地球是否动的？科学家的解答

我认为地球是动的[波兰]哥白尼(1473～1543)

夜空烂漫，繁星点点。一个八九岁的小男孩独坐在窗前出神地凝望着星光闪烁的夜空。这时，他的小哥哥走了过来，不解地问：你常常望着天空发呆，难道这表示你对天主的虔诚?

不，哥哥，小男孩摇摇头，我在观察天象，想探寻天上的奥秘。

什么?你要管天上的事情?夫上的事情有神学家操心，你又怎么能干预?哥哥不以为然地说。

为了让人们不再害怕天空，我要一辈子研究它!我还要叫星星同人交朋友，让它给海船校正航线，给水手指引航向。小男孩把手握成小拳头并举过头顶，脸上的神情激动而又严肃。这个小男孩就是后来闻名于世的近代天文学奠基人尼古拉哥白尼。

对天文学的浓厚兴趣

尼古拉哥白尼(NicolasCopernicus)是波兰天文学家。1473年2月19日他出生于波兰维斯瓦拉河畔托伦城的一个富裕家庭。父亲是一位极有才干的商人，曾担任过托伦古城议会的议员。母亲巴巴娜则是名门闺秀。哥白尼共有四个兄妹，他的童年是在幸福中度过的。

哥白尼的故乡托伦是一座美丽而富饶的城市。它位于波兰的第一大河维斯瓦拉河畔。幼小的哥白尼常站在河边观看日出日落，从朝至夕不知疲倦，晚上则静坐在窗前凝视那碧空的繁星。年幼的哥白尼不仅对天文很感兴趣，有时还缠着父母给他讲太阳和星星的故事。面对那茫茫的宇宙，哥白尼发誓：一定要向这无限挑战，以解开宇宙之谜。

哥白尼10岁时，父亲去世，由舅父担任他的抚养人和监护人。舅父乌卡什瓦兹洛德是学识渊博的瓦尔米亚主教。他特别疼爱两个外甥，不仅为他们安排了舒适的生活条件，还提供了大量有关天文学、文学、绘画、雕塑、数学和音乐等方面的书籍，使哥白尼从小就对文学艺术和科学产生了浓厚的兴趣，这为他日后在众多领域中取得杰出成就打下了坚实的基础。

1491年，18岁的哥白尼来到波兰文艺复兴运动的中心克拉科夫，就读于当时全欧闻名的克拉科夫大学，开始他的大学生涯。在大学期间，哥白尼初步接触了天文学，并掌握了拉丁文和基础数学。他还收集了许多有关数学和天文学方面的书籍。哥白尼对天文学的终生兴趣就是在这个时期确立的。可是，由于当时教会、世俗的压制，哥白尼并没有选择天文学，而是选择医学作为自己的终生职业，他在克拉科夫大学获得的是医学证书。

1496年，哥白尼征得舅父的准许，来到当时欧洲的文化中心意大利留学。哥白尼先后在波伦亚大学和帕多瓦大学学习医学和法律，同时研究数学和天文学。在那里，他结识了许多杰出的学者和艺术家，接触到一些不受教会权威影响的自由思想。也正是在这一时期，哥白尼系统地学习了托勒密的地心学说，并对这一理论有所怀疑。

1506年秋，哥白尼返回波兰，此后他便一直留在舅父身边，直到1512年舅父去世。哥白尼回国的时候，正值瓦尔米立地区的困难时期。哥白尼忙于为舅父出谋划策，解决各种棘手的国家大事，因而没有多少时间能安静地从事科学研究工作。从1512年起，他一直在弗洛恩堡教堂任牧师，但大部分精力倾注于天文学研究。

1543年，哥白尼的天文学巨著《天体运动论》在朋友的帮助下以最快的速度出版。5月24日，当印出的第一本书终于放在老人那无力的手中时，哥白尼却因脑溢血和右半身瘫痪永远地离开了人间。冲破中世纪的神学教条

哥白尼是一位出类拔萃、多才多艺的时代巨匠。他不仅是一名有威望的、广享盛誉的医生，还是伟大的数学家、经济学家、地图制图家和翻译家等。然而真正使他名垂青史的，并非由于他在这些方面的业绩，而是由于他在天文学方面的杰出贡献。

早在古希腊时期，围绕地球形状、地球是动还是静、地球在宇宙中的位置是怎样的等问题，曾产生了诸多天文学理论。

毕达哥拉斯大概是第一个提出地球是圆形的人。他认为圆形的地球在日夜不停地围绕中心火旋转，不过这个中心火并不是指太阳。柏拉图和亚里士多德也认为地球是球形的，并科学地论证了这一论断。但他们认为这个球形的地球是宇宙的绝对中心，是静止不动的。这是最早的地心说理论。

而后，古希腊的阿利斯塔克又提出了第一个日心地动说的假说。他认为地球每天绕自己的轴转动一周，每年沿圆周轨道绕太阳旋转一周，太阳是恒星不动，而地球和行星则以太阳为中心做圆周运动。恩格斯称阿利斯塔克为古代的哥白尼。

亚里士多德等人提出的地心学说经过后来者的补充，发展为本轮、均轮和偏心圆宇宙体系，即：行星围绕地球做圆周运动的大圆圈为均轮，各行星沿一个小圆匀速运动的圆圈为本轮。后来，希腊天文学家托勒密在系统全面地总结以往天文学成果的基础上，集地心学说之大成，创立了以地球中心说的宇宙观念为基础的托勒密体系，从而把地心学说发展到了登峰造极的进步。

托勒密体系能用来观测行星在将来某时进入的位置，其精确度就当时而言是较高的。托勒密还命名了48个星座，这些命名至今还在沿用。托勒密的地心说认为：地球是宇宙的固定中心，太阳和诸星宿都环绕地球运行，在这一前提下，托勒密把本轮、均轮说和偏心圆说以及他自己设想的等距离偏心点说三个概念融合在一起，用来解释天体运动。托勒密用了80多个圆描述天体的运动。而在他之后，为了对新发现的天体现象做自圆其说的解释，其追随者又不得不在这个体系中没完没了地增加圆圈，使得这个体系庞杂烦琐，而且推演结果屡屡与实际不符。尽管如此，托勒密的体系仍在当时得到了大多数人的支持和赞同。这主要是因为：一方面那时的人只能立足地球观察天体，日月星辰东升西落，仿佛是在绕地球旋转，而且人站在地球上又感觉不到任何转动的迹象。另一方面，地心说确立了地球的中心地位，地球成了宇宙之王，受到群星的拱托。这象征着世俗对统治者的崇拜与尊敬，因而它又得到了当时统治者和教皇的大力支持。就这样，地心说一直在天文学中居于统治地位长达1500年之久，直到哥白尼的日心说取而代之。(www.xing528.com)

在愚昧而残酷的神权统治下，托勒密体系成了天文学中的圣经，谁都不能也不敢去怀疑它。谁怀疑这一理论，谁就会被判为异端，遭到迫害。尼古拉哥白尼正是在这种严峻的历史氛围中开始他那孤独而又艰辛的修正天文学的历程的。

日心说代替地心说

在意大利留学期间，哥白尼就对托勒密的学说有所了解，他还接受了托勒密描述行星运动的几何图解法。但当他对整个理论进行深入研究时，便发现地心说漏洞百出。他说：他们就像这样一种艺术家：为了要画一张像，从不同的模特儿身上临摹了手、脚、头和其他部分，然后不成比例地凑合在一起，尽管每部分都画得极好，结果却很不协调，画出来的不是一个人而是个怪物在大学时，哥白尼结识了波兰大名鼎鼎的天文学家亚尔培布鲁科夫斯基，并成了他的得意门生。布鲁科夫斯基是位视野开阔、知识渊博的学者，也正是他最早在青年哥白尼的心灵深处播下了怀疑的种子唯哥白尼在老师的启发与鼓励下，终于冲破传统禁锢，实现了具有划时代意义的发现。要知山中路，须问打柴人。哥白尼清楚地知道，要建立一种与地心说不同的体系，就得了解古代的各种天文学观点。为此，他广泛涉猎各种古典文学作品，刻苦钻研古代哲学家和天文学家的论著。在前人的著作中，哥白尼发现，曾有不少人隐晦地提出地球可能是绕自己的轴心和围绕太阳旋转的，这给了哥白尼很大的启发。1507年，当他在计算行星位置的图表陷入困境时，他开始设想抛弃地心说而采用日心说。

冰冻三尺，非一日之寒。为寻求理论与实践依据，哥白尼多次：观测日食和月食现象，进行大量枯燥无味的计算工作，反复核算各种?历法，观察并记录天象材料。哥白尼曾经用数学方法算出了行星的、乎置，且算出一年的时差不到28秒钟。

1507年，哥白尼在《浅说关于天体运动的假设》这篇论文里初步勾画了自己学说的雏形：假设以太阳，而不是以地球为行星轨道的中心，来抨击托勒密的地心说。但是，哥白尼当时并没有公布这个结论，在这之前，他曾耳闻目睹了一些公然冒犯教会学说的人的命运及其下场。为慎重起见，哥白尼只是以书信的形式把这篇论文寄给自已的朋友和熟悉的天文学家。这篇论文并未引起收信人的很大兴登，也未见任何良好的反响。在当时没有人会违背教会权威和以圣经论述为支柱的地心说理论来承认哥白尼的成果。

面对如此冷淡的遭遇，哥白尼没有气馁，更没有放弃。为收集更雪紫有力证据，他坚持不懈地进行天文观测实验。在搬回弗洛恩堡后，他把教堂的小箭楼作为自己的天文台，借助自制的简陋仪器象限仪、三角仪和捕星器等进行观测。直到今天，那个小箭楼仍被人们称之为哥白尼塔。

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。在历经18年的艰难困苦之后，哥白尼终于写成了《天体运动论》这一天文学巨著，这是他18年来血与汗的结晶。

在这本书中，哥白尼对各行星的运行及其相互关系，在地球绕太阳运动的基点上做了成功的说明，并对托勒密的地心学说的观点进行了一一辩驳。

哥白尼首先根据天文学和物理学论证地球是动的。托勒密认为如果地球在旋转，地球上的物体就会向太空飞散，地球将会崩溃。哥白尼驳斥说，为了使地球不致崩溃就让地球不动，而让整个天穹都绕地球转动，难道这样就不怕整个宇宙崩溃吗?

接着，哥白尼又根据行星运动的不规则性指出，地球并不是宇宙的中心，地球本身也在绕着某个中心转动。托勒密认为所有物体都有重力，都趋向地心，所以地球是宇宙的中心，它不能动，不能偏离这个中心。哥白尼反驳说：每个天体都有一个重力中心，如果说地球有重力中心就成为宇宙中心的话，那么不是所有天体都可以成为宇宙的中心吗?

哥白尼在最后确立了他的太阳中心说的宇宙体系。在他看来，太阳傲然坐镇，处于中心位置，由太阳依次向外则是：水星、金星、带着月亮的地球、火星、木星、土星及恒星天层。

经过一系列的正反论证，哥白尼终于确立了自己的日心地动学说体系。

虽然阿利斯塔克比哥白尼早1700多年就提出了日心说，但是他只是凭借灵感做了个猜想，他并没有加以详细论证。而哥白尼则是在逐个解决了猜想中的数学问题之后，把它变成了有用的科学学说一种可以用来做预测的学说。随着人们对太阳系认识的加深以及天王星、海王星的相继发现，哥白尼的学说终于得到了科学的证实。

但在当时，由于日心说与传统的地心说根本对立，因而遭到了神学家们的疯狂攻击。新教首领马丁路德攻击哥百尼是亵渎圣经的环蛋。哥白尼的政敌则召集一批群众，将正在移动的太阳和不动的大地指给大家看，说：大家看哪，这种事连傻子也看得清楚的!然后，他们就扮演发疯的牧师，大肆丑化哥白尼和他的天文研究。面对这种嘲笑与讥讽，哥白尼只报以微笑。他说：天地的运行丝毫不会因为这些笨蛋们的嘲笑或尊敬而受到影响。他也泰然声明：如果有人竟对我的设想横加指责，我将不予理睬。在这里，哥白尼表现出了一位伟大科学家的开阔胸襟和战斗精神。

哥白尼的体系有其科学性，但限于当时生产和科学的发展水平，这个体系也有其不可避免的缺陷。哥白尼同前人一样低估了太阳系的规模，他所认识的太阳系远没有今天人类所认识的太阳系范围大，后来天王星等行星的发现便证实了这一点；他把星体运行的轨道看成是一系列同心圆，这也是不正确的；另外，由于测量工具的简陋，他的测量结果和数学运算都不很精确。尽管如此，哥白尼在历史上的功绩仍是不可埋没的。他的学说曾掀起了天文学上的一场大变革，它不仅改变了当时人们对宇宙的认识，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础，铺平了通向近代天文学的道路。哥白尼本人也作为近代天文学的奠基人，备受后人的敬仰与崇拜。

在1700多年以前，阿基米德曾说过：只要给我一个立足之处，我就能够移动地球。哥白尼终于实现了这一豪言壮语。他凭借思维的力量，将地球抛向那浩瀚的宇宙空间。从此，地球就再也没有回到宇宙中心的统治地位。

哥白尼的巨著《天体运行论》正式宣告了自然科学的独立。他以无畏的革命精神冲破禁锢，否定了统治了1000多年的地心学说，这是天文学史上一次伟大的革新，它拉开了近代科学革命的序幕。人类思想的翅膀从此在无限的宇宙里自由翱翔，而给我们指明通往无限道路的，正是尼古拉哥白尼。