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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(600)

  当开普勒想用力学的原理去说明行星为什么在轨道上运行的时候,他认 为必定有一种力量在推动它。伽利略发现了力学基本原理以后,他感觉这种 力量是太阳拖着行星的。牛顿根据这个线索终于引导他获得行星运动的正确 解释,为人承认以至今日。牛顿的行星运动理论是以哥白尼的理论为基础的。 牛顿的理论不只应用于行星的运动,而且推广到一切天体。因牛顿的理论范 围广大,而且无往而不胜,所以很快就被人接受,哥白尼的理论亦因而得到 人们的承认。

  牛顿潜心研究了开普勒的行星运动定律,他是了解这些定律的深切意义 的第一个人,他从这些定律得到他所需要的资料。他寻找着引力随距离变化 的规律。他计算出地球施于月亮的引力就是使月亮在其轨道上运行的力量, 而且不需要有其他的力量。牛顿更进一步证明太阳也施同性质的力量于行星 上,使它们在各自的轨道上运行。开普勒凭经验寻得行星的轨道是椭圆。牛 顿根据他的引力定律,用数学推出这个结果。

  牛顿在行星运动的问题上工作了20年,最后写成了一本千古不朽的巨 著:《自然哲学的数学原理》。这本书奠定了近代力学的基础。它表明哥白 尼的行星系统是一个伟大的机构,可以从牛顿首先理会到的力学定律得到解 释。在这种天体的机构下,彗星的神秘的飘荡运动也被证明为受着同样的定 律的支配。

  经过多年的研究之后,牛顿终于将使苹果落地的力量,维持月亮在轨道 上运行的力量和一切天体互相吸引的力量都统一为一种力量,而且还证明这 些力量产生于物质所共有的一种性质,因而才使宇宙里每一个质点和另外的 质点互相吸引。这引力的强度和所讨论的两个质点的质量及其间的距离有一 个确定的关系。这关系叫做万有引力定律,牛顿根据它说明了有关天体的许 多现象。牛顿以后的天文学家沿着他所开辟的道路,解释了很多他没有察出 的现象,并形成一种由数学去研究天体运动的天体力学。

  哥白尼的学说便这样得到全面的胜利,经过的过程并不是由于巧妙的推 理,或者证明地球运动的新发现,而只是被包括在牛顿关于物质世界的理论 之内。牛顿的成功摧毁了日心说的一切障碍。

  亚里士多德认为土、水、火、风是地上的四种物质,都循直线的方向而 运动,天上的物质只有“以太”,循圆周的方向而旋转。牛顿的自然体系根 本打消了天上地下的区别,一切物质同为一种力学所支配。19世纪里由天体 物理的研究,说明构成一切天体的物质和地上的物质并无本质之不同。所以 从哥白尼开始的思想革命,经过了几百年,终于表明物质宇宙是一个统一的 整体,没有任何一部分具有特殊的地位与性质。宇宙到处运行着相同的规律, 一切事件都在因果关系里不断地演变。

  六、哥白尼学说在我国

  我国古人对于天地的看法有一个叫做盖天说的,主张“天圆如张盖,地 方如棋局”。现今处在平原地区的人很容易把地看作是一个圆盘,上面覆盖 着一个蓝色的大碗。可是距今2000多年以前,已经有人设想地应该是球形 的,以配合完全围绕着地的天球。例如我国古代对于天地的另一种理解,名 叫浑天说的,便主张“天之形状似鸟卵,天包地外,犹卵之裹黄。”

  我国古人最早认为地球悬挂于浑天的空中,静而不动,日月星辰则在地 球外面昼夜不停地旋转。但从西汉以至南宋,即从公元前2世纪以至公元后 13世纪,对于地动的思想显然有过片面的看法。据《春秋纬书》“元命苞” 说:“天左旋,地右动”,又“运斗枢”说:“地动则见于天象”。这就是 说我国古人从星辰左旋,而悟到天球左旋,更由天的左旋而想到地的右转。 又据《尚书纬书》“考灵曜”记载,可以知道当时已经直觉到地球还有围绕 一个中心的运行。据那章书上说:“地有四游,冬至地上壮而西三万里,夏 至地下南而东三万里,……地常动不止,譬如人在舟中坐,舟行而人不觉。” 可惜我国古人没有从这些由直觉悟到的思想出发,像哥白尼那样,根据实际 观测去建立太阳系的理论,因而我国的天文学没有像西欧那样发展下去。

  明朝末期(17)世纪中叶)耶稣会传教士利马窦等人来华传教,他们只 宣传托勒密和帝谷的学说,因为当时旧教徒还把哥白尼的学说当作邪说。徐 光启等人编的《崇祯历书》,虽然屡次提到哥白尼,但只应用了他的计算方 法,并没有介绍日心说,而且主张“地体不动”。乾隆七年(1742年)清政 府编《历象考成》后篇,虽然已经用了开普勒的椭圆定律,但是椭圆焦点上 摆的不是太阳,仍是地球。乾隆二三十年间蒋友仁翻译《地球图说》,才对 哥白尼学说作了较详细的介绍,但只看作是一种学说,而且他自己也没有应 用。即使这样一个介绍也引起一些封建学者的反对。阮元在《畴人传》里“蒋 友仁传”之后批评说:“上下易位,动静倒置,离经叛道,不可为训。”真 正举起哥白尼的旗帜的还是李善兰,他在《谈天》中,对阮元进行了批判。 他说:“议者未尝精心考察,而拘牵经义,妄生议论,甚无谓也。古今谈天 者莫善于子舆氏苟求其故之一语,西土盖善求其故者也。……哥白尼求其故, 则知地球与五星皆绕日。……刻白尔 (即开普勒)求其故,则知五星与日之 道,其行法面积与时恒有比例。然俱仅知其当然,而不知其所以然,奈端(即 牛顿)求其故,则以为皆重学之理也。……余与伟烈君所译《谈天》一书, 皆主地动及椭圆立说,此二者之故不明,则此书不能读。”自此以后哥白尼 的学说才逐渐为我国人所认识。


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