哥白尼认为什么是宇宙的中心

第二节　哥白尼与日心说

一、地心说

地心说（或称天动说），是古人认为地球是宇宙的中心，而其他星球都环绕着它运行的一种学说。

葡萄牙宇宙学家维利乌绘制的地心说模型

在16世纪“日心说”创立之前的近2000多年中，“地心说”一直占统治地位。亚里士多德的地心说认为，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。上帝推动了恒星天层，才带动了所有天层的运动。人类居住的地球，则静静地屹立在宇宙中心。

古希腊的托勒密将地心说的模型发展完善，且为了解释某些行星的逆行现象（即在某些时候，从地球上看那些星体的运动轨迹，这些星体会往反方向行走），他提出了本轮的理论，即这些星体除了绕地运行外，还会沿着一些小轨道运转。后来，天主教教会接纳此为世界观的“正统理论”。

托勒密世界体系图

托勒密的理论能初步解释从地球上所看到的现象，但是在文艺复兴时代，随着科学技术的进步，一些支持日心说的证据逐渐出现，且有些证据无法以地心说解释，地心说逐渐落了下风。在现代世界，支持地心说的人已经寥寥无几了。

二、日心说

日心说的主要观点有3个：

哥白尼

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。

2.地球在运动，并且24小时自转一周。

因为天空比大地大得太多，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，而且位于太阳系中心。

地球以及其他行星都围绕太阳做圆周运动，只有月亮环绕地球运行。

随着科学技术的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。如托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达80个左右，天文学家通过观测资料认为，这不合理、不科学。人们期待着能有一种科学的天体系统理论取代地心说。在这种历史背景下，哥白尼的日心学说应运而生了。

尼古拉·哥白尼是波兰的天文学家。哥白尼上中学时就对天文学很感兴趣，曾跟着老师在教堂的塔顶上观察星空。他相信研究天文学只有两件法宝：数学和观测。他不辞劳苦，克服困难，30年如一日，每天坚持观测天象，终于取得了可靠的数据，提出了“日心说”，并在临终前终于出版了他的不朽名著《天体运行论》。

约在公元1515年前，哥白尼为了阐述自己关于天体运动学说的基本思想，撰写了一篇题为《浅说》的论文，他认为天体运动必须满足以下7点：1.不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心；2.地球只是重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；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；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。

哥白尼日心说体系图

地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象。此外，哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星（土星、木星和火星）和两颗内行星（金星、水星）的视运动。在《天体运行论》中，哥白尼批判了托勒密的理论，科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本上否定了天主教声称的上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学的根本变革。他正确地论述了地球绕其轴心运转、月亮绕地球运转、地球和其他所有行星都绕太阳运转的事实。但是他也和前人一样严重低估了太阳系的规模。他认为星体运行的轨道是一系列的同心圆，这当然是错误的。他的学说里的数学运算很复杂也很不准确。但是他的书立即引起了极大的关注，驱使其他一些天文学家对行星运动做更为准确的观测，其中最著名的是丹麦伟大的天文学家第谷·布拉赫，开普勒就是根据第谷积累的观测资料，最终推导出了星体运行的正确规律。

这是一个前所未闻的开创新纪元的学说，对千百年来学界奉为定论的托勒密地球中心说无疑是当头一棒。它是人类对宇宙认识的革命，使人们的整个世界观都发生了重大变化。但是在评价哥白尼的影响时，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、汽车和现代化工厂之类的东西。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视它的真正意义。哥白尼的书对伽利略和开普勒的工作是一个不可缺少的序幕。他们的成就又成了牛顿工作的基础。正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。

哥白尼的日心宇宙体系既然是时代的产物，它就不能不受到时代的限制。哥白尼的某些观点体现了反对神学的不彻底性，他的体系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一个小的范围内的，具体来说，他的宇宙结构就是今天我们所熟知的太阳系，即以太阳为中心的天体系统。宇宙既然有它的中心，就必然有它的边界，哥白尼虽然否定了托勒密的“九重天”，但他却保留了一层恒星天；尽管他回避了宇宙是否有限这个问题，但实际上他仍相信恒星天球是宇宙的“外壳”，他还相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动。所以哥白尼的宇宙体系，仍然包含着不动的中心天体。

哥白尼日心说宇宙体系图

实际上他仍相信恒星天球是宇宙的“外壳”，他还相信天体只能按照所谓完美的圆形轨道运动。所以哥白尼的宇宙体系，仍然包含着不动的中心天体。

三、历史意义

哥白尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观，这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。这使天文学从宗教神学的束缚下解放出来，自然科学从此获得了新生，这在近代科学的发展上具有划时代的意义。

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。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有限论。在德国的开普勒总结出行星运动三定律、英国的牛顿发现万有引力定律以后，哥白尼的太阳中心说才更加的稳固。后来的科学研究结果表明，宇宙空间是无限的，它没有边界，没有形状，因而也就没有中心。

哥白尼的《天体运行论》

恩格斯在《自然辩证法》中对哥白尼的《天体运行论》给予了高度的评价。他说：“自然科学借以宣布其独立并如同重演路德焚烧教谕般的革命行动，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（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。”