天体运行的认知演变及万有引力定律的建立过程
2019-12-13吕付国
师道·教研 2019年11期
关键词:体系
吕付国



人类对天体运动的认识经历了漫长的过程,从肉眼到望远镜,从感性到理性,从保守到包容,从表象到实证,从修补到推翻,从想象到真实,直到万有引力定律的建立,真实的空间观经历两千多年才露出真容。
1.远古宇宙观“盖天说”
远古时代,人类祖先站在洪荒漠野之上,从抬头凝望日月星辰的那一刻,便再次停止对宇宙的探索。夜晚的满天繁星如同一张巨网笼罩着大地,于是便有了“盖天说”,人们认为地球是平的,天如一个碗倒扣在大地上,日月星辰遍布碗内。
2.亚里士多德的“地心说”
地球如果是平的,对所有人来说日、月将在同一时间“升上”和“落下”,但这似乎并没有发生。不同地方的观察者观测月食现象的时间并不相同,人们发现这个时间差异与不同地点间的距离成比例,因此可以合理地认为地球表面是球形的,且保持一致的曲率可以保证地球表面每一部分都按比例地跟随地球运动。公元前4世纪,亚里士多德(公元前384-公元前322)创立了“地心说”。他认为,地球位于宇宙中心,日月星辰不断绕地球运行,天体沿正圆轨道以统一不变的速率运动是出于对完美神明进行模仿的渴望,天体到地球距离永远保持不变,所有天体顺着一个方向运行。
3.托勒密的“周转圆-均轮体系”
天体亮度的变化说明太阳、月亮、金星等离地球的距离是不断变化的,而且行星有时会逆行。为了解释这些现象,希腊的阿波罗尼阿斯开始“设计”偏心轮模型,认为地球不一定在某些天体圆轨道中心而在其一旁,至于逆行现象,他提出了天体运行的“周转圆-均轮”结构,天体独自做圆周运动,圆周的中心又在另一个以地球为中心的圆周上运行,前者为“周转圆”,后者为“均轮”。……
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