地心说与日心说,天文科技：地心说与日心说

地心说（或称天动说），是古人认为地球是宇宙的中心，而其他的星球都环绕着她而运行的一种学说地心说与日心说。古希腊的托勒密将地心说的模型发展完善，且为了解释某些行星的逆行现象提出了本轮的理论，即这些星体除了绕地轨道外，还会沿着一些小轨道运转。后来，天主教教会接纳此为世界观的“正统理论”。图为葡萄牙宇宙学家维利乌于1568年绘制的地心说宇宙模型，收藏于法国国家图书馆。

日心说，也称为地动说，是关于天体运动的和地心说相对立的学说，它认为太阳是宇宙的中心，而不是地球。哥白尼提出的日心说，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，实现了天文学的根本变革。图为日心说的太阳系图。

尼古拉·哥白尼积极推动日心说，作为解释行星运动的模型。

日心说（下图）与地心说（上图）二者模型之比较。

天文学概述：从“地心说”到“日心说”

#科学史#

“地心说”最早由古希腊偶多克斯提出，后经过亚里士多德完善，最终由托勒密发展成为“地球是宇宙中心”的理论模型。随着天文观测的经验积累，人们发现有的行星并不是安装托勒密“预设”的轨道运行，于是又开开始思考其他可能性。早在古希腊时代，阿里斯塔克斯就提出“太阳有可能是宇宙的中心“，并非日月星辰围绕地球转动，而是地球与星辰一起围绕太阳转动。但由于亚里士多德的学说过于“慎密”，一直被奉为权威。这种观点很快就被埋没了，直到1800年之后再次被哥白尼提出。

亚里士多德的地心说亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天球和地球两层。地球是静止不动地，位于宇宙中心，而地球之外的其他行星，都镶嵌在天球之上，随着天球的运动一起运动。从内到外依次是：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天和原动力天。除此之外，宇宙里面在没有其他东西了，在月球一下的“月下天”由四元素构成，月上天由第五元素“以太”构成。

托勒密的地心说托勒密时期，已经发现了“行星逆行”现象，为了解释这个现象，托勒密提出“均轮”和“本轮”的理论。这种观点认为：每个行星都围绕一个较小的圆周运动，而每个小圆周又都围绕地球运动，这种行星自己运动的轨道叫做“本轮”，本轮围绕着地球作圆周运动，这个轨道叫做“均轮”。

本轮和均轮的提出，很好的解释了“行星逆行”问题，同时托勒密经过周密的计算，可以大致推算日食、月食的发生。至于宇宙外面是什么？没人说得清楚，当时的天文观测也还没有达到那个地步。这就为后来的基督教提供了很大的解说空间，在教会的推崇下，托勒密的《至大论》一度成为学术权威。

哥白尼的日心说经过一千多年的积累后，人们采用托勒密提供的宇宙模型来观测天文，到了哥白尼时期被天文发现和数学计算过的本轮和均轮多达80多个。而在月球的计算中，出现了一个跟观测不相符的数据，即分别计算均轮轨道和本轮轨道，在某个特定时期月球的距地距离应该是另一时期的两倍。人们虽然见识过超级月亮，但是一千多年都未曾见过大两倍的超级月亮。

哥白尼为了解释这两个困惑，提出了“日心说”的假设。如果所有的行星，包括地球都在围绕太阳旋转，那么就不需要分别计算每个天体的“本轮”了。而且通过这种“绕日运动”模型也可以解释清楚“行星逆行”的现象。从1506年准备到1514年，哥白尼托人发表了关于天体运行的假说。正式版的著作《天体运行论》直到1543年才正式出版，科学家将这一年是为现代天文学的开端。

从今人的视角来看，以然无法有效的论证“地心说”和“日心说”就是错误的，这是人类认识宇宙之外所参考物不同，和天文观测水平落后导致的。但是无论托勒密，还是哥白尼，都可以通过着体系来预测日食、月食的发生，这说明阶段性认识是具有阶段性的正确性的。哥白尼的著作出版后，人们依然是以“某种假说”来对待，权当是看科幻小说了，直到开普勒重新计算了天体运行的轨道。

科学简史：古希腊的数学“公理化”体系

科学简史：古希腊的物理“公理化”体系

科学简史：古希腊的天文“公理化”体系