楚丽萍/编著

日心说出炉:哥白尼“抗议”——太阳才是宇宙的中心

跟“地心说”一样,最早提出“日心说”的人并不是家喻户晓的哥白尼,而是古希腊最伟大的天文学家、数学家阿里斯塔克斯。

阿里斯塔克斯出生于大约公元前310年,是人类历史上有记载的首位提倡日心说的天文学者。他将太阳而不是地球放置在整个已知宇宙的中心,认为太阳与固定的恒星不会运动,而地球绕着太阳运动。

不幸的是,由于阿里斯塔克斯的宇宙观和日心说理论远远走在了时代前面,因而在当时并未得到公众的承认,甚至还险些被人以亵渎神明罪起诉。于是,这个超前的理论就像珍贵的戒指被扔入大海般消失得无影无踪,直到1800多年后哥白尼的出现。

1473年,哥白尼出生在当时属波兰王国普鲁士行省的小城托伦。在当时,天文学采用的是托勒密的地心说体系。在这个体系中,由于托勒密提出了本轮和均轮的复合,因此它可以预测日食、月食,也可以解释一些现象。但是,随着天文观测技术的进步,人们发现在托勒密的宇宙模型中,需要在行星轨道上附加太多本轮来调整轨道的周期,以适应观测的结果(在文艺复兴时期,托勒密提出的本轮和均轮数目就达到了80多个)。这种现象引发了哥白尼的怀疑,他认为如果假设太阳是宇宙的中心,其他天体都围绕着太阳旋转,那么就不用人为地加上如此多的本轮了。但这样的观点在当时是万万不敢提出的,因为上帝是在位于宇宙中心的地球上创造了人类,如果说太阳是宇宙的中心,那无疑会被认为是异端邪说。

不过,哥白尼并未因外界的压力而放弃科学探索。1506年,在回国任教后不久,他就开始着手写作自己的天文学说著作《天体运行论》1512年,哥白尼还把他任职地的城堡西北角的箭楼修建为自己的小型天文台,用自己研制的简陋仪器来进行天文观测和计算。之后,在1514年,由于害怕遭受教会的迫害,哥白尼通过匿名方式发表了自己的宇宙模型,即“日心说”。

他的观念是:太阳静止地位于宇宙的中心,地球和行星都在围绕太阳做圆周运动。

他指出,人类生存的地球只是围绕太阳的一颗普通行星,地球每天自转一周,由此形成天穹的旋转,而月球则在圆形轨道上绕地球转动。此外,太阳在天球上的周年运动是地球绕太阳公转运动的结果,地球上人们观测到的行星的倒退或者靠近现象都是地球和行星共同绕日运动产生的结果。当然,完整的日心体系在哥白尼1543年出版的《天体运行论》中得到了详细阐述,这本书也被认为是现代天文学的起步点。

大地是运动的,对古代人来说,这一观点是难以接受的。此外,“日心说”指出行星围绕太阳做圆周运动,但行星运动的观测结果并非完全符合圆周这一结论。因此,在哥白尼的《天体运行论》出版后半个多世纪里,日心说仍然很少受到关注,支持者更是寥寥。直到1609年,伽利略使用刚发明的望远镜观测木星时发现,在木星周围有几颗小的卫星在绕着木星做运动。这说明天体并非都像亚里士多德和托勒密认为的那样直接绕着地球运动。几乎在同时,另一位天文学家开普勒改进了哥白尼的理论,使理论预言和观测一下子完全符合起来,由此彻底宣告了托勒密“地心说”体系的死亡。

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