2.哥白尼与日心说的创立.ppt

哥白尼与日心说的创立 地球的运动 一 哥白尼生平 哥白尼 1473 1543 现代天文学创始人 他的最大贡献是提出了 日心动动说 体系 推翻了统治天文学领域长达一千多年的 地心说 体系要 打开了自然科学的大门 哥白尼创立的日心说 即名著 天体运行论 的发表 不但是天文学上的一次伟大革命 推动了天文学研究的飞速发展 而且引起了人类宇宙观的重大革新 沉重地打击了封建神权的统治 从此自然科学便开始从神学中解放出来 哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人 他用毕生的精力去研究天文学 为后世留下了宝贵的遗产 一 哥白尼生平 哥白尼1473年2月19日生于波兰东部的托伦 他的父亲是一位曾经当过市长的商人 母亲是一位富商的女儿 哥白尼有一个哥哥和两个姊姊 他是家中最小的孩子 在他10岁时 父亲染上瘟疫死亡 全家由舅父务卡施接济 哥白尼在文化名城沃茨瓦维克读了中学 18岁时就读于波兰旧都的克莱考大学 学习医学期间对天文学产生了兴趣 一 哥白尼生平 1496年 23岁的哥白尼来到文艺复兴的策源地意大利 在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律 医学和神学 这期间 他有幸结识了文艺复兴的杰出人物达 芬奇 并且拜敢于向旧观念挑战的学者诺瓦拉为 师 正是在诺瓦拉的影响下 他开始对地心说产生了怀疑 后来他获得了费拉拉大学的宗教法博士学位 哥白尼作为一名医生 由于医术高明而被人们誉名为 神医 哥白尼成年的大部分时间是在费劳恩译格大教堂任职当一名教士 哥白尼并不是一位职业天文学家 他的成名巨著是在业余时间完成的 一 哥白尼生平 1506年哥白尼回到波兰 担任他舅父的医生和秘书 1512年他舅父去世 他将主要精力放在教士的责任和医学研究上 同时利用工作之余时间研究天文学 在弗伦堡30年间 他建了一个小天文台 后来被称为 哥白尼塔 自17世纪以来 被人们作为天文学的圣地保存下来 他自制了各种仪器 孜孜不倦地从事天文观测和研究达30多年 并通过前人的观测结果 进行哲学思考与数学计算 逐渐形成了自己的天文学体系 一 哥白尼生平 围绕着太阳运动 只有月亮才真正围绕地球旋转 1533年 60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演 哥白尼经过长年的观察和计算终于完成了他的伟大著作 天体运行论 但直到他临近古稀之年才终于决定将它出版 1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄来的一部他写的书 还是在意大利期间 哥白尼就熟悉了希腊哲学家阿里斯塔克斯 前三世纪 的学说 确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的 他在1510年写成的 浅说 初稿中指出 太阳是宇宙的中心体 地球和行星都 一 哥白尼生平 和现在的60 27倍相比 误差只有万分之五 由于呕心沥血的辛勤劳动 从1542年起哥白尼健康日益恶化 经常出血 中风 1543年5月24日 哥白尼与世长辞 终年70岁 据说他闭目的时候 还用冰冷的双手抚摸着刚刚印好的 天体运动论 样书 可惜当时的他已经因为脑溢血而双目失明 他在 天球运行论 中观测计算所得数值的精确度是惊人的 例如 他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒 比现在的精确值约多30秒 误差只有百万分之一 他得到的月亮到地球的平均距离是地球半径的60 30倍 因此没有得到人们的认可 在古代欧洲 亚里士多德和托勒密主张 地心说 认为地球是静止不动的 其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转 这个学说的提出与基督教 圣经 中关于天堂 人间 地狱的说法刚好互相吻合 处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说 因而 地心说 说长期居于统治地位 二 哥白尼日心说的创立 哥白尼的 日心说 发表之前 地心说 在中世纪的欧洲一直居于统治地位 自古以来 人类就对宇宙的结构不断地进行着思考 早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张 只是当时缺乏依据 克昂的学校 被称为逍遥学派 马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物 亚里士多德是世界古代史上百科全书式的人物 他创立了形式逻辑学 丰富和发展了哲学的各个分支学科 对科学作出了巨大的贡献 亚里士多德 前384 前322年 古希腊斯吉塔拉人 世界古代史上最伟大的哲学家 科学家和教育家 是柏拉图的学生 亚历山大的老师 公元前335年 他在雅典办了一所叫吕 1亚里士多德及其地心说 系统而深入的研究是值得的 我们应当通过实验和逻辑分析 得出自已的结论 亚里士多德的这种反传统 反对迷信与神秘主义的主张 对西方文化产生了深远的影响 亚里士多德的著作所表述的观点是 人类生活及社会的每个方面 都是思考与分析的客体 宇宙万物不被神 机会和幻术所控制 而是遵循着一定的规律运行 人类对自然界进行 1亚里士多德及其地心说 一本百科全书 内容涉及天文学 动物学 胚胎学 地理学 地质学 物理学 解剖学 生理学 总之 涉及古希腊人已知和各个学科 他的著作包含三个方面 一是前人的知识积累 二是助手们为他所作的调查与发现 三是他自已独立的见解 亚里土多德对世界的贡献之大 令人震惊 他至少撰写了170种著作 其中流传下来的有47种 当然 仅以数字衡量是远远不够的 更为重要的是他渊博的学识令人折服 他的科学著作 在那个年代简直就是 1亚里士多德及其地心说 在他死后几百年中 没有一个人象他那样对知识有过系统考察和全面掌握 他的著作是古代的百科全书 他的思想对人类产生了深远的影响 他创立了形式逻辑学 丰富和发展了哲学的各个分支学科 对科学等作出了巨大的贡献 亚里士多德一生勤奋治学 作为一位最传大的 百科全书式的科学家 亚里士多德对世界的贡献无人可比 他还是一位真正哲学家 对哲学的几乎每个学科都作出了贡献 亚里士多德集中古代知识于一身 1亚里士多德及其地心说 反对原子论 不承认有真空存在 他还认为物体只有在外力推动下才运动 外力停止 运动也就停止 在生物学方面 他对五百多种不同的植物动物进行了分类 至少对五十多种动物进行了解剖研究 指出鲸鱼是胎生的 还考察了小鸡胚胎的发育过程 亚历山大大帝在远征途中经常给他捎回各种动植物标本 在天文学方面 他认为运行的天体是物质的实体 地是球形的 是宇宙的中心 地球和天体由不同的物质组成 地球上的物质是由水气火土四种元素组成 天体由第五种元素 以太 构成 在物理学方面 他 1亚里士多德及其地心说 力的合成等 亚里士多德的逻辑学著作后来由他的注释者汇编成书 取名叫作 工具论 他们继承了亚里士多德的看法 认为逻辑学既不是理论知识 又不是实际知识 只是知识的工具 工具论 主要论述了演绎法 为形式逻辑奠定了基础 对这门科学的发展具有深远的影响 在教育方面 他认为理性的发展是教育的最终目的 主张国家应对奴隶主子弟进行公共教育 使他们的身体 德行和智慧得以和谐地发展 亚里士多德还曾提出许多数学和物理学的概念 如极限 无穷数 1亚里士多德及其地心说 9个等距天层 由里到外的排列次序是 月球天 水星天 金星天 太阳天 火星天 木星天 土星天 恒星天和原动力天 此外空无一物 各个天层自己不会动 上帝推动了恒星天层 恒星天层才带动了所有的天层运动 人居住的地球 静静地屹立在宇宙的中心 地心说是亚里士多德的首创 他认为宇宙的运动是由上帝推动的 他说 宇宙是一个有限的球体 分为天地两层 地球位于宇宙中心 所以日月围绕地球运行 物体总是落向地面 地球之外有 1亚里士多德及其地心说 上知天文 下识地理的托勒密作为作为一位出生于埃及的古希腊地理学家 天文学家 数学家 他从公元127年至151年间在埃及的亚历山大城进行天文观测 托勒密总结了希腊古代天文学的成就 把自希腊天文学家阿波隆尼以来用偏心圆或小轮体系解释天体运动的地球中心说加以系统化和论证 克罗狄斯 托勒密 公元90年 168年 生于埃及 父母都是希腊人 公元127年 年轻的托勒密被送到亚历山大去求学 在那里 他阅读了不少的书籍 并且学会了天文测量和大地测量 2托勒密对地心说的发展 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 地球的那个圆叫 均轮 每个小圆叫 本轮 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 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 2托勒密对地心说的发展 2 用几种圆周轨道不同的组合预言了行星的运动位置 与实际相差很小 相比以前的体系有所改进 还能解释行星的亮度变化 3 地球不动的说法 对当时人们的生活是令人安慰的假设 也符合基督教信仰 托勒密的天体模型之所以能够流行千年 是有它的优点和历史原因的 它的主要特点是 1 绕着某一中心的匀角速运动 符合当时占主导思想的柏拉图的假设 也适合于亚里士多德的物理学 易于被接受 2托勒密对地心说的发展 星和日月是离我们较近的一群天体 这是把太阳系从众星中识别出来的关键性一步 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 据此 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 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 首先 它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体 其次 从恒星天体上区分出行 2托勒密对地心说的发展 到的行星运动情况 并取得了航海上的实用价值 从而被人们广为信奉 通过本轮和均轮的复合 也可以解释一些现象 甚至还可以在一定程度上正确地预测天象 如可以预测日食月食 因而在生产实践中也起过一定的作用 所以一直被作为正统思想所接受 在当时的历史条件下 托勒密提出的行星体系学说 是具有进步意义的 托勒密这个不反映宇宙实际结构的数学图景 却较为完满的解释了当时观测 2托勒密对地心说的发展 经 中关于天堂 人间 地狱的说法刚好互相吻合 处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说 把 地心说 和上帝创造世界融为一体 用来愚弄人们 维护自己的统治 因而 地心学 说被教会奉为和 圣经 一样的经典 长期居于统治地位 地心说 认为地球是静止不动的 其他的星体都围着地球这一宇宙中心做圆周运动 这既符合人们的日常生活经验 同时也因为圆是非常完美简洁的形状 而且这个学说的提出与基督教 圣 2托勒密对地心说的发展 和推理的方法 去发现天体运行的原因和规律 这正是托勒密学说中富有生命力的部分 因此 尽管托勒密的 地球中心学说 和神学家的宇宙观不谋而合 但是两者是有本质区别的 一个是科学上的错误结论 一个是愚弄人类 妄图使封建统治万古不变的弥天大谎 地球是宇宙的中心 的说法 正好是 神学家的天空 的基础 中世纪的神学家吹捧托勒密的结论 却隐瞒了托勒密的方法论 托勒密建立了天才的数学理论 企图凭人类的智慧 用观测 演算 2托勒密对地心说的发展 种 修补 工作 使托勒密的体系变得越来越复杂 每个行星需要不止一个本轮 总数达80个以上的 轮上轮 并且还要引入 偏心点 和 偏心等距点 等复杂概念 这就使它缺少简洁性 而简洁性正是科学家们所追求的 对天文学的研究也就一直停留在这个水平上 但是在以后的许多世纪里 大量的观测资料累积起来了 只用托勒密的 本轮 不足以解释天体的运行 这就需要增添数量越来越多的 本轮 后代的学者致力于这 2托勒密对地心说的发展 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 随着观测技术的进步 尤其是到文艺复兴运动时期 人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的理论过于烦琐 这显然是不合理 不科学的 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 2托勒密对地心说的发展 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 当然 这就更强引起了坚持简洁的哥白尼对托勒密的系统产生了怀疑 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 2托勒密对地心说的发展 了太阳上 从此 地心说便逐渐被淘汰了 哥白尼指出地球不是宇宙的中心 而是同五大行星一样围绕太阳这个不变的中心运行的普通行星 其自身又以地轴为中心自转 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 为了简化理论 更好的符合实际观测的结果 哥白尼将不动点从地球移动到 2托勒密对地心说的发展 的一群天体 这是把太阳系从众星中识别出来的关键性一步 托勒密本人声称他的体系并不具有物理的真实性 而只是一个计算天体位置的数学方案 至于教会利用和维护地心说 那是托勒密死后一千多年的事情了 教会之所以维护地心说 只是想歪曲它以证明教义中描绘的天堂人间地狱的图像 所以 托勒密的宇宙学说同宗教本来并没有什么必然的联系 但应当说 在当时的历史条件下 托勒密提出的行星体系学说 是具有进步意义的 首先 它肯定了大地是一个悬空着的没有支柱的球体 其次 从恒星天体上区分出行星和日月是离我们较近 2托勒密对地心说的发展 他将太阳而不是地球放置在整个已知宇宙的中心 他是人类有史以来日心说的最早提倡者 但是在当时的古希腊 他的宇宙观和杰出的智慧并未能被当时的人们所理解 并被亚里士多德和托勒密的才华之光芒所掩盖 直到16世纪 哥白尼才很好地发展和完善了阿里斯塔克斯的宇宙观和理论 阿里斯塔克斯 约公元前310年 约公元前230年 生于古希腊 是人类历史上有记载的首位提倡日心说的天文学者 是古希腊时期 也是人类歴史上有记载的最伟大的天文学家 数学家 3日心说的历史 早提出日心说的人 也是最早测定太阳和月球对地球距离的近似比值的人 阿利斯塔克的研究 开创了人类用科学的方法来研究天体的距离和大小的历史 表明了天体并不是神秘莫测的 是可以用科学的方法对它们进行研究的 阿利斯塔克就认为 地球每天在自己的轴上自转 每年沿圆周轨道饶日一周 天上的太阳和恒星是固定不动的 太阳在宇宙的中心 而地球则是围绕着太阳的圆形轨道在运行 他是历史上最 3日心说的历史 太阳与固定的恒星不会运动 地球绕太阳运行 地球的轨道为圆形 太阳位于该圆的中心 固定的恒星距离太阳与地球极为遥远 阿里斯塔克斯提出日心论的论文已经遗失 我们之所以知道它的存在 是因为一些后代学者曾经提起 包括阿基米德 阿基米德指出阿里斯塔克斯日心宇宙模型的重点为 3日心说的历史 阿里斯塔克斯设想 若地球沿巨大的圆周绕太阳移动 它有时会比较靠近某些恒星 有时又会离它们较远 除非恒星距离地球极远 否则在地球靠近或远离恒星群时 它们看起来应该会扩大或缩小 但是由于并未发生这种现象 因此地球必然是在极大的宇宙中不断运动 阿里斯塔克斯认为是由于地球每日一周地旋转 给予我们天空绕地球转动的印象 因此 阿里斯塔克显然了解地球是球体 而天空看起来像在旋转 其实是地球每日的旋转所造成的 3日心说的历史 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 但阿利斯塔克的见解当时没有人表示理解或接受 因为这与人们肉眼看到的表观景象不同 而且对恒星视差的观测也没有支持他地球在动的理论 坚实的大地是运动的这一点在古代是令人非常 3日心说的历史 在此期间 他很关心教区贫民的疾苦 他兼做医生 热情为贫民服务 由于他医道高明 获得人们的广泛赞赏 他了解到山区贫民用水困难 但利用教堂的钟楼 自建土水塔 将水通过管道送到贫民家中 由于他人贫民做了很多好事 当地人民很敬仰他 1499年 哥白尼毕业于意大利的博洛尼亚大学 他回到波兰跟叔父一起工作 任天主教教士 其叔父是费琅堡天主教大教堂的主教 哥白尼当时住在教堂的顶楼 因此可以长期进行天文观测 3日心说的历史 而证实了亚里士多德关于地球呈球状的论断 在定居弗隆堡时 他曾多次站在波罗的海岸边观察帆船 有一次 哥白尼请求一艘帆船在桅顶绑上一个闪光的物体 他站在岸边看着这艘帆船慢慢驶运 他描写这次观察的情况说 随着帆船的远去 那个闪光的物体逐渐降落 最后完全隐没 好像太阳下山一样 这次观察使他得出一个结论 就连海面也是圆形的 哥白尼对天文学的爱好由来已久 为了搞清地球的形状 他曾多次作过间接的观测 早在1500年11月6日 他就在罗马近郊的一个高岗上观测月食 研究地球投射在月球表面的弧状阴影 从 4哥白尼日心说的形成过程 那个时候 人们相信的是1500多年前希腊科学家托勒密创立的宇宙模式 托勒密认为地球是宇宙的中心且静止不动 日 月 行星和恒星均围绕地球运动 而恒星远离地球 位于太空这个巨型球体之外 然而 经仔细观测 科学家们发现行星运行规律与托勒密的宇宙模式不吻合 哥白尼回到波兰 在任天主教教士的同时 他倾注于天文学的研究和观测 他利用教堂的箭楼建立了一个小小的天文观测台 并自制了一些观测仪器 进行观测和计算 并三十年如一日 持之以恒 3日心说的历史 轨道绕地球作圆周运动 几百年之后 这一模式的漏洞越来越明显 科学家们又在这个模式上增加了许多轨道 行星就这样沿着一道又一道的轨道作圆周运动 哥白尼想用 现代 16世纪的 技术来改进托勒密的测量结果 以期取消一些小轨道 一些科学家修正了托勒密的宇宙轨道学说 在原有的轨道 或称小天体轨道 上又增加了更多的天体运行轨道 这一模式使每颗行星都沿着一个小轨道作圆周运行 而小轨道又沿着该行星的大 3日心说的历史 哥白尼想知道在另一个运行着的行星上观察这些行星的运行情况会是什么样的 基于这种设想 哥白尼萌发了一个念头 假如地球在运行中 那么这些行星的运行看上去会是什么情况呢 这一设想在他脑海里变得清晰起来了 在长达近20年的时间里 哥白尼不辞辛劳日夜测量行星的位置 但其测量获得的结果仍然与托勒密的天体运行模式没有多少差别 3日心说的历史 经过20年的观测 哥白尼发现唯独太阳的周年变化不明显 这意味着地球和太阳的距离始终没有改变 如果地球不是宇宙的中心 那么宇宙的中心就是太阳 他立刻想到如果把太阳放在宇宙的中心位置 那么地球就该绕着太阳运行 在此后的一年里 哥白尼在不同的时间 不同的距离从地球上观察行星 每一个行星的情况都不相同 这是他意识到地球不可能位于星星轨道的中心 3日心说的历史 动 即自转 公转和地轴回旋运动 就可以一下子使问题简捷许多 而地心说的倡导者们 为了建立一种地心体系 把地球自身的运动强加给了其他天体 使其宇宙体系不必要的复杂化了 哥白尼通过分析行星运动的资料 发现每个行星都有三种共同的周期的运动 即周日 周年和相当于 岁差 的周期运动 如果将这三种周期运动都归为地球的运 4哥白尼日心说的形成过程 2 地球只是引力中心和月球轨道的中心 并不是宇宙的中心 3 所有天体都绕太阳运转 宇宙的中心在太阳附近 4 地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的 哥白尼在1510年为阐述自己关于天体运动学说的基本思想的一篇题为 浅说 的论文中 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 4哥白尼日心说的形成过程 7 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了 以后哥白尼又根据亲自获得的20多项新的观测事实以及大量复杂的数学计算结果 对初稿进行许多补充修改 1530年 终于圆满地完成了日心说的建立工作 5 在天空中看到的任何运动 都是地球运动引起的 6 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 4哥白尼日心说的形成过程 还是迟迟不敢发表 直到在他临近古稀之年才终于决定将它出版 1543年5月24日 垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商从纽伦堡寄来的 天体运行论 样书 他只摸了摸书的封面 便与世长辞了 1533年 60岁的哥白尼在罗马做了一系列的讲演 提出了他的学说的要点 并未遭到教皇的反对 但是他却害怕教会会反对 甚至在他的书完稿后 由于害怕教会的惩罚 4哥白尼日心说的形成过程 2 地球在运动 并且24小时自转一周 因为天空比大地大的太多 如果无限大的天穹在旋转而地球不动 实在是不可想象 3 太阳是不动的 而且在太阳系中心 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 哥白尼在他的 天体运动论 中明确宣布 1 地球是球形的 如果在船桅顶放一个光源 当船驶离海岸时 岸上的人们会看见亮光逐渐降低 直至消失 4哥白尼日心说的形成过程 4 地球和其他行星的运行轨道是椭圆而不是圆 不做圆周运动 但哥白尼通过假设地动 就把托勒密体系的近80个圆 一下子减少为34个 因而也就比托勒密体系简捷得多 当然 日心说在证明地球是围绕太阳转的同时 也有错误 1 太阳并非宇宙中心 而是太阳系的中心 2 地球并非是引力的中心 3 天空中看到的任何运动 不全是地球运动引起的 4哥白尼日心说的形成过程 前一个问题其实是亚里士多德很早就提出过的 后一个问题则是托勒密提出来的 这是古代人对地动说的质疑 哥白尼学说在当时并不为人们所广泛承认 客观上也有其科学认识上的难题 一是为什么测不出恒星的视差 二是为什么感觉不到地球的运动 4哥白尼日心说的形成过程 哥白尼为了解决这个问题 进行多年的观测 却没有结果 他认为 这是恒星太远视并太小的缘故 这是对的 但在当时是难以令人信服的 他自己也不满意 为什么测不出恒星的视差 如果地球是运动的 从地球上观测恒星 就应该发现它在宇宙背景上的位移差别 天文学上常用这种视差来测定天体的距离 可没有发现恒星有这种视差位移 4哥白尼日心说的形成过程 至地球本身也将会因旋风的转动而土崩瓦解 分裂为碎片 哥白尼解释说 这是因为地球的运动已分给了那些物体 它们稳定地随地球一起运动 犹如一个整体 所以也就感觉不到地球的运动 这就像做船时看到岸上的树木在运动一样 为什么感觉不到地球的运动 托勒密提出 如果地球在宇宙空间转动 地球上一切东西就会飞散 竖直上抛的物体将不能落回原处 天空中的飞鸟和浮云也将被抛在后面 甚 4哥白尼日心说的形成过程 有限论 虽然哥白尼的观点并不完全正确 但是他的理论的提出给人类的宇宙观带来了巨大的变革 哥白尼用这本书 虽然是胆怯地而且可说是只在临终时 来向自然事物方面的教会权威挑战 从此自然科学便开始从神学中解放出来 哥白尼的学说改变了那个时代人类对宇宙的认识 而且动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础 由于时代的局限 哥白尼只是把宇宙的中心从地球移到了太阳 并没有放弃宇宙中心论和宇宙 5哥白尼学说的伟大意义 的 地静天动 的宇宙学说值得怀疑 这就要求人们进一步去探索宇宙的秘密 从而推进了天文学和地理学的发展 1492年 意大利著名的航海家哥伦布发现新大陆 麦哲伦和他的同伴绕地球一周 证明地球是圆形的 这客观上也促使人们开始认真认识地球和太阳 日心说客观也顺应时代的发展 当时的欧洲 正是从封建社会向资本主义社会转变的关键时期 远洋航行需要丰富的天文和地理知识 从实际中积累起来的观测资料 使人们感到当时流行 5哥白尼学说的伟大意义 泛 从理论上来讲 人们即使对哥白尼学说的知识和应用一窍不通 也会造出电视机 汽车和现代化学厂之类的东西 但是不应用法拉第 麦克斯韦 拉瓦锡和牛顿的学说则是不可想象的 仅仅考虑哥白尼学说对技术的影响就会完全忽略它的真正意义 显然哥白尼的学说是人类对宇宙认识的革命 它使人们的整个世界观都发生了重大变化 但是在估价哥白尼的影响时 我们还应该注意到 天文学的应用范围不如物理学 化学和生物学那样广 5哥白尼学说的伟大意义 仅铺平了通向近代天文学的道路 而且开创了整个自然界科学向前迈进的新时代 从哥白尼时代起 脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展 哥白尼学说对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕 他俩又成了牛顿的主要前辈 是这两者的发现才使牛顿有能力确定运动定律和万有引力定律 作为近代自然科学的奠基人 哥白尼的历史功绩是伟大的 确认地球不是宇宙的中心 而是行星之一 从而掀起了一场天文学上根本性的革命 是人类探求客观真理道路上的里程碑 哥白尼的伟大成就 不 5哥白尼学说的伟大意义 但它简单 和谐的优越性还是得到许多人的拥护 这样 围绕日心 地心的争论一直都很激烈 直到牛顿力学的建立 恒星光行差 视差的发现 日心说才最终取代地心说 为人们所普遍接受 但在这争论的一百多年里 日心说经历了非常曲折的道路 甚至有人为此献出了生命 哥白尼的日心说不但与经典的思想相抵触 而且与人们的日常经验不符 甚至某些方面它与天文观测的相符性还不如地心说 主要是由于没有认识到行星运动为椭圆轨道所致 四 哥白尼的学说的传播 无畏战士 是捍卫真理的殉道者 1592年由于批判经院哲学和神学 反对地心说等 罪名 被捕入狱 最后被宗教裁判所判为 异端 烧死在罗马鲜花广场 主要著作有 论无限宇宙和世界 诺亚方舟 等 乔尔丹诺 布鲁诺 1548 1600 意大利思想家 自然科学家 哲学家和文学家 他捍卫和发展了哥白尼的日心说 并把它传遍欧洲 被世人誉为是反教会 反经院哲学的 1献身科学的勇士 布鲁诺 15岁那年当了多米尼修道院的修道士 并获得乔尔丹诺的教名 全凭顽强自学 终于成为当代知识渊博的学者 科学的殉道士乔尔丹诺 布鲁诺 1548年出生于意大利那不勒斯附近的诺拉镇 他家境贫寒 幼年丧失父母 靠神甫们收养长大 这个穷孩子自幼好学 1献身科学的勇士 布鲁诺 布鲁诺信奉哥白尼学说 所以成了宗教的叛逆 被指控为异教徒并革除了他的教籍 这位勤奋好学 大胆而勇敢的青年人 一接触到哥白尼的 天体运行论 立刻激起了他火一般的热情 从此 他便摒弃宗教思想 只承认科学真理 并为之奋斗终身 1献身科学的勇士 布鲁诺 过 尽管如此 布鲁诺仍然始终不渝地宣传科学真理 他到处作报告 写文章 还时常地出席一些大学的辩论会 用他的笔和舌毫无畏惧地积极颂扬哥白尼学说 无情地抨击官方经院哲学的陈腐教条 1576年 年仅28岁的布鲁诺不得不逃出修道院 并且出国长期漂流在瑞士 法国 英国和德国等国家 他四海为家 在日内瓦 图卢兹 巴黎 伦敦 维登堡和其他许多城市都居住 1献身科学的勇士 布鲁诺 物质的 无限的和永恒的 在太阳系以后还有无以数计的天体世界 人类所看到的只是无限宇宙中极为渺小的一部分 地球只不过是无限宇宙中一粒小小的尘埃 布鲁诺的专业不是天文学也不是数学 但他却以超人的预见大大丰富和发展了哥白尼学说 他在 论无限 宇宙及世界 这本书当中 提出了宇宙无限的思想 他认为宇宙是统一的 1献身科学的勇士 布鲁诺 由于布鲁诺是一位声望很高的学者 所以天主教企图迫使他当众悔悟 声名狼藉 但他们万万没有想到 一切的恐吓威胁利诱都丝毫没有动摇布鲁诺相信真理的信念 布鲁诺在天主教会的眼里 是极端有害的 异端 和十恶不赦的敌人 他们施展狡诈的阴谋诡计 以收买布鲁诺的朋友 将布鲁诺诱骗回国 并于公元1592年5月23日逮捕了他 把他囚禁在宗教判所的监狱里 接连不断地审讯和折磨竟达8年之久 1献身科学的勇士 布鲁诺 他向围观的人们庄严的宣布 黑暗即将过去 黎明即将来临 真理终将战胜邪恶 最后 他高呼 火 不能征服我 未来的世界会了解我 会知道我的价值 刽子手用木塞堵上了他的嘴 然后点燃了烈火 布鲁诺在熊熊烈火中英勇就义 天主教会准备处死布鲁诺布鲁诺被绑在广场中央的火刑柱上 他视死如归 面不改色地对这伙凶残的刽子手轻蔑地说 你们宣读判决时的恐惧心理 比我走向火堆还要大得多 1献身科学的勇士 布鲁诺 伟大的科学家就义了 但真理是不死的 随着科学的不断发展 到了 年 罗马宗教法庭不得不亲自出马 为布鲁诺平反并恢复名誉 布鲁诺死后 罗马教廷害怕人们抢走这位伟大思想家的骨灰来纪念他 匆匆忙忙的把他的骨灰连同泥土收集起来 抛洒在台伯河里 1献身科学的勇士 布鲁诺 2开普勒对哥白尼学说的发展 开普勒 1571 1630 是德国著名的天体物理学家 数学家 哲学家 他首先把力学的概念引进天文学 他还是现代光学的奠基人 制作了著名的开普 勒望远镜 他发现了行星运动三大定律 为哥白尼创立的 太阳中心说 提供了最为有力的证据 他被后世誉为 天空的立法者 2开普勒对哥白尼学说的发展 开普勒于1571年出生在德国的威尔德斯达特镇 这一年是哥白尼发表 天球运行论 后的第二十八年 哥白尼在这部伟大著作中提出了行星绕太阳而不是绕地球运转的学说 开普 勒就读于蒂宾根大学 1588年获得学士学位 三年后获得硕士学位 当时大多数科学家拒不接受哥白尼的日心说 在蒂宾根大学学习期间 他听到对日心学说所做的合乎逻辑的阐述 很快就相信了这一学说 2开普勒对哥白尼学说的发展 在蒂宾根大学毕业后 开普勒在格拉茨研究院当了几年教授 在此期间完成了他的第一部天文学著作 1596年 虽然开普勒在该书中提出的学说并不正确 但却从中非常清楚 地显露出他的数学才能和富有创见性的思想 于是伟大的天文学家第谷 布拉赫邀请他去布拉格附近的天文台给自己当助手 开普勒接受了这一邀请 1600年1月加入了第谷的行列 2开普勒对哥白尼学说的发展 第谷去世后 开普勒对第谷遗留下来的丰富资料进行了仔细的整理 分析和研究 通过艰苦而复杂的分析计算 以证实他的学说与第谷的观察相符合 最终建立了以他的名字命名的开普勒三大定律 开普勒定律在科学思想上表现出无比勇敢的创造精神 长期以业 人们对天体遵循完美的均匀圆周运动这一观念 从未有人敢怀疑 开普勒却毅然否定了它 这是个非常大胆的创见 事实上从某些方面来看 开普勒的成就甚至给人留下了更深刻的印象 他更富于创新精神 他所面临的数学困难相当巨大 2开普勒对哥白尼学说的发展 开普勒的定律给予亚里士多德派与托勒密派在天文学与物理学上极大的挑战 他主张地球是不断地移动的 行星轨道不是圆 而是椭圆形的 行星公转的速度不等恒 这些论点 大大地动摇了当时的天文学与物理学 由于利用前人进行的科学实验和记录下来的数据而作出科学发现 在科学史上是不少的 但像行星运动定律的发现那样 从第谷的20余年辛勤观测到开普勒长期的精心推算 道路如此艰难 成果如此辉煌的科学合作 则是罕见的 这一切都是在没有望远镜的条件下得到的 开普勒第一定律 也称椭圆定律 每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳 而太阳则处在椭圆的一个焦点中 2开普勒对哥白尼学说的发展 开普勒第二定律 也称面积定律 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等 2开普勒对哥白尼学说的发展 开普勒第三定律 也称和谐定律 各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比 即R KT 2开普勒对哥白尼学说的发展 伽利略 伽利雷 1564 1642 他是近代实验科学的先驱者 是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家 力学家 哲学家 物理学家 数学家 也是近代实验物理学的开拓者 被誉为 近代科学之父 他是为维护真理而进行不屈不挠 的战士 他的工作 为牛顿的理论体系的建立奠定了基础 其在天文学上的成就主要包括改进望远镜和其所带来的天文观测 以及支持哥白尼的日心说 当时 人们争相传颂 哥伦布发现了新大陆 伽利略发现了新宇宙 3伽利略维护日心说惨遭迫害 1609年 伽利略创制了天文望远镜 后被称为伽利略望远镜 并用来观测天体 他发现了月球表面的凹凸不平 并亲手绘制了第一幅月面图 1610年1月7日 伽利略发现了木星的四颗卫星 为哥白尼学说找到了确凿的证据 标志着哥白尼学说开始走向胜利 借助于望远镜 伽利略还先后发现了土星光环 太阳黑子 太阳的自转 金星和水星的盈亏现象 月球的周日和周月天平动 以及银河是由无数恒星组成等等 这些发现开辟了天文学的新时代 3伽利略维护日心说惨遭迫害 伽利略是布鲁诺的同时代人 早在帕多瓦大学执教时 他就读过哥白尼的著作 天体运行论 这位杰出的波兰天文学家在这本书中大胆地提出太阳是太阳系的中心 地球和其他行星都围绕着 太阳运转的理论 即太阳中心说 一开始就引起伽利略的极大兴趣 但是伽利略是个科学态度十分严肃的学者 他想 过去都说是太阳围着地球运转 哥白尼却提出相反的看法 到底哪一个正确呢 伽利略没有轻率地下结论 他决定用自己的望远镜来证实谁是谁非 3伽利略维护日心说惨遭迫害 伽利略出版了其著作 星际使者 书中表明 他已是一个哥白尼学说坚定的支持者了 伽利略通过自己的观测和研究 逐渐认识到哥白尼的学说是正确的 而托勒密的地球中心说是错误 的 亚里士多德