地心說與日心說

前文曾說過,自亞歷山大大帝開啟征服世界的大業之後,亞里士多德便回到了雅典,建立了一所呂克昂學院。在這個學院中,有一位名叫阿里斯塔克的人(公元前310——公元前230年),他與亞里士多德同時代,也是我國的戰國中期,莊子在世時期。阿里斯塔克是古希臘的數學家和天文學家。

地心說與日心說

古希臘天文學家——阿里斯塔克——雕像

他根據太陽、月球的運行規律,巧妙的計算出太陽與月球、地球與月球之間的距離的比值。他利用上弦月時,太陽、地球、月亮三者的相對位置構成一個直角三角形。即太陽與月球的連線與地球、月球的連線組成90°角的幾何關係。如圖1,所示:日、地、月位於直角三角形的三個頂點,月與日的連線為a。地與月的連線為b。日與月的連線為c。角A即從地球上觀測到的月球和太陽與地球連線的夾角。由三角函數可知,tanA=a/b。即日與月之間的距離和地與月之間的距離的比值為地球上觀測到的太陽和月亮與地球連線之間的夾角的正切值。(當然這種方法測得的結果會有一定的誤差,但這種理論方法在今天看來也是正確的哦)。

地心說與日心說

圖1(阿里斯塔克計算日月地距離比值的幾何圖形)

中學時期,我們曾學過文藝復興時期的波蘭天文學家哥白尼(1473年2月19日——1543年5月24日),在他40歲時,提出了日心說。揭開了現代自然科學的序幕。然而,人類歷史上第一個提出日心說的並不是哥白尼,而是阿里斯塔克。但關於日心說的原著早已遺失,是後來阿基米德在給敘拉古國王的信中說:"阿里斯塔克寫成了一本書,其中有很多假設,恆星與太陽保持不動,地球在一圓周上繞日而行,太陽居於軌道的中心"。而羅馬的歷史學家普魯塔克的書裡也提到:"可林濟斯認為希臘人應該控告阿里斯塔克的不敬之罪,因為他假設宇宙之家(地球)是動的,這可以有助於支持他自己的觀點,即天體保持不動,地球以圓形軌道運轉,同時也以本身的軸心自轉。"這與哥白尼在《天體運行論》中描述的日心說理論並沒有很大的差別。

地心說與日心說

亞里士多德——地心說

公元前500年前後,古希臘的畢達哥拉斯就提出了大地是球形的觀點,我國漢代時期也曾有人"地如卵黃"的觀點,認為大地是球形的,不過在中國佔統治地位的,始終是"天圓地方"的學說。 公元前300多年時,著名的希臘哲學家亞里士多德系統的提出地心說,認為地球位於宇宙的中心。太陽、月亮、行星和恆星都圍繞地球做圓周運動,月亮是離地球最近的天體,亞里士多德把宇宙分為"月上世界"和"月下世界"。"月下世界"的物質由地、水、火、氣四種元素組成。這些物質會不斷腐朽。"月上世界"充滿透明而無重量的"以太"。"月上世界"分為九重天,這些"天"是一個個透明的天球,依次是月亮天、水星天、金星天、太陽天、火星天、木星天、土星天、恆星天和原動天。星體就鑲在對應的天球上。原動天是宇宙的邊界,其外沒有任何東西。組成"月上世界"的以太和天體都是永恆的,永遠不會腐朽。亞里士多德認為,天體不會自己運動。在原動天中存在著一個自己不動的"第一推動者"(即上帝),他推動"恆星天"轉動,"恆星天"又帶動其他諸天圍繞地球旋轉。而當時日心說的擁護者極少。這是因為人們每天都看到日、月從東方升起,西方落下。對尚未開化的古人來說,地心說更"簡單"、"直觀"和"正確",更容易接受。

地心說與日心說

托勒密地心說——示意圖

公元前100多年,亞歷山大科學院的另一位天文學家托勒密,進一步改進和完善了地心說,使之與天文觀測符合得更好,於是地心說徹底擊敗了日心說。到了中世紀,托勒密的地心說被天主教會所利用。教會明確提出:"上帝生活在原動天,是上帝的推動才使得諸天圍繞地球旋轉。位於宇宙中心的地球,沐浴在上帝的恩澤之中,在上帝的意志下,所有的星星都想著地球上的人類閃閃發光。"

地心說與日心說

但丁——《神曲》

意大利早期文藝復興的詩人但丁,在《神曲》一書的"天堂篇"中,用托勒密的地心說對天堂進行了生動的描述;但丁在一位少女(他曾暗戀過的、早逝的情人)的引導下,升上天空,依次遊覽了諸天,最後在水晶天(即原動天)上見到了上帝。自己沉浸在無限的幸福之中。

地心說受到教會的支持和保護,隨著傳教活動而傳遍歐洲,人們的頭腦中逐漸根深蒂固,幾乎沒人再對地心說表示懷疑。這種情況一直持續到16世紀初。即哥白尼提出的日心說。

地心說與日心說

上帝造人

其實根據當時的環境也可知道,阿里斯塔克的日心說很難戰勝地心說而佔據主導地位,亞里士多德的地位之高,他的理論會更容易被人們接受,地心說也會更好的解釋當時人們所觀察到的現象。再加上阿里斯塔克關於日心說也只是假設,並且他對某些問題無法給出合理的解釋,比如不能觀測到恆星週年視差。若地球自轉,但為什麼物體垂直上拋後又落回了原地?所以地心說無疑會佔據主導地位。後來宗教盛行,神權勝過君權,宗教認為上帝造人並把他們安置在地球上,所以地球定會在宇宙中佔據特殊的位置,這與托勒密的觀點正好相符,地心說便有了"科學根據",更不可侵犯。

寫在後面的話:關於古代地心說與日心說的內容就講到這裡了,希望小夥伴們讀過之後會有所收穫,有所感悟。最後祝各位七夕快樂。想要了解七夕的,可以去看看我上一篇文章哦!感謝閱讀,感謝關注。我們明天見!


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