哥白尼的日心说是错误的吗

客观地说,哥白尼错了,也没有错了。或者,更客观地说,我们压根还不知道他错没错。为什么这么说呢?我们要从地心说说起。

首先,我们要搞清楚,所谓的“中心说”为什么会出现?简单来说,有两个原因:

1,就是因为人类太骄傲了。坚信自己是天选之子,无论是犹太教,基督教,始终有“自我为中心”的自信,真的是膨胀了。

2,还有一个原因,那就是观测导致的。因为我们就在地球上观测,看起来就好像所有的天体都是围着地球转一样,更准确地说,古代的人类认为,地球之外还有一个更大的球体围住地球,被叫做最外层天球。天球上的有恒星。

哥白尼的日心说是错误的吗图1而除了这些恒星之外,太阳,月亮,以及五大行星,金木水火土都是绕着地球在转的。

所以,某种程度上,这样的结果是由于“井底之蛙”的视角导致的。 哥白尼的日心说是错误的吗图2

毕竟运动是相对的,你可以假设自己不动,其他天体就都是动的了。而我们古人是无法接受地球动起来的说法,因为他们觉得,如果地球转,那我们跳起来之后,不就落到后面去了。(毕竟那时候还没有研究出惯性这个东西)

基于这样的认真,古希腊的学者提出了“地心说”,并且最终由托勒密完成了集大成。在托勒密的体系中,为了拟合理论和现实的不同,才有大量的圆周远动来调和,前前后后有80多个圈。

哥白尼的日心说是错误的吗图3

但还是不够,最后他使了个大招,让地心说的地球偏心了,意思就是说。地球不是在中心,而是稍稍偏离一点。

其实,我们现在对于也好想得通,因为我们知道行星运动的轨迹其实是椭圆而不是完美的圆。确实是可以拿多个圆周运动来拟合椭圆轨道,但是圆心和椭圆焦点的矛盾是调和不了的,因此,只有稍稍偏心,才做得到。

哥白尼的日心说是错误的吗图4

而哥白尼觉得,托勒密的体系与现实的误差还是有点大,误差小的时候一两小时,误差大的时候可以好几天。而且实在是太复杂了,80多个圆圆,算一把就足够把人给累死的。发现没有?其实哥白尼的思考角度并不是说,地心说错了。而是地心说误差太大了。所以,其实现代科学理论,大家拼的其实是理论和现实相比,谁的误差更小,更小的就更精确,而不是纯粹拼对错的。

于是,哥白尼发现,如果把太阳看成是在中心,那就可以减少很多计算。但客观地说,哥白尼的体系也没有比托勒密的好到哪里去。在哥白尼的“日心说”体系中,这样的圈圈还有40多个,而且太阳也是偏心的。更重要的是,日心说的精度并没有比地心说好的哪去。所以,哥白尼的日心说没有一下子火起来,很大的原因是因为没有大幅度地改变理论对于实现的预测的精准度。

哥白尼的日心说是错误的吗图5

只是到了后来开普勒提出了开普勒三大定律,人们开始知道天体运动是椭圆轨道,对于现实预测的精度才大幅度的提高,所以这些圈圈和偏心都是椭圆造成的。但是开普勒其实也搞不清楚,为什么是椭圆轨道。

哥白尼的日心说是错误的吗图6

直到牛顿提出万有引力定律为止,人类开始可以非常准确地预测天体运动,并且可以知其所以然了。而且有一点非常重要,开普勒之前,包括哥白尼,托勒密,他们的视野一直局限在最外层天球内(太阳系),所以他们不知道外面还有广阔的宇宙,他们心目中的宇宙其实非常非常小,牛顿提出万有引力定律之后,一下子把人类的视野打开了。

可“中心说”依旧非常困扰着牛顿。大家可以想象一下,如果万物都显示出引力,那宇宙应该是像中心靠近的,最后压到一个点上。但是在观测中,宇宙没有在发生这样的事情。

哥白尼的日心说是错误的吗图7

于是,牛顿提出,宇宙是无限大的,每一个地方的受力都是一样的,这就保证了宇宙处处都是中心,也就不会出现万物都往一个点上压缩的问题。因此,从这时候开始“中心说”彻底退出了历史的舞台。

那到底太阳是不是宇宙的中心呢?

其实,虽然牛顿的思考方式是有点问题的,这是因为他受限于当时的观测技术。但是他的方向其实是对的。想要弄清楚“中心”,本质上是思考宇宙的形状。

这也是科学家近几十年来在思考的问题。

宇宙到底是什么形状,其实可以研究宇宙空间是不是平坦来确定。如果宇宙空间是平坦的,或者马鞍形的,那宇宙就是无限大的。如果宇宙空间是封闭的,那宇宙就是有限无界的。

哥白尼的日心说是错误的吗图8

那我们测出来呢?其实也很简单,我们有个神器,叫做宇宙微波背景辐射。它是宇宙大爆炸之后留下来的余热,宇宙中传播着。 哥白尼的日心说是错误的吗图9

我们可以通过研究宇宙微波背景辐射的变化情况来看看宇宙空间的形状。

哥白尼的日心说是错误的吗图10

之前探测下来的结果是,宇宙是平坦的,也就是说,宇宙是无限大的,对于无限大的宇宙来说,处处都是中心,那日心说中,太阳是宇宙中心的观点就没有错,同样,地心说中的,地球是宇宙中心也同样没有错。

但是,科学家为了获取更加准确的数据,已经让新的探测器前去收集新的数据,我们可以期待新的研究结果。

最后,我们来总结一下:

首先,无论是地心说,还是日心说,它们其实都遵照了科学的范式。他们其实某种程度上来说是参考系选取的不同,预测的误差是相近的,相对于现代科学的预测确实差距很大,但我们并不能说他们都错了,而只能说它们只是误差稍微大一点而已。但是它们在它们自己所在的时代,精度都是足够了的。

其次,太阳是不是宇宙中心的看法,我们现在根本无法否定。至少,从现在的探测结果来看,太阳就是宇宙的中心,因为宇宙无限大,所以宇宙处处都是中心。当然,我们还可以期待更准确的探测结果。

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