日心說，也稱為地動說，是關於天體運動的和地心說相對立的學說，它認為太陽是宇宙的中心，而不是地球。 哥白尼提出的日心說，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，實現了天文學的根本變革。日心說的歷史 通常認為完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體執行論》中提出的，實際上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已經提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。 堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受的，而另一方面托勒密的地心說體系可以很好的和當時的觀測資料相吻合，因此即使在《天體執行論》出版以後的半個多世紀裡，日心說仍然很少受到的關注，支持者更是非常稀少。 這裡必須指出的一點是，近代以來關於梵蒂岡的地心說和哥白尼的日心說的鬥爭是被嚴重誇大的。布魯諾1600年遭受的火刑，並非因為他支援日心說，而是因為他的泛神論等的宗教思想。 事實上，直到1609年伽利略發明了天文望遠鏡，並以此發現了一些可以支援日心說的新的天文現象後，日心說才開始引起人們的關注。這些天文現象主要是指：木衛體系的發現直接說明了地球不是宇宙的唯一中心，金星滿盈的發現也暴露了托勒密體系的錯誤。 然而，由於哥白尼的日心說所得的資料和托勒密體系的資料都不能與第谷的觀測相吻合，因此日心說此時仍不具優勢。直至開普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說之後，日心說在於地心說的競爭中才取得了真正的勝利。 哥白尼的簡介: 哥白尼（1473——1543）是波蘭的天文學家。哥白尼上中學時就對天文學很感興趣，曾跟著老師在教堂的塔頂上觀察星空。他相信研究天文學只有兩件法寶：數學和觀測。他不辭勞苦，克服困難，每天堅持觀測天象，30年如一日，終於取得了可靠的資料，提出了“日心說”，並在臨終前出版了他的不朽名著《天體執行論》。 日心說艱難的成立： 通常認為完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體執行論》中提出的，實際上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已經提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。 堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受的，而另一方面托勒密的地心說體系可以很好的和當時的觀測資料相吻合，因此即使在《天體執行論》出版以後的半個多世紀裡，日心說仍然很少受到的關注，支持者更是非常稀少。 這裡必須指出的一點是，近代以來關於羅馬梵蒂岡的地心說和哥白尼的日心說的鬥爭是被嚴重誇大的。布魯諾1600年遭受的火刑，並非因為他支援日心說，而是因為他的泛神論等的宗教思想。 事實上，直到1609年伽利略發明了天文望遠鏡，並以此發現了一些可以支援日心說的新的天文現象後，日心說才開始引起人們的關注。這些天文現象主要是指：木衛體系的發現直接說明了地球不是宇宙的唯一中心，金星滿盈的發現也暴露了托勒密體系的錯誤。 然而，由於哥白尼的日心說所得的資料和托勒密體系的資料都不能與第谷的觀測相吻合，因此日心說此時仍不具優勢。直至開普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說之後，日心說在於地心說的競爭中才取得了真正的勝利。 哥白尼的日心說： 哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫題為《短論》的論文。他規定地球有三種運動： 一種是在地軸上的週日自轉運動 ； 一種是環繞太陽的週年運動 ； 一種是用以解釋二分歲差的地軸的迴轉運動； 哥白尼在他的《天體執行論》一書中認為天體運動必須滿足以下七點： 不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心； 地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心； 所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近； 地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的； 在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的； 在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動； 人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象； 哥白尼用以支援他的學說的論據，主要屬於數學性質。他認為一個科學學說是從某些假說引伸出來的一組觀念。他認為真正的假說或者定理必須能夠做到下面兩件事情： 它們必須能夠說明天體所觀測到的運動。 它們必須不能違背畢達哥拉斯關於天體運動是圓周的和均勻的論斷。 當時有許多反對的觀點，但是用當時的知識進行了反駁。 反對理由：如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。 哥白尼答覆：空氣含有土微粒，和土地是同一性質，因此逼得空氣要跟著地球轉動。 哥白尼答覆：空氣轉動時沒有阻力是因為空氣和不斷轉動的地球是連線著的。 反對理由：一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。 哥白尼答覆：由於受到本身重量壓力的物體主要屬於泥土性質，所以各個部分毫無疑問和它們的整體保持同樣的性質。 反對理由：如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。 哥白尼答覆：如果地球不轉動，那末恆星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉動，這一來恆星就很容易被離心力拉得粉碎。 哥白尼答覆：離心力只在非天然的人為運動中找得到，而在天然的運動中，如地球和天體的運動中，則是找不到的。 地心說： 地心說是長期盛行於古代歐洲的宇宙學說。它最初由古希臘學者歐多克斯提出，後經亞里多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。 托勒密認為，地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運轉。其中，行星的運動要比太陽、月球複雜些：行星在本輪上運動，而本輪又沿均輪繞地執行。在太陽、月球行星之外，是鑲嵌著所有恆星的天球——恆星天。再外面，是推動天體運動的原動天。下面是這種學說的示意圖： 地心說是世界上第一個行星體系模型。儘管它把地球當作宇宙中心是錯誤的，然而它的歷史功績不應抹殺。地心說承認地球是“球形”的，並把行星從恆星中區別出來，著眼於探索和揭示行星的運動規律，這標誌著人類對宇宙認識的一大進步。地心說最重要的成就是運用數學計算行星的執行，托勒密還第一次提出“執行軌道”的概念，設計出了一個本輪均輪模型。按照這個模型，人們能夠對行星的運動進行定量計算，推測行星所在的位置，這是一個了不起的創造。在一定時期裡，依據這個模型可以在一定程度上正確地預測天象，因而在生產實踐中也起過一定的作用。 地心說中的本輪均輪模型，畢竟是托勒密根據有限的觀察資料拼湊出來的，他是透過人為地規定本輪、均輪的大小及行星執行速度，才使這個模型和實測結果取得一致。但是，到了中世紀後期，隨著觀察儀器的不斷改進，行星位置和運動的測量越來越精確，觀測到的行星實際位置同這個模型的計算結果的偏差，就逐漸顯露出來了。 但是，信奉地心說的人們並沒有認識到這是由於地心說本身的錯誤造成的，卻用增加本輪的辦法來補救地心說。當初這種辦法還能勉強應付，後來小本輪增加到80多個，但仍不能滿意地計算出行星的準確位置。這不能不使人懷疑地心說的正確性了。到了16世紀，哥白尼在持日心地動觀的古希臘先輩和同時代學者的基礎上，終於創立了“日心說”。從此，地心說便逐漸被淘汰了。 簡單的說,“地心說”就是以地球為宇宙的中心,“日心說”是以太陽為宇宙的中心。 日心說的創立 1499年，哥白尼畢業於義大利的博洛尼亞大學，任天主教教士。他回到波蘭跟叔父一起工作。其叔父，瓦茨恩羅德，使費琅堡天主教大教堂的主教。哥白尼當時住在教堂的頂樓，因此可以長期進行天文觀測。 那個時候，人們相信的是1500多年前希臘科學家托勒密創立的宇宙模式。托勒密認為地球是宇宙的中心且靜止不動，日、月、行星和恆星均圍繞地球運動，而恆星遠離地球，位於太空這個巨型球體之外。然而，經仔細觀測，科學家們發現行星執行規律與托勒密的宇宙模式不吻合。 一些科學家修正了托勒密的宇宙軌道學說，在原有的軌道（或稱小天體軌道）上又增加了更多的天體執行軌道。這一模式稱每顆行星都沿著一個小軌道作圓周執行，而小軌道又沿著該行星的大軌道繞地球作圓周運動。幾百年之後，這一模式的漏洞越來越明顯。科學家們又在這個模式上增加了許多軌道，行星就這樣沿著一道又一道的軌道作圓周運動。 哥白尼想用“現代”（16世紀的）技術來改進托勒密的測量結果，以期取消一些小軌道。 在長達近20年的時間裡，哥白尼不辭辛勞日夜測量行星的位置，但其測量獲得的結果仍然與托勒密的天體執行模式沒有多少差別。 哥白尼想知道在另一個執行著的行星上觀察這些行星的執行情況會是什麼樣的。基於這種設想，哥白尼萌發了一個念頭：假如地球在執行中，那麼這些行星的執行看上去會是什麼情況呢？這一設想在他腦海裡變得清晰起來了。 一年裡，哥白尼在不同的時間、不同的距離從地球上觀察行星，每一個行星的情況都不相同，這是他意識到地球不可能位於星星軌道的中心。 經過20年的觀測，哥白尼發現唯獨太陽的週年變化不明顯。這意味著地球和太陽的距離始終沒有改變。如果地球不是宇宙的中心，那麼宇宙的中心就是太陽。他立刻想到如果把太陽放在宇宙的中心位置，那麼地球就該繞著太陽執行。 這樣他就可以取消所有的小圓軌道模式，直接讓所有的已知行星圍繞太陽作圓周運動。 然而，人們是否能接受哥白尼提出的新的宇宙模式呢？全世界的人——尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這 的人——尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這一說法呢？ 由於害怕教會的懲罰，哥白尼在世時不敢公開他的發現。1543年，這一發現才公諸天下。即使在那個時候，哥白尼的發現還不斷受到教會、大學等機構與天文學家的蔑視和嘲笑。終於，在60年後，約翰·開普勒和伽利略·伽利雷證明了哥白尼是正確的。哥白尼的日心說 哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫題為《短論》的論文。他規定地球有三種運動： 1一種是在地軸上的週日自轉運動 2一種是環繞太陽的週年運動 3一種是用以解釋二分歲差的地軸的迴轉運動 哥白尼在他的《天體執行論》一書中認為天體運動必須滿足以下七點： 1不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心 2地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心 3所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近 4地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的 5在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的 6在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動 7人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象 哥白尼用以支援他的學說的論據，主要屬於數學性質。他認為一個科學學說是從某些假說引伸出來的一組觀念。他認為真正的假說或者定理必須能夠做到下面兩件事情： 它們必須能夠說明天體所觀測到的運動。 它們必須不能違背畢達哥拉斯關於天體運動是圓周的和均勻的論斷。 當時有許多反對的觀點，但是用當時的知識進行了反駁。 反對理由：如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。 哥白尼答覆：空氣含有土微粒，和土地是同一性質，因此逼得空氣要跟著地球轉動。 哥白尼答覆：空氣轉動時沒有阻力是因為空氣和不斷轉動的地球是連線著的。 反對理由：一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。 哥白尼答覆：由於受到本身重量壓力的物體主要屬於泥土性質，所以各個部分毫無疑問和它們的整體保持同樣的性質。 反對理由：如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。 哥白尼答覆：如果地球不轉動，那麼恆星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉動，這一來恆星就很容易被離心力拉得粉碎。 哥白尼答覆：離心力只在非天然的人為運動中找得到，而在天然的運動中，如地球和天體的運動中，則是找不到的。 哥白尼的主要貢獻：發表《天體執行論》，提出＂日心說＂ 哥白尼的“日心說”發表之前，“地心說”在中世紀的歐洲一直居於統治地位。自古以來，人類就對宇宙的結構不斷地進行著思考，早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張，只是當時缺乏依據，因此沒有得到人們的認可。 在古代歐洲，亞里士多德和托勒密主張“地心說”，認為地球是靜止不動的，其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。這個學說的提出與基督教《聖經》中關於天堂、人間、地獄的說法剛好互相吻合，處於統治地位的教廷便竭力支援地心學說，把“地心說”和上帝創造世界融為一體，用來愚弄人們，維護自己的統治。因而“地心學”說被教會奉為和《聖經》一樣的經典，長期居於統治地位。 隨著事物的不斷髮展，天文觀測的精確度漸漸提高，人們逐漸發現了地心學說的破綻。到文藝復興運動時期，人們發現托勒密所提出的均輪和本輪的數目竟多達八十個左右，這顯然是不合理、不科學的。人們期待著能有一種科學的天體系統取代地心說。在這種歷史背景下，哥白尼的地動學說應運而生了。 約在1515年前，哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文，他認為天體運動必須滿足以下七點： 不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心；地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心；所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近；地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的；在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動；人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象了。 此外，哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星(土星、木星和火星)和兩顆內行星(金星、水星)的視運動。書中，哥白尼批判了托勒密的理論。科學地闡明瞭天體執行的現象，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，並從根本上否定了基督教關於上帝創造一切的謬論，從而實現了天文學中的根本變革。 他正確地論述了地球繞其軸心運轉、月亮繞地球運轉、地球和其他所有行星都繞太陽運轉的事實。但是他也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規模。他認為星體執行的軌道是一系列的同心圓，這當然是錯誤的。他的學說裡的數學運算很複雜也很不準確。但是他的書立即引起了極大的關注，驅使一些其他天文學家對行星運動作更為準確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據泰壽積累的觀察資料，最終推匯出了星體執行的正確規律。 這是一個前所未聞的開創新紀元的學說，對於千百年來學界奉為定論的托勒密地球中心說無疑是當頭一棒。 雖然阿里斯塔克斯比哥白尼提出日心學說早1700多年，但是事實上哥白尼得到了這一盛譽。阿里斯塔克斯只是憑藉靈感做了一個猜想，並沒有加以詳細的討論，因而他的學說在科學上毫無用處。哥白尼逐個解決了猜想中的數學問題後，就把它變成了有用的科學學說──一種可以用來做預測的學說，透過對天體觀察結果的檢驗並與地球是宇宙中心的舊學說的比較，你就會發現它的重大意義。 顯然哥白尼的學說是人類對宇宙認識的革命，它使人們的整個世界觀都發生了重大變化。但是在估價哥白尼的影響時，我們還應該注意到，天文學的應用範圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上來講，人們即使對哥白尼學說的知識和應用一竅不通，也會造出電視機、汽車和現代化學廠之類的東西。但是不應用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學說則是不可想象的。 僅僅考慮哥白尼學說對技術的影響就會完全忽略它的真正意義。哥白尼的書對伽利略和開普勒的工作是一個不可缺少的序幕。他倆又成了牛頓的主要前輩。是這兩者的發現才使牛頓有能力確定運動定律和萬有引力定律。 哥白尼的日心宇宙體系既然是時代的產物，它就不能不受到時代的限制。反對神學的不徹底性，同時表現在哥白尼的某些觀點上，他的體系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是侷限在一個小的範圍內的，具體來說，他的宇宙結構就是今天我們所熟知的太陽系，即以太陽為中心的天體系統。宇宙既然有它的中心，就必須有它的邊界，哥白尼雖然否定了托勒玫的“九重天”，但他卻保留了一層恆星天，儘管他迴避了宇宙是否有限這個問題，但實際上他是相信恆星天球是宇宙的“外殼”，他仍然相信天體只能按照所謂完美的圓形軌道運動，所以哥白尼的宇宙體系，仍然包含著不動的中心天體。但是作為近代自然科學的奠基人，哥白尼的歷史功績是偉大的。確認地球不是宇宙的中心，而是行星之一，從而掀起了一場天文學上根本性的革命，是人類探求客觀真理道路上的里程碑。 哥白尼的偉大成就，不僅鋪平了通向近代天文學的道路，而且開創了整個自然界科學向前邁進的新時代。從哥白尼時代起，脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發展。
日心說，也稱為地動說，是關於天體運動的和地心說相對立的學說，它認為太陽是宇宙的中心，而不是地球。 哥白尼提出的日心說，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，實現了天文學的根本變革。日心說的歷史 通常認為完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體執行論》中提出的，實際上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已經提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。 堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受的，而另一方面托勒密的地心說體系可以很好的和當時的觀測資料相吻合，因此即使在《天體執行論》出版以後的半個多世紀裡，日心說仍然很少受到的關注，支持者更是非常稀少。 這裡必須指出的一點是，近代以來關於梵蒂岡的地心說和哥白尼的日心說的鬥爭是被嚴重誇大的。布魯諾1600年遭受的火刑，並非因為他支援日心說，而是因為他的泛神論等的宗教思想。 事實上，直到1609年伽利略發明了天文望遠鏡，並以此發現了一些可以支援日心說的新的天文現象後，日心說才開始引起人們的關注。這些天文現象主要是指：木衛體系的發現直接說明了地球不是宇宙的唯一中心，金星滿盈的發現也暴露了托勒密體系的錯誤。 然而，由於哥白尼的日心說所得的資料和托勒密體系的資料都不能與第谷的觀測相吻合，因此日心說此時仍不具優勢。直至開普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說之後，日心說在於地心說的競爭中才取得了真正的勝利。 哥白尼的簡介: 哥白尼（1473——1543）是波蘭的天文學家。哥白尼上中學時就對天文學很感興趣，曾跟著老師在教堂的塔頂上觀察星空。他相信研究天文學只有兩件法寶：數學和觀測。他不辭勞苦，克服困難，每天堅持觀測天象，30年如一日，終於取得了可靠的資料，提出了“日心說”，並在臨終前出版了他的不朽名著《天體執行論》。 日心說艱難的成立： 通常認為完整的日心說宇宙模型是由波蘭天文學家哥白尼在1543年發表的《天體執行論》中提出的，實際上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已經提到過太陽是宇宙的中心，地球圍繞太陽運動。 堅實的大地是運動的這一點在古代是令人非常難以接受的，而另一方面托勒密的地心說體系可以很好的和當時的觀測資料相吻合，因此即使在《天體執行論》出版以後的半個多世紀裡，日心說仍然很少受到的關注，支持者更是非常稀少。 這裡必須指出的一點是，近代以來關於羅馬梵蒂岡的地心說和哥白尼的日心說的鬥爭是被嚴重誇大的。布魯諾1600年遭受的火刑，並非因為他支援日心說，而是因為他的泛神論等的宗教思想。 事實上，直到1609年伽利略發明了天文望遠鏡，並以此發現了一些可以支援日心說的新的天文現象後，日心說才開始引起人們的關注。這些天文現象主要是指：木衛體系的發現直接說明了地球不是宇宙的唯一中心，金星滿盈的發現也暴露了托勒密體系的錯誤。 然而，由於哥白尼的日心說所得的資料和托勒密體系的資料都不能與第谷的觀測相吻合，因此日心說此時仍不具優勢。直至開普勒以橢圓軌道取代圓形軌道修正了日心說之後，日心說在於地心說的競爭中才取得了真正的勝利。 哥白尼的日心說： 哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫題為《短論》的論文。他規定地球有三種運動： 一種是在地軸上的週日自轉運動 ； 一種是環繞太陽的週年運動 ； 一種是用以解釋二分歲差的地軸的迴轉運動； 哥白尼在他的《天體執行論》一書中認為天體運動必須滿足以下七點： 不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心； 地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心； 所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近； 地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的； 在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的； 在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動； 人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象； 哥白尼用以支援他的學說的論據，主要屬於數學性質。他認為一個科學學說是從某些假說引伸出來的一組觀念。他認為真正的假說或者定理必須能夠做到下面兩件事情： 它們必須能夠說明天體所觀測到的運動。 它們必須不能違背畢達哥拉斯關於天體運動是圓周的和均勻的論斷。 當時有許多反對的觀點，但是用當時的知識進行了反駁。 反對理由：如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。 哥白尼答覆：空氣含有土微粒，和土地是同一性質，因此逼得空氣要跟著地球轉動。 哥白尼答覆：空氣轉動時沒有阻力是因為空氣和不斷轉動的地球是連線著的。 反對理由：一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。 哥白尼答覆：由於受到本身重量壓力的物體主要屬於泥土性質，所以各個部分毫無疑問和它們的整體保持同樣的性質。 反對理由：如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。 哥白尼答覆：如果地球不轉動，那末恆星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉動，這一來恆星就很容易被離心力拉得粉碎。 哥白尼答覆：離心力只在非天然的人為運動中找得到，而在天然的運動中，如地球和天體的運動中，則是找不到的。 地心說： 地心說是長期盛行於古代歐洲的宇宙學說。它最初由古希臘學者歐多克斯提出，後經亞里多德、托勒密進一步發展而逐漸建立和完善起來。 托勒密認為，地球處於宇宙中心靜止不動。從地球向外，依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的圓軌道上繞地球運轉。其中，行星的運動要比太陽、月球複雜些：行星在本輪上運動，而本輪又沿均輪繞地執行。在太陽、月球行星之外，是鑲嵌著所有恆星的天球——恆星天。再外面，是推動天體運動的原動天。下面是這種學說的示意圖： 地心說是世界上第一個行星體系模型。儘管它把地球當作宇宙中心是錯誤的，然而它的歷史功績不應抹殺。地心說承認地球是“球形”的，並把行星從恆星中區別出來，著眼於探索和揭示行星的運動規律，這標誌著人類對宇宙認識的一大進步。地心說最重要的成就是運用數學計算行星的執行，托勒密還第一次提出“執行軌道”的概念，設計出了一個本輪均輪模型。按照這個模型，人們能夠對行星的運動進行定量計算，推測行星所在的位置，這是一個了不起的創造。在一定時期裡，依據這個模型可以在一定程度上正確地預測天象，因而在生產實踐中也起過一定的作用。 地心說中的本輪均輪模型，畢竟是托勒密根據有限的觀察資料拼湊出來的，他是透過人為地規定本輪、均輪的大小及行星執行速度，才使這個模型和實測結果取得一致。但是，到了中世紀後期，隨著觀察儀器的不斷改進，行星位置和運動的測量越來越精確，觀測到的行星實際位置同這個模型的計算結果的偏差，就逐漸顯露出來了。 但是，信奉地心說的人們並沒有認識到這是由於地心說本身的錯誤造成的，卻用增加本輪的辦法來補救地心說。當初這種辦法還能勉強應付，後來小本輪增加到80多個，但仍不能滿意地計算出行星的準確位置。這不能不使人懷疑地心說的正確性了。到了16世紀，哥白尼在持日心地動觀的古希臘先輩和同時代學者的基礎上，終於創立了“日心說”。從此，地心說便逐漸被淘汰了。 簡單的說,“地心說”就是以地球為宇宙的中心,“日心說”是以太陽為宇宙的中心。 日心說的創立 1499年，哥白尼畢業於義大利的博洛尼亞大學，任天主教教士。他回到波蘭跟叔父一起工作。其叔父，瓦茨恩羅德，使費琅堡天主教大教堂的主教。哥白尼當時住在教堂的頂樓，因此可以長期進行天文觀測。 那個時候，人們相信的是1500多年前希臘科學家托勒密創立的宇宙模式。托勒密認為地球是宇宙的中心且靜止不動，日、月、行星和恆星均圍繞地球運動，而恆星遠離地球，位於太空這個巨型球體之外。然而，經仔細觀測，科學家們發現行星執行規律與托勒密的宇宙模式不吻合。 一些科學家修正了托勒密的宇宙軌道學說，在原有的軌道（或稱小天體軌道）上又增加了更多的天體執行軌道。這一模式稱每顆行星都沿著一個小軌道作圓周執行，而小軌道又沿著該行星的大軌道繞地球作圓周運動。幾百年之後，這一模式的漏洞越來越明顯。科學家們又在這個模式上增加了許多軌道，行星就這樣沿著一道又一道的軌道作圓周運動。 哥白尼想用“現代”（16世紀的）技術來改進托勒密的測量結果，以期取消一些小軌道。 在長達近20年的時間裡，哥白尼不辭辛勞日夜測量行星的位置，但其測量獲得的結果仍然與托勒密的天體執行模式沒有多少差別。 哥白尼想知道在另一個執行著的行星上觀察這些行星的執行情況會是什麼樣的。基於這種設想，哥白尼萌發了一個念頭：假如地球在執行中，那麼這些行星的執行看上去會是什麼情況呢？這一設想在他腦海裡變得清晰起來了。 一年裡，哥白尼在不同的時間、不同的距離從地球上觀察行星，每一個行星的情況都不相同，這是他意識到地球不可能位於星星軌道的中心。 經過20年的觀測，哥白尼發現唯獨太陽的週年變化不明顯。這意味著地球和太陽的距離始終沒有改變。如果地球不是宇宙的中心，那麼宇宙的中心就是太陽。他立刻想到如果把太陽放在宇宙的中心位置，那麼地球就該繞著太陽執行。 這樣他就可以取消所有的小圓軌道模式，直接讓所有的已知行星圍繞太陽作圓周運動。 然而，人們是否能接受哥白尼提出的新的宇宙模式呢？全世界的人——尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這 的人——尤其是權力極大的天主教會是否相信地球是宇宙中心這一說法呢？ 由於害怕教會的懲罰，哥白尼在世時不敢公開他的發現。1543年，這一發現才公諸天下。即使在那個時候，哥白尼的發現還不斷受到教會、大學等機構與天文學家的蔑視和嘲笑。終於，在60年後，約翰·開普勒和伽利略·伽利雷證明了哥白尼是正確的。哥白尼的日心說 哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫題為《短論》的論文。他規定地球有三種運動： 1一種是在地軸上的週日自轉運動 2一種是環繞太陽的週年運動 3一種是用以解釋二分歲差的地軸的迴轉運動 哥白尼在他的《天體執行論》一書中認為天體運動必須滿足以下七點： 1不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心 2地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心 3所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近 4地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的 5在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的 6在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動 7人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象 哥白尼用以支援他的學說的論據，主要屬於數學性質。他認為一個科學學說是從某些假說引伸出來的一組觀念。他認為真正的假說或者定理必須能夠做到下面兩件事情： 它們必須能夠說明天體所觀測到的運動。 它們必須不能違背畢達哥拉斯關於天體運動是圓周的和均勻的論斷。 當時有許多反對的觀點，但是用當時的知識進行了反駁。 反對理由：如果地球在轉動，空氣就會落在後面，而形成一股持久的東風。 哥白尼答覆：空氣含有土微粒，和土地是同一性質，因此逼得空氣要跟著地球轉動。 哥白尼答覆：空氣轉動時沒有阻力是因為空氣和不斷轉動的地球是連線著的。 反對理由：一塊石子向上拋去，就會被地球的轉動拋在後面，而落在拋擲點的西面。 哥白尼答覆：由於受到本身重量壓力的物體主要屬於泥土性質，所以各個部分毫無疑問和它們的整體保持同樣的性質。 反對理由：如果地球轉動，它就會因離心力的作用變得土崩瓦解。 哥白尼答覆：如果地球不轉動，那麼恆星的那些更龐大的球就必須以極大的速度轉動，這一來恆星就很容易被離心力拉得粉碎。 哥白尼答覆：離心力只在非天然的人為運動中找得到，而在天然的運動中，如地球和天體的運動中，則是找不到的。 哥白尼的主要貢獻：發表《天體執行論》，提出＂日心說＂ 哥白尼的“日心說”發表之前，“地心說”在中世紀的歐洲一直居於統治地位。自古以來，人類就對宇宙的結構不斷地進行著思考，早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張，只是當時缺乏依據，因此沒有得到人們的認可。 在古代歐洲，亞里士多德和托勒密主張“地心說”，認為地球是靜止不動的，其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉。這個學說的提出與基督教《聖經》中關於天堂、人間、地獄的說法剛好互相吻合，處於統治地位的教廷便竭力支援地心學說，把“地心說”和上帝創造世界融為一體，用來愚弄人們，維護自己的統治。因而“地心學”說被教會奉為和《聖經》一樣的經典，長期居於統治地位。 隨著事物的不斷髮展，天文觀測的精確度漸漸提高，人們逐漸發現了地心學說的破綻。到文藝復興運動時期，人們發現托勒密所提出的均輪和本輪的數目竟多達八十個左右，這顯然是不合理、不科學的。人們期待著能有一種科學的天體系統取代地心說。在這種歷史背景下，哥白尼的地動學說應運而生了。 約在1515年前，哥白尼為闡述自己關於天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文，他認為天體運動必須滿足以下七點： 不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心；地球只是引力中心和月球軌道的中心，並不是宇宙的中心；所有天體都繞太陽運轉，宇宙的中心在太陽附近；地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；在天空中看到的任何運動，都是地球運動引起的；在空中看到的太陽運動的一切現象，都不是它本身運動產生的，而是地球運動引起的，地球同時進行著幾種運動；人們看到的行星向前和向後運動，是由於地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現象了。 此外，哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星(土星、木星和火星)和兩顆內行星(金星、水星)的視運動。書中，哥白尼批判了托勒密的理論。科學地闡明瞭天體執行的現象，推翻了長期以來居於統治地位的地心說，並從根本上否定了基督教關於上帝創造一切的謬論，從而實現了天文學中的根本變革。 他正確地論述了地球繞其軸心運轉、月亮繞地球運轉、地球和其他所有行星都繞太陽運轉的事實。但是他也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規模。他認為星體執行的軌道是一系列的同心圓，這當然是錯誤的。他的學說裡的數學運算很複雜也很不準確。但是他的書立即引起了極大的關注，驅使一些其他天文學家對行星運動作更為準確的觀察，其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷，開普勒就是根據泰壽積累的觀察資料，最終推匯出了星體執行的正確規律。 這是一個前所未聞的開創新紀元的學說，對於千百年來學界奉為定論的托勒密地球中心說無疑是當頭一棒。 雖然阿里斯塔克斯比哥白尼提出日心學說早1700多年，但是事實上哥白尼得到了這一盛譽。阿里斯塔克斯只是憑藉靈感做了一個猜想，並沒有加以詳細的討論，因而他的學說在科學上毫無用處。哥白尼逐個解決了猜想中的數學問題後，就把它變成了有用的科學學說──一種可以用來做預測的學說，透過對天體觀察結果的檢驗並與地球是宇宙中心的舊學說的比較，你就會發現它的重大意義。 顯然哥白尼的學說是人類對宇宙認識的革命，它使人們的整個世界觀都發生了重大變化。但是在估價哥白尼的影響時，我們還應該注意到，天文學的應用範圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上來講，人們即使對哥白尼學說的知識和應用一竅不通，也會造出電視機、汽車和現代化學廠之類的東西。但是不應用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學說則是不可想象的。 僅僅考慮哥白尼學說對技術的影響就會完全忽略它的真正意義。哥白尼的書對伽利略和開普勒的工作是一個不可缺少的序幕。他倆又成了牛頓的主要前輩。是這兩者的發現才使牛頓有能力確定運動定律和萬有引力定律。 哥白尼的日心宇宙體系既然是時代的產物，它就不能不受到時代的限制。反對神學的不徹底性，同時表現在哥白尼的某些觀點上，他的體系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是侷限在一個小的範圍內的，具體來說，他的宇宙結構就是今天我們所熟知的太陽系，即以太陽為中心的天體系統。宇宙既然有它的中心，就必須有它的邊界，哥白尼雖然否定了托勒玫的“九重天”，但他卻保留了一層恆星天，儘管他迴避了宇宙是否有限這個問題，但實際上他是相信恆星天球是宇宙的“外殼”，他仍然相信天體只能按照所謂完美的圓形軌道運動，所以哥白尼的宇宙體系，仍然包含著不動的中心天體。但是作為近代自然科學的奠基人，哥白尼的歷史功績是偉大的。確認地球不是宇宙的中心，而是行星之一，從而掀起了一場天文學上根本性的革命，是人類探求客觀真理道路上的里程碑。 哥白尼的偉大成就，不僅鋪平了通向近代天文學的道路，而且開創了整個自然界科學向前邁進的新時代。從哥白尼時代起，脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發展。