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  • 1 # 明湖文學

    太陽每天都是東昇西落,這不免讓人們聯想到好像太陽在圍繞地球運轉,因而人們就認為地球是宇宙的中心。後來,曰心說誕生,它推翻了地心說的觀點,認為太陽才是宇宙的中心。那麼到底什麼才是宇宙的中心呢?地球、太陽、銀河系還是河外星系,更或者宇宙根本就沒有中心?從很久以前,人們就開始思考這個問題,並透過對天體的觀測得出了大量的資料,在此基礎上形成了一些觀點和看法。然而直到今天都沒有出現一套體系完整的學說能夠證明宇宙的中心究竟是什麼。

    世界上第一個完整的地心宇宙體系是古希臘學者托勒密在公元90~168年建立的。

    他針對那時關於行星的觀測結果,結合前人的觀點和測量資料,提出地球處在宇宙的中心靜止不動這一說法。恆星均位於被稱做“恆星天”的固體球殼上,其他的天體如太陽、月亮、五大行星等都在地球周圍沿各自的軌道繞行,每顆行星都在一個小圓軌道上做勻速轉動,這些小圓軌道被人們稱為“本輪”。“本輪”的中心又在一個被稱為“均輪”的大圓軌道上圍繞地球勻速轉動。這樣,“恆星天”和太陽、月亮、五大行星等都在以地球為中心的軌道上各自做勻速運動。

    雖然托勒密的理論是錯誤的,但是他的地心說中有許多內容,就當時的科學狀況而言是比較科學的。例如,托勒密在研究天體運動時,建立了新的幾何學模型和座標參考系。另外,他把恆星固定在被他稱為“恆星天”的固體球殼上,俗稱“水晶球”,至今,天文觀測上還保留著這種假想的“天球”概念。托勒密的地心說在中世紀期間,被歐洲教會用來維持統治,西方人們認為地球是宇宙中心的觀點一直延續了1400多年。在這段時期,教會宣揚“上帝選定的宇宙中心是地球”,最高天堂是上帝居住的極樂天堂。教會把地心宇宙觀奉為神聖不可侵犯的真理。但是,人們探尋真理的腳步並沒有因教會的統治而停止。

    從14世紀中期開始,隨著生產力的發展,生產關係的進步以及社會需求的提高,在歐洲興起了一種新的文化潮流。15世紀,航海事業的發展推動了天文學的進步,為了正確導航,天文學家需要精確地觀測和預報天體的位置。這時人們發現托勒密的理論非常不適用,透過托勒密理論計算出來的行星位置與實際位置偏差很大。

    即便如此,仍有一部分人極力地維護地心說理論,對於出現的偏差,他們消極地採取在“本輪”上再加“本輪”的方法來處理,如果在此基礎上計算出來的行星位置仍與實際位置仍存在偏差,就再加上一個本輪,以此類推

    下去,直到不再有偏差存在為止。令人捧腹的是有時幾顆行星的“本輪”數竟然多達八十幾個,而且誰也無法確認某顆行星究竟應該被加上多少個“本輪”才算合理。天文學由此陷入了尷尬的局面。

    1543年,波蘭天文學家哥白尼發表了《天體執行論》一書。在書中哥白尼向傳統的地心說提出了挑戰,認為太陽才是宇宙的中心,其他的天體都圍繞太陽運轉。地球僅僅是一顆不斷轉動的普通行星。那麼哥白尼是~個什麼樣的人,他的宇宙觀又是如何形成的呢?偉大的哥白尼於1473年2月19日誕生在波蘭西部維斯杜拉河畔的託倫城。21歲時,哥白尼在歐洲最文明的國家義大利求學,義大利是當時歐洲文藝復興的中心。

    哥白尼在義大利生活的10年當中深受當時文藝復興思想的影響,例如他曾拜訪過文藝復興的代表人物達·芬奇。身兼畫家與科學家雙重身份的達·芬奇比哥白尼年長20歲,他對宗教神學十分蔑視,認為教會利用虛構出來的天堂來做買賣。達·芬奇主張宇宙的中心不是地球,他企圖藉此恢復一些古典哲學家的天文學說。義大利天文學家和數學家諾瓦拉和達·芬奇一樣,也反對地心說,哥白尼經常和他在一起觀測天象,探討如何改進“地心說”。當時,哥倫布發現新大陸的訊息傳出來,這一重大發現把哥白尼創立新的天文學說的熱情和勇氣徹底激發出來。

    在仔細研讀了古羅馬和古希臘的各種哲學著作後,哥白尼初步提出了“地動”的思想。這個科學見解雖然在今天看來十分古老,但是在當時的學術界卻是很新鮮的。

    從義大利回到波蘭後,哥白尼把天文學研究工作當作生活的全部。在他數十年的辛勤工作下,新的宇宙結構理論終於誕生。哥白尼認為,巨大的天球實際上並沒有動,人們看到的天球的運動只是一種表面現象。是地球的自轉,令人們產生了錯覺,認為天球在動。他大膽指出,宇宙的中心並不是地球,地

    球只是圍繞太陽在轉,宇宙的真正中心是太陽。

    隨著科學技術的發展,又產生了新的觀點,認為太陽僅是太陽系的中心,並非宇宙的中心,銀河系跟太陽系一樣也有它的中心,它周圍所有的恆星也都繞著銀河系的中心旋轉,但是這個觀點明確指出宇宙是沒有中心的,即不存在一箇中心,讓所有的星系圍著它轉。用宇宙不斷膨脹的理論可以對這個觀點加以解釋。因為宇宙的膨脹在i維空間內一般不發生,只有在四維空間內宇宙才有膨脹的可能。四維空間不僅包括普通i維空間的長度、寬度和高度,還包括時間。儘管對四維空間的膨脹進行描述困難重重,但也許透過氣球的膨脹我們可以對它進行解釋。

    如果把宇宙看作一個不斷膨脹的氣球,而在氣球表面的各個點上就遍佈著星系,我們人類就住在其中的某個點上。此外還需要假設星系只能沿著表面移動而無法進入氣球內部,或向外運動而不會離開氣球的表面,在某種意義上我們被描述為一個存在於二維空間的人。假如宇宙不斷膨脹,即氣球的表面不斷地變大,那麼氣球表面上的點與點之間的距離就會越來越大。其中,若以某個人所在的某一點為定點,那麼其他所有的點在他看來都在後退,而且距離他越遠的點,其退行速度越快。

    現在,我們如果要尋找氣球表面上的點的退行起點,那麼我們就會發現它其實已經不在氣球表面上的二維空間內了。我們之所以無法探測清楚三維空間內的事物,是因為氣球的膨脹實際上是在三維空間內從內部的中心開始的,而我們所處的位置在二維空間上。

    同樣的道理,宇宙膨脹的起點不是在i維空間的內部,而我們的運動卻只侷限在宇宙的三維空間內。在過去的某個時間,即宇宙開始膨脹的時候,或許是億萬年以前,雖然我們可以看到,可以得到相關的一些資訊,而

    我們卻不可能回到那個時候。所以說宇宙沒有中心。

    雖然這種觀點具有一定的科學性,但是它無法對所有的現象作出解釋。究竟宇宙是否有中心仍需要進一步去證明。

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