地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

2022-02-04 08:24:11 百科大全 投稿:一盘搜百科
摘要关于日心说,地心说,我们小时候的教材,科普书籍,传递给我们的观念,几乎都是这样——先进正确的日心说,推翻了错误落后的地心说,提出者哥白尼引发了天文学的革命,从此掀开了近代科学的革命云云地心说与日心说。

关于日心说地心说,我们小时候的教材,科普书籍,传递给我们的观念,几乎都是这样——先进正确的日心说,推翻了错误落后的地心说,提出者哥白尼引发了天文学的革命,从此掀开了近代科学的革命云云地心说与日心说。

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

日心说提出者哥白尼

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这种说法,只能说给小学生听,因为他们没有系统地学过物理,也接受不了太复杂的事情。然而,只要你学过初中物理,只要你对托勒密的地心说,有最基本的了解,你就应该知道,这种说法并不正确。

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

地心说提出者托勒密

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只要稍微学过物理,我们就知道,运动都是相对的。你是运动还是静止,关键是你选哪一个物体作为参照系。比如你坐在车上,如果你选择地面为参照系,那你就是运动的,如果你选择车上的物体为参照系,你就是静止的。

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

托勒密的地心说,其实就是一种以地球为参照系的宇宙模型。而哥白尼的日心说,就是一种以太阳为参照系的宇宙模型。这里头,没有谁对谁错,就是参考系不同罢了。

地心说与日心说,日心说推翻了地心说吗?并没有,日心说推翻的,其实是一个观念

地心说认为,天上的行星,会围绕地球做匀速圆周运动,这叫均轮。然后,行星自身又围绕一个圆心做匀速圆周运动,这叫本轮。在人类的观测技术比较落后的古希腊,中世纪早期,地心说跟观测数据是非常吻合的。而且,地心说认为地球是圆的,这比起地平说,是非常巨大的进步。因此,在地心说刚刚诞生的时候,它是跟观测高度吻合,正确先进的理论。

地心说

而提出日心说的哥白尼,他认为地球跟其他行星,围绕太阳作圆形轨道运动,这其实是不对的。哥白尼提出的日心说,跟人们观测到的数据,并不吻合。因此,在哥白尼最初提出日心说的四五十年里头,人们并不接受日心说。

直到六十年后,开普勒用椭圆形轨道取代圆形轨道,日心说的数据才跟观测高度吻合。再加上伽利略发明了天文望远镜,观测到木星原来有四颗卫星,这为日心说提供了很有力的证据。哥白尼的日心说,才逐渐被人们接受。

开普勒

既然地心说跟日心说,只是参照系不同而已,两者的理论预测都跟观测数据吻合,那为何日心说会取代地心说呢?关键,还是一个时间成本问题。

地心说那一套本轮均轮体系,计算起来非常麻烦。而且随着人类观测技术的进步,实际的观测结果,跟地心说的理论预测,误差越来越大,人们只能通过不断地增加本轮来修正理论。

反观日心说呢?每个行星就只有一个椭圆轨道,你要计算一颗行星的运行,只要计算一个椭圆轨道就行了,这比地心说可方便太多了。随着时间推移,天文学家慢慢就都用日心说的椭圆轨道来计算,地心说就自然被日心说取代了。

这就好比牛顿力学跟相对论,我们都知道,相对论推翻了牛顿的绝对时空观,是比牛顿力学更先进,更精确,更接近真理的理论。然而为何我们的初中高中教材,还要学牛顿三大定律,万有引力公式这些牛顿力学知识呢?这是因为,我们的日常生活,是一种低速运动状态,用牛顿定律计算,已经足够精确了,而且牛顿定律,只需要用到初等数学知识就足够了,不需要用到太多数学知识。

而相对论呢?要懂相对论的计算,就必须要懂黎曼几何,微积分等一系列让人头大的高等数学。日常生活中的运动计算,我们根本不需要这么高的精度,也没有那么多时间精力去学高数,所以我们的初高中物理,都是牛顿力学那一套。

牛顿三大定律

所以,科学理论,并不是简单的是非对错,而是要看理论计算跟实际观测到底吻不吻合。如果吻合,哪怕这种理论有多违反人类的直觉跟生活经验,科学家们都会承认这是正确的理论。比如相对论,量子力学,这些理论其实都挺违反人们的日常三观的,但它们跟实验高度吻合,所以科学家们都认了。如果理论计算与实验不吻合,哪怕你的理论看上去有多完美和谐,大家都不认。

而如果有两种理论,都跟观测数据吻合,那么,科学家们就会选择更方便,更节省计算时间的理论。日心说能取代地心说,就是因为日心说计算更方便。相对论出现了,牛顿定律为何我们还要学,还是因为牛顿定律更方便,这就是一个时间成本问题,不是谁对谁错的问题。

小孩子才分对错,成年人只看利弊。

大人只看利弊

既然地心说也是科学理论,日心说并没有推翻地心说,那为何我们讲近代科学,都要从哥白尼的日心说讲起?笔者认为,尽管哥白尼的日心说,并没有推翻地心说,但他推翻了一种远比地心说重要得多的错误认知观念,那就是——人类的自我中心主义。

人总是喜欢以自我为中心,喜欢用自己的经验,喜好来推断他人,推断世界。这种中心主义,如果放大到整个群体,就是人类总是喜欢以为,人是万物之灵长,宇宙之中心。而地心说,就是这种自我中心主义的产物,它认为,地球是宇宙的中心,日月星辰都围绕地球在旋转。在中世纪,科学是神学的婢女,科学存在的目的,就是为了论证圣经,论证上帝的存在。地心说经过中世纪那些教士的努力,已经渐渐脱离了科学理论范畴,变成了跟人类的自我中心主义,跟宗教神学深度捆绑在一起的理论。

其实,不止老外是这样,我们的老祖宗也是这样。我们把国家的名字命名为中国,就是因为从古至今,我们的老祖宗,都认为我们处于天下的正中,是全天下最先进的文明,其他四周都是落后的蛮夷。直到一二次鸦片战争,大英帝国用坚船利炮狠狠教训了清政府,清朝人才知道,原来我们不是世界的中央,原来蛮夷的枪械火炮这么厉害,原来世界还有科技这种东西。

鸦片战争

老外把神学跟科学深度捆绑,而我们的老祖宗,同样把自然现象跟儒学牢牢地绑在一起。古时候,如果有什么地震之类的天灾,皇帝就要下罪己诏,陈述自己的罪过,希望能得到老天爷的原谅,不要再降灾祸给老百姓。今天人看来,这种做法简直匪夷所思,自然灾害跟皇帝的个人品德有一毛钱关系呀?但古人就是这样想的,他们认为,人类就是宇宙自然万物的中心,人的所作所为,都跟宇宙万物,跟自然现象深深联系在一起。

汉武帝颁发轮台罪己诏,这是中国历史上第一份罪己诏

而近代科学革命,为何要从推翻人类的自我中心主义开始?这是因为,科学,就是一门研究自然界客观规律的学科。什么是客观规律?就是一种独立与人的意志之外,不以人的意志为转移的规律。

所以,要学习科学,研究科学,首先要放下自我的偏执,放下自我中心主义。如果你认为自然现象,万事万物的规律,是跟人的思想、观念、意志捆绑在一起的。如果你认为你的个人经验,才是判断是非对错的标准。那你就不具备科学精神,你也许可以学到一些科学知识,但你无法跟其他真正学习科学,研究科学的人交流,也无法真正研究科学。

而哥白尼提出日心说,最大的意义也就是在这。他推翻了人类的自我中心主义,从此人类再也不是宇宙万物的中心。日月星辰的运转,自有其客观规律,并不以人的意志为转移。科学从此开始从神学中挣脱出来,摆脱了婢女的身份,逐渐成为了世界文明的主角。

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