科学史纲要第06讲_近代天文学革命

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1、第六讲近代天文学革命回顾古代天文学米利都学派：粗糙的宇宙图景毕达哥拉斯学派：和谐宇宙行星不规则运动柏拉图：拯救现象欧多克斯：同心球理论亚里士多德：水晶球模型同心球时期阿波罗尼：本轮与均轮喜帕恰斯：偏心运动托勒密：偏心等距点天文测量时期拯救现象的技术性装置(A)(B)(C)托勒密的基本假定1、天是球形的并且像球那样转动2、地作为一个整体也是球形的3、地位于整个天的中央，好像一个中心4、由于地球的太小，而到恒星天球的距离很大，地球对于恒星天球来说，小得犹如一个点5、地球不参与任何转动托勒密是纯粹的数理天文学家亚里士多德的宇宙论传统亚里士多德把天分成月上区和月下区。地上的运动：用

2、四元素说、自然位置来说明天上的运动：用完美的圆周匀速运动来说明，而这就是数理天文学家们的使命——拯救现象亚里士多德主义与新柏拉图主义亚里士多德主义＝亚里士多德主义+基督教+托勒密宇宙模型中世纪—>文艺复兴—>科学革命之后的衰落地球是宇宙的中心，却是宇宙中最易腐朽之物，而宇宙间最黑暗的地狱就设在地球的中心水晶球是永恒的、完美的、透明的，他由至高无上的上帝来推动（不彻底的物理学改造）新柏拉图主义＝柏拉图主义＋基督教教父哲学—>中世纪的衰落—>文艺复兴时期的复兴万物皆数太阳是至高无上的哥白尼革命哥白尼1473年2月19日生于波兰18岁进入波兰的克拉科夫大学学习医学1496年来到意

3、大利，先后在波洛尼亚大学和帕多瓦大学学习法律、医学和神学从波洛尼亚大学天文学家德·诺瓦拉那里学到了天文观测技术和希腊的天文学理论1506年回到波兰，1509年写出了《试论天体运行的假设》——“太阳中心学说”的提纲1539年写出了天文学史上伟大著作《天体运行论》《天体运行论》的基本概括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

4、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哥白尼与托勒密的区别放弃使用偏心等距点将宇宙的中心置换为太阳地球不是静止而具有多种运动（自转、公转）产生一定的简单性、和谐性、美观性哥白尼的保守性数据来源大部分还是来源于希腊天文学继续使用天球概念宇宙依然是有限的，保留了恒星天更加频繁的使用本轮和均轮这使得哥白尼的学说在另外一些地方又显得比托勒密体系复杂在物理基础的问题上并没有很大的突破文本阅读：哥白尼的辩护词反对理由：如果地球在转动，空气就会落在后面，而形成一股持久的东风。哥白尼答复：空气含有土微粒，和土地是同一

5、性质，因此逼得空气要跟着地球转动。哥白尼答复：空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连接着的。反对理由：一块石子向上抛去，就会被地球的转动抛在后面，而落在抛掷点的西面。哥白尼答复：由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质，所以各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质。反对理由：如果地球转动，它就会因离心力的作用变得土崩瓦解。哥白尼答复：如果地球不转动，那末恒星的那些更庞大的球就必须以极大的速度转动，这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎。哥白尼答复：离心力只在非天然的人为运动中找得到，而在天然的运动中，如地球和天体的运动中，则是找不到的哥白尼日心说的同化与接受技术上

6、，哥白尼的日心说面临很多挑战离心力问题（离心力是一种虚拟力，是一种惯性力，它使旋转的物体远离它的旋转中心。）恒星视差（恒星视差是天文学中因为恒星距离产生视差的效应。它是恒星际尺度的视差，经由天文测量学，视差可以直接测量出一颗恒星与地球的准确距离。）宗教上，哥白尼的日心说抵触了基督教的一些教条，尤其是地心说的教条比如《约书亚记》《天球运行论》的流行，而日心说则广受批评小结：哥白尼的日心说的非革命性与托勒密相差无几，只是用置换宇宙中心的方法来换取托勒密的偏心等距点简单性和精准性并没有比托勒密提高多少面临非常严峻的挑战：离心力和恒星视差没有得到广泛接受问题：哥白尼的革命性在哪里？

7、哥白尼日心说的根本内涵柏拉图主义对亚里士多德主义的反击数是解释自然的钥匙，自然的秩序是几何的，简洁的、和谐的、美观的太阳是至高无上的未来新范式的草图哥白尼提出了另外一种选择，一个新的框架，以后开普勒、伽利略、笛卡尔、牛顿等人正是在这个草图上不断细描深刻，最终完成了近代科学的建构哥白尼的立场：日心说是真实的，不仅仅是为方便而设人的地位的悄然提高文本阅读：哥白尼对日心说的宣言在所有行星的中心居住着太阳，在这个位置它可以一瞬间照亮整个宇宙，对于这个最壮丽的神殿，谁能将这盏明灯安放到另外或者更好的地方？事实上，将太阳是为宇