物理关于宇宙的秘密

发布时间:2014-12-22    编辑:物理学法小组    来源:网络&投稿

公元前140年,我国就有了关于太阳黑子的记录.公元461年,《宋书?天文志》描述了一次天琴座流星雨:“有流星数千万,或长或短,或大或小,并西行,至晓而止."500。年来人类文明前进的脚步总是伴随着逐步精细与精准的天象观测.

地心说的魅力

古希腊时期的天文学研究中影响力最大的是托勒密在公元140年提出的“地心说”.他提出用“本轮”和“均轮”的方法来解释天文现象.托勒密的研究方法在当时非常先进,能够预报行星的位置,预测日食、月食等常见天文现象,结果与实际观测到的现象基本吻合.由于托勒密的地心说体系迎合了基督教的教义精神,他的学说统治人们的思想近1500年之久.

随着科学技术的进步,天文观测的精度大大提高,地心说与实际观测的数据显示出来的误差明显加大.地心说的支持者们则创造了“圆轨道十圆轨道”,即用更多的“本轮”的叠加来解释新的观察现象.从此,复杂、繁琐的解释和计算与地心说画上了等号.

日心说的提出

1473年,一个彻底改变世人观念的人物哥白尼诞生了.哥白尼相信毕达哥拉斯的哲学思想,那就是“宇宙是和谐的,可以用简单的数字关系来表达宇宙规律”.1504年,木星和土星在太空中距离最近,但观察到的现象与预告竟然相差10天!地心说模型的复杂性和对预测的怀疑,促使哥白尼沿着更为简洁、更为和谐的方向去思考并构建天体运行的新模型.

大约在公元3世纪,古希腊的阿利斯托克曾提出“古代日心说”观点.柏拉图也高度赞美太阳,认为它与其他行星是迥然不同的.哥白尼受到这些思想的熏陶,对太阳有了更为形象的描述:“太阳在宇宙正中坐在其宝座上.在这壮丽的神殿里,有谁能将这个发光体放在一个更好的位置上以让它同时普照全宇宙?……于是我们在这样的安排中找到了这个世界美妙的和谐……”将太阳作为宇宙的中心,一切运动变得简单、清晰、和谐与美妙.

哥白尼提出日心说,花了20多年的时间.他的著作《天体运行论》,详细阐述了日心说等主要天文学观念,由于担心教会的迫害,直到临去世前他才将其公开发表.哥白尼的‘旧心说”其实也并不完美,他认为行星运行的轨道是一系列的同心圆,而且数学运算复杂也不太准确,但他的创新性的观点和挑战的精神激发了后人.恩格斯说:“自然科学终于从神学中解放出来了."

开普勒的贡献

谈到天体的运动,有一个人不得不说,那就是自幼喜欢观察日月星辰的第谷.1560年8月,第谷根据预报观察到一次清楚的日食,这使他对天文学产生了极大的兴趣.第咨进行了前后16个月的详细观察和记载,取得了惊人的结果,彻底动摇了亚里士多德的天体不变的学说,开辟了天文学发展的新领域.他的观测结果一般误差不超过。.5',最多为2',比哥白尼的学说准确20倍,几乎达到望远镜出现前的肉眼观测极限.第谷的大量极为精确的天文观测资料,为开普勒的工作创造了条件.第谷编著的《鲁道夫天文表》经开普勒完善,于1627年出版,成为当时最精确的天文表.

1599年,第谷看到年轻的开普勒写成的《神秘的宇宙》一书,十分欣赏作者的智慧和才能,立即写信给开普勒,热情邀请他做自己的助手,还给他寄去了路费.

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