地静天动——托勒密地心说|7788pan


摘要: 古希腊不但是西方文明的劈头地,在自然科学和社会科学方面也是功不成没。在天文学上,古希腊科学家的论说比较丰厚,晚期的毕达哥拉斯学派提出的实际:地球是圆的,并静止不动地处于中央,这个实际着实就是“地心说”的雏形。厥后,虽然柏拉图学派将各个天球接连起来,提出了同…

古希腊不但是西方文明的劈头地,在自然科学和社会科学方面也是功不成没。在天文学上,古希腊科学家的论说比较丰厚,晚期的毕达哥拉斯学派提出的实际:地球是圆的,并静止不动地处于中央,这个实际着实就是“地心说”的雏形。厥后,虽然柏拉图学派将各个天球接连起来,提出了同心球体系学说,但是终极组成地心说的还是托勒密的地心体系学说。这一实际曾历久统治着人们的思想,直到哥白尼的日心体系说发表才被颠覆。

托勒密生于100年,约卒于170年,是古希腊的天文学家、数学家、天文学家。险些平生的韶光都是在埃及的亚历山大城度过的。

在罗马帝国晚期,亚历山大城是罗马帝国统领的北部非洲地域的文明中央。在这里,希腊化学者们报酬优厚,是以,古希腊天文学的亚历山大学派持续绵亘,托勒密就是这个学派的末了一名超卓代表。托勒密在天文学方面最超卓的奉献就是完成了一部13卷的巨著《天文学大成》。书中不但记录了依巴谷等希腊学者的大量天文视察成果,刊布了着名的托勒密星表,而且更头要的是提出了着名的托勒密地心体系。这一体系的要点是:

地球是球形的,它位于宇宙中央静止不动。

地静天动——托勒密地心说

每个行星和玉轮都在本轮上匀速迁移转变,本轮中央又沿均轮运转,只要太阴直接在均轮上绕地球转动。不论是对太阳的均轮还是对行星、月亮的均轮,地球都不位于它们的圆心上,而是偏离圆心一段距离。

水星和金星的本轮中心位于地球与太阳的连线上,这一连线一年中绕地球转一周,火星、木星和土星到它们各自本轮中心的直线总是与日地间的连线平等,这3颗行星每年绕各自的本轮中心转一周。

携带所有恒星的“恒星天”每天绕地球自东向西转动一周。

太阳、月亮、行星除在本轮均轮上的运动外,还与恒星天一起每天绕地球自东向西转一周。

托勒密体系吸取了毕达哥拉斯以来的许多古希腊学者的共同见解,主张地球是球形的。这一见解在当时是具有先进性的。

托勒密体系继续恪守古希腊天文学“拯救现象”的传统观念,应用几何学对行星的顺行、逆行等现象以及太阳、月亮运动的不均匀性进行解释。从以上概括的该体系的要点中可以看出,托勒密选取了阿波罗尼的本轮、均轮概念和依巴谷的偏心圆概念作为建立自己的体系的理论基础,这是有着某种必须性的。为解释行星的顺行、逆行、留等复杂视运动现象,几位希腊学者先后提出了同心球体系、日心地动说和本轮均轮说三种理论。出于种种原因,托勒密在当时情况下却不能接受前两种学说。他只能选取本轮均轮说来解释行星的复杂视运动。为解释太阳、月亮的不均匀运动,他又继承了依巴谷的偏心圆理论。

地静天动——托勒密地心说

托勒密在建立自己的体系时,独创了“均衡点”的概念。托勒密认为,位于宇宙中央的地球与太阳、月亮和各行星的均轮中心都不相重合,即这些均轮相对于地球而言都是偏心圆。任何一颗行星在本轮上都作匀速圆周运动,但相对于地球来说,其本轮中心在均轮上的运行并不等速。由此托勒密独创了均衡点概念。

托勒密在引入了本轮、均轮、偏心圆和均衡点等概念之后,选取了各个均轮半径与本轮半径的不同比率、行星在本轮上和本轮中心在均轮上的不同运行速度、均衡点与各行星均轮中心的不同偏离值以及各个本轮平面与均轮平面之间的不同交角,以便使按照这一体系推算的行星位置与观测结果相吻合。他的巨著《天文学大成》中的大部分篇幅正是讨论这方面问题的。所以托勒密的地心体系不是一个定性的、描述性的体系,而是一个定量的、可以预报行星未来位置的体系。在当时较低的观测精度的条件下,用这一体系所作的理论推算大体上能与观测结果相吻合。

从古希腊直至欧洲中世纪末期,在万有引力定律问世以前,所有解释天体运动的理论模型都是几何模型,它的基本思路是根据获得的观测资料,建立天体运动的几何图像,预推此后天体的视位置,并用新的观测资料来加以检验,若符合则表示模型成功,不符则表示模型需要修改。

托勒密在《天文学大成》中所建立的地心体系是第一个定量的、可以用观测资料加以检验的几何模型,在此后很长的历史时期中,人们都用这一模型来预先推算日、月、行星未来的位置,而且在观测精度较低的情况下大体能与实际天象相符合。因此这一体系对古代天文学的发展曾起过十分重要的作用。而提出地心体系学说的托勒密当然也成了公认的古代世界一位杰出的天文学家。

如果要评价托勒密的历史功绩和他在科学史上的地位,就不得不涉及到曾经广为流传的两种偏见。第一种偏见是将托勒密仅仅看成是一位古代科学文献的编辑者,譬如认为《天文学大成》不过是因袭依巴谷,《地理学》只是马里努斯著作的翻版等说法。

地静天动——托勒密地心说

事实上,依巴谷和马里努斯的工作主要是由于托勒密分别在《天文学大成》和《地理学》中的记载而传世至今,但托勒密又不是简单地记述他们的工作,而是以他们的工作为基础更上一层楼的创造性劳动。

第二种偏见是把中世纪后期阻碍天文学发展的罪责强加到托勒密身上。此偏见的颇有代表性的一种说法是:托勒密的地心体系在欧洲统治了人们1400年之久,直到1543年哥白尼提出日心体系之后,人们才逐渐从地心体系的桎梏中挣扎出来。

事实上,托勒密地心体系在欧洲根本没有统治人们1400年之久。公元5至13世纪的欧洲中世纪初期和中期,基督教教会宣扬并强迫人们相信的是十分原始的天圆地方的宇宙图像,主张地球为球形的托勒密地心说则是被教会严禁传播的。

只是到了13世纪中叶,基督教教会发现,与其扼杀托勒密地心体系,不如设法利用它。正好该体系主张地球安然不动地位于宇宙的中央,在宇宙中具有特殊地位,教会发现这种见解可以作为宣扬上帝创世说的理论依据。于是教会突然从排斥托勒密地心体系转变为将此体系奉为宇宙结构的钦定理论。

地静天动——托勒密地心说

中世纪末期,该体系的破绽已日益显露出来。此时,基督教教会却百般加以维护。因此,这时对科学起阻碍作用的实际上已不是托勒密地心体系本身,而是将它奉为钦定理论的基督教教会势力。由此看来,将阻碍这一时期天文学发展的罪责强加在托勒密身上是不公正的。

现在,当我们用科学的眼光重新审视托勒密的地心学说就会发现,除了与客观事实不符外,更为可贵的是他提出了地球为球形的这一重要见解。在长江后浪推前浪的必然历史趋势下,这个学说还是为后人奠定了基础,当然这也是这一理论模型需要更改的必然性。这就为哥白尼的日心说问世提供了机遇。

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隋中缘: @嘉嘉tiffany 性感乳神。 查看原文 06月13日 16:16