哥白尼的事跡介紹
尼古拉·哥白尼是現(xiàn)代天文學創(chuàng)始人。哥白尼并不是一位職業(yè)天文學家,他的成名巨著是在業(yè)余時間完成的。下面是學習啦小編跟大家分享的哥白尼事跡,歡迎大家來閱讀學習。
目錄
哥白尼個人履歷
尼古拉·哥白尼1473年2月19日出生于波蘭(Kingdom of Poland)畔的托倫市(city of Toruń)的一個富裕家庭。18歲時就讀于波蘭舊都的克拉科夫大學(Kraków University),學習醫(yī)學期間對天文學產(chǎn)生了興趣。1496年,23歲的哥白尼來到文藝復(fù)興的策源地意大利,在博洛尼亞大學和帕多瓦大學(Bologna University, University of Padua)攻讀法律、醫(yī)學和神學,博洛尼亞大學的天文學家徳·諾瓦拉(de Novara,1454 -1540)對哥白尼影響極大,在他那里哥白尼學到了天文觀測技術(shù)以及希臘的天文學理論。他40歲時提出了“日心說”。后來在費拉拉大學(University of Ferrara)獲宗教法博士學位。哥白尼作為一名醫(yī)生,由于醫(yī)術(shù)高明而被人們譽名為“神醫(yī)”。哥白尼成年的大部分時間是在費勞恩譯格大教堂任職當一名教士。哥白尼并不是一位職業(yè)天文學家,他的成名巨著是在業(yè)余時間完成的。
在意大利期間,哥白尼就熟悉了希臘哲學家阿里斯塔克斯(前三世紀)的學說,確信地球和其他行星都圍繞太陽運轉(zhuǎn)這個日心說是正確的。他大約在40歲時開始在朋友中散發(fā)一份簡短的手稿,初步闡述了他自己有關(guān)日心說的看法。哥白尼經(jīng)過長2年的觀察和計算終于完成了他的偉大著作《天體運行論》。他在《天體運行論》(De revolutionibus orbium coelestium)中觀測計算所得數(shù)值的精確度是驚人的。例如,他得到恒星年的時間為365天6小時9分40秒,精確值約多30秒,誤差只有百萬分之一;他得到的月亮到地球的平均距離是地球半徑的60.30倍,和60.27倍相比,誤差只有萬分之五。1533年,60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演,提出了他的學說的要點,并未遭到教皇的反對。但是他卻害怕教會會反對,甚至在他的書完稿后,還是遲遲不敢發(fā)表。直到在他臨近古稀之年才終于決定將它出版。1543年5月24日,垂危的哥白尼在病榻上才收到出版商從紐倫堡寄來的《天體運行論》樣書,他只摸了摸書的封面,便與世長辭了!
哥白尼的學說是人類對宇宙認識的革命,它使人們的整個世界觀都發(fā)生了重大變化。但是在估價哥白尼的影響時,還應(yīng)該注意到,天文學的應(yīng)用范圍不如物理學、化學和生物學那樣廣泛。從理論上來講,人們即使對哥白尼學說的知識和應(yīng)用一竅不通,也會造出電視機、汽車和現(xiàn)代化學廠之類的東西。但是不應(yīng)用法拉第、麥克斯韋、拉瓦錫和牛頓的學說則是不可想象的。
僅僅考慮哥白尼學說對技術(shù)的影響就會完全忽略它的真正意義。哥白尼的書對伽利略和開普勒的工作是一個不可缺少的序幕。他倆又成了牛頓的主要前輩。是這兩者的發(fā)現(xiàn)才使牛頓有能力確定運動定律和萬有引力定律。
從歷史的角度來看,《天體運行論》是當代天文學的起點──當然也是現(xiàn)代科學的起點。
哥白尼的偉大學說
在那個“科學成了神學的婢女”的年代,許多學說都被歪曲和閹割了,被用來為封建統(tǒng)治服務(wù)。在中世紀的歐洲,很少有人了解古代科學典籍的真實內(nèi)容。這時,科學工作者的一個重要課科,就是發(fā)掘古代的文化遺產(chǎn)。
古希臘的大天文學家托勒密,在公元二世紀時,總結(jié)了前人在400年間觀測的成果,寫成 《天文集》(即《至大論》)一書,提出“地球是宇宙中心”的學說。這個學說一直為人們所接受,流傳了1400多年。
托勒密認為,地球靜止不動地坐鎮(zhèn)宇宙的中心,所有的天體,包括太陽在內(nèi),都圍繞地球運轉(zhuǎn)。但是,人們在觀測中,發(fā)現(xiàn)天體的運行有一種忽前忽后、時快時慢的現(xiàn)象。為了解釋忽前忽后的現(xiàn)象
托勒密說,環(huán)繞地球作均衡運動的,并不是天體本身,而是天體運動的圓輪中心。他把環(huán)繞地球的圓輪叫做“均輪”,較小的圓輪叫做“本輪”。為了解釋時快時慢的現(xiàn)象,他又在主要的“本輪”之外,增加一些輔助的“本輪”,還采用了“虛輪”的說法,這樣就可以使“本輪”中心的不均衡的運動,從“虛輪”的中心看來仿佛是“均衡”的。托勒密就這樣對古代的觀測資料作出了牽強附會的解釋。
但是在以后的許多世紀里,大量的觀測資料累積起來了,只用托勒密的“本輪”不足以解釋天體的運行,這就需要增添數(shù)量越來越多的“本輪”。后代的學者致力于這種“修補”工作,使托勒密的體系變得越來越復(fù)雜,每個行星需要不止一個本輪,總數(shù)達80個以上的“輪上輪”,并且還要引入“偏心點”和“偏心等距點”等復(fù)雜概念。這就使它缺少簡潔性,而簡潔性正是科學家們所追求的。對天文學的研究也就一直停留在這個水平上。
“地球是宇宙的中心”的說法,正好是“神學家的天空”的基礎(chǔ)。中世紀的神學家吹捧托勒密的結(jié)論,卻隱瞞了托勒密的方法論:托勒密建立了天才的數(shù)學理論,企圖憑人類的智慧,用觀測、演算和推理的方法,去發(fā)現(xiàn)天體運行的原因和規(guī)律,這正是托勒密學說中富有生命力的部分。因此,盡管托勒密的“地球中心學說”和神學家的宇宙觀不謀而合,但是兩者是有本質(zhì)區(qū)別的,一個是科學上的錯誤結(jié)論,一個是愚弄人類、妄圖使封建統(tǒng)治萬古不變的彌天大謊。哥白尼對此作出正確的評價,他說:“應(yīng)該把自己的箭射向托勒密的同一個方向,只是弓和箭的質(zhì)料要和他完全兩樣?!?/p>
哥白尼曾十分勤奮地鉆研過托勒密的著作。他看出了托勒密的錯誤結(jié)論和科學方法之間的矛盾。哥白尼正是發(fā)現(xiàn)了托勒密的錯誤的根源,才找到了真理。
哥白尼認識到,天文學的發(fā)展道路,不應(yīng)該繼續(xù)“修補”托勒密的舊學說,而是要發(fā)現(xiàn)宇宙結(jié)構(gòu)的新學說。他打過一個比方:那些站在托勒密立場上的學者,從事個別的、孤立的觀測,拼湊些大小重疊的“本輪”來解釋宇宙的現(xiàn)象,就好像有人東找西尋地撿來四肢和頭顱,把它們描繪下來,結(jié)果并不像人,卻像個怪物。
哥白尼早在克拉科夫大學讀書時,就開始考慮地球的運轉(zhuǎn)的問題。他在后來寫成《天體運行》的序言里說過,前人有權(quán)虛構(gòu)圓輪來解釋星空的現(xiàn)象,他也有權(quán)嘗試發(fā)現(xiàn)一種比圓輪更為妥當?shù)姆椒ǎ瑏斫忉屘祗w的運行。
哥白尼觀測天體的目的和過去的學者相反。他不是強迫宇宙現(xiàn)象服從“地球中心”學說。哥白尼有一句名言:“現(xiàn)象引導(dǎo)天文學家?!彼且層钪娆F(xiàn)象來解答他所提出的問題,要讓觀測到的現(xiàn)象證實一個新創(chuàng)立的學說——“太陽中心”學說。他這種目標明確的觀測,終于促成了天文學的徹底變革。
哥白尼的觀測工作在克拉科夫大學時就有了良好的開端。他曾利用著名的占星家瑪爾卿·布利查(約1433~1493年)贈送給學校的“捕星器”和“三弧儀”觀測過月食,研究過浩翰無邊的星空。
哥白尼在克拉科夫大學學習三年就停了學,而到意大利去學習“教會法”了。這是他舅父務(wù)卡施的主意。因為當時盤踞在波蘭以北的十字騎士團經(jīng)常侵犯邊境,為非作歹,而和他們作斗爭,就必須有人精通“教會法”。哥白尼認為抗擊十字騎士團是義不容辭的責任。他說:“沒有任何義務(wù)比得上對祖國的義務(wù)那么莊嚴,為了祖國而獻出生命也在所不惜?!彼运饬藙?wù)卡施的建議。為了取得出國的路費和長期留學的生活費用,他再次接受他舅父的安排,決定一輩子擔任教會的職務(wù)。1496年秋天,哥白尼披上僧袍,動身到意大利去了。
他在意大利北部的波倫亞大學學習“教會法”,同時努力鉆研天文學。在這里,他結(jié)識了當時知名的天文學家多米尼克·瑪利亞,同他一起研究月球理論。他開始用實際觀測來揭露托勒密學說和客觀現(xiàn)象之間的矛盾。他發(fā)現(xiàn)托勒密對月球運行的解釋,正像雷吉蒙騰所指出的那樣,一定會得出一個荒謬的結(jié)論:月亮的體積時而膨脹時而收縮,滿月是膨脹的結(jié)果,新月是收縮的結(jié)果。1497年3月9日,哥白尼和瑪利亞一起進行了一次著名的觀測。那天晚上,夜色清朗,繁星閃爍,一彎新月浮游太空。他們站在圣約瑟夫教堂的塔樓上,觀測“金牛座”的亮星“畢宿五”,看它怎樣被逐漸移近的娥眉月所掩沒。當“畢宿五”和月亮相接而還有一些縫隙的時候,“畢宿五”很快就隱沒起來了。他們精確地測定了“畢宿五”隱沒的時間,計算出確鑿不移的數(shù)據(jù),證明那一些縫隙都是月亮虧食的部分,“畢宿五”是被月亮本身的陰影所掩沒的,月球的體積并沒有縮小。就這樣,哥白尼把托勒密的地心說打開了一個缺口。
1500年,哥白尼由于經(jīng)濟困難,到羅馬去擔任數(shù)學教師。第二年夏天,哥白尼回國,后因取得教會的資助,秋天又到意大利的帕都亞學醫(yī)。1503年,哥白尼在法臘羅大學取得教會法博士的學位。
這時,哥白尼還努力研讀古代的典籍,目的是為“太陽中心學說”尋求參考資料。他幾乎讀遍了能夠弄到手的各種文獻。后來他寫道:“我愈是在自己的工作中尋求幫助,就愈是把時間花在那些創(chuàng)立這門學科的人身上。我愿意把我的發(fā)現(xiàn)和他們的發(fā)現(xiàn)結(jié)成一個整體。”他在鉆研古代典籍的時候,曾抄下這樣一些大膽的見解:
“天空、太陽、月亮、星星以及天上所有的東西都站著不動,除了地球以外,宇宙間沒有什么東西在動。地球以巨大的速度繞軸旋轉(zhuǎn),這就引起一種感覺,仿佛地球靜止不動,而天空卻在轉(zhuǎn)動。”
“大部分學者都認為地球靜止不動,但是費羅窩斯和畢達哥拉斯卻叫它圍繞一堆火旋轉(zhuǎn)?!?/p>
“在行星的中心站著巨大而威嚴的太陽,它不但是時間的主宰,不但是地球的主宰,而且是群星和天空的主宰?!?/p>
這些古代學者的卓越見解,在當時被認為是“離經(jīng)叛道”的,但是對哥白尼來說,卻好比是夜航中的燈塔,照亮了他前進的方向。
1506年,哥白尼結(jié)束了在意大利十年留學的生活,動身回國。
日心說
哥白尼的“日心說”發(fā)表之前,“地心說”在中世紀的歐洲一直居于統(tǒng)治地位。自古以來,人類就對宇宙的結(jié)構(gòu)不斷地進行著思考,早在古希臘時代就有哲學家提出了地球在運動的主張,只是當時缺乏依據(jù),因此沒有得到人們的認可。 在古代歐洲,亞里士多德和托勒密主張“地心說”,認為地球是靜止不動的,其他的星體都圍著地球這一宇宙中心旋轉(zhuǎn)。這個學說的提出與某宗教《圣經(jīng)》中關(guān)于天堂、人間、地獄的說法剛好互相吻合,處于統(tǒng)治地位的教廷便竭力支持地心學說,把“地心說”和上帝創(chuàng)造世界融為一體。因而“地心學”說被教會奉為和《圣經(jīng)》一樣的經(jīng)典,長期居于統(tǒng)治地位。 隨著事物的不斷發(fā)展,天文觀測的精確度漸漸提高,人們逐漸發(fā)現(xiàn)了地心學說的破綻。到文藝復(fù)興運動時期,人們發(fā)現(xiàn)托勒密所提出的均輪和本輪的數(shù)目竟多達八十個左右,這顯然是不合理、不科學的。人們期待著能有一種科學的天體系統(tǒng)取代地心說。在這種歷史背景下,哥白尼的日動學說應(yīng)運而生了。
約在1515年前,哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運動學說的基本思想撰寫了篇題為《淺說》的論文,他認為天體運動必須滿足以下七點: 不存在一個所有天體軌道或天體的共同的中心;地球只是引力中心和月球軌道的中心,并不是宇宙的中心;所有天體都繞太陽運轉(zhuǎn),宇宙的中心在太陽附近;地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的;在天空中看到的任何運動,都是地球運動引起的;在空中看到的太陽運動的一切現(xiàn)象,都不是它本身運動產(chǎn)生的,而是地球運動引起的,地球同時進行著幾種運動;人們看到的行星向前和向后運動,是由于地球運動引起的。地球的運動足以解釋人們在空中見到的各種現(xiàn)象了。
此外,哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星(土星、木星和火星)和兩顆內(nèi)行星(金星、水星)的視運動。書中,哥白尼批判了托勒密的理論??茖W地闡明了天體運行的現(xiàn)象,推翻了長期以來居于統(tǒng)治地位的地心說,并從根本上否定了某宗教關(guān)于上帝創(chuàng)造一切的謬論,從而實現(xiàn)了天文學中的根本變革。 他正確地論述了地球繞其軸心運轉(zhuǎn)、月亮繞地球運轉(zhuǎn)、地球和其他所有行星都繞太陽運轉(zhuǎn)的事實。但是他也和前人一樣嚴重低估了太陽系的規(guī)模。他認為星體運行的軌道是一系列的同心圓,這當然是錯誤的。他的學說里的數(shù)學 運算很復(fù)雜也很不準確。但是他的書立即引起了極大的關(guān)注,驅(qū)使一些其他天文學家對行星運動作更為準確的觀察,其中最著名的是丹麥偉大的天文學家泰壽·勃萊荷,開普勒就是根據(jù)泰壽積累的觀察資料,最終推導(dǎo)出了星體運行的正確規(guī)律。
這是一個前所未聞的開創(chuàng)新紀元的學說,對于千百年來學界奉為定論的托勒密地球中心說無疑是當頭一棒。
哥白尼的日心宇宙體系既然是時代的產(chǎn)物,它就不能不受到時代的限制。反對神學的不徹底性,同時表現(xiàn)在哥白尼的某些觀點上,他的體系是存在缺陷的。哥白尼所指的宇宙是局限在一個小的范圍內(nèi)的,具體來說,他的宇宙結(jié)構(gòu)就是人們所熟知的太陽系,即以太陽為中心的天體系統(tǒng)。宇宙既然有它的中心,就必須有它的邊界,哥白尼雖然否定了托勒密的“九重天”,但他卻保留了一層恒星天,盡管他回避了宇宙是否有限這個問題,但實際上他是相信恒星天球是宇宙的“外殼”,他仍然相信天體只能按照所謂完美的圓形軌道運動,所以哥白尼的宇宙體系,仍然包含著不動的中心天體。但是作為近代自然科學的奠基人,哥白尼的歷史功績是偉大的。確認地球不是宇宙的中心,而是行星之一,從而掀起了一場天文學上根本性的革命,是人類探求客觀真理道路上的里程碑。 哥白尼的偉大成就,不僅鋪平了通向近代天文學的道路,而且開創(chuàng)了整個自然界科學向前邁進的新時代。從哥白尼時代起,脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發(fā)展。
哥白尼的榮譽記錄
1687年,牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》的問世,標志著哥白尼體系的最后勝利。1685年在大馬士革已有了哥白尼學說體系的譯本和詳盡的說明。意大利文藝復(fù)興時期的唯物主義哲學家布魯諾,由于批判《圣經(jīng)》并堅決贊同哥白尼的日心說,1600年2月,在羅馬鮮花廣場被燒死。17世紀30年代至1646年波蘭傳教士穆 尼閣(Nieolas Smoglenski,1609——1655年)來華為第一階段,在這短短的十幾年時間里,以徐光啟組建和主持歷局,編譯系統(tǒng)介紹西方天文學的大型叢書《崇禎歷書》為契機,哥白尼的名字在中國學者 當中迅速傳播。1634年,《論宇宙或光》脫稿,此書以哥白尼學說為基礎(chǔ),與教會的觀點不相容,而伽利略又正遭致教會迫害,笛卡爾只得暫不發(fā)表。1634年編成的《崇禎歷書》中譯用了《天球運行論》中的大量材料,但由于傳教士的隱瞞、歪曲,哥白尼學說卻沒有被介紹過來。1633年6月22日,宗教法庭宣布哥白尼學說為邪說,判處伽利略終身監(jiān)禁,宣布(對話)為禁書,然后,逼迫伽利略進行發(fā)誓。1633年,伽利略受到宗教裁利所審利,利處終身監(jiān)禁,其著作《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》被列入《禁書目錄》 。1632年伽利略著書立說捍衛(wèi)哥白尼體系時已年過半百。伽利略在1632年發(fā)表了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界的對話》給哥白尼體系以決定性支持,1638年發(fā)表了《關(guān)于力學與位移運動兩門新科學的討論及數(shù)學證明》批駁了統(tǒng)治歐洲達兩千多年之久的亞里士多德關(guān)于運動和運動原因的理論,創(chuàng)建了實驗、物理思維和數(shù)學演繹三者巧妙結(jié)合的研究方法。1632年,伽利略發(fā)表《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大宇宙體系的對話》以新的觀測事實再次猛烈抨擊荒謬的托勒密宇宙體系。1622年來華的湯若望在其后來寫的《歷法西傳》中,已提到哥白尼,并說“已上哥白尼所著,后人多祖述焉。1618~1621年,開普勒發(fā)表了《哥白尼天文學概要》簡明扼要地敘述了哥白尼的理論,并以自己的發(fā)現(xiàn)補充、修正和發(fā)展了哥白尼的學說。1618~1621年,開普勒寫了《哥白尼天文學概要》一書,把天文學的研究概括為5個方面: 觀測天象;提出對觀測到的天象進行解釋的假說;宇宙論的物理或哲學;推算天體過去與未來的方位; 有關(guān)的儀器制造和使用的機械學。直到1979年11月11日,羅馬教皇約翰·保羅二世才決定為伽利略平反,為他恢復(fù)名譽。
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