日心說(shuō)的背景及意義
日心說(shuō),也稱為地動(dòng)說(shuō),是關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的和地心說(shuō)相對(duì)立的學(xué)說(shuō)。日心說(shuō)建立者哥白尼認(rèn)為太陽(yáng)是宇宙的中心,而不是地球。下面是學(xué)習(xí)啦小編為你整理的日心說(shuō)的背景及意義,希望對(duì)你有用!
日心說(shuō)的背景
通常認(rèn)為完整的日心說(shuō)宇宙模型是由波蘭天文學(xué)家哥白尼在1543年發(fā)表的《天體運(yùn)行論》中提出的,實(shí)際上在西方公元前300多年的阿里斯塔克和赫拉克里特就已經(jīng)提到過(guò)太陽(yáng)是宇宙的中心,地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。
堅(jiān)實(shí)的大地是運(yùn)動(dòng)的這一點(diǎn)在古代是令人非常難以接受的,而另一方面托勒密的地心說(shuō)體系可以很好的和當(dāng)時(shí)的觀測(cè)數(shù)據(jù)相吻合,因此即使在《天體運(yùn)行論》出版以后的半個(gè)多世紀(jì)里,日心說(shuō)仍然很少受到人們的關(guān)注,支持者更是非常稀少。
這里必須指出的一點(diǎn)是,近代以來(lái)關(guān)于羅馬梵蒂岡的地心說(shuō)和哥白尼的日心說(shuō)的斗爭(zhēng)是被嚴(yán)重夸大的。布魯諾1600年遭受的火刑,并非因?yàn)樗С秩招恼f(shuō),而是因?yàn)樗姆瓷裾摰鹊牧钭诮虗阑鸬姆醋诮趟枷搿?/p>
事實(shí)上,直到1609年伽利略發(fā)明了天文望遠(yuǎn)鏡,并以此發(fā)現(xiàn)了一些可以支持日心說(shuō)的新的天文現(xiàn)象后,日心說(shuō)才開(kāi)始引起人們的關(guān)注。這些天文現(xiàn)象主要是指:木衛(wèi)體系的發(fā)現(xiàn)直接說(shuō)明了地球不是唯一中心,金星滿盈的發(fā)現(xiàn)也暴露了托勒密體系的錯(cuò)誤。
然而,由于哥白尼的日心說(shuō)所得的數(shù)據(jù)和托勒密體系的數(shù)據(jù)都不能與第谷的觀測(cè)相吻合,因此日心說(shuō)此時(shí)仍不具優(yōu)勢(shì)。直至開(kāi)普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說(shuō)之后,日心說(shuō)在于地心說(shuō)的競(jìng)爭(zhēng)中才取得了真正的勝利。
日心說(shuō)的觀點(diǎn)
哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)的基本思想撰寫(xiě)題為《短論》的論文。他規(guī)定地球有三種運(yùn)動(dòng):
一種是在地軸上的周日自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ;
一種是環(huán)繞太陽(yáng)的周年運(yùn)動(dòng);
一種是用以解釋二分歲差的地軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);
哥白尼在他的《天體運(yùn)行論》一書(shū)中認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必須滿足以下七點(diǎn):
不存在一個(gè)所有天體軌道或天體的共同的中心;
地球只是引力中心和月球軌道的中心,并不是宇宙的中心;
所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),宇宙的中心在太陽(yáng)附近;
地球到太陽(yáng)的距離同天穹高度之比是微不足道的;
在天空中看到的任何運(yùn)動(dòng),都是地球運(yùn)動(dòng)引起的;
人們看到的行星向前和向后運(yùn)動(dòng),是由于地球運(yùn)動(dòng)引起的。地球的運(yùn)動(dòng)足以解釋人們?cè)诳罩幸?jiàn)到的各種現(xiàn)象;
哥白尼用以支持他的學(xué)說(shuō)的論據(jù),主要屬于數(shù)學(xué)性質(zhì)。他認(rèn)為一個(gè)科學(xué)學(xué)說(shuō)是從某些假說(shuō)引伸出來(lái)的一組觀念。他認(rèn)為真正的假說(shuō)或者定理必須能夠做到下面兩件事情:
它們必須能夠說(shuō)明天體所觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)。
它們必須不能違背畢達(dá)哥拉斯關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)是圓周的和均勻的論斷。
當(dāng)時(shí)有許多反對(duì)的觀點(diǎn),但是用當(dāng)時(shí)的知識(shí)進(jìn)行了反駁。
反對(duì)理由:如果地球在轉(zhuǎn)動(dòng),空氣就會(huì)落在后面,而形成一股持久的東風(fēng)。
哥白尼答復(fù):空氣含有土微粒,和土地是同一性質(zhì),因此逼得空氣要跟著地球轉(zhuǎn)動(dòng)。
哥白尼答復(fù):空氣轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有阻力是因?yàn)榭諝夂筒粩噢D(zhuǎn)動(dòng)的地球是連接著的。
反對(duì)理由:一塊石子向上拋去,就會(huì)被地球的轉(zhuǎn)動(dòng)拋在后面,而落在拋擲點(diǎn)的西面。
哥白尼答復(fù):由于受到本身重量壓力的物體主要屬于泥土性質(zhì),所以各個(gè)部分毫無(wú)疑問(wèn)和它們的整體保持同樣的性質(zhì)。
反對(duì)理由:如果地球轉(zhuǎn)動(dòng),它就會(huì)因離心力的作用變得土崩瓦解。
反對(duì)理由:如果地球不轉(zhuǎn)動(dòng),那么像恒星那些更龐大的星球就必須以極大的速度轉(zhuǎn)動(dòng),這一來(lái)恒星就很容易被離心力拉得粉碎。
哥白尼答復(fù):離心力只在非天然的人為運(yùn)動(dòng)中找得到,而在天然的運(yùn)動(dòng)中,如地球和天體的運(yùn)動(dòng)中,則是找不到的。
日心說(shuō)的意義
地心說(shuō)的錯(cuò)誤
哥白尼的"日心說(shuō)"發(fā)表之前,"地心說(shuō)"在中世紀(jì)的歐洲一直居于統(tǒng)治地位。自古以來(lái),人類就對(duì)宇宙的結(jié)構(gòu)不斷地進(jìn)行著思考,早在古希臘時(shí)代就有哲學(xué)家提出了地球在運(yùn)動(dòng)的主張,只是當(dāng)時(shí)缺乏依據(jù),因此沒(méi)有得到人們的認(rèn)可。
在古代歐洲,亞里士多德和托勒密主張"地心說(shuō)",認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉(zhuǎn)。這個(gè)學(xué)說(shuō)的提出與__《圣經(jīng)》中關(guān)于天堂、人間、地獄的說(shuō)法剛好互相吻合,處于統(tǒng)治地位的教廷便竭力支持地心學(xué)說(shuō),把"地心說(shuō)"和上帝創(chuàng)造世界融為一體,用來(lái)愚弄人們,維護(hù)自己的統(tǒng)治。因而"地心學(xué)"說(shuō)被教會(huì)奉為和《圣經(jīng)》一樣的經(jīng)典,長(zhǎng)期居于統(tǒng)治地位。
隨著事物的不斷發(fā)展,天文觀測(cè)的精確度漸漸提高,人們逐漸發(fā)現(xiàn)了地心學(xué)說(shuō)的破綻。到文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)時(shí)期,人們發(fā)現(xiàn)托勒密所提出的均輪和本輪的數(shù)目竟多達(dá)八十個(gè)左右,這顯然是不合理、不科學(xué)的。人們期待著能有一種科學(xué)的天體系統(tǒng)取代地心說(shuō)。在這種歷史背景下,哥白尼的地動(dòng)學(xué)說(shuō)應(yīng)運(yùn)而生了。
約在1515年前,哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)的基本思想撰寫(xiě)了篇題為《淺說(shuō)》的論文,他認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必須滿足以下七點(diǎn): 不存在一個(gè)所有天體軌道或天體的共同的中心;地球只是引力中心和月球軌道的中心,并不是宇宙的中心;所有天體都繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn),宇宙的中心在太陽(yáng)附近;地球到太陽(yáng)的距離同天穹高度之比是微不足道的;在天空中看到的任何運(yùn)動(dòng),都是地球運(yùn)動(dòng)引起的,在空中看到的太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一切現(xiàn)象,都不是它本身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,而是地球運(yùn)動(dòng)引起的,地球同時(shí)進(jìn)行著幾種運(yùn)動(dòng);人們看到的行星向前和向后運(yùn)動(dòng),
是由于地球運(yùn)動(dòng)引起的。地球的運(yùn)動(dòng)足以解釋人們?cè)诳罩幸?jiàn)到的各種現(xiàn)象了。此外,哥白尼還描述了太陽(yáng)、月球、三顆外行星(土星、木星和火星)和兩顆內(nèi)行星(金星、水星)的視運(yùn)動(dòng)。書(shū)中,哥白尼批判了托勒密的理論,科學(xué)地闡明了天體運(yùn)行的現(xiàn)象,推翻了長(zhǎng)期以來(lái)居于統(tǒng)治地位的地心說(shuō),并從根本上否定了__關(guān)于上帝創(chuàng)造一切的謬論,從而實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)中的根本變革。 他正確地論述了地球繞其軸心運(yùn)轉(zhuǎn)、月亮繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)、地球和其他所有行星都繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的事實(shí)。但是他也和前人一樣嚴(yán)重低估了太陽(yáng)系的規(guī)模。他認(rèn)為星體運(yùn)行的軌道是一系列的同心圓,這當(dāng)然是錯(cuò)誤的。他的學(xué)說(shuō)里的數(shù)學(xué)運(yùn)算很復(fù)雜也很不準(zhǔn)確。但是他的書(shū)立即引起了極大的關(guān)注,驅(qū)使一些其他天文學(xué)家對(duì)行星運(yùn)動(dòng)作更為準(zhǔn)確的觀察,其中最著名的是丹麥偉大的天文學(xué)家泰壽·勃萊荷,開(kāi)普勒就是根據(jù)泰壽積累的觀察資料,最終推導(dǎo)出了星體運(yùn)行的正確規(guī)律。 這是一個(gè)前所未聞的開(kāi)創(chuàng)新紀(jì)元的學(xué)說(shuō),對(duì)于千百年來(lái)學(xué)界奉為定論的托勒密地球中心說(shuō)無(wú)疑是當(dāng)頭一棒。
雖然阿里斯塔克斯比哥白尼提出日心學(xué)說(shuō)早1700多年,但是事實(shí)上哥白尼得到了這一盛譽(yù)。阿里斯塔克斯只是憑借靈感做了一個(gè)猜想,并沒(méi)有加以詳細(xì)的討論,因而他的學(xué)說(shuō)在科學(xué)上毫無(wú)用處。哥白尼逐個(gè)解決了猜想中的數(shù)學(xué)問(wèn)題后,就把它變成了有用的科學(xué)學(xué)說(shuō)──一種可以用來(lái)做預(yù)測(cè)的學(xué)說(shuō),通過(guò)對(duì)天體觀察結(jié)果的檢驗(yàn)并與地球是宇宙中心的舊學(xué)說(shuō)的比較,你就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的重大意義。 顯然哥白尼的學(xué)說(shuō)是人類對(duì)宇宙認(rèn)識(shí)的革命,它使人們的整個(gè)世界觀都發(fā)生了重大變化。但是在估價(jià)哥白尼的影響時(shí),我們還應(yīng)該注意到,天文學(xué)的應(yīng)用范圍不如物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)那樣廣泛。從理論上來(lái)講,人們即使對(duì)哥白尼學(xué)說(shuō)的知識(shí)和應(yīng)用一竅不通,也會(huì)造出電視機(jī)、汽車(chē)和現(xiàn)代化學(xué)廠之類的東西。但是不應(yīng)用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學(xué)說(shuō)則是不可想象的。僅僅考慮哥白尼學(xué)說(shuō)對(duì)技術(shù)的影響就會(huì)完全忽略它的真正意義。哥白尼的書(shū)對(duì)伽利略和開(kāi)普勒的工作是一個(gè)不可缺少的序幕。他倆又成了牛頓的主要前輩。是這兩者的發(fā)現(xiàn)才使牛頓有能力確定運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律。
哥白尼的日心宇宙體系既然是時(shí)代的產(chǎn)物,它就不能不受到時(shí)代的限制。反對(duì)神學(xué)的不徹底性,同時(shí)表現(xiàn)在哥白尼的某些觀點(diǎn)上,他的體系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一個(gè)小的范圍內(nèi)的,具體來(lái)說(shuō),他的宇宙結(jié)構(gòu)就是今天我們所熟知的太陽(yáng)系,即以太陽(yáng)為中心的天體系統(tǒng)。宇宙既然有它的中心,就必須有它的邊界,哥白尼雖然否定了托勒玫的"九重天",但他卻保留了一層恒星天,盡管他回避了宇宙是否有限這個(gè)問(wèn)題,但實(shí)際上他是相信恒星天球是宇宙的"外殼",他仍然相信天體只能按照所謂完美的圓形軌道運(yùn)動(dòng),所以哥白尼的宇宙體系,仍然包含著不動(dòng)的中心天體。但是作為近代自然科學(xué)的奠基人,哥白尼的歷史功績(jī)是偉大的。確認(rèn)地球不是宇宙的中心,而是行星之一,從而掀起了一場(chǎng)天文學(xué)上根本性的革命,是人類探求客觀真理道路上的里程碑。 哥白尼的偉大成就,不僅鋪平了通向近代天文學(xué)的道路,而且開(kāi)創(chuàng)了整個(gè)自然界科學(xué)向前邁進(jìn)的新時(shí)代。從哥白尼時(shí)代起,脫離教會(huì)束縛的自然科學(xué)和哲學(xué)開(kāi)始獲得飛躍的發(fā)展。哥白尼的科學(xué)成就,是他所處時(shí)代的產(chǎn)物,又轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)推動(dòng)了時(shí)代的發(fā)展。
順應(yīng)時(shí)代變化
十五、六世紀(jì)的歐洲,正是從封建社會(huì)向資本主義社會(huì)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期,在這一二百年間,社會(huì)發(fā)生了巨大的變化。14世紀(jì)以前的歐洲,到處是四分五裂的小城邦。后來(lái),隨著城市工商業(yè)的興起,特別是采礦和冶金業(yè)的發(fā)展,涌現(xiàn)了許多新興的大城市,小城邦有了聯(lián)合起來(lái)組成國(guó)家的趨勢(shì)。到 15世紀(jì)末葉,在許多國(guó)家里都出現(xiàn)了基本上是中央集權(quán)的君主政體。當(dāng)時(shí)的波蘭不僅有像克拉科夫、波茲南這樣的大城市,也有許多手工業(yè)興盛的城市。1526年歸并于波蘭的華沙已成為一個(gè)重要的商業(yè)、政治、文化和地理的中心,在16世紀(jì)末成了波蘭國(guó)家的首都。
與這種政治經(jīng)濟(jì)變革相適應(yīng),文化、科學(xué)上也開(kāi)始有所反映。當(dāng)時(shí),歐洲是"政教合一",羅馬教廷控制了許多國(guó)家,圣經(jīng)被宣布為至高無(wú)上的真理,凡是違背圣經(jīng)的學(xué)說(shuō),都被斥為"異端邪說(shuō)",凡是反對(duì)神權(quán)統(tǒng)治的人,都被處以火刑。新興的資產(chǎn)階級(jí)為自己的生存和發(fā)展,掀起了一場(chǎng)反對(duì)封建制度和教會(huì)迷信思想的斗爭(zhēng),出現(xiàn)了人文主義的思潮。他們使用的戰(zhàn)斗武器,就是未被神學(xué)染污的古希臘的哲學(xué)、科學(xué)和文藝。這就是震撼歐洲的文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)。文藝復(fù)興首先發(fā)生于意大利,很快就擴(kuò)大到波蘭及歐洲其他國(guó)家。
與此同時(shí),商業(yè)的活躍也促進(jìn)了對(duì)外貿(mào)易的發(fā)展。在"黃金"這個(gè)符咒的驅(qū)使下,許多歐洲冒險(xiǎn)者遠(yuǎn)航非洲、印度及整個(gè)遠(yuǎn)東地區(qū)。遠(yuǎn)洋航行需要豐富的天文和地理知識(shí),從實(shí)際中積累起來(lái)的觀測(cè)資料,使人們感到當(dāng)時(shí)流行的"地靜天動(dòng)"的宇宙學(xué)說(shuō)值得懷疑,這就要求人們進(jìn)一步去探索宇宙的秘密,從而推進(jìn)了天文學(xué)和地理學(xué)的發(fā)展。1492年,意大利著名的航海家哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸,麥哲倫和他的同伴繞地球一周,證明地球是圓形的,使人們開(kāi)始真正認(rèn)識(shí)地球。
對(duì)他國(guó)的影響
在教會(huì)嚴(yán)密控制下的中世紀(jì),也發(fā)生過(guò)轟轟烈烈的宗教革命。因?yàn)樘熘鹘痰暮芏嘟塘x不符合圣經(jīng)的教誨,而加入了太多教皇的個(gè)人意志以及各類神學(xué)家的自身成果,所以很多信徒開(kāi)始質(zhì)疑天主教的教義和組織,發(fā)起回歸圣經(jīng)的行動(dòng)來(lái)。
捷克的愛(ài)國(guó)主義者、布拉格大學(xué)校長(zhǎng)揚(yáng)·胡斯(1369~1415年)在君士坦丁堡的宗教會(huì)議上公開(kāi)譴責(zé)德意志封建主與天主教會(huì)對(duì)捷克的壓迫和剝削。他雖然被反動(dòng)教會(huì)處以火刑,但他的革命活動(dòng)在社會(huì)上引起了強(qiáng)烈的反應(yīng)。捷克農(nóng)民在胡斯黨人的旗幟下舉行起義,這次運(yùn)動(dòng)也波及波蘭。1517年,在德國(guó),馬丁·路德(1483~1546年)反對(duì)教會(huì)販賣(mài)贖罪符,與羅馬教皇公開(kāi)決裂。1521年,路德又在沃爾姆國(guó)會(huì)上揭露羅馬教廷的罪惡,并提出建立__新教的主張。新教的教義得到許多國(guó)家的支持,波蘭也深受影響。
就在這樣一個(gè)大變革大動(dòng)蕩的年代里,1473年2月19日哥白尼在維斯瓦河畔的托倫城誕生了。他的父親是個(gè)當(dāng)議員的富商,他有一個(gè)哥哥和兩個(gè)姐姐。哥白尼10歲的時(shí)候,他的父親死了,他被送到舅舅務(wù)卡施大主教家中撫養(yǎng)。務(wù)卡施是一個(gè)人文主義者,他和當(dāng)時(shí)波蘭進(jìn)步的知識(shí)界來(lái)往極為密切,并與意大利卓越的革命家、人文主義者菲利普·布奧納克西是摯友。在哥白尼念中學(xué)的時(shí)候,務(wù)卡施就帶著他參加人文主義者的聚會(huì)。1491年,按照舅父的安排,哥白尼到克拉科夫大學(xué)去學(xué)習(xí)天文和數(shù)學(xué)。
當(dāng)時(shí),波蘭已經(jīng)產(chǎn)生了一些有名的天文學(xué)家,如馬爾卿·克洛爾,他于1450年寫(xiě)成《亞爾峰斯星象表訂正》一書(shū),并在許多國(guó)家講學(xué)。又如著名的天文學(xué)家沃伊切赫,曾編制天文歷表,他就在克拉科夫大學(xué)講課,是哥白尼求學(xué)時(shí)的數(shù)學(xué)和天文教授。哥白尼的"太陽(yáng)中心學(xué)說(shuō)"就是在克拉科夫大學(xué)求學(xué)時(shí)孕育起來(lái)的。
盡管《圣經(jīng)》沒(méi)有涉及諸如"地球是宇宙的中心"以及"天圓地方"等各類天文知識(shí)。但是在中世紀(jì),天文學(xué)也有著延伸于古希臘的,經(jīng)過(guò)經(jīng)院神學(xué)家們構(gòu)架好的官方論點(diǎn)。為了鞏固封建統(tǒng)治,天主教會(huì)的宗教裁判所燒掉了許多珍貴的科學(xué)著作,有時(shí)一天竟燒掉20大車(chē)。1327年,意大利天文學(xué)家采科·達(dá)斯科里被活活燒死,他的"罪名"就是違背圣經(jīng)的教義,論證地球呈球狀,在另一個(gè)半球上也有人類存在。
啟示事實(shí)上,科學(xué)的存在和發(fā)展中一個(gè)永恒的問(wèn)題是標(biāo)準(zhǔn)與創(chuàng)新的矛盾。一方面,科學(xué)知識(shí)的出現(xiàn)必然形成相關(guān)的評(píng)判正誤的標(biāo)準(zhǔn),另一方面,科學(xué)知識(shí)出現(xiàn)的過(guò)程就是對(duì)原有標(biāo)準(zhǔn)突破的過(guò)程,因此也必然受到原有標(biāo)準(zhǔn)的限制或壓制。這就需要我們更深刻地反思兩種科學(xué)的悲劇:一種是推行錯(cuò)誤的標(biāo)準(zhǔn)所導(dǎo)致的后果;另一種是肆意創(chuàng)新所帶來(lái)的人道主義災(zāi)難。
斯蒂芬·茨威格在《異端的權(quán)利》原文中的兩段話:"(卡斯特里奧與加爾文)在這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中,存在著一個(gè)范圍大得多并且是永恒的生死攸關(guān)的問(wèn)題。""每一個(gè)國(guó)家,每一個(gè)時(shí)代,每一個(gè)有思想的人,都不得不多次確定自由和權(quán)力間的界標(biāo)。因?yàn)椋绻狈?quán)力,自由就會(huì)退化為放縱,混亂隨之發(fā)生;另一方面,除非濟(jì)以自由,權(quán)力就會(huì)成為暴政。"這兩段話隱藏著這樣的意思:(1)應(yīng)該給所有持異端見(jiàn)解的人證明自己的權(quán)利,或者說(shuō)一切反對(duì)異端見(jiàn)解的人必須提供證據(jù);(2)所有持異端見(jiàn)解的人都需要證明自己的正確,而無(wú)需在此之前抱怨社會(huì)的不理解。(3)所謂科學(xué)發(fā)展的意義,正在于改變?nèi)祟愒械恼J(rèn)識(shí)。因此,選擇錯(cuò)誤是一種權(quán)利,否則就沒(méi)有科學(xué)探索的合理性。