科学故事日心说

Posted 2022-01-02

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    意外发现的日心说
    在欧洲中世纪封建教会的黑暗统治下，天文学的发展被宗教神学信奉的“地球中心说”所禁烟。人们不敢越雷池一步。伟大的波兰天文学家哥白尼（1473～1543）用他的天才著作《天体运行论》打破了传统的“地球中心说”，提出了“太阳中。必说”，向西方一千多年来被神学家歪曲的宇宙观念提出挑战，使天文学从神学的禁锢中解放出来，从而引起了整个自然科学的革命。
    然而，由于哥白尼当时天体观测仪器和技术手段简陋落后，观测条件差，《天体运行论》中的“日心说”是哥白尼对天体观测长达30余年，根据大量天文观测数据论证出来的。这就使得《天体运行论》不是一种易于流行的通俗书籍，让那些文化低、非专业性的普通群众读起来艰涩难懂；况且哥白尼本人深知“日心说”与基督教义格格不入，在书中论述自己的观点时也多采用学者推理和假设论证方式。这又使“日心说”难于为当时的读者迅速肯定、理解和掌握，让教会更易向不明天文真理的人们宣布“日以说”为异端邪说。
    所以说，哥白尼是通过学者式天文观测从理论上否定“地球中心说”的第一人，但并非是运用天体直接观测手段来否定亚里士多德、托勒密“宇宙不变”僵化理论的开创者。这方面的开创者应该是16世纪的两位科学家。一位是天文学家第谷，一位是大科学家伽利略。由于这两位科学家宇宙观不同，对各自偶然观测到的天文新发现认识不同，因而所导致的个入命运和当时的科学意义也就不同。
    第谷（1546～1601）是丹麦天文学家，他同杰出的意大利天文学家、科学事业的殉道者布鲁诺（1548～1600）生年几乎相近；创立行星运动三大定律的开普勒是他天文学研究的助手，然而他不同于布鲁诺和开普勒的宇宙观，是一个“地心说”者。他长于观测，30年如一日，准确地测定出诸多行星的位置，为天文学发展和开普勒创立三大定律提供了大量证据资料。有一年的11月11日，半夜时分，第谷从屋里走出来，发现仙后座有一颗星星是突然出现的，他为发现了新星高兴的跳起来。过去一向认为永远不变的星星世界，居然有新星出现了，而且一夜比一夜亮起来，它的光芒快赶上木星了。这颗星星出现长达16个月，后来暗淡下去直至完全消失。在这一年零四个月的夜晚中，第谷一次不缺地仔细观察它，并详细记录它的色泽、光度及各种变化。
    由于第谷是用肉眼进行观察的，他的这次发现新星较之后来的伽利略运用望远镜发现木星的卫星更加偶然。但是第谷并没有赋予这次十分珍贵的偶然发现以应有的重大意义，从而否定亚里士多德天体完善无缺永远不变的学说。这确实应是第谷信奉传统宇宙观的遗憾。
    然而并非纯粹天文学家的伽利略同第谷正好相反，他很早就相信哥白尼的日以说。1604年，他在一次讲演中说，地球不是宇宙的中心，而不过是围绕太阳转的一点微尘。他时刻不忘哥白尼的理论，希望能用实践将它证实。
    1608年 6月的一天，伽利略听说一个荷兰人把一片凸镜和一片凹镜放在一起，做了一个玩具，可以把看见的东西放大。于是，咖利略自己动手做了一个，可以将原物体放大3倍。伽利略没有满足，他反复琢磨，不断改进，最后他的望远镜可以将原物放大32倍。
    这以后，伽利略几乎每天晚上都把自己的望远镜对向天空，探索宇宙的奥秘。他发现，银河是由许多小星星汇聚而成的；他还发现，太阳里面有黑点，这些黑点的位置不断地变动。因此，他断定太阳本身也在自转。
    1610年 1月 7日至 12日晚上，他发现木星周围的4 个小星星位置有了变化，因此他断定木星有4个“小月亮”。
    这样一米，亚里士多德的“天体完整无缺”论，完全被伽利略的望远镜所打破。但维护神学的卫道士们昧着良心说：“伽利略说谎，以魔术欺骗人。”
    伽利略不懈地观察，从不管这些诬蔑。他以无可辩驳的实际观测，生动说明了地球在围着太阳转，而太阳不过是一个普通的恒星，从而有力地证明了哥白尼学说的正确。
    1610年，伽利略的著作《星空使者》出版了。人们惊讶地说：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。
    伽利略到处宣扬他在空中发现的新宇宙，相信的人越来越多。这引起了教会势力的极大恐慌，宗教裁判所发出禁令，不许伽利略宣传他的学说，也禁止出售他的书。
    1615年，教皇向伽利略发出警告；第二年，又宣布哥白尼的著作是禁书，不许伽利略再宣传这种“邪说”。咖利略默默工作了九年，偷偷地著书立说。他写了一本叫《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的书，科学地论证了哥白尼学说的正确性，批判了托勒密的地球中心说。
    书一出版，立即受到教会的攻击，被列为禁书。1633年，70岁的伽利略被传到罗马。教皇命令，将他囚禁起来，等候异端裁判所的审问。异端裁判所一次又一次地审问他，妄图逼迫他悔改。但伽利略认为，自己没有什么可悔改的。他坚定地说：“悔改，要我悔改什么？难道我能将真理隐藏起来吗？”于是，伽利略被判为终身监禁，一直到1642年离开人世。
    可以说，伽利略运用望远镜的意外天文发现，使他的科学生命放射出他一生中最辉煌的光芒。

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