所有的行星、太阳、月亮以及众恒星都围绕地球运转。
托勒密在公元 2 世纪建立了托勒密的地心说系统,直到哥白尼重建日心说系统,这个系统在西方素来占统治地位。
托勒密的地心说不是揣摩,也不是先验的坚决,更不是巫者的邪说,而是在当时社会历史背景和科学技术条件下,和当时实践水平相适应的理论。
第一,托勒密的地心说是对先人思想和学说的总结。
在他从前,欧多克索认为地球是万物的中心,提出了太阳、月亮和行星都在同心透明体中绕地球而运转的看法。
随后,天文学家阿波罗尼提出了本轮、均轮的看法,用来讲解天体和地球距离的变化。
稍后的喜帕恰斯又继承了阿波罗尼的本轮、均轮理论,并进一步用独爱圆来讲解太阳的不均匀性运动。
他还发现了岁差,编制了几个世纪内太阳和月亮的运动表以及一份包括 1000 多颗恒星地址和亮度的星表。
托勒密正是沿着欧多克索、阿波罗尼和喜帕恰斯的道路,并集古希腊天文学的大成,形成了他的完满的地心说系统。
其次,托勒密的地心说是建立在他长远观察实践的基础之上的。
他不但继承了先人积累的天象资料,而且自己作了二十多年的勤奋观察,并在此基础进步行了浩大的计算。
所以,在当时的条件下采用地心系来描绘天体运动则是很自然的,而且是吻合认识发展逻辑的。
日心说其实不是哥白尼的独创,早在古希腊时期就有个叫做阿里斯塔克的学者就提出过日心说,但由于和人们的直观感觉相差甚远而没什么大的影响。
而且,日心说还有两个致命的问题是阿里斯塔克所无力解决的。
幽默的是,哥白尼的《天体运转论》初版此后,也碰到了和当初阿里斯塔克同样的问题,这成了其他天文学家们反对日心说的原因。
第一个问题来自于人类的平常经验。
我们已经知道, 天上的日月星辰并不是静止不动的, 从它们的东升西落中所能得到的最直 接、 最直观的结论, 就是所有天体都在一个以地球为中心的天球上, 围绕地球转动。
这种几乎出现在所有早期文明中的猜测是地心说 (Geocentrism) 的雏形。
但世界的有趣之处就在于,它常常给你一点希望, 似乎一个简单图像就能让你抓住点什么, 但稍稍细究一下却会发现事情并不那么妥帖。
拿日月星辰的运动来说, 星星的运动倒是的 确能用一个天球的转动来描述——因为它们只有周日运动, 但太阳、 月亮及五大行星却除 了周日运动外还各有各的 “私活”: 太阳有周年运动, 月亮有月相变化, 五大行星更不象 话, 不仅各有各的周期, 甚至还每隔一段时间就 “倒行逆施” (逆行) 一番。
区区一个天 球是无论如何摆不平那么多运动的。
怎么办呢? 古人们想到了一招, 那就是把天球当成 礼物派发, 让太阳、 月亮及五大行星各占一个, 乖乖听话的其它星星们则共享一个[注一]。
但这还不够, 因为行星的逆行还无法解释。
有人也许会说, 那有什么难的? 让天球一会 儿正转, 一会儿逆转不就行了? 打住! 万万不行。
要知道, 从古希腊开始直到十七世 纪之前, 在差不多两千年的时间里, 人们对天体运动的描述一直遵守着两个要素: 一是 天球必须为球形, 二是它的运动必须有某种类型的均匀性。
这几乎是当时对 “解释” 一词 的定义, 非如此不能算是解释。
让天球象眼珠子那样乱转是万万不行的——文雅点说是不 完美的。
天球必须完美, 行星却要倒行逆施, 这就让人伤脑筋了。
在被伤了脑筋的人当中就有古 希腊先贤柏拉图 (Plato, 428/427BC-348/347BC), 他给后人留了一道思考题: 如何 用均匀有序的运动来描述看起来不规则的行星运动? 要说历史上的聪明人还真不少, 柏拉图的思考题一出, 很快就有人按下了抢答键。
抢答 者不是外人, 而是柏拉图的学生欧多克斯 (Eudoxus, 400/408BC-355/347BC)。
地心说被日心说推翻在人类历史上,地心说和日心说是两种相互竞争的天文学理论,尤其是在15世纪和16世纪之间,这两种理论的争论达到了顶峰。
地心说主张地球是宇宙的中心,而日心说则认为太阳是宇宙的中心。
虽然地心说是古代希腊哲学家提出的观点,并得到了欧洲中世纪天主教会的支持,但日心说在科学革命时期重新得到了关注,并最终推翻了地心说。
地心说最早出现在公元前4世纪的古希腊,由亚里士多德和托勒密等天文学家提出。
根据地心说的观点,地球是宇宙的中心,其他天体,包括太阳、月亮和行星都绕着地球旋转。
这一理论在欧洲中世纪时期被广泛接受,尤其在天主教会中得到了官方的认可和支持。
地心说也被纳入到天主教的宗教教义中,成为了一种不可动摇的信仰。
然而,随着科学观念的发展和观测技术的进步,日心说的理论开始逐渐崭露头角。
日心说的最早支持者是古代希腊天文学家阿里斯塔克斯,他认为太阳是宇宙的中心,地球是围绕太阳旋转的行星之一。
然而,阿里斯塔克斯的理论并没有得到广泛接受,直到日本天文学家丰臣秀吉的时代,日心说才逐渐成为了天文学界的主流观点。
在15世纪和16世纪之间,尤其是哥白尼和伽利略等科学家的贡献,推动了日心说理论的发展和推广。
哥白尼撰写了《天体运行论》,提出了太阳是宇宙中心的观点,并通过观测和数学计算来支持自己的理论。
伽利略通过望远镜的观察结果证实了地球不是宇宙的中心,而是绕着太阳旋转的行星之一。
这些科学家们的努力和发现,打破了地心说的思维定势,给日心说理论的发展带来了重大推动力。
然而,地心说并非一蹴而就被推翻。
许多人,特别是天主教会的长期支持者,持续地坚持地心说的观点。
这导致了与科学家们之间的争论和冲突。
最终,日心说的胜利来自于观测数据的积累和日心说理论的更加准确和简洁。
地心说难以解释一些天文现象,例如行星运动的逆行和不规律性,而日心说则能够提供更好的解释。
推翻了地心说意味着科学界的一个重大突破,标志着科学思维上的进步。
它也反映了人类对于世界的认识不断深化和扩展的过程。
从“地心说”到“日心说”亚里士多德提出大地是球形的,却错误地以为地球是宇宙的中心,天是动的,地是静的;太阳、月亮和星星都是绕着地球旋转的。
公元前3世纪,希腊天文学家阿里斯塔克曾经提出地球绕太阳运转的理论。
可惜这个古代朴素的“日心说”,那时候却没人相信。
当时,欧洲受宗教思想统治。
基督教认为,宇宙万物都是由上帝创造的。
公元2世纪,希腊天文学家创造了“地球中心说”,正符合“上帝创世说”的需要,为它提供了“科学依据”。
直到16世纪,波兰天文学家哥白尼写完了自己的著作《天体运行论》,首先提出:地球不是宇宙的中心,地球和其他行星一样,都是围绕着太阳运动的,而地球也在不停地自转着。
哥白尼的“太阳中心说”发表后,遭到罗马天主教会的激烈反对。
它们宣布太阳中心说是“异端邪说”,烧了哥白尼的书。
意大利的思想家布鲁诺宣传和发展了哥白尼的思想。
他说,地球并不是宇宙的中心,它不过是绕着太阳运行的一个小石头球而已。
空间是辽阔的,宇宙是无限的,星星都是一些遥远的太阳。
教会将布鲁诺关进监狱,罪名是“反对《圣经》”。
布鲁诺坚强不屈,不断揭露教会的无耻和黑暗。
他们把布鲁诺送到罗马的鲜花广场上的火刑堆。
布鲁诺面对熊熊烈火,坚定而勇敢地说:“火并不能把我征服,未来的世界会了解我,知道我的价值。
”在临终前他还说:“你们可以把我烧死,但地球照样转个不停。
”真理的声音是无法烧毁的。
九年以后,德国天文学家开普勒出版了《新天文学》一书,第一次指出行星的运动轨道是椭圆形的,太阳位于椭圆的一个焦点上。
意大利科学家伽利略站在威尼斯的圣马尔谷斯教堂的塔楼上,第一次用望远镜观测浩瀚的天空,终于发现了哥白尼假说的天文事实。
因为他看见木星的四颗卫星(现在发现有十六颗卫星),围绕着木星不停转动,认为这是太阳系的缩影。
这位老科学家也受到了迫害,因为他传播了真理。
但是,真理是扼杀不了的,实践是最公正的裁判,哥白尼的学说被越来越多的科学家证实。
地心说与日心说
地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。
它最初由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。
托勒密认为,地球处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。
其中,行星的运动要比太阳、月球复杂些:行星在本轮上运动,而本轮又沿均轮绕地运行。
在太阳、月球行星之外,是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。
再外面,是推动天体运动的原动天。
下面是这种学说的示意图:
地心说是世界上第一个行星体系模型。
尽管它把地球当作宇宙中心是错误的,然而它的历史功绩不应抹杀。
地心说承认地球是“球形”的,并把行星从恒星中区别出来,着眼于探索和揭示行星的运动规律,这标志着人类对宇宙认识的一大进步。
地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行,托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念,设计出了一个本轮均轮模型。
按照这个模型,人们能够对行星的运动进行定量计算,推测行星所在的位置,这是一个了不起的创造。
在一定时期里,依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象,因而在生产实践中也起过一定的作用。
地心说中的本轮均轮模型,毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的,他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度,才使这个模型和实测结果取得一致。
但是,到了中世纪后期,随着观察仪器的不断改进,行星位置和运动的测量越来越精确,观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差,就逐渐显露
出来了。
但是,信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的,却用增加本轮的办法来补救地心说。
当初这种办法还能勉强应付,后来小本轮增加到
80多个,但仍不能满意地计算出行星的准确位置。
这不能不使人怀疑地心说的正确性了。
到了16世纪,哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上,终于创立了“日心说”。
从此,地心说便逐渐被淘汰了。
日心说:认为太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都绕太阳转动,日心说又称为“日心地动说”或“日心体系”。
十六世纪,波兰天文学家哥白尼经过近四十年的辛勤研究,在分析过去的大量资料和自己长期观测的基础上,于1543年出版的《天体运行论》中,系统地提出了日心说。
在托勒密的地心体系中,每个行星运动都含一年周期成分,但托勒密对此无法作出合理的解释。
哥白尼认为,地球不是宇宙的中心,而是一颗普通行星,太阳才是宇宙的中心,行星运动的一年周期是地球每年绕太阳公转
一周的反映。
哥白尼体系另一些内容是:
①水星、金星、火星、木星、土星五颗行星和地球一样,都在圆形轨道上
匀速率地绕太阳公转。
②月球是地球的卫星,它在以地球为中心的圆轨道上,每月绕地球转一周,同时跟地球一起绕太阳公转。
③地球每天自转一周,天穹实际上不转动,因地球自转才出现日月星辰每天东升西落的现象。
④恒星和太阳间的距离十分遥远,比日地间的距离要大得多。
哥白尼曾列举了许多主张地球自转和行星绕太阳公转的古代学者名字,他发扬了这些学者的思想,竭尽毕生精力,经过艰辛的观测和数学计算,以严格的科学论据建立了日心体系。
后来的观测事实不断地证实并发展了这一学说。
限于当时的科学发展水平,哥白尼的日心说也有缺点和错误,这就是:
①认为太阳是宇宙的中心,实际上,太阳只是太阳系中的一个中心天体,不是宇宙的中心;
②沿用了行星在圆轨道作匀速圆周运动的旧观念,实际上行星轨道是椭圆的,运动速度的大小也不是恒定的。