托勒密宇宙

天体运行论扉页

哥白尼

1543年5月24日，刚刚印好的《天体运行论》一书被送到因中风而卧床己久的哥白尼面前，哥白尼用颤抖的手抚摸了一下这本凝聚着他毕生心血的书，一小时后与世长辞。正是这本书的问世，引发了轰轰烈烈的近代科学革命。

哥白尼的学说创立之前，在天文学上牢固占据统治地位的是托勒密的地心说。按照这一学说地球在宇宙的中央，其他日月星辰围绕着地球旋转。地心说与宗教神学相结合，形成一个以地心说为中心的宇宙体系。地心说虽然与人们多数的直观经验相符合，但在解释行星运动时遇到了巨大的困难，特别是后来运用本轮、均轮的迭加来解释行星运动使地心体系变得异常烦琐复杂，这时就需要一个新的理论取而代之。正是这种情况下，哥白尼经过多年研究，在其《天体运行论》一书中提出了日心说这一革命性理论。

构成托勒密宇宙体系的是如下四个假定：第一，天是球形的而且像球那样转动；第二，地也是球形的；第三，地位于天的中央；第四，地球静止不参与转动。哥白尼对前两点是赞同的，但不同意后两点。

首先，哥白尼提出了地球自转和公转的概念。全部星空的周日旋转实际上是地球自转造成的，正是地球由西向东绕轴自转，才引起昼夜变化；而太阳的周年视运动，实际上是由地球绕太阳每年公转一周造成的。哥白尼还提出地球有第三种运动，即所谓“倾斜面运动”，这个运动使地球自转轴在公转时与黄道面保持固定交角，从而形成地球上四季的差别。

其次，哥白尼用太阳取代地球位于宇宙的中心，所有的行星包括地球均以太阳为中心转动。这一变动使得各大行星运动获得了统一性。

哥白尼最终构造的宇宙图景是：最外层是恒星天，它是静止不动的，构成了行星运动的参考背景。最远的行星是土星，其运行周期是30年，以后依次是木星、火星、地球、金星、水星。月亮是地球的卫星，它既随地球绕太阳转动，每月又绕地球旋转一周。

应当指出的是，哥白尼的日心说在科学上存在着许多困难，如精确度不够、预言的视差没有得到等。但哥白尼工作的意义不只是表现在提出了一种新的学说，更为重要的是在于这一学说实现了宇宙图景的根本性转化，带来了人们思想观念的重大变革。随着日心说的广泛传播和日益为人们所接受，引发了近代科学在各个领域的重大进展。因此，把近代科学革命称之为“哥白尼革命”含义是深远的。 （沙森整理）