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人类认识宇宙的里程碑(一)

发布日期:2008年08月29日字体: 【大】【中】【小】

  天文学是最古老的自然科学学科之一。人类正确认识宇宙以及地球在宇宙中的地位经历了漫长的过程,这一过程与历史上许多著名学者的辛勤劳动——细致的观测和深入的理论研究——是密切不可分的。

  托勒密的“地心说”体系

  早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止不动,其他天体都绕着地球转动。这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达1300余年。

  早在两千多年前,古希腊天文学家阿里斯塔克就已提出了朴素的“日心说”。他指出,太阳位于宇宙中心静止不动,地球则绕着太阳运动,同时又绕轴自转。可惜由于科学水平的限制,这一天才的思想未能为人们所认识。直到中世纪末,由于用托勒密地心体系推算出来的行星位置与实际天象的观测结果不符,人们才开始怀疑地心说的正确性。1543年,波兰天文学家哥白尼在他的不朽名著《天体运行论》中系统地提出了日心说。在他阐释的日心体系中,太阳居于宇宙的中心,地球和其他行星沿着圆形轨道绕太阳运行。这样一来,托勒密地心体系中需要用极为复杂的运动图象来解释行星运动天象的烦琐的工作一下子变得十分简单。    

  哥白尼的“日心说”体系

  后来,德国天文学家开普勒指出,行星绕太阳运动的轨道应该是椭圆而不是圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。这一重大发展使得观测结果完全可以用理论来加以解释和预报,日心说的地位进一步得以巩固。

  按照日心学说,就地球上的人来看,天上恒星的位置应随着地球绕太阳运动而发生变化。在哥白尼提出日心说后的近300年中,人们进行了大量的观测,企图证明这一点,可是始终没有成功。原来,恒星离开地球十分遥远,最近的一颗也远达43万亿千米。因此,地球围绕太阳运行造成的这颗恒星的位置变化只有12.5。恒星越远,这一变化也越小,当时的观测仪器是无法探测到的。直到1838年,德国天文学家白塞尔才首次利用三角方法测出一颗名为天鹅61的恒星的位置变化,并推算出它的距离为11.2光年,从而最终证实了哥白尼的日心地动学说。地球的地位从居宇宙之中的特殊天体降为绕太阳运动的一颗普通行星。

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