《近代天文学革命》PPT课件
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• 比如《约书亚记》
《天球运行论》的流行，而日心说则广受批评
小结：哥白尼的日心说的非革命性
① 与托勒密相差无几，只是用置换宇宙中心的方法 来换取托勒密的偏心等距点
② 简单性和精准性并没有比托勒密提高多少 ③ 面临非常严峻的挑战：离心力和恒星视差 ④ 没有得到广泛接受
பைடு நூலகம்• 问题：哥白尼的革命性在哪里？
• 反对理由：一块石子向上抛去，就会被地球的转动抛在后面，而落在 抛掷点的西面。
• 哥白尼答复：由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质，所以 各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质。
• 反对理由：如果地球转动，它就会因离心力的作用变得土崩瓦解。 • 哥白尼答复：如果地球不转动，那末恒星的那些更庞大的球就必须以
• 定期观测 更可靠更广泛的数据
把欧洲天文学从古代数据的依赖中解放出来
新星与彗星
• 1572年，仙后座超新星爆发 “超新星比金星还亮，而且整整两年都保持肉眼可见” 1612年，该新星被观察到明显增亮
该超新星应该在月上区，位于恒星的领域之中 冲击了天空永恒不变的教条
极大的速度转动，这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎。 • 哥白尼答复：离心力只在非天然的人为运动中找得到，而在天然的运
动中，如地球和天体的运动中，则是找不到的
哥白尼日心说的同化与接受
• 技术上，哥白尼的日心说面临很多挑战 1. 离心力问题 2. 恒星视差
• 宗教上，哥白尼的日心说抵触了基督教的一些 教条，尤其是地心说的教条
• 地上的运动：用四 元素说、自然位置 来说明
• 天上的运动：用完 美的圆周匀速运动 来说明，而这就是 数理天文学家们的 使命——拯救现象
亚里士多德主义与新柏拉图主义
亚里士多德主义
＝亚里士多德主义 + 基督教 + 托勒密宇宙模型
中世纪—>文艺复兴—>科学革命之后的衰落 • 地球是宇宙的中心，却是宇宙中最易腐朽之物，而宇宙间
哥白尼的立场：日心说是真实的，不仅仅是为方便而设 人的地位的悄然提高
文本阅读：哥白尼对日心说的宣言
• 在所有行星的中心居住着太阳，在这个位置它可以 一瞬间照亮整个宇宙，对于这个最壮丽的神殿，谁 能将这盏明灯安放到另外或者更好的地方？事实上， 将太阳是为宇宙的明灯十分贴切，另外它也是宇宙 的心灵，并一直是宇宙的统治者。至尊的赫尔墨斯 被称为“看得见的上帝”，而索福克勒斯在《厄勒 克特拉》中则被称为“万物的洞察者”。于是，太 阳就好像做在王座之上，统治着围绕它旋转的整个 行星家族。
1、天是球形的并且像球那样 转动
2、地作为一个整体也是球形 的
3、地位于整个天的中央，好 像一个中心
4、由于地球的太小，而到恒 星天球的距离很大， 地球对于恒星天球来说， 小得犹如一个点
5、地球不参与任何转动
• 托勒密是纯粹的数理天文 学家
亚里士多德的宇宙论传统
• 亚里士多德把天分 成月上区和月下区。
哥白尼日心说的根本内涵
柏拉图主义对亚里士多德主义的反击 • 数是解释自然的钥匙，自然的秩序是几何的，简洁
的、和谐的、美观的 • 太阳是至高无上的
未来新范式的草图 • 哥白尼提出了另外一种选择，一个新的框架，以后
开普勒、伽利略、笛卡尔、牛顿等人正是在这个草 图上不断细描深刻，最终完成了近代科学的建构
哥白尼与托勒密的区别
• 放弃使用偏心等距点 • 将宇宙的中心置换为太阳 • 地球不是静止而具有多种运动（自转、公转） 产生一定的简单性、和谐性、美观性
哥白尼的保守性
• 数据来源大部分还是来源于希腊天文学 • 继续使用天球概念 • 宇宙依然是有限的，保留了恒星天
• 更加频繁的使用本轮和均轮 这使得哥白尼的学说在另外一些地方又显得比
托勒密体系复杂
• 在物理基础的问题上并没有很大的突破
文本阅读：哥白尼的辩护词
• 反对理由：如果地球在转动，空气就会落在后面，而形成一股持久的 东风。
• 哥白尼答复：空气含有土微粒，和土地是同一性质，因此逼得空气要 跟着地球转动。
• 哥白尼答复：空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连 接着的。
大学学习法律、医学和神学 • 从波洛尼亚大学天文学家德·诺瓦拉那里学到了天文
观测技术和希腊的天文学理论 • 1506年回到波兰，1509年写出了《概要》 • 1539年写出了天文学史上伟大著作《天球运行论》
《概要》的基本概括
1. 不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心 2. 地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的
布鲁诺
• 1548年出生于意大利 • 1584年出版哲学著作《论原因、本
原和太一》和《论无限的宇宙和多 世界》，发展了哥白尼的宇宙学说， 提出提出无限宇宙、无数个世界思 想 • 1600年2月17日，布鲁诺被天主教 会判处火刑
第谷的精密天文学
• 1546年出生于丹麦 • 汶岛天文台
精密天文学
• 更大、更稳定、更准的新仪器 更精确的数据
最黑暗的地狱就设在地球的中心 • 水晶球是永恒的、完美的、透明的，他由至高无上的上帝
来推动（不彻底的物理学改造）
新柏拉图主义
＝柏拉图主义＋基督教
教父哲学—>中世纪的衰落—>文艺复兴时期的复兴 • 万物皆数 • 太阳是至高无上的
哥白尼革命
哥白尼 • 1473年2月19日生于波兰 • 18岁进入波兰的克拉科夫大学学习医学 • 1496年来到意大利，先后在波洛尼亚大学和帕多瓦
中心 3. 所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近 4. 地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的 5. 在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的 6. 在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运
动产生的，而是地球运动引起的，地球同时进行着几 种运动 7. 人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引 起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现 象
第六讲 近代天文学革命
回顾古代天文学
米利都学派： 粗糙的宇宙图景
毕达哥拉斯学派： 和谐宇宙
行星不规则运动
同心球时期 柏拉图： 拯救现象
欧多克斯： 同心球理论
亚里士多德： 水晶球模型
天文测量时期 阿波罗尼： 本轮与均轮
喜帕恰斯： 偏心运动
托勒密： 偏心等距点
拯救现象的技术性装置
(A)
(B)
(C)
托勒密的基本假定
《天球运行论》的流行，而日心说则广受批评
小结：哥白尼的日心说的非革命性
① 与托勒密相差无几，只是用置换宇宙中心的方法 来换取托勒密的偏心等距点
② 简单性和精准性并没有比托勒密提高多少 ③ 面临非常严峻的挑战：离心力和恒星视差 ④ 没有得到广泛接受
பைடு நூலகம்• 问题：哥白尼的革命性在哪里？
• 反对理由：一块石子向上抛去，就会被地球的转动抛在后面，而落在 抛掷点的西面。
• 哥白尼答复：由于受到本身重量压力的物体主要属于泥土性质，所以 各个部分毫无疑问和它们的整体保持同样的性质。
• 反对理由：如果地球转动，它就会因离心力的作用变得土崩瓦解。 • 哥白尼答复：如果地球不转动，那末恒星的那些更庞大的球就必须以
• 定期观测 更可靠更广泛的数据
把欧洲天文学从古代数据的依赖中解放出来
新星与彗星
• 1572年，仙后座超新星爆发 “超新星比金星还亮，而且整整两年都保持肉眼可见” 1612年，该新星被观察到明显增亮
该超新星应该在月上区，位于恒星的领域之中 冲击了天空永恒不变的教条
极大的速度转动，这一来恒星就很容易被离心力拉得粉碎。 • 哥白尼答复：离心力只在非天然的人为运动中找得到，而在天然的运
动中，如地球和天体的运动中，则是找不到的
哥白尼日心说的同化与接受
• 技术上，哥白尼的日心说面临很多挑战 1. 离心力问题 2. 恒星视差
• 宗教上，哥白尼的日心说抵触了基督教的一些 教条，尤其是地心说的教条
• 地上的运动：用四 元素说、自然位置 来说明
• 天上的运动：用完 美的圆周匀速运动 来说明，而这就是 数理天文学家们的 使命——拯救现象
亚里士多德主义与新柏拉图主义
亚里士多德主义
＝亚里士多德主义 + 基督教 + 托勒密宇宙模型
中世纪—>文艺复兴—>科学革命之后的衰落 • 地球是宇宙的中心，却是宇宙中最易腐朽之物，而宇宙间
哥白尼的立场：日心说是真实的，不仅仅是为方便而设 人的地位的悄然提高
文本阅读：哥白尼对日心说的宣言
• 在所有行星的中心居住着太阳，在这个位置它可以 一瞬间照亮整个宇宙，对于这个最壮丽的神殿，谁 能将这盏明灯安放到另外或者更好的地方？事实上， 将太阳是为宇宙的明灯十分贴切，另外它也是宇宙 的心灵，并一直是宇宙的统治者。至尊的赫尔墨斯 被称为“看得见的上帝”，而索福克勒斯在《厄勒 克特拉》中则被称为“万物的洞察者”。于是，太 阳就好像做在王座之上，统治着围绕它旋转的整个 行星家族。
1、天是球形的并且像球那样 转动
2、地作为一个整体也是球形 的
3、地位于整个天的中央，好 像一个中心
4、由于地球的太小，而到恒 星天球的距离很大， 地球对于恒星天球来说， 小得犹如一个点
5、地球不参与任何转动
• 托勒密是纯粹的数理天文 学家
亚里士多德的宇宙论传统
• 亚里士多德把天分 成月上区和月下区。
哥白尼日心说的根本内涵
柏拉图主义对亚里士多德主义的反击 • 数是解释自然的钥匙，自然的秩序是几何的，简洁
的、和谐的、美观的 • 太阳是至高无上的
未来新范式的草图 • 哥白尼提出了另外一种选择，一个新的框架，以后
开普勒、伽利略、笛卡尔、牛顿等人正是在这个草 图上不断细描深刻，最终完成了近代科学的建构
哥白尼与托勒密的区别
• 放弃使用偏心等距点 • 将宇宙的中心置换为太阳 • 地球不是静止而具有多种运动（自转、公转） 产生一定的简单性、和谐性、美观性
哥白尼的保守性
• 数据来源大部分还是来源于希腊天文学 • 继续使用天球概念 • 宇宙依然是有限的，保留了恒星天
• 更加频繁的使用本轮和均轮 这使得哥白尼的学说在另外一些地方又显得比
托勒密体系复杂
• 在物理基础的问题上并没有很大的突破
文本阅读：哥白尼的辩护词
• 反对理由：如果地球在转动，空气就会落在后面，而形成一股持久的 东风。
• 哥白尼答复：空气含有土微粒，和土地是同一性质，因此逼得空气要 跟着地球转动。
• 哥白尼答复：空气转动时没有阻力是因为空气和不断转动的地球是连 接着的。
大学学习法律、医学和神学 • 从波洛尼亚大学天文学家德·诺瓦拉那里学到了天文
观测技术和希腊的天文学理论 • 1506年回到波兰，1509年写出了《概要》 • 1539年写出了天文学史上伟大著作《天球运行论》
《概要》的基本概括
1. 不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心 2. 地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的
布鲁诺
• 1548年出生于意大利 • 1584年出版哲学著作《论原因、本
原和太一》和《论无限的宇宙和多 世界》，发展了哥白尼的宇宙学说， 提出提出无限宇宙、无数个世界思 想 • 1600年2月17日，布鲁诺被天主教 会判处火刑
第谷的精密天文学
• 1546年出生于丹麦 • 汶岛天文台
精密天文学
• 更大、更稳定、更准的新仪器 更精确的数据
最黑暗的地狱就设在地球的中心 • 水晶球是永恒的、完美的、透明的，他由至高无上的上帝
来推动（不彻底的物理学改造）
新柏拉图主义
＝柏拉图主义＋基督教
教父哲学—>中世纪的衰落—>文艺复兴时期的复兴 • 万物皆数 • 太阳是至高无上的
哥白尼革命
哥白尼 • 1473年2月19日生于波兰 • 18岁进入波兰的克拉科夫大学学习医学 • 1496年来到意大利，先后在波洛尼亚大学和帕多瓦
中心 3. 所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近 4. 地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的 5. 在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的 6. 在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运
动产生的，而是地球运动引起的，地球同时进行着几 种运动 7. 人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引 起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现 象
第六讲 近代天文学革命
回顾古代天文学
米利都学派： 粗糙的宇宙图景
毕达哥拉斯学派： 和谐宇宙
行星不规则运动
同心球时期 柏拉图： 拯救现象
欧多克斯： 同心球理论
亚里士多德： 水晶球模型
天文测量时期 阿波罗尼： 本轮与均轮
喜帕恰斯： 偏心运动
托勒密： 偏心等距点
拯救现象的技术性装置
(A)
(B)
(C)
托勒密的基本假定