在日心説與地心説之間,科學家們開了多少腦洞? | 科技袁人_風聞
风云之声-风云之声官方账号-2022-09-10 21:43
導言:
對一個人成就的評價,歸根結底在於自己。如果一個人真的做出偉大的事,他自己是知道的。
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本視頻發佈於2022年8月16日,觀看量已達7.9萬次
■ 精彩呈現:
究竟是太陽繞着地球轉,還是地球繞着太陽轉?現在我們都知道,當然是地球繞着太陽轉,這是常識。然而對古人來説,太陽繞着地球轉才是常識。推翻錯誤的常識、提出正確的常識的人,大家都知道是哥白尼(Nicolaus Copernicus,1473 - 1543)。


實際上在哥白尼之前1800年左右,古希臘天文學家阿里斯塔克(Aristarchus,前315 - 前230)就提出了日心説,然而絕大多數人並不相信他。古希臘天文學的集大成者托勒密(Claudius Ptolemaeus,約90 - 168)寫了一本名字特別牛的書《Almagest》,一般譯為《天文學大成》或者《至大論》,完整地建立了地心説的體系。




最近,人民郵電出版社送給我一本新出的書《科學的畫廊:圖片裏的科學史》,介紹了若干張科學史上重要的圖片以及它們的故事。

其中有一節“太陽帝國”,講的就是哥白尼的日心説體系。這一節的關鍵圖片是哥白尼1543年的著作《天球運行論》(De Revolutionibus)中的日心説模型,用拉丁文和一目瞭然的符號顯示了太陽系的結構。以我對拉丁文的一點點了解,也足以看明白中間那個SOL是太陽,離太陽最近的那一圈Mercury是水星,下一圈Vernus是金星,下一圈Terra是地球。這裏特別有趣的是,圖中地球旁邊還有個圈,畫着圍繞地球運行的月亮。由此可見,在哥白尼心中,地球仍然是特殊的,它是唯一有衞星的行星。現在我們當然知道,這是不對的,其實很多行星都有自己的衞星。再往外的Martis是火星,Iouis是木星,Saturnus是土星,最外圈是不計其數的羣星。


這張圖已經非常有趣了,然而翻一頁,又看到更有趣的一張圖。在哥白尼之後一百多年的1651年,意大利天文學家喬萬尼·裏奇奧利(Giovanni Battista Riccioli,1598 - 1671)寫了一本《新天文學大成》(Almagestum novum),裏面畫出了多達6種的太陽系模型。一號模型是托勒密體系,完全的地心説。六號模型是哥白尼體系,完全的日心説。其他四種是什麼呢?是地心説與日心説的各種不同程度的雜交。





挨個來看一下。二號模型叫做柏拉圖體系,地球在中心,太陽和其他行星環繞地球。所以它也是地心説。它跟托勒密體系的區別在於,托勒密體系中太陽在圍繞地球的第三圈,離地球更近的兩圈是水星和金星,而柏拉圖體系中太陽就是離地球最近的。


三號模型叫做埃及體系。這是個雜合體,水星和金星繞着太陽轉,太陽帶着這倆然後再和其他行星一起繞着地球轉。看到這裏我不禁笑了,人的腦洞真是有很多可以開的地方!只要給出一個提示,就會有很多人嘗試各種各樣的可能性。

四號模型叫做第谷體系,來自丹麥天文學家、開普勒的老師第谷·布拉赫(Tycho Brahe,1546 - 1601)。這是個更加複雜的地心説體系,月亮和太陽繞着地球轉,然後其他行星繞着太陽轉。由此導致,水星和金星的軌道有一部分介於地球和太陽之間,而火星、木星和土星的軌道同時圍繞着地球和太陽。


五號模型叫做準第谷體系,是此書的作者喬萬尼·裏奇奧利自己提出的。在他的模型中,太陽和木星、土星繞着地球轉,然後火星、金星和水星繞着太陽轉。為什麼要在行星之間做出這樣的區分?因為當時已經發現,木星和土星像地球一樣有自己的衞星,所以裏奇奧利認為它們應該是繞着地球而不是繞着太陽。唯一的問題在於,當時還沒發現火星也有兩個衞星。如果裏奇奧利知道了這一點,他的模型又要改了!


看到這張圖,在發笑之餘我也想到,科學的進步往往就是這樣。在一個革命性的想法提出之後,人們立刻就想到很多類似的可能。然後在一段時間之內,可能會出現亂花漸欲迷人眼的景象。再過一段時間,隨着更多實驗數據的積累,結論逐漸會清晰起來。太陽系模型就是這樣,只要看到哥白尼的模型,很多人就會想到它和托勒密體系之間的各種中間狀態。然而隨着火星衞星等進一步的發現,人們就會得到一致意見,哥白尼體系是最簡潔的,也是最好的。
然而,這一節對我最大的感觸還不是上面這個故事,而是對哥白尼的這段介紹:
哥白尼的偉大著作《天球運行論》(De Revolutionibus)於1543年出版,不久後他便與世長辭,此書影響甚微,發行量不大,還有極少數內容人們從未讀過。但是,哥白尼的工作成果終究還是引起了人們宇宙觀的轉變。它打響了一場消耗戰,這場戰爭終將顛覆古典的“托勒密宇宙體系”——地心説,並建立起今天有着穩固地位的日心説。然而,他對人們世界觀的影響無疑大過對世界模型的影響。

這段話令我熱淚盈眶,尤其是那句“不久後他便與世長辭,此書影響甚微,發行量不大,還有極少數內容人們從未讀過”。有很多偉大人物,在世時默默無聞,去世後震驚世界,而他們在世時對自己肯定早已有充分的信心。正如孟子的名言:“萬鍾於我何加焉!”

正如古羅馬詩人奧維德(Publius Ovidius Naso,前43 - 17)在寫完不朽詩篇《變形記》後的感言:
吾詩已成。
無論大神的震怒,
還是山崩地裂,
都不能把它化為無形!

我想説的是:對一個人成就的評價,歸根結底在於自己。如果一個人真的做出偉大的事,他自己是知道的。