『天文在线』令人吃惊！托勒密地心说真的是被哥白尼一击击溃的吗？答案很意外( 二 )
不过托勒密发展的地心说确实以很高的精度预测了行星的运动 ， 还被用来编制未来1500年的星图和天文图 。 直到16世纪 ， 托勒密地心说才逐渐被哥白尼、伽利略和开普勒推崇的日心说取代 。
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GeorgeTrebizond的《Almagest》拉丁文译本 。 来源：PublicDomain
哥白尼（日心说）模型
16世纪 ， 哥白尼开始设计日心模型 。 和许多前辈一样 ， 哥白尼的工作建立在希腊天文学家Atistarchus的工作基础上 ， 并且对马拉加学派和几个来自伊斯兰世界的著名哲学家表达了敬意 。 16世纪初 ， 哥白尼在一篇名为Commentariolus(“LittleCommentary”)的文章中总结了他的观点 。
1514年 ， 哥白尼开始在他的天文学家和学者同事间传播他的文章副本 。 这份长达四十页的手稿描述了他基于七个基本原则发展出的日心说的想法 。 这七个原则为：
天体并非都围绕一个点运转
地球的中心只是地月系统的中心
所有球体行的天体都围绕着太阳运转 ， 并且太阳在宇宙中心附近
地球和太阳之间的距离远小于恒星到太阳和到地球距离 ， 所以没有观测到恒星的视差
恒星是不可移动的——它们每天的运动只是由于地球每天的自转引起的
地球在围绕着太阳的球体中运动 ， 导致了太阳每年明显的迁移 ， 并且地球有不止一个运动
地球绕太阳的轨道运动使行星的运动方向看起来相反
此后 ， 他继续收集资料 ， 进行了更详细的工作 。 1532年 ， 哥白尼差不多完成了他巨著Derevolutionibusorbiumcoelestium(OntheRevolutionsoftheHeavenlySpheres) 。 文章中 ， 他以更详细的形式和仔细地计算来支持他的七个主要的论点 。
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地心模型和日心模型的比较 。 来源：history.ucsb.edu
如果水星和金星的轨道位于地球和太阳之间 ， 哥白尼就可以解释它们外观的变化 。 简单地说 ， 当它们和地球处于太阳的两边时 ， 水星和金星更小 ， 但是更加饱满（更加圆、亮） 。 如果它们和地球处于太阳的同一侧时 ， 水星和金星显得更大 ， 但是会呈现“角状”（新月形） 。
日心说还解释了像火星和木星这样的行星的逆行运动 ， 这表明位于地球上并不是一个固定不同的参考系 ， 而是移动的 。 这也解释了为什么火星和木星在某些时候会比其它时候显得更大 。 从本质上讲 ， 它们在大冲的位置上时比在合的位置上时更靠近地球 。
然而 ， 哥白尼担心发表他的理论会招致教会的追责（也有可能担心他的理论存在一些科学缺陷） ， 哥白尼到去世的前一年 ， 也就是1542年 ， 才将论文送纽伦堡出版 。
历史渊源
上文说过 ， 哥白尼并不是第一个认为日心是宇宙中心的人 ， 哥白尼也是基于前几位天文学家的工作提出的日心说 。 关于日心说雏形的第一个有记载的例子可以追溯到经典古希腊古罗马时期 ， 当时Samos的Aristarchus（约公元前310-230年）出版了包含他同时代人（如阿基米德）引用的参考文献的著作 。
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Aristarchus在公元前3世纪计算了太阳、地球和月球的相对大小 。 图片来源：WikipediaCommons
阿基米德在其著作《TheSandReckoner》中描述了Aristarchus的另一项工作 ， 他在其中提出了日心模型的另一种假设 。 正如他所解释的：
现在你知道“宇宙”是大多数天文学家给天球起的名字 ， 天球中心是地球的中心 ， 半径为太阳中心和地球中心之间的距离 。 这是目前公认的说法…正如你从天文学家那里听到的 。 但是 ， Samos的Aristarchus提出了一些假设 ， 这些前提导致的结果是 ， 宇宙比现在所谓的大很多倍 。 他假设 ， 固定恒星和太阳不可移动 ， 地球绕着太阳进行圆周运动 ， 太阳位于轨道的中间 ， 固定恒星的天球的中心与太阳位于同一中心 ， 这个模型要求一个非常大的天球 ， 以至于他假设地球运转的圆的尺寸和固定恒星的天球的尺寸和它们到宇宙中心的距离成比例 ， 就像球体的表面积与表面到中心距离成比例一样 。
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