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哥白尼创立的日心说及其重要性

【摘要】:15哥白尼创立“日心说”尼古拉哥白尼是波兰著名的天文学家,太阳中心说的创始人,近代天文学的奠基人。哥白尼根据观测研究,开始对盛行于欧洲已一千年之久的“地球中心说”产生了怀疑。哥白尼在观测天象《天体运行论》是一部系统地、全面地阐明“日心说”的伟大著作。哥白尼创立的“太阳中心说”强烈地震撼了科学界和思想家,动摇了封建神学的基础,在科学发展史上具有划时代的意义。

15 哥白尼创立“日心说”

尼古拉•哥白尼是波兰著名的天文学家,太阳中心说的创始人,近代天文学的奠基人。

1473年2月19日,哥白尼生于维斯瓦河畔的托伦城圣阿娜巷的一个富商家里。哥白尼10岁的时候,父亲去世,他和哥哥、姐姐被送到舅父乌卡斯•瓦兹洛德大主教那里抚养。哥白尼从小热爱天文学,上中学时曾在老师的指导下,制造了一具按日影定时刻的日晷,从而培养了他对天文学的浓厚兴趣。18岁时来到当时波兰的首都克拉科夫,在克拉科夫大学学习天文和数学。哥白尼的老师——波兰著名的数学家和天文学家沃伊切赫•波鲁泽夫斯基对公元2世纪古希腊天文学家、数学家托勒密的“地心说”体系提出了某些异议,这些见解对哥白尼产生了影响。哥白尼研究托勒密的著作,他发现了托勒密理论中的一些错误,开始考虑地球的运转问题,他利用捕星器和“三弧仪”观测天象,研究浩瀚的星空。

哥白尼大学毕业后回到家乡,舅舅为了让哥白尼继承自己的事业,在天主教会任职,就送他到意大利留学,学习教会法律

【知识点】

地球中心说

“地球中心说”是古希腊哲学家亚里士多德提出来的,公元2世纪罗马天文学家托勒密又加以推演论证,使它进一步系统化了。地心说认为地球静止不动地居于有限的宇宙中心,日月星辰都围绕地球运转。教会借助这种理论,说上帝创造了地球,并让它居于宇宙中心,日月星辰都是上帝创造出来用于点缀宇宙的装饰品。这个理论被教会奉为真理,用来统治、愚弄人民,为他们自己服务。

1495年,哥白尼来到文艺复兴的发源地意大利,到波伦亚大学学习教会法。然而,哥白尼的兴趣却在天文学上,他利用一切闲暇时间刻苦攻读天文学与数学著作,并坚持观测天象。后来,哥白尼又先后进入帕多瓦大学和法拉腊大学学习医学、教会法,但他仍坚持天文学的研究。在意大利,哥白尼结交了一批天文学家,他们经常交换对天体结构的认识。他进行了无数次的天文观察和测量,提出了这样大胆的见解:“除了地球以外,宇宙间没有什么东西在动。地球以巨大的速度绕轴旋转,这就引起一种感觉,仿佛地球静止不动,而天空却在转动。”“在行星的中心站着巨大而威严的太阳……”哥白尼根据观测研究,开始对盛行于欧洲已一千年之久的“地球中心说”产生了怀疑。

1506年,哥白尼回到祖国,在弗罗恩堡大教堂担任教士。从此,他获得了一定的物质保障与充裕的时间来从事他所热爱的科学研究工作。为了研究方便,哥白尼特意选择了教堂围墙上的箭楼做宿舍兼工作室,在里面设置了一个小小的天文台,用自制的简陋仪器,开始了长达30年的天体观测。无论严冬或炎夏,刮风或下雨,哥白尼用自制的仪器常常通宵达旦地进行观测。通过无数次的观测,他弄清了火星、金星木星土星的方位。在望远镜尚未发明以前,能取得这样的成就是十分难得的。后来,哥白尼在《天体运行论》一书中所引用的观察材料,大多出自这个箭楼的记录。其中选用的27个观测事例,就有25个是他在这个箭楼上亲自观测记录的。

哥白尼在观测天象

《天体运行论》是一部系统地、全面地阐明“日心说”的伟大著作。全书共分六卷。第一卷是宇宙概观,简介了宇宙的总结构,共14章,前11章阐述“日心说”的基本思想,后3章讨论三角学,最后附一星表;第二卷用三角学研究了天体运行的基本规律和原理,其中平面三角和球面三角的演算方法为哥白尼所首创;第三卷是恒星表;第四卷介绍地球的绕轴运行和周年运行;第五卷论述了地球的卫星——月球;第六卷写关于行星运行的理论。第三卷到第六卷,哥白尼根据“日心说”的宇宙体系以及观察所得的实践结果和数学分析的理论方法,分别详述了地球、月球、内外行星的运动,预言它们在太阳系中的位置,从根本上阐明了“日心说”的物理性质。

在书中,哥白尼大胆地提出:“太阳是宇宙的中心,所有行星都围绕太阳运转;地球不是宇宙的中心,而是绕太阳运转的一颗普通行星。”

“人们每天看到的太阳由东向西运行,是因为地球每昼夜自转一周的缘故,而不是太阳在移动。”(www.chuimin.cn)

“天上的星体的不断移动,是因为地球本身在转动,而不是星体围绕着静止的地球转动。”

“火星、木星等行星在天空中有时顺行,有时逆行,是因为它们各依自己的轨道绕太阳转动,而不是因为它们行踪诡秘。”

“月亮是地球的卫星,一个月绕地球转一周。”

哥白尼还在这本书中批判了托勒密地球是静止的理论。他指出,地球在运动时,人们觉得是整个宇宙在转动,犹如人在行船上,不觉船动而觉得陆地和城市后退一样。地球不动是假象,地球绕太阳转动才是真实。他用科学的“日心说”,推翻了统治天文学一千多年的荒谬的“地心说”,完成了天文史上的一次伟大的革命。

哥白尼知道,他的“太阳中心说”必将给封建教会以沉重的打击,必将暴露上帝创造世界说法的荒谬。所以他踌躇了很久,直到他已是69岁的老人时,才同意将他的《天体运行论》出版。1543年5月24日,书印好后送到他的病床前时,他终于欣慰地离开人世了。

哥白尼创立的“太阳中心说”强烈地震撼了科学界和思想家,动摇了封建神学的基础,在科学发展史上具有划时代的意义。从此自然科学便从宗教神话中解放出来。

历史小讲坛】

人小志大

尼古拉•哥白尼
(1473~1543)

哥白尼从小受到良好的学校教育,喜欢观察天象。他常常独自仰望繁星密布的夜空。有一次,哥哥不解地问哥白尼:“你整夜守在窗边,望着天空发呆,难道这表示你对天主的敬意?”哥白尼回答说:“不。我要一辈子研究天时气象,叫人们望着天空不害怕。我要让星空跟人交朋友,让它给海船校正航线,给水手指引航程。”

千呼万唤始出来

由于托勒密的“地心说”在当时已经成为维持教会统治的神学理论基础,哥白尼深知发表日心说的后果,他曾这样写道:“我清楚地知道,一旦他们弄清楚我在论证天体运行的时候认为地球是运动的,就会竭力主张我必须为此受到宗教裁判……”“他们就会大叫大嚷,当即把我轰下台。”因此,哥白尼迟迟不愿意发表他的著作《天体运行论》。直到1539年春天,在德国青年学者雷迪卡斯(1514~1576)和其他一些朋友的敦促下,哥白尼才同意发表。1541年秋天,雷迪卡斯把修改稿带到纽伦堡,请路德派的一位神学家奥幸德匿名撰写一篇前言,宣称“这部书不可能是一种科学的事实,而是一种富于戏剧性的幻想”。在这样的情况下,才于1543年3月出版,从写成初稿到出版,前后竟搁置了近四个九年。