哥白尼的日心說是否錯誤?太陽並非宇宙中心?

2020-12-03 鍾銘聊科學

客觀地說,哥白尼錯了,也沒有錯了。或者,更客觀地說,我們壓根還不知道他錯沒錯。為什麼這麼說呢?我們要從地心說說起。

首先,我們要搞清楚,所謂的「中心說」為什麼會出現?簡單來說,有兩個原因:

1,就是因為人類太驕傲了。堅信自己是天選之子,無論是猶太教,基督教,始終有「自我為中心」的自信,真的是膨脹了。

2,還有一個原因,那就是觀測導致的。因為我們就在地球上觀測,看起來就好像所有的天體都是圍著地球轉一樣,更準確地說,古代的人類認為,地球之外還有一個更大的球體圍住地球,被叫做最外層天球。天球上的有恆星。而除了他們只

而除了這些恆星之外,太陽,月亮,以及五大行星,金木水火土都是繞著地球在轉的。

所以,某種程度上,這樣的結果是由於「井底之蛙」的視角導致的。

畢竟運動是相對的,你可以假設自己不動,其他天體就都是動的了。而我們古人是無法接受地球動起來的說法,因為他們覺得,如果地球轉,那我們跳起來之後,不就落到後面去了。(畢竟那時候還沒有研究出慣性這個東西)

基於這樣的認真,古希臘的學者提出了「地心說」,並且最終由託勒密完成了集大成。在託勒密的體系中,為了擬合理論和現實的不同,才有大量的圓周遠動來調和,前前後後有80多個圈。

但還是不夠,最後他使了個大招,讓地心說的地球偏心了,意思就是說。地球不是在中心,而是稍稍偏離一點。

其實,我們現在對於這個問題也好想得通,因為我們知道行星運動的軌跡其實是橢圓而不是完美的圓。確實是可以拿多個圓周運動來擬合橢圓軌道,但是圓心和橢圓焦點的矛盾是調和不了的,因此,只有稍稍偏心,才做得到。

而哥白尼覺得,託勒密的體系與現實的誤差還是有點大,誤差小的時候一兩小時,誤差大的時候可以好幾天。而且實在是太複雜了,80多個圓圓,算一把就足夠把人給累死的。發現沒有?其實哥白尼的思考角度並不是說,地心說錯了。而是地心說誤差太大了。所以,其實現代科學理論,大家拼的其實是理論和現實相比,誰的誤差更小,更小的就更精確,而不是純粹拼對錯的。

於是,哥白尼發現,如果把太陽看成是在中心,那就可以減少很多計算。但客觀地說,哥白尼的體系也沒有比託勒密的好到哪裡去。在哥白尼的「日心說」體系中,這樣的圈圈還有40多個,而且太陽也是偏心的。更重要的是,日心說的精度並沒有比地心說好的哪去。所以,哥白尼的日心說沒有一下子火起來,很大的原因是因為沒有大幅度地改變理論對於實現的預測的精準度。

只是到了後來克卜勒提出了克卜勒三大定律,人們開始知道天體運動是橢圓軌道,對於現實預測的精度才大幅度的提高,所以這些圈圈和偏心都是橢圓造成的。但是克卜勒其實也搞不清楚,為什麼是橢圓軌道。

直到牛頓提出萬有引力定律為止,人類開始可以非常準確地預測天體運動,並且可以知其所以然了。而且有一點非常重要,克卜勒之前,包括哥白尼,託勒密,他們的視野一直局限在最外層天球內(太陽系),所以他們不知道外面還有廣闊的宇宙,他們心目中的宇宙其實非常非常小,牛頓提出萬有引力定律之後,一下子把人類的視野打開了。

可「中心說」依舊非常困擾著牛頓。大家可以想像一下,如果萬物都顯示出引力,那宇宙應該是像中心靠近的,最後壓到一個點上。但是在觀測中,宇宙沒有在發生這樣的事情。

於是,牛頓提出,宇宙是無限大的,每一個地方的受力都是一樣的,這就保證了宇宙處處都是中心,也就不會出現萬物都往一個點上壓縮的問題。因此,從這時候開始「中心說」徹底退出了歷史的舞臺。

那到底太陽是不是宇宙的中心呢?

其實,雖然牛頓的思考方式是有點問題的,這是因為他受限於當時的觀測技術。但是他的方向其實是對的。想要弄清楚「中心」,本質上是思考宇宙的形狀。

這也是科學家近幾十年來在思考的問題。

宇宙到底是什麼形狀,其實可以研究宇宙空間是不是平坦來確定。如果宇宙空間是平坦的,或者馬鞍形的,那宇宙就是無限大的。如果宇宙空間是封閉的,那宇宙就是有限無界的。

那我們測出來呢?其實也很簡單,我們有個神器,叫做宇宙微波背景輻射。它是宇宙大爆炸之後留下來的餘熱,宇宙中傳播著。

我們可以通過研究宇宙微波背景輻射的變化情況來看看宇宙空間的形狀。

之前探測下來的結果是,宇宙是平坦的,也就是說,宇宙是無限大的,對於無限大的宇宙來說,處處都是中心,那日心說中,太陽是宇宙中心的觀點就沒有錯,同樣,地心說中的,地球是宇宙中心也同樣沒有錯。

但是,科學家為了獲取更加準確的數據,已經讓新的探測器前去收集新的數據,我們可以期待新的研究結果。

最後,我們來總結一下:

首先,無論是地心說,還是日心說,它們其實都遵照了科學的範式。他們其實某種程度上來說是參考系選取的不同,預測的誤差是相近的,相對於現代科學的預測確實差距很大,但我們並不能說他們都錯了,而只能說它們只是誤差稍微大一點而已。但是它們在它們自己所在的時代,精度都是足夠了的。

其次,太陽是不是宇宙中心的看法,我們現在根本無法否定。至少,從現在的探測結果來看,太陽就是宇宙的中心,因為宇宙無限大,所以宇宙處處都是中心。當然,我們還可以期待更準確的探測結果。

相關焦點

  • 哥白尼去世前才敢發表日心說,布魯諾被燒死
    在過去眾多科學家建立的科學體系下,我們可以輕鬆地認識這個世界和宇宙,但對古人來說並沒有這麼容易。推翻「地心說」難嗎?哥白尼去世前才敢發布日心說,布魯諾被燒死。現在的人類大多知道太陽才是太陽系的中心,地球只是圍繞著太陽運動的眾多行星中的一顆而已。
  • 世界歷史必知100事「TOP23 哥白尼:太陽在宇宙的中心?」
    在他的天文學說著作《天體運行論》中,他批判了託勒密的地心說理論,提出了太陽位於宇宙的中心,地球和其它行星都圍繞太陽運行的日心說理論。他的這一學說不僅改變了天文學的發展進程,也給整個歐洲帶來了一場思想革命,美國科學史家託馬斯·庫恩稱其為哥白尼革命。哥白尼的日心說對世界影響深遠。它是近代科學誕生的一個標誌。
  • 原來地球不是圍著太陽轉,哥白尼的「日心說」是錯的
    儘管後來隨著天文學的發展,人們發現「日心說」錯誤不少(像太陽是太陽系的中心而非宇宙的中心、地球不是引力的中心、地球和其他行星不是做圓周運動而是橢圓運動等),但500多年來關於地球是圍著太陽公轉的這一觀點已經深入人心。
  • 原來地球不是圍繞太陽轉,哥白尼的「日心說」是錯的!
    儘管後來隨著天文學的發展,人們發現「日心說」錯誤不少(像太陽是太陽系的中心而非宇宙的中心、地球不是引力的中心、地球和其他行星不是做圓周運動而是橢圓運動等),但500多年來關於地球是圍著太陽公轉的這一觀點已經深入人心。
  • 宇宙是否存在中心?科學家為何直到現在,都沒能找到答案?
    很多人都知道,太陽系的中心就是太陽,我們所生存的地球,一直以來都是圍繞著這個中心做公轉運動的。那麼問題來了,銀河系有沒有中心呢?如果把這個問題再擴展到整個宇宙呢?本期內容,大川就帶你共同探討下,圍繞著宇宙中心的秘密。
  • 【名人信仰】-哥白尼
    他用了23年的心力,完成他的名著《天體運行論》,提出日心說,他是世界上第一位提出地球環繞太陽運轉的天文學家。他的日心說觀點,得到義大利天文學家伽利略和德國天文學家克卜勒(參克卜勒條)從實際觀察中得到的數據的有力支持,推翻了1000多年前古希臘天文學家託勒密提出的地心說。他把公元前500多年古希臘哲學家畢達哥拉斯(參畢達哥拉斯條)揣測的論點加以證實。
  • 哥白尼的設想:如果地球繞太陽運轉,那麼宇宙的中心是太陽
    哥白尼的革命性的設想是地球本身在運動。如果地球繞太陽運轉,那麼宇宙的中心是太陽而不是地球。如果是太陽而不是地球被想像為中心,那麼關於天體的整個體系不就一下子變得更簡單了嗎?哥白尼的目標不是創造一個新的物理體系,更不是發明一種新的科學方法。
  • 託勒密地心說真的是被哥白尼一擊擊潰的嗎?
    這七個原則為: 天體並非都圍繞一個點運轉 地球的中心只是地月系統的中心 所有球體行的天體都圍繞著太陽運轉,並且太陽在宇宙中心附近 地球和太陽之間的距離遠小於恆星到太陽和到地球距離,所以沒有觀測到恆星的視差 恆星是不可移動的
  • 伽利略證明和發展了哥白尼的日心說,體現了文化的
    伽利略證明和發展了哥白尼的日心說,體現了文化的 A.繼承性 B.超時代性 C.階級性 D.地域性 查看答案解析【正確答案】 A 第五章P108知識點:文化的特徵
  • 文明的起源:22.太陽圍著地球轉還是地球圍著太陽轉
    來自波蘭的哥白尼在他40歲時(1514年)提出了日心說:太陽是宇宙的中心,他的理論是在著作《天體運行論》中體現的,我們可以說,這是西方天文學的偉大開始。但這本著作直到1543年哥白尼去世的當年才出版。日心說認為太陽是宇宙的中心,地球圍繞太陽轉,月亮圍繞地球轉。不過以現在的觀點看來,這個理論依然是錯誤的,因為我們已經知道宇宙是無限的,銀河系只是宇宙中的一顆微粒,太陽系也只是銀河系中的一顆微粒,太陽雖然佔據整個太陽系質量的99.85%,但從體積上看,太陽也只是太陽系中的一顆微粒。
  • 太陽為什麼不是宇宙的中心?
    hello,大家好我是愛分享的小廝今天給大家說說宇宙名詞解釋:地心說:即認為地球是宇宙中心的學說日心說:即太陽是宇宙中心的學說,由波蘭天文學家哥白尼提出。在古代,人們曾一度把地球當作宇宙的中心。16世紀,波蘭天文學家哥白尼提出了「日心說」的宇宙模型,即太陽是不懂得,位於宇宙中心;地球是運動著的球體;行星圍繞著太陽運動。「日心說」的提出,動搖了天主教的宗教權威,遭到了教會的猛烈打擊。隨著天文學的發展進步,我們發現:不但地球、太陽不是宇宙的中心,及時浩瀚的銀河系都可能只是宇宙一個偏遠的地方。那麼,宇宙的中心到底在哪兒呢?
  • 太陽的故事(三)地心說vs日心說
    , 哥白尼雖然不是最早提出日心說的人, 卻是最早將日心說由一個觀念性學說轉變為具有預言能力的定量模型的人[注五]。在哥白尼的日心說模型中, 我們這個系列的主角——太陽——榮升為了宇宙的中心, 我們腳下的地球則變成了行星, 一邊自轉, 一邊和其它行星一樣圍繞太陽公轉。 地心說無法解釋的行星本輪周期全都是一年的巧合在日心說中變得顯而易見, 因為那不過是地球公轉產生的表觀現象。 天體的周日運動也有了很簡單的解釋, 即那不過是地球自轉產生的表觀現象。
  • 地心說被推翻、日心說被確立,對當時的歐洲產生了怎樣的影響?
    公元1513年,波蘭天文學家尼古拉·哥白尼提出了日心說,認為地球是圍繞著太陽而運轉的。但在此之前,教會一直認為地球為宇宙的中心,太陽則是以地球為中心運轉。雖然該事件為天文學內部的學術之爭,但哥白尼的日心說一經提出就被教會認定為是異教徒,而他的日心說也無疑是向教會的權威發起了挑戰。
  • 從兩球世界到牛頓宇宙:哥白尼掀起了一場怎樣的科學革命?
    佔據著宇宙中心的正是太陽。正如人們所說,只要我們睜開雙眼,正視事實,就會發現支配行星排列次序的原則以及整個宇宙的和諧都向我們揭示了所有這些事實。……於是,太陽就像端坐在王位上統領著繞其運轉的行星家族。……最卓越的造物主的神聖作品無疑是何等偉大啊!
  • 哥白尼的日心說理論對後人的世界觀產生了重大影響
    導語:哥白尼是波蘭天文學家,被稱為現代天文學之父。他是第一位提出地球和其他行星繞太陽旋轉或宇宙的日心說理論的歐洲現代科學家。在1543年出版他的主要天文著作"關於天體旋轉的六本書"之前,歐洲天文學家認為地球位於宇宙的中心,大多數古代哲學家和聖經作家也持這種觀點。哥白尼認為,除了從太陽正確地推測出已知行星(包括地球)的順序,並相對準確地估計其軌道周期外,他還認為地球每天繞其軸心轉動,並且該軸心的逐漸移動是造成季節變化的原因。
  • 哥白尼推翻了地心說,建立日心說,是現代天文學的起點
    哥白尼作為一名醫生,由於醫術高明而被人們譽名為「神醫」。哥白尼成年的大部分時間是在費勞恩譯格大教堂任職當一名教士。哥白尼並不是一位職業天文學家,他的成名巨著是在業餘時間完成的。在義大利期間,哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿里斯塔克斯(前三世紀)的學說,確信地球和其他行星都圍繞太陽運轉這個日心說是正確的。
  • 475年前的今天,用了20年,小心翼翼提出日心說的哥白尼逝世
    (畫作《哥白尼與上帝對話》)【20年才寫成的日心說】1506年(33歲),哥白尼回到波蘭,給舅舅當秘書。(《天體運行論》中哥白尼的宇宙觀)【獻給教宗的《天體運行論》】當時基督教會認為,地球是宇宙的中心。
  • 哥白尼的天文革命
    1495年,哥白尼來到文藝復興的發源地義大利,先後在幾所著名的義大利學習。1499年26歲的哥白尼手受聘羅馬大學教授天文學在歐洲的大學裡,天文學都是按照託勒密的地球中心說也叫地形說來講授的。最早提出地球中心說的的是古希臘哲學家亞里斯多德。公元二世紀,託勒密使它系統化了。託勒密認為,地球是一個球體與宇宙的中心,日月星辰都環繞地球運轉。
  • 七夕閒談之哥白尼日心說
    「日心說」相對完整的表述是「日心地動說」:太陽是宇宙的中心,並且地球繞太陽正圓勻速運動。這個觀點完全顛覆了當時存在將近2000年、人們深信不疑的亞里斯多德觀點——地球是宇宙的中心,並且靜止不動。 然而,哥白尼並沒有因為提出「反動」的觀點而遭受天主教的迫害。
  • 哥白尼與日心說
    1543年5月24日,偉大的波蘭科學家哥白尼病逝。二.日心地動說的提出  自古以來,人類就對宇宙的結構不斷地進行著思考,早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張,只是當時缺乏依據,因此沒有得到人們的認可。在古代歐洲,亞里斯多德和託勒密主張地心學說,認為地球是靜止不動的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。