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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(596)

  尼古拉·哥白尼逝世的那一天是1543年7月26日。

  《天体运行论》这一反对宗教宇宙观的战斗檄文,不久就在天文学和意 识形态的领域里激起了巨大的反响;哥白尼敢于创新、敢于革命的反潮流精 神,在历史上留下了深刻的影响。

  四、划时代的巨著

  在近代科学的创始人中,哥白尼所以占据一个显著的地位,完全由于他 死去那一年所刊布的一本大书。这本书是人类思想史上划时代的作品。作为 天才的纪念碑,这本书是可以和托勒密的《至大论》,牛顿的《原理》与达 尔文的《物种起源》相媲美的。这本书是一部六卷本的科学巨著。其中第一 卷是宇宙概观;第二卷是天体运行的基本规律;第三卷至第六卷则是关于地 球、月球、内行星和外行星的运行规律的数学论证。而关于日心体系的基本 思想,主要集中在第一卷中。哥白尼对于其不朽的巨著并没有命名。当他将 手稿交给他的朋友基塞付印的时候,那上面既没有书名,也没有作者的姓名。 后来编辑将这本书命名为《托伦的尼古拉·哥白尼论天体运行轨道(共六 册)》,后人简称为《天体运行论》。

  一般人以为哥白尼是天文学的一位革命家,其理论是新奇的,推断是独 创的。可是如果你仔细阅读 《天体运行论》,一定会惊异地看见他书中含有 很多亚里士多德的思想。例如他和古人一样相信天体在圆形轨道上以均匀速 度围绕一个固定中心运行。哥白尼就根据这个不大合事实的“规律”,去证 明地球在运动。他说:行星的视运动不是均匀的,就表明我们立足的地球不 是固定在行星的圆形轨道的中心的。

  那么地球是不是在运动?如果它在运动,我们怎样会知道呢?哥白尼 说:“如果我们假设地球有某种运动,我们就须观察地球以外的东西,看它 们是不是有一个共同方向的运动,这运动便反映我们从它们面前经过时,和 我们的运动方向相反的运动。”所以要发现地球是否运动的唯一办法便是在 地球之外去寻找天体,看它们是否有一种共同的运动。这种运动的一个显著 例子便是天球由东向西一日一周的运动,这运动造成日月星辰的东升西落现 象,哥白尼说:“这不是天球在运动,而是地球由西向东在旋转。”

  哥白尼又将这个原则应用到比较复杂的情况上去。从周围物体的视运动 去发现观测者所在处的真运动,有一个很大的困难便是被观测的物体很可能 也有它们自己的运动。由于行星也有自己的运动,所以问题就不容易解决。 于是哥白尼选择恒星作背景去研究太阳在天空运行的视轨道。古人以为太阳 围绕固定的中心——地球,在一圆形的轨道上运动;但是我们也可以假设地 球围绕固定的中心——太阳,在一圆形的轨道上运动。那么我们应该假设行 星具有什么样的真运动才使地球的运动反映在那上面,去造成我们对行星所 观测到的现象呢?这问题虽然不容易解决,但是答案却很简单。假设地球围 绕中心的太阳在圆形轨道上运动,那么每个行星也围绕同一中心,各在其圆 形轨道上运动。于是地球和行星的轨道都是以太阳为公共中心的圆周。哥白 尼得到这个十分简单的结论之时,他从毕达哥拉斯学习得来的数学的直觉告 诉他,这是真正的事实。他才断定:“太阳居住在中央。在这光辉灿烂的庙 堂里,除了那个普照环宇的重要地位之外,还有更合适的地方去安置这个伟 大的发光体吗?……所以太阳坐在它的宝座上,控制着诸大行星,使它们环 绕它而运行。”

  哥白尼在《天体运行论》中真实地揭示了地球在宇宙中的地位及其运动 规律。要论证太阳是宇宙的中心,关键在于揭示地球在宇宙中的真实地位及 其运动规律。这是因为,只有在揭示地球在宇宙中的真实地位和论证地球运 动规律的基础上,才能科学地说明太阳和行星的视运动现象,即以地球的运 动来证实太阳是宇宙的中心。为此,哥白尼指出,地球绝非宇宙的中心,而 只不过是一颗普通的行星。它与其它行星一样,在自己的轨道上环绕太阳运 转。因此,只能把地球看成一颗行星。为此,哥白尼不仅揭示了地球在宇宙 中的真实地位,而且具体地论证了地球本身的运动规律。哥白尼指出,地球 本身同时进行着三种运动:第一种运动是地球本身环绕地轴的周日自转运 动。由于地球自转是一种从西向东的旋转运动,所以太阳和整个宇宙背景表 现为从东向西的旋转运动。第二种运动是地球以太阳为中心的周年公转运 动。第三种运动则是地轴本身的回转运动。正是在揭示地球的运动规律的基 础上,哥白尼才得以对日心体系进行科学的论证。

  哥白尼还真实地揭示了月球的位置。哥白尼指出,月球并不是一颗行星, 而只不过是地球的一颗卫星。他说:“地球还有一个侍从——月亮。”

  在《天体运行论》中,哥白尼科学地揭示各种天体的序列,建立起了一 个完整的以太阳为中心的新的宇宙体系。

  哥白尼的体系主要是假设地球与行星都在同心圆周上围绕太阳运行。水 星在最内的圆周上,土星在最外的圆周上。月亮围绕地球运行,同时更被地 球带着,围绕太阳运行。恒星则在距离太阳很遥远的空间里。至于恒星的分 布,固定在一个球面上呢,抑或散布在无限的空间里,哥白尼还无法回答这 个问题。这样简单的行星理论还不能详细说明由观测得来的事实,因为行星 的运动遵循的是一些复杂的定律,而不是以均匀速度在圆周轨道上运动。这 些定律在哥白尼死后60多年才被人发现。哥白尼为适合观测数据而调整他的 理论真是煞费苦心。为了使理论去牵就观测,他还使用了托勒密的均轮、本 轮和偏心圆等几何图案。所以哥白尼的太阳居于宇宙中心的理论 (这是有永 久价值与发展前途的思想)和哥白尼的体系 (为解释行星的运动而作出的巧 妙设计)须得分别看待。哥白尼的理论是正确的,哥白尼的体系很快就为开 普勒所推翻了。


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