從托勒密到開普勒

1、.從托勒密到開普勒從托勒密到開普勒，人類對天體運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識經(jīng)歷了質(zhì)的飛躍。先是托勒密總結(jié)前人的天文研究成果，形成地心說，后是哥白尼提出日心說，再是開普勒對日心說的定量描繪。托勒密，生于公元85年。是公元127151年在亞歷山大城進(jìn)展天文研究最重要的人物之一，也是影響人類達(dá)1000余年之久的“地心說理論的集大成者和代表者。托勒密的地心理論，用了近80個以地球為圓心的同心球殼來解釋天體運(yùn)動。它的宇宙理論的根底就是，地球是宇宙的中心。當(dāng)時的教會根據(jù)他的理論，提出了宇宙構(gòu)造的“多重天理論把宇宙看成是以地球為中心的多個同心球殼，上帝居于球殼的最高層，統(tǒng)治和主宰著宇宙萬物。運(yùn)用托勒密的理論，能對一些天文

2、現(xiàn)象作出比較合理的解釋，可以反映一定的天體運(yùn)行狀況，最主要的是托勒密的天文理論符合教會麻木人民，確定上帝至高無上地位的需要，被當(dāng)時的教會統(tǒng)治者奉為“金科玉律，得以廣泛流傳。托勒密的天文理論，其中有科學(xué)的成分，也不乏缺少有力的事實根據(jù)的推測與杜撰，特別是將地球作為宇宙的中心，這是根本性的錯誤。這對他個人和對人類，都是一個悲劇。公元165年，托勒密逝世。托勒密逝世1000多年后的1473年2月19日，哥白尼出生在波蘭維斯瓦河畔的托倫，大學(xué)畢業(yè)后的哥白尼主要從事天文觀測和研究。哥白尼的畢生成果是其巨著?天體運(yùn)行論?，講述了地球的運(yùn)動和宇宙的構(gòu)造，駁斥了托勒密的地球是宇宙中心的理論。哥白尼天文理論的根

3、本觀點(diǎn)是，太陽屹立在宇宙的中心，行星圍繞著太陽運(yùn)行。離太陽最近的是水星，其次是金星，再次是地球。月亮繞著地球運(yùn)行，是地球的衛(wèi)星。比地球離太陽遠(yuǎn)的行星，依次是火星、木星和土星。行星離太陽越遠(yuǎn)，運(yùn)行的軌道半徑就越大，周期就越長。在行星的軌道外面，是布滿恒星的恒星天。哥白尼理論的缺乏之處，是把太陽當(dāng)成是宇宙的中心，這是歷史的局限性。今天的人們都知道，太陽只是太陽系的中心。哥白尼的“日心說是人類對宇宙構(gòu)造及其運(yùn)動的科學(xué)認(rèn)識，但由于觸犯教會的統(tǒng)治思想，不但哥白尼的理論被禁封，哥白尼本人還遭受極其殘酷的人身迫害。宣傳“日心說的青年學(xué)者布努諾竟被活活當(dāng)眾燒死，就連伽利略，也曾由于發(fā)現(xiàn)木星的四顆衛(wèi)星，間接的支

4、持了“日心說而遭受迫害。從“地心說到“日心說是人類對宇宙探究與認(rèn)識質(zhì)的飛躍，也是天文學(xué)從神學(xué)的奴仆走向科學(xué)的標(biāo)志。哥白尼的天文理論，不僅推動了天文科學(xué)的開展，引起了天文學(xué)上的一次革命，而且有力地推動了歐洲文藝復(fù)興時期的思想解放浪潮。對日心說的繼續(xù)研究和完善，最主要的是第谷和開普勒，這是一對師生，是天文研究的黃金伙伴，第谷擅長觀測，開普勒擅長數(shù)學(xué)推理。開普勒出生的公元1571年，恰好是哥白尼發(fā)表?天體運(yùn)行論?的第二十八年。他的老師第谷臨終前，把一生對750多顆星的觀測記錄交給了他。開普勒運(yùn)用數(shù)學(xué)知識與方法，研究老師的記錄數(shù)據(jù)，他利用勻速圓周運(yùn)動模型分析這些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)利用哥白尼的理論計算出的結(jié)果與觀測資料記載的數(shù)據(jù)總是相差0.133度的微小差異。但細(xì)心的開普勒沒有把這當(dāng)成誤差，當(dāng)他把行星的運(yùn)動軌道設(shè)想成橢圓，太陽就處在橢圓的一個焦點(diǎn)時，計算結(jié)果與觀測結(jié)果幾乎完全一樣。再經(jīng)過大量的仔細(xì)觀測，他終于發(fā)現(xiàn)，行星的運(yùn)動軌道是橢圓而不是圓，并以此為根底，繼哥白尼之后，再次對天體的運(yùn)動科學(xué)立法，提出了行