地心说与日心说是古代解释宇宙结构的两种核心理论。前者主张地球静止于宇宙中心,所有天体绕其运转;后者认为太阳居于中心,地球与其他行星绕日公转 [1-2]。
地心说以古希腊学者构建的同心球模型为基础,托勒密在《天文学大成》中完善为本轮-均轮系统,通过叠加圆周运动解释行星轨迹,其预测误差曾保持在2度以内 [2-3]。日心说由哥白尼在《天体运行论》中系统阐述,地球被降为普通行星,模型随后经伽利略望远镜观测验证,并由开普勒椭圆轨道理论修正 [1]。
地心说雏形可见于古希腊米利都学派,经柏拉图、亚里士多德发展,最终由托勒密体系主导天文学千年 [2-3]。日心说最早由古希腊阿利斯塔克提出,16世纪哥白尼重启理论后,牛顿力学与恒星视差观测彻底推翻地心说,确立太阳为普通恒星的天文学认知 [1] [3]。
- 中文名
- 地心说和日心说
- 所属学科
- 地理学
地心说
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世界各古代民族从朴素直观的观念出发,最初都主张地心说,例如中国古代的浑天说。最典型汗备盛懂嫌局的地心说是古希腊哲学家们提出的。公元前4世纪,柏拉图在他的《蒂迈欧篇》里提出,天体代表着永恒的、神圣的、不变的存在,它们必然是沿着圆形轨道绕地球作堡谅匀速运动,行星运动也是匀速圆周运动的组合。从这一观念出发,他建立了以地球为中心的同心球式的宇宙模型海犁全。
其后,克尼多斯的欧汗府雅多多克斯、卡利普斯和亚里士多德又发展了他的学说。为了使地心说也能解释行星亮度的变化,公元前3世纪的阿波隆尼又提出了本轮均轮的概念,认为所有的天体都沿着本轮作归白拒匀速圆周运动,本轮的中心又沿着均轮作匀速圆周运动,地球则处在均轮的中心。本轮均轮系统到公元2誉促世纪的C.托勒密时发展到完备的程度。他在其巨著《天文学大成》中,用本轮、均轮、偏心轮、等大轮等一系列圆周运动,对每个天体找出一种组合,用以预告它的位置。腊立这个预告与实际相差在很长时间内未超过2度,这是本轮均轮系统之所以能沿用1400年多的认识论原因。另外,还可以举出两条社会原因:一是与一般人的常识相吻合;二是不违背亚里士多德物理学和宗教教义。
日心说
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公元前3世纪,古希腊学者阿利斯塔克最早提出了日心说思想,认为恒星所在的天球不动,地球每日绕轴自转一周,同时在一年中又绕太阳公转一周,并以此解释天体的种种运动。在这个模型中,地球失去了特殊身份,它与五大行星一起绕着太阳转,太阳在中心巍然不动。这个模型与以地球为中心的同心球模型相比,不但简单,而且能解释阿波隆尼以前的地心说所无法解释的行星亮度的变化。
但是,它在观念上与当时普遍认为地球是宇宙中心的传统看法相冲突;在经验上并没有观测到应该存在的“视差”现象,也不能预报天象,因而它未能为当时的人们所接受。随着航海事业的发展、观测技术的提高和地心说的本轮均轮体系日趋复杂,15世纪波兰天文学家N.哥白尼发展了阿利斯塔克的日心说思想,写了《天体运行论》一书。他在该书中提出了一个以太阳为中心的行星系统,为天文学的发展开辟了一条新途径。
其后的J.开普勒和I.牛顿正是沿着这条新途径前进,建立了行星运动三定律和牛顿力学。恩格斯在《自然辩证法》一书的“导言”中,把这部书当作自然科学的独立宣言。哥白尼以后,日心说经过300多年的发展,随着开普勒、G.伽利略和牛顿工作的进展,特别是恒星光行差和视差的发现,终于否定了地心说。天文学的发展表明,太阳仅仅是一个普通恒星,它并不在宇宙的中心。 [1]