中国科普大奖图书典藏书系物理五千年

　　《物理五千年/中国科普大奖图书典藏书系》：　　地心说和日心说之争　　古希腊时期，著名的学者阿基米德曾说过一句名言：“如果给我一个立足点和一个支点，我就能够移动地球。”不难理解，当时阿基米德说这话的目的，是为了形象地比喻杠杆原理的作用。　　可是，在1700多年之后，有一位叫哥白尼的波兰学者，凭借着他那科学思维的力量，果真将地球“移动”了。他把地球从原来“宇宙中心”的位置，移到了围绕太阳旋转的轨道上。自那时起，地球就再也没有回到过“宇宙中心”的宝座。　　哥白尼是怎样“移动”地球的呢？　　早在公元2世纪，古希腊学者托勒密就提出了一种关于宇宙构造的学说——地球中心说。这种学说认为，地球是宇宙的中心，它是静止不动的，而其他的天体则绕着地球旋转，且都以均匀的速度做圆周运动。　　托勒密还把他的关于宇宙结构的设想画成了图。图中可以看出，从地球这个中心往外，分成八层：**层是月亮，它距离地球*近；第二层、第三层是水星和金星；第四层是太阳，它在整个宇宙中传播着光和热；接着是火星、木星、土星；*外面的第八层是恒星天。　　地球中心说一问世，就在宇宙构造诸多学派中占据了统治地位。　　这是因为，地球中心说和人们对大自然的直观感觉非常一致——我们的脚下是一个坚实的静止不动的大地，而日月星辰则在圆穹形的天上不停地绕着我们旋转。当时几乎谁也没有怀疑，地球是整个宇宙的基础。　　另一方面，地球中心说符合宗教神学对宇宙的解释。《圣经》里写道：静止的地球是宇宙的中心。上帝为了照亮白天，造了个太阳；为了照亮黑夜，又造了个月亮。这样，地球中心说又成了论证宗教神学的工具。在众多的信徒心中，地球是静止的宇宙中心，成了天经地义的绝对真理。　　于是，人们就这样在错误的“天地”里繁衍生息了1000多年，直到有非凡创见和勇气的哥白尼出现才改变了它。　　1473年，哥白尼诞生于波兰北部一个叫托伦的小城。他的父亲原来是个富商，不幸的是在哥白尼10岁那年死于一场瘟疫，从此，哥白尼就由担任一个教区主教的舅父抚养。　　18岁那年，他进人当时波兰的著名学府——克拉科夫大学读书。克拉科夫大学很重视自然科学，哥白尼在那儿对天文学产生了浓厚的兴趣，学会了用天文仪器来观察天体。　　从1496年到1506年，哥白尼一直在当时欧洲文化的中心意大利留学，先后在帕多瓦和波伦亚等大学学习。当时，文艺复兴时期的意大利正处于思想大动荡之中，许多新思潮不断涌现，各种旧思想和理论不断受到冲击和批判，关于天体运行的理论就是如此。　　托勒密的地心体系由于是建立在一个错误的基础上的，随着时间的推移和观察天体的增多，天体位置的推算工作就变得越来越烦琐和复杂，而结果却依然和观测实际不符。到1500年前后，托勒密体系越来越千疮百孔，不能自圆其说，许多科学家开始对这一体系表示轻蔑和厌恶。哥白尼所在的波伦亚大学的达·诺法拉教授就对托勒密体系的正确性表示怀疑，认为宇宙结构可以用更简单的模型来表示。　　但是，到哪里去寻找更简单的模型呢？　　受他的老师的影响，哥白尼萌发了探求新宇宙结构的愿望。他首先查阅了古代学者研究天体运行的资料，发现在托勒密之前，古希腊萨摩斯岛的毕达哥拉斯就曾经有过“不是太阳绕地球运动，而是地球绕太阳运动”的假说。但是，毕达哥拉斯只停留在提出这一假说，而没有进一步阐述和论证，因此他的学说被扼杀了。　　毕达哥拉斯的假说，像黑夜里的闪电一样，穿过了十几个世纪漫长的时光，使迷惑中的哥白尼似乎找到了一条改变托勒密杂乱的宇宙体系的出路。他激动地说：“既然前人可以随意地想象通过圆周运动来解释星空现象，那为什么我就不能设想地球有某种运动呢？”　　哥白尼的探索才开了个头，1506年春天，由于舅父来信的要求，他结束了在意大利的留学生活，带着“日心说”这颗尚未萌发的种子回到了波兰。　　这时的哥白尼，已初步形成了日心说的思想。但是，有了新思想和新观点，不等于就建立了新学说，从假想到科学事实还有一段艰难的路要走。况且，在古希腊时代，人们的思维比较活跃，可以自由地发表见解。而在哥白尼所处的那个年代，宗教神权主宰着一切，“科学成了教会的奴仆”。因此，在这个时候要对宗教神权赖以生存的地心说提出挑战，一方面需要有惊人的胆魄，另一方面必须要靠大量观测的真凭实据来说话。　　回到波兰的哥白尼，白天帮助年迈多病的舅父处理教区里的事务，晚上就一心一意探索他的宇宙构造。他在教堂的一座角塔里建立了一个简易天文台，并自制了三弧仪、照准仪、捕星仪和象限仪等简陋的观测工具。那时候望远镜还没有发明，哥白尼只能凭着肉眼和简陋的观测工具去发现天空的秘密。　　……