世界地理必修课02丨“日心说”如何取代“地心说”？

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世界地理必修课02
“日心说”如何取代“地心说”？

你可能听说过，最初，人们以为地球是静止的，日月星辰都绕着地球转动，这种说法叫做“地心说”。后来，天文学家哥白尼发表了《天体运行论》，认为地球是绕着太阳转的，这就是“日心说”，它在当时被当成了异端邪说。作为异端邪说的“日心说”，最后战胜“地心说”的过程很曲折，

而且其中有很多误会。

|日心说最早是谁提出的？
跟很多人想象的不一样，哥白尼并不是第一个提出“日心说”的人。这个观点古希腊人早就提过了。第一个提出“日心说”的人叫做阿里斯塔克，他是个数学家，也是个天文学家。但他这个说法和人们的直觉是相反的。你要让别人相信地球是绕着太阳转的，总得有证据。
于是其他人就说：“那我们问你两个问题。第一个，你解释一下，如果我拿一块石头垂直地往上扔，它就会再垂直地掉下来。既然你说地球是动的，那在石头掉下来的时间里，地球已经往前移动了一段距离，移动了之后，石头就应该掉在后面了。”

阿里斯塔克表示，这第一个问题他解释不了。
既然第一个问题回答不了，那看第二个问题，这个问题有一个专门说法，叫“恒星周年视差”。
什么意思？就是说因为地球绕着太阳转，所以天上的恒星，在一年的时间里，看起来会有一点点差别。

打个比方，在你的房间里挂着两盏灯。你站在房间的一头看这两盏灯，再跑到房间另一头看这两盏灯，两次看到它们的位置关系是不一样的。
如果把恒星当做挂在天上的吊灯，然后地球绕着太阳一转，位置就发生了变化，就好像人在房间里跑了一圈，跑动的过程中按理说也能看到恒星的位置关系发生变化——这就是“恒星周年视差”。但在地球上，从来没有人观察到过这种现象，这是为什么？

阿里斯塔克是怎么回答的？他说：“这个现象肯定存在，但恒星离我们太远了，所以恒星周年视差实在太微小，我们看不到。”
你应该听出来了，这个解释其实没什么说服力。所以，在古希腊时代，没什么人愿意接受他的日心说。

|寻找日心说的证据
有意思的是，过了一千多年，当哥白尼再次提出日心说，面对的还是这两个问题，哥白尼的回答和阿里斯塔克也差不太多。第一个问题，他还是没能给出合理的解释；第二个问题，他也是说因为恒星周年视差过于微小，我们看不到。

哥白尼的日心说手稿
那么这两个问题是怎么解决的？到了十七世纪，伽利略发现了运动的相对性原理，这就把第一个问题解决了。现在你知道，为什么垂直扔一块石头会掉在原地？是因为我们扔的时候，地球在运动，石头也在跟着运动，石头相对于地球来说是没有前后移动的，这样就掉在了原地。
第二个问题要麻烦很多，因为恒星周年视差太微小了，用肉眼根本不可能看得到。到了伽利略的时候，已经有了天文望远镜，但那时候望远镜的还不够精准，还是看不到。

伽利略和他的天文望远镜

到了1728年的时候，有一个英国天文学家叫做布拉德雷，他发现，恒星的位置在一年中的不同时刻确实会发生变化。但是，他又觉得，自己观察到的变化，跟预想中的恒星周年视差不太一样。但到底是怎么个不一样法，自己也说不太清楚。
有一天，他在泰晤士河上划船，一边划船一边吹着风，他突然意识到一个问题：划船的时候，风吹在自己脸上的感受，跟站在原地不动时的感受是不一样的。

这就好像下雨的时候，如果没有风，你又站住不动，会觉得雨滴是垂直落下的，而一旦开始走动，雨滴就感觉是从斜上方落下的了。
恒星发出的光射到地球上，就好像是雨滴落到人的头上，它会因为人的运动方向而发生改变。布拉德雷观察到的正是这个现象。虽然这个现象跟恒星周年视差并不一样，但已经足够证明地球是在运动的了。
那么，恒星周年视差是什么时候找到的？这要等到1838年，德国有个天文学家，叫贝塞尔，他终于观测到了这个差别。当然，这并不是因为贝塞尔的眼力特别好，而是因为那时候天文望远镜更先进了，精准度已经足够高了。这时候，离哥白尼发表《天体运行论》已经过了将近三百年。
|人们为什么接受一个科学理论？
从哥白尼发表《天体运行论》到布拉德雷找到证据的这段时间里，人们只能在证据不足的情况下做一个判断。有些天文学家大胆选择支持日心说，也有很多人其实是不赞成“日心说”的。
比如有个叫第谷的丹麦天文学家，他在一个小岛上搞了一辈子天文观测。那时候望远镜还没发明，第谷自然是看不到恒星周年视差的。找不到证据，第谷没法接受“日心说”，但他也觉得“地心说”问题太大了。

第谷的理论
于是，他自己弄了个折中的方案，仍然认为太阳绕着地球转，而其他星星都绕着太阳转。因为第谷是搞观测的，用他的这套理论计算星星的运行轨迹，和实际观测符合的特别好。以至于有一段时间，好多天文学家都不支持日心说，而是支持第谷这套理论。
当时有一幅很有名的画，画中有一位女神拿着一个天平，天平一端是哥白尼的“日心说”，另一端是第谷的理论，称量

的结果是第谷的理论更重一些，也就是接受的人更多。至于“地心说”，已经被扔到了地上，没人信了。

还有个叫卡西尼的天文学家，是巴黎天文台的台长，后来他的儿子和孙子也都当过巴黎天文台的台长，他们家可以说是天文世家。这个卡西尼，就是因为一直见不到恒星周年视差，直到去世都不赞成“日心说”。
天文学家都在找证据，可是有些人与他们相反，他们支持“日心说”，却不是因为天文学上的证据。比如大名鼎鼎的布鲁诺，你大概听说过这个人，一般的教科书上都说，他因为支持“日心说”，被教会给烧死了。但这个说法其实不准确，布鲁诺并不是天文学家，也搞不懂那些复杂的科学理论。那他为什么支持“日心说”？那是因为他信奉一个源自古埃及的宗教派别。古埃及人崇拜太阳。布鲁诺一看，哥白尼说太阳是宇宙的中心，这个正好可以支持他的宗教学说，于是他就特别积极地去宣传“日心说”。
后来宗教裁判所就把布鲁诺给抓起来了，关押了很久，最后绑到广场上烧死了。很长一段时间里人们都说他是因为支持“日心说”被烧死的。但是后来，有人找到了当初审讯布鲁诺的档案，发现在审讯的时候，基本就没提“日心说”的事，一直是把他当做一个宗教异端来审讯的。最后把布鲁诺烧死也是因为这个原因。所以，布鲁诺虽然支持“日心说”，但是他被烧死这件事和“日心说”没有直接的关系。

|思考题

地球不是宇宙的中心，太阳也不是，那你觉得宇宙到底有没有中心呢？如果有，那你觉得宇宙的中心是什么样呢？

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