天体运行论 学生版

哥白尼的治学态度和方法 叶式煇 中国科学院南京紫金山天文台 研究员 在天文学的历史上,哥白尼是一位划时代的重要人物。他出身富商家庭,受过系统的神学教育,并长期在教会供职。但是他没有被神权和传统观念所制服,而是勇于进取和创新,终于把人类的宇宙观推进到一个新阶段。仔细考察起来,这不是偶然的,而与他的治学态度和方法有密切关系。 **,他重视观测,尊重事实。他师承毕达哥拉斯学派,认为天体运行应当是简单而和谐的 直线或圆周运动。对于这一点他在《要释》一文中谈得很清楚:“我们的前人假定有大量的天球,这是由于一个特别的理由, 即需要用规律性原理来解释行星的运动。他们认为,如 果一个天体不是在一个完美的圆周上做均匀运动, 就是一个完全荒谬的想法”。可是,当他认识到古典理论导致与观测事实严重不符的情况时, 他尊重观测事实,进行独立思考,另觅出路。他在同一篇文章中说:“在了解到这些缺陷后,我不断考虑是否可以找到对天球的一个更合理的排列。……这样可以遵照绝对运动规律,使每一个物体都绕其自身的中心做均匀运动。”这段话告诉我们,哥白尼认为理论必须经过实测的检验,要依照客观实际来修正理论的谬误。 第二,哥白尼有清晰的思维逻辑。《天体运行论》中有一段话表明,他为什么深信自己的宇宙体系可以取代垄断多年的地心学说。他说:“我们发现,他们在论证数学家称之为他们的体系时,要不是忽略掉某个不可缺少的细节,就是引进某个外在的完全无关的东西。他们这样做时 ,肯定没有遵循一些确定的原则。如果他们的假设不会使人误解,由此得出的一切推论就应当有可靠的论证。”哥白尼的学生雷蒂库斯在谈论自己的师长时这样讲:“亚里士多德说过,从一个高级的真理得出的结果 都应当是真实的。遵照这个说法,我的老师所采用的假 设都能够证实以往观测的正确性,并且我们预料还能为正确地推测今后的天文现象提供依据。”这些话都表 明,哥白尼对推理、论证和判断是非,都有 明确清晰的准绳。第三,哥白尼讲究工作方法。 他并不认为一大堆观 测资料的凑合就一定是真理,而必须善于综合分析这些资料。对此,他在《天体运行论》的献词中有一段生动的描述:“这就好像一位画家把各式各样图像中的手、脚、头和其他部分收罗起来,尽管 每个局部都画得很好,但不属于同一身体, 彼此不协调。这样画出的就不是一个人,而是一 个怪物。”哥白尼善于去粗取精,去伪存真, 从综错复杂的现象中找出可靠的规律,这也是他 取得重大成就的一个重要原因。 *后值得提出,哥白尼进行科学工作的态度是谦逊 和谨慎的。对一些无法直接论证的事物,他总是不肯轻易下结论。例如在论述恒星天球时,他遇到宇 宙是否有限的问题。他在《天体运行论》中引用了亚里 士多德的一句话:无限是既不可逾越的,也是无法动摇的。他接着说道:“那么就让我们把宇宙是有限还是无限的问题,留给自然哲学家讨论吧。” 总的说来,哥白尼是一位伟大的天文学家。他留后世的宝贵遗产不仅是《天体运行论》和日心地动学说,他的治学态度和精神风貌也可以给我们启迪和教益。 哥白尼学说的时代局限性 叶式 中国科学院南京紫金山天文台 研究员 哥白尼学说的核心是“日心说”,这对行星运动而言是完全正确的。但是,由于当时科学发展的历史局限性,他的某些具体看法,后来随着观测技术和理论水平的不断提高而须逐步修正和补充。例如:他始终坚信天体运动的轨道是圆形,因为他认为圆形是完美与和谐的象征。由于这种约束,他对行星在近日点和远日点附近运动的解释难以令人信服。到1609 年,开普勒提出行星运动**定律,人们才知道行星绕日运动的轨道不是圆,而是椭圆,太阳在一个焦点上。到1687 年后,按牛顿发表的力学理论,人们又知道行星为什么沿椭圆轨道