“什么是地心说,日心说的依据

日心说：

通常认为完整的日心说宇宙模型是由波兰天文学家哥白尼在1543年发表的《天体运行论》中提出的,实际上在公元前300多年的赫拉克里特和阿里斯塔克就已经提到过太阳是宇宙的中心,地球围绕太阳运动

坚实的大地是运动的这一点在古代是令人非常难以接受的,而另一方面托勒密的地心说体系可以很好的和当时的观测数据相吻合,因此即使在《天体运行论》出版以后的半个多世纪里,日心说仍然很少受到的关注,支持者更是非常稀少

这里必须指出的一点是,近代以来关于罗马梵蒂冈的地心说和哥白尼的日心说的斗争是被严重夸大的布鲁诺1600年遭受的火刑,并非因为他支持日心说,而是因为他的泛神论等的宗教思想

事实上,直到1609年伽利略发明了天文望远镜,并以此发现了一些可以支持日心说的新的天文现象后,日心说才开始引起人们的关注这些天文现象主要是指：木卫体系的发现直接说明了地球不是宇宙的唯一中心,金星满盈的发现也暴露了托勒密体系的错误

然而,由于哥白尼的日心说所得的数据和托勒密体系的数据都不能与第谷的观测相吻合,因此日心说此时仍不具优势直至开普勒以椭圆轨道取代圆形轨道修正了日心说之后,日心说在于地心说的竞争中才取得了真正的胜利

哥白尼的日心说：

哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写题为《短论》的论文他规定地球有三种运动：

一种是在地轴上的周日自转运动

一种是环绕太阳的周年运动

一种是用以解释二分岁差的地轴的回转运动

哥白尼在他的《天体运行论》一书中认为天体运动必须满足以下七点：

不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心

地球只是引力中心和月球轨道的中心,并不是宇宙的中心

所有天体都绕太阳运转,宇宙的中心在太阳附近

地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的

在天空中看到的任何运动,都是地球运动引起的

在空中看到的太阳运动的一切现象,都不是它本身运动产生的,而是地球运动引起的,地球同时进行着几种运动

人们看到的行星向前和向后运动,是由于地球运动引起的地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象

哥白尼用以支持他的学说的论据,主要属于数学性质他认为一个科学学说是从某些假说引伸出来的一组观念他认为真正的假说或者定理必须能够做到下面两件事情：

它们必须能够说明天体所观测到的运动

它们必须不能违背毕达哥拉斯关于天体运动是圆周的和均匀的论断

当时有许多反对的观点,但是用当时的知识进行了反驳

反对理由：如果地球在转动,空气就会落在后面,而形成一股持久的东风

哥白尼答复：空气含有土微粒,和土地是同一性质,因此逼得空气要跟着地球转动

哥白尼答复：空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连接着的

反对理由：一块石子向上抛去,就会被地球的转动抛在后面,而落在抛掷点的西面

哥白尼答复：由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质,所以各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质

反对理由：如果地球转动,它就会因离心力的作用变得土崩瓦解

哥白尼答复：如果地球不转动,那末恒星的那些更庞大的球就必须以极大的速度转动,这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎

哥白尼答复：离心力只在非天然的人为运动中找得到,而在天然的运动中,如地球和天体的运动中,则是找不到的

地心说：

地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说它最初由古希腊学者欧多克斯提出,后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来

托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动从地球向外,依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,在各自的圆轨道上绕地球运转其中,行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动,而本轮又沿均轮绕地运行在太阳、月球行星之外,是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天再外面,是推动天体运动的原动天下面是这种学说的示意图：

地心说是世界上第一个行星体系模型尽管它把地球当作宇宙中心是错误的,然而它的历史功绩不应抹杀地心说承认地球是“球形”的,并把行星从恒星中区别出来,着眼于探索和揭示行星的运动规律,这标志着人类对宇宙认识的一大进步地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行,托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念,设计出了一个本轮均轮模型按照这个模型,人们能够对行星的运动进行定量计算,推测行星所在的位置,这是一个了不起的创造在一定时期里,依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象,因而在生产实践中也起过一定的作用

地心说中的本轮均轮模型,毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的,他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度,才使这个模型和实测结果取得一致但是,到了中世纪后期,随着观察仪器的不断改进,行星位置和运动的测量越来越精确,观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差,就逐渐显露出来了

但是,信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的,却用增加本轮的办法来补救地心说当初这种办法还能勉强应付,后来小本轮增加到80多个,但仍不能满意地计算出行星的准确位置这不能不使人怀疑地心说的正确性了到了16世纪,哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上,终于创立了“日心说”从此,地心说便逐渐被淘汰了

简单的说,“地心说”就是以地球为宇宙的中心,“日心说”是以太阳为宇宙的中心

地心说的主要观点是地球是宇宙的中心，是静止不动的，而其它的星球都环绕着地球而运行。日心说的主要观点是关于天体运动的和地心说相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球。

地心说的观点认为，地球位于宇宙中心静止不动。每个行星都在一个称为“本轮”的小圆形轨道上匀速转动，本轮中心在称为“均轮”的大圆轨道上绕地球匀速转动，但地球不是在均轮圆心，而是同圆心有一段距离。

日心说的观点则在前人研究学说基础上认为，地球是球形的。地球在运动，并且24小时自转一周。而太阳是不动的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。日心说的提出，使地心说的地位大不如前，逐渐被淘汰。

地心说与日心说

地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。

托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。再外面，是推动天体运动的原动天。下面是这种学说的示意图：

地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行，托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念，设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型，人们能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。在一定时期里，依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象，因而在生产实践中也起过一定的作用。

地心说中的本轮均轮模型，毕竟是托勒密根据有限的观察资料拼凑出来的，他是通过人为地规定本轮、均轮的大小及行星运行速度，才使这个模型和实测结果取得一致。但是，到了中世纪后期，随着观察仪器的不断改进，行星位置和运动的测量越来越精确，观测到的行星实际位置同这个模型的计算结果的偏差，就逐渐显露出来了。

但是，信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的，却用增加本轮的办法来补救地心说。当初这种办法还能勉强应付，后来小本轮增加到80多个，但仍不能满意地计算出行星的准确位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。到了16世纪，哥白尼在持日心地动观的古希腊先辈和同时代学者的基础上，终于创立了“日心说”。从此，地心说便逐渐被淘汰了。

日心说:认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都绕太阳转动，日心说又称为“日心地动说”或“日心体系”。十六世纪，波兰天文学家哥白尼经过近四十年的辛勤研究，在分析过去的大量资料和自己长期观测的基础上，于1543年出版的《天体运行论》中，系统地提出了日心说。在托勒密的地心体系中，每个行星运动都含一年周期成分，但托勒密对此无法作出合理的解释。哥白尼认为，地球不是宇宙的中心，而是一颗普通行星，太阳才是宇宙的中心，行星运动的一年周期是地球每年绕太阳公转一周的反映。哥白尼体系另一些内容是：

①水星、金星、火星、木星、土星五颗行星和地球一样，都在圆形轨道上匀速率地绕太阳公转。

②月球是地球的卫星，它在以地球为中心的圆轨道上，每月绕地球转一周，同时跟地球一起绕太阳公转。

③地球每天自转一周，天穹实际上不转动，因地球自转才出现日月星辰每天东升西落的现象。

④恒星和太阳间的距离十分遥远，比日地间的距离要大得多。哥白尼曾列举了许多主张地球自转和行星绕太阳公转的古代学者名字，他发扬了这些学者的思想，竭尽毕生精力，经过艰辛的观测和数学计算，以严格的科学论据建立了日心体系。后来的观测事实不断地证实并发展了这一学说。

限于当时的科学发展水平，哥白尼的日心说也有缺点和错误，这就是：

①认为太阳是宇宙的中心，实际上，太阳只是太阳系中的一个中心天体，不是宇宙的中心；

②沿用了行星在圆轨道作匀速圆周运动的旧观念，实际上行星轨道是椭圆的，运动速度的大小也不是恒定的。

汪洁的《天空的琴弦》是一本非常有意思的书，它一点都不枯燥，充满了故事性趣味性。科普读物在人们的眼里是严谨和枯燥的，但作者用虚构的小说化写法，使得一个个天文学家的故事可读性更高，让人有兴趣读下去，跟随作者的视角去了解天文学的发展历程，去探索宇宙的奥秘，去探秘未知的世界。作者虽然采用了小说化写法，但力求做到知识都是准确无误的。

人类探索天文的历史其实也是一部人类追求科学的历史，2500年以来人类一步步走出愚昧，产生理性，诞生了科学。回顾天文学的发展史，让人敬佩的是一代代科学家、天文学家为了人类文明的进步，孜孜不倦呕心沥血的工作，数十年如一日的监测星空，枯燥且严谨的演算公式，不畏教会的权威甚至于牺牲生命。他们展示了在追求科学真相的思维方式和求证方法，这就是科学精神，怀疑、探索、实证和理性。

我仍记小时仰望星空时，那满天的繁星犹如宝石般的眼睛，那银带般的银河更是充满了神秘感，使我的思绪遨游夜空。一个个美丽的神话故事过早的扎根在我的心底，随着年岁与知识的增长，我对身处的宇宙有了一个基本的认识：地球不过是太阳系中的一颗适宜生命的行星，太阳系不过是银河系中的一个恒星系，银河系也不过是本星系中的一个漩涡星系，而本星系群不过是宇宙中无数个星系中的医院。我们的宇宙诞生与138亿年前的一次大爆炸，我们的宇宙在不断的膨胀，而且在加速膨胀。然而这些知识并不是一蹴而就的，一代又一代天文学家付出毕生心血，把人类对宇宙的认识提高到一个又一个新的高度。

天文学史要从古希腊说起，古希腊是一个政治民主，思想开放，言论自由的国度。2500年前数学家毕达哥拉斯提出了地球是球体的设想，在此之前，人们认为天是圆的，地是方的。毕达哥拉斯认为自然之美就是图形和数字之美，而球体是最完美的，可惜的是缺乏实证。100多年后，哲学家亚里士多德再次宣称地球是球体，他比毕达哥拉斯进步一些，采用了实证的方式。他给出了三个证据说明地球是球体。从海边看到一艘船离你而去，你总是看到船身消失，然后看到船帆消失。再有朝北极星方向走去，身后总会有一些星星消失在地平线，前方总会慢慢升起一些星星。最后是月食的发生，月亮的边缘是圆弧形的，那是地球的影子。亚里士多德是第一个通过实证的方式而非思辨的方式，去思考我们大地形状的人。

柏拉图提出“拯救现象”，他对毕达哥拉斯的说法提出疑问，他的徒弟欧多克斯提出了同心球理论，作者说如果放在现代，欧多克斯肯定能拿奥数金牌，因为这个同心球理论需要非常精深的几何知识，而且巧妙到让人窒息。又过了100多年，阿波罗尼提出了“本轮均轮”说，对欧多克斯提出了同心球理论做出了修正，行星除了绕地球匀速圆周运动外，本身也绕一个中心做圆周运动。

400年后，又一个天才出现了，托勒密提出了“地心说”理论。他画出了一个基本的宇宙图像，他为每个本轮和均轮都根据自己的天文观测详细的设计了大小、角度和速度值，并且以此来计算预测天体位置。他晚年著作《天文学大成》，作为天文学教科书1500年不变。

时间推进到1495年，一个伟大的天文学家哥白尼提出了日心说，就是太阳是宇宙中心的说法，地球和五大行星都是围绕太阳运转的，但他写的著作是《关于天体运行的假说》。这里要说明一点是中世界的欧洲，宗教裁判的权威可比任何法院都大，甚至可以剥夺一个人的生命。《圣经》上说太阳是围绕地球旋转，任何与《圣经》相违背的学说都是大逆不道的，所以哥白尼写的是假说。

直到1601年，开普勒首次提出了行星与太阳之间隐秘的数学关系，他称得上是人类英雄。1609年，伽利略用镜片发明了望远镜，他通过观察记录，证明了日心说是对的。并且解释了人类2000年的疑惑：地球自转，为什么我们感受不到？这可以用伽利略相对性原理解释：力学规律在惯性内保持不变。通俗地，地球上的一切都参与了地球的运动，整个地球就是一个巨大的惯性力，就好像在封闭的船舱中，人们无法感知船在均速行驶还是静止。

伽利略解释了地球自转的原因，还有一个困惑了人们2000年的问题，如果地球是一个球体，为什么“下面”的人掉不下去那？那么是谁解答了这个问题，他就是牛顿。

24岁的牛顿发现了这个宇宙中最基本的规律：万有引力。它是一把人类开启宇宙奥秘的钥匙，在天文学上有着不可估量的作用。这里要说说牛顿这个人，他用自己一生诠释了“人无完人”这个普遍规律。据后学者充分的考据，牛顿是这样分配他一生的时间的：三分之一用来研究《圣经》的年代学，三分之一时间用来研究炼金术，剩余的三分之一时间用来顺便研究物理、数学、天文等自然学科。牛顿还是一个怪人，他心胸不广，气量偏小，不爱说话，喜爱记仇。他有一个冤家胡克，也是一个大师级科学家，两人互相看着不顺眼。牛顿写《自然哲学的数学原理》第三卷写的特别数学化，明显比前两章艰深难懂。牛顿解释说为了让胡克看不懂。那个老家伙数学不好。可见，人无完人，每个人都是有缺点的。

接下来哈雷发现了恒星不恒，1838年德国职业数学家兼天文学家贝塞尔跑完了持续300多年的接力棒的最后一棒—天鹅61星的周年视差被测定为031角秒。反对哥白尼日心说的最后一座城堡被攻破，至此，持续了300多年的托勒密和哥白尼执政终于画上了句号，哥白尼完胜。

之所以简略叙述了天文学史上地心说和日心说发展和争执的过程，一个是因为我很感兴趣，再一个证明了是科学理论不会宣传自己豪无条件绝对正确。科学通过观察、假设、验证这套方法，可以保证理论不断迭代更新，越来越客观的接近真相。

近代200年来，天文学发展特别迅速，这还得益于高精密仪器的发明。人类一点点扩大探索的领域，从银河系到其他星系，从宇宙的由来到宇宙的最终去向，从宇宙的微波辐射、星际有机分子、类星体、脉冲星到暗物质、暗能量。宇宙是无限大的，它正在加速膨胀。因为不断探索宇宙，人类才知道自己的渺小。也许在将来，我们终能发现适合人类生存的一个星球。这并不是不可能，回顾历史，当时的人类也是不会相信现在发现的奥秘，而我们有什么理由不能放开想象呢？

公元二世纪，古希腊天文学家托勒密(90—168年)创立了地心宇宙体系，提出地球静止在宇宙中心，日、月、星辰沿圆形轨道围绕地球作昼夜旋转。在以后的一千多年里，托勒密的地心说被世人奉为经典，后来更被教会所利用，成为上帝创造世界的理论支柱。 在15、16世纪，随着社会生产力的提高和航海事业的发展，推进了对天象的观测，人们对宇宙的认识开始发生革命性的改变。1543年，波兰天文学家哥白尼（1477—1543）出版了他的不朽著作《天体运行论》，提出了太阳中心说，认为：地球不是宇宙的中心，太阳是宇宙的中心，行星都绕太阳运转；地球是围绕太阳运转的一颗普通行星，本身在自转着；月球是地球的卫星，地球带着月球绕日运行；行星在太阳系中的排列次序是土、木、火、地、金、水，它们的绕日周期分别是30年、12年、2年、1年、9月、88天。

相同点：地球是球形的。

不同点：

地心说

地球静止不动，处于宇宙中心，而且，日月星辰绕着地球转，并且每天做一次圆周运动

日心说

太阳是不动的，处于宇宙的中心，地球以及其他的行星绕着太阳在运动，并且地球24小时自转一周

简单的说,“地心说”就是以地球为宇宙的中心,“日心说”是以太阳为宇宙的中心

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