科技发展史之日心说

科技发展史之日心说有人说人类能成为万物之灵是因为拥有智慧，我认为这个说法并不为过，因为事实确实如此。从饮血茹毛的原始时代开始到现在的21世纪信息爆炸的时代，追求完美的人类探索世界的脚步并不因为科技带来的越来越舒适的生活而放慢脚步。早在16世纪，人类就围绕着自己居住的星球是太阳系的中心还是太阳是展开了一场研究。早在日心说提出之前，地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯提出，后经亚里多德、托勒密进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密认为，地球处于宇宙中心静止不动。从地球向外，依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星，在各自的圆轨道上绕地球运转。其中，行星的运动要比太阳、月球复杂些：行星在本轮上运动，而本轮又沿均轮绕地运行。在太阳、月球行星之外，是镶嵌着所有恒星的天球——恒星天。再外面，是推动天体运动的原动天。地心说是世界上第一个行星体系模型。尽管它把地球当作宇宙中心是错误的，然而它的历史功绩不应抹杀。地心说承认地球是“球形”的，并把行星从恒星中区别出来，着眼于探索和揭示行星的运动规律，这标志着人类对宇宙认识的一大进步。地心说最重要的成就是运用数学计算行星的运行，托勒密还第一次提出“运行轨道”的概念，设计出了一个本轮均轮模型。按照这个模型，人们能够对行星的运动进行定量计算，推测行星所在的位置，这是一个了不起的创造。在一定时期里，依据这个模型可以在一定程度上正确地预测天象，因而在生产实践中也起过一定的作用。但是，信奉地心说的人们并没有认识到这是由于地心说本身的错误造成的，却用增加本轮的办法来补救地心说。起初这种办法还能勉强应付，后来小本轮增加到80多个，但仍不能满意地计算出行星的准确位置。这不能不使人怀疑地心说的正确性了。直到了16世纪哥白尼的日心说的提出，才纠正了多少年来人们的错误观点。哥白尼是文艺复兴时期波兰著名的天文学家，是太阳中心说的创始人。他的太阳中心说的创立，从根本上纠正了地球中心说和旧的宇宙观，揭穿了宗教神学伪造的谎言，在科学发展史上具有划时代的意义，从此自然科学便从宗教神学中解放出来，这对社会革命起了巨大的推动作用。日心说的诞生是自然科学发展史上的重大事件，它掀起了天文学史上的一场革命，揭开了近代科学向宗教神学开战的序幕。他的学说使自然科学从宗教神学的桎梏中解放出来，开创了天文学的新纪元，是人类在天体认识史上的一个里程碑。然而，哥白尼的“日心说”在当时却遭到反动教会的残酷迫害，阐述“日心说”的不朽著作《天体运行论》，在刚公开出版时就被教皇宣布为“邪说”，并被列为禁书。继哥白尼之后，布鲁诺、伽利略等人为了捍卫、宣传哥曰尼“日心说”而壮烈地献出了自己的生命，成了科学史上的两大惨案。坚持大地是运动的这一观点在古代是令人非常难以接受的，而另一方面托勒密的地心说体系可以很好的和当时的观测数据相吻合，因此即使在《天体运行论》出版以后的半个多世纪里，日心说仍然很少受到的关注，支持者更是非常稀少在中世纪的欧洲，教会和神学统治着整个思想文化领域。圣经和教义是绝对不能动摇的“真理”。正如恩格斯所说：在中世纪“教会教条同时就是政治信条，圣经词句在各种法律中都有法律的效力”。谁要是宣传同圣经相违背甚至稍有不同的观点，谁就是宣传“异端邪说”，就是亵渎神灵，谁就要受到严厉的制裁。哥白尼“日心说”在产生和发展的过程中，充满着科学与宗教、唯心论与唯物论、辩证法与形而上学的激烈斗争。许多先进的科学家为了维护哥白尼“日心说”，付出了高昂的代价，甚至献出了自己宝贵的生命。哥白尼的“日心说”指出：地球不是宇宙的中心，地球和其他行星一样，都是围绕着太阳运动的；而地球本身也在不停地转动着。显然，这同“地心说”的宇宙观是根本对立的，因此成为教会的大敌。所以，当《天体运行论》还在印刷的过程中，那些预感到自己末日即将来临的神学家们就开始对“日心说”进行诬蔑和攻击。这是哥白尼早已估计到的。他在序言《致最神圣的教皇保罗三世》中说：“我知道，某些人听到我在《天体运行论》一书中提出了地球运动的观念之后，就会大叫大嚷，当即把我哄下台来。同时他还强调：并不是“怕自己的学说被人分享，而是担心费尽千辛万苦才获得的宝贵研究成果会遭到轻蔑。因为有这样一班庸人，除非是有利可图，从不关心任何科学研究；或者虽然被人鼓励和依照先例而去作哲学的探求，但智力又很笨拙，就像蜜蜂中的雄蜂一样，懒惰而又愚蠢。而我的理论又很新奇和难以理解。于是，担心遭到轻蔑的思想几乎使我放弃了自己的打算。”最后，哥白尼还是以大无畏的革命精神，理直气壮地宣布：“对数学一窍不通的无聊的空谈家会摘引圣经的章句加以曲解来对我的著作进行非难和攻击。对这种意见，我决不予以理睬，我鄙视他们。”可以想见，这本不仅在自然科学领域而且在人类对宇宙认识上掀起一场革命的伟大著作的出版，在那个时代是多么的艰难！《天体运行论》问世的最初几十年，罗马教庭这些高高在上的统治者，还没有完全意识到哥白尼学说的深远意义和巨大影响，因此对哥白尼学说的打击只限于嘲弄、诬蔑和攻击，而没有采取赤裸裸的血腥镇压。后来，拥护哥白尼学说的人越来越多，而且“日心说”本身也有了发展。反动宗教势力开始恐惧了，对“日心说”的打击很快发展成为政治上的迫害与镇压。在罗马教庭所在地意大利，表现得尤其激烈。杰出的思想家乔丹诺·布鲁诺就是维护宣传哥白尼学说、捍卫科学真理的英勇殉道者。布鲁诺积极宣传哥白尼的“日心说”，并且比哥白尼还前进了一大步。他认为宇宙是无限的；太阳不过是无数恒星之一；宇宙中可以居住的星球也是无限多的。哥白尼的“日心说”之所以迟迟得不到公认，除了教会的攻击与迫害之外，错误认识的束缚也是一个重要的原因。人们对地球和其他行星是沿着以太阳为中心的轨道运动，利太阳等恒星以及行星的周日运动是由于地球自转的缘故，迟迟不能接受。就是因为人们凭感觉经验的错误认识，看惯了太阳、星星东升西落以及垂直上抛的物体不偏不倚的现象，几乎都相信地球是不动的。再加教会“地心说”宇宙体系传统观念的蒙蔽，总错误地认为哥白尼“日心说”是一种怪论，因而往往报之以冷嘲热讽的态度。据记载，在那个年代里，有一位小镇上的教员为纪念狂欢节编写一个讽刺“日心说”的剧本，剧中以一个奇形怪状的教士在仰观天象的场面来嘲讽哥白尼。一个法国诗人还写一篇宇宙长诗，嘲笑哥白尼是要叫行船停止不动，让大地向后行走。一些顽固分子竟咒骂哥白尼是“疯子”。错误的认识、旧的传统观念，足以使哥白尼的学说窒息。事实上，按照哥白尼学说，地球的运动可以通过恒星的视差反映出来。什么叫视差呢？假如我们坐在奔驰的列车上，眺望窗外的景色。就可以看到一种有趣的景象：近处的房屋、树木等等，在我们眼前飞快地掠过，向车后疾驰而去；而远处的群山却在缓慢地运动，似乎车外的事物都在不断地改变着它们的方位。离列车较近的景物方位变化较大，离列车较远的景物方位变化则较小，这种因观察者的运动而引起的外界事物改变方向的现象，就叫视差。通常，离观察者近的物体视差大；而远离观察者的物体视差则小。那么，为什么在哥白尼的年代，人们在夏天和冬天两个季节去观察同一颗恒星时，这颗恒星却不具有不同的方位呢？哥白尼认为：这是因为恒星离地球的距离实在太遥远了，以致与这种距离比较，即使地球的轨道也是小得微不足道，而视差效应也觉察不到了。望远镜发明以后，观测天文学取得极大的进展，人们对太阳系的认识也不断深化，在正确与错误的激烈斗争中，哥白尼学说逐步得到科学实践的证明。17世纪初德国天文学家开普勒(J.Kepler，1571—1630)用大量的天文观测资料证明哥白尼“日心说”是正确的。他第一个明确指出，行星运行的轨迹是椭圆形的，太阳位于椭圆的一个焦点上，最后又用数学表达为“行星运动的三大定律”。与此同时，伽利略发现了木星有四个卫星围绕着它在不停地转动，就更有力地否定了地球是宇宙中心的观念，到了17世纪下半叶，牛顿在开普勒和伽利略工作的基础上发现了万有引力定律，进一步为哥白尼学说奠定了坚固的科学基础。1842年至1846年间，英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒维烈又根据万有引力定律，预言了一颗尚未发现的行星的存在和位置。1846年9月23日晚，柏林天文台的加勒就在勒维烈所预告的新行星出现的位置上，发现了这颗新行星即海王星。到这时，哥白尼“日心说”才最终被证实了。恩格斯也曾指出：“哥白尼的太阳系学说有三百年之久一直是一种假说，这个假说尽管有百分之九十九、百分之九十九点九、百分之九十九点九九的可靠性，但毕竟是一种假说；而当勒维烈从这个太阳系学说所提供的数据，不仅推算出一定还存在一个尚未知道的行星，而且还推算出这个行星在太空中的位置的时候，当后来加勒确实发现了这个行星的时候，哥白尼的学说就被证实了。”哥白尼学说冲破重重阻力，经过科学验证和实践的检验、终于成为阐明太阳系天体运行规律的科学理论。哥白尼学说蒙难始末雄辩地证明：“正确的东西总是在同错误的东西作斗争的过程中发展起来的”。整个人类认识自然的历史，就是科学战胜神学、唯物主义战胜唯心主义、辩证法战胜形而上学的历史，科学发现中有蒙难，有挫折，有逆流，有反复，这都是暂时的。正确反映客观世界的科学真理必然会取得最终的胜利，这是马克思主义哲学所揭示并为历史所证实的科学规律。