最大的誤解!被醜化的「地心說」,其實是科學史上最偉大的理論

2020-08-16 歆琳科普

學過物理的,了解哥白尼同志的,都知道他在1543年發表的《天球運行論》,把地球從宇宙的中心拉到了一邊,把一直委屈的太陽大哥終於是放回了自己的位置。

日心說從這時開始出現了逐步取代地心說的趨勢,但事情遠沒有這麼輕巧,因為地心說這種宇宙觀能夠統治人類數千年,它可不是一副沒用的皮囊,也不是光靠教會的權威在強行的推行和保障。

而是地心說本身在當時人們看來太完美了,這個世界觀有著一套物理理論以及嚴密的數學體系的支撐,而且也十分符合人們的常識。

並非一無是處,哥白尼剛提出日心說的時候,並沒有多少人理會,也沒有引起多大的反響,因為這套理論一開始並不完善,甚至是沒有地心說預測日食和月食來的更加準確。

因為哥白尼當時只是被太陽和地球的位置調換了一下,並沒有否定自亞里斯多德以來發展出來的天球理論,依然延續著大球套小球的這個世界觀。

哥白尼認為太陽是宇宙的中心,其他看起來位置經常會發生變化的行星(從水星到土星)當然包括地球在內以正圓的軌道圍繞太陽運行,在這些行星的軌道外依然是恆星天,以及由上帝掌控的原動力天。

由於他所說的行星軌道是正圓,所造成的後果就是這套理論完全沒有由託勒密建立起來的本輪和均輪宇宙模型預測行星運行規律更加精確。

直到1609年伽利略通過自製望遠鏡觀察到繞土星運行的衛星以後,當時人們才覺得,原來宇宙也不全是像亞里斯多德和託勒密所說那樣天體都在繞地球運行。

伽利略的觀測事實開始撼動了地心說,不過開始讓人們完全接受日心說是因為克卜勒的工作,他在17世紀提出了行星運行的三大定理。

其中最大的影響就是,這套理論否定了宇宙運行的圓形軌道,指出了行星運行軌道都是橢圓的。徹底擊碎了幾千年來的天球宇宙模型。

這時的日心說才真正以其簡潔的模型、精確的預測展現出了科學真理的魔力,當然世界觀的改變,就需要新的物理學的出現,來解釋一些由於宇宙模型的改變而需要迫切解決的問題。

你看,在地心說時期,亞里斯多德就為地心說的宇宙模型提供了一套看起來很完美的理論基礎,他認為天地是有巨大的差別的。

天是天,地是地,天地遵守著不同的物理規律,在地上一切物質都由四元素水、火、氣、土組成,重物下降、輕物上升,這是必然,不用解釋。

而天上那是上帝的領域,組成肯定和地上不一樣,規律也不一樣,天上的所有事物有以太組成。上帝在原動力天給整個宇宙提供了運轉的能力,推動著恆星天和行星天繞地球運轉。

你現在想想在當時的認知下這套理論確實完美,而且在人們心中以及宗教的眼裡需要上帝的存在,所以地心說世界觀以及這套理論真的很漂亮。

現在克卜勒打破了這個天球,那麼你如何解釋行星為啥要繞太陽運動,而且還是橢圓軌道?你說地球在運動為啥我們在地球上感受不到呢?

這一系列的問題就像上文說的,急需一套新的物理學。接下來的時大家應該很清楚了,就是科學史上對亞里斯多德整套理論的推翻。

舉幾個簡單的例子,伽利略重物輕物同時下落的實驗,就推翻了亞里斯多德認為的力是維持物體運動的根本,也就是物體受迫運動。

伽利略提出力只不過是物體運動速度變化的原因。差一點就說出了牛頓第二定律。

還有一個特別偉大的人就是笛卡爾,他為新物理學的建立做出的巨大的貢獻,牛頓說他站在居然的肩膀上才看的更遠,其實這個巨人正是笛卡爾和伽利略。

笛卡爾提出了兩個重要的思想,首先笛卡爾認為整個宇宙只包括兩件事情物質和運動。這個思想就徹底拋棄了亞里斯多德關於天地區別的想法,天上地下是一樣的。

其實他完整的提出了慣性定律,認為物質不受外力,會保持自己的運動狀態,且數量守恆。

你看,伽利略和笛卡爾已經把牛頓定律基本上說完了,這就是為何牛頓會發出巨人肩膀這個感嘆。

接下來的事情大家更加清楚了,真理籠罩在黑暗之中,上帝說,讓牛頓來吧,牛頓呱呱墜地了!

憑藉一己之力建立起了人類科學史上一套完整的、邏輯嚴謹的經典力學體系。

不過地心說世界觀被否定,但我們不能否定這套宇宙觀的偉大,更不能去醜化它,現在人們一提到地心說感覺就像是異端邪說一樣,覺得當時的人們籠罩在教會權威的陰影之下。

其實沒有我們想的這麼嚴重,其實當時人們會為擁有地心說宇宙觀而感到幸福和美滿。還是那句話因為它太優秀了,太符合直覺了。

你要是說太陽在宇宙的中心,會讓人覺得你腦袋瓦塔了。都不願意跟你做朋友。

這一點都不誇張,現在你放棄自己已經掌握的知識,重新審視下古人看到的景象,你就會明白地心說的誘人之處。

你看,每天的白晝時候,不會看到太陽從東向西在天空划過,隨著季節的變化,太陽軌跡在天穹上的路徑不同,又高有低。

夜晚的時候,月亮也一樣從東向西在天空中划過,這是兩個最容易觀察到的天體,路徑一模一樣。

除此之外,你還會看到一個布滿恆星的天空背景,這些行星可以說你不管啥時候看它們,相對位置總是沒有變化,而且亮度好像也不會發生變化。

唯一變化的是整個恆星背景在繞著天極旋轉,方向也一樣特定的星星從東邊升起,然後在南邊或者北邊達到最高點,然後從西邊落下。

然後你再看看你周圍的世界,你站的大地,紋絲不動,而且你身處在地球上不管你是做什麼實驗你都無法判斷地球到底有沒有動。

那麼當你看到天空中所有的東西都在沿著一個方向運動的時候,你覺得到底什麼在動?

我相信,你也一樣,很容易會建立起一個以地球為中心的天球宇宙模型。

那麼古希臘當時那麼多能人,就沒有一個人想到運動是相對的麼?想到一個相反的宇宙模型?有!最早提出日心說的並不是哥白尼,而是公元前310年的阿里斯塔克斯。

不過估計他害怕當時沒人跟他做朋友,隨後也就放棄了這種「詭異」「可怕」的想法。畢竟這個時期提出日心說真的與時代不相符。最後也會受到眾人排擠,不會有好下場的。

看到這裡,我相信你已經改變了自己對地心說的看法和成見。沒錯,它是人類首次建立起來的宇宙模型,在當時真的很牛,很完美,很奈斯!

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