從哥白尼到牛頓的天文學(xué)革命是怎樣進(jìn)行的?試圍繞這段歷史談?wù)勀銓?duì)科學(xué)本質(zhì)的理解
(1)哥白尼的理論是一項(xiàng)重大突破,它與地心說(shuō)、當(dāng)時(shí)的天文學(xué)觀(guān)點(diǎn)和圣經(jīng)傳統(tǒng)有著不可調(diào)和的矛盾,從而掀起了一場(chǎng)科學(xué)革命,朝著現(xiàn)代科學(xué)世界觀(guān)的建立邁出了第一步。在《天體運(yùn)行論》這部開(kāi)創(chuàng)性的著作中,哥白尼提出了一種以太陽(yáng)為中心的宇宙理論,即日心宇宙學(xué)說(shuō)。
(2)布魯諾不但熱烈宣傳和頌揚(yáng)哥白尼學(xué)說(shuō),還充實(shí)發(fā)展了這一學(xué)說(shuō)。他認(rèn)為,宇宙是無(wú)限的和永恒的,在太陽(yáng)系以外,還有數(shù)不清的世界,無(wú)數(shù)顆恒星,都像太陽(yáng)一樣巨大。布魯諾的宇宙無(wú)窮無(wú)盡的思想,使唯物主義宇宙觀(guān)日益深入人心。
(3)第谷是最后一位也是最偉大的一位用肉眼進(jìn)行觀(guān)測(cè)的天文學(xué)家。他做出的第一件引人注意的事,是在1563年發(fā)現(xiàn)了木星最接近土星的時(shí)間,這件事后,第谷開(kāi)始著手修定行星表,他所制作的新行星表定位精度達(dá)到了30弧秒。第谷做出的第二件有名的事,是在1572年觀(guān)測(cè)到一次星球爆發(fā),后人稱(chēng)它為第谷星,這是繼1054年中國(guó)人首次觀(guān)測(cè)到的新星之后的第二顆新星。第谷首次引入“新星”這個(gè)概念,他通過(guò)視差測(cè)量出這顆新星比當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為的宇宙邊界要遠(yuǎn)得多,這是對(duì)亞里士多德的“天空是完美無(wú)缺和永恒不變的”觀(guān)點(diǎn)的有力沖擊。第谷第三件有名的事是對(duì)慧星的研究。1577年,第谷對(duì)天空出現(xiàn)的一顆巨大彗星研究的結(jié)果表明,它不僅來(lái)自當(dāng)時(shí)人們認(rèn)為的“天界”之外,其運(yùn)行也有特定的軌道。
(4)開(kāi)普勒1588年畢業(yè)于德國(guó)蒂賓諾大學(xué)。1591年獲得該校碩士學(xué)位。1601年第谷去世后,開(kāi)普勒繼承了一大批非常寶貴的資料。他以這些觀(guān)測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ),計(jì)算出一個(gè)能描述星體運(yùn)行的體系。1609年,開(kāi)普勒在《新天文學(xué)》一書(shū)中,公布了他對(duì)行星按橢圓軌道運(yùn)行的研究成果,這就是現(xiàn)在的開(kāi)普勒第一和第二定律。開(kāi)普勒根據(jù)第谷的觀(guān)測(cè)資料和他的橢圓軌道理論,終于制作成功了新的行星運(yùn)行表。這一部運(yùn)行表發(fā)表于1627年。在行星表的計(jì)算中,開(kāi)普勒首次采用了蘇格蘭數(shù)學(xué)家耐普所發(fā)明的對(duì)數(shù)。
(5)伽利略是科學(xué)革命過(guò)程中以及近代科學(xué)史上的一位關(guān)鍵性人物。他改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡,并對(duì)運(yùn)動(dòng)和自由落體進(jìn)行過(guò)深入的研究。1610年他在《星空信使》中宣稱(chēng)存在著許多以前從未有人見(jiàn)過(guò)的星辰,正是它們構(gòu)成了天上那條銀河。他還指出,月亮遠(yuǎn)非完美的球體。他還發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星在環(huán)繞著木星旋轉(zhuǎn)。
(6)勒內(nèi)·笛卡爾,構(gòu)想了一個(gè)無(wú)限的宇宙,在這個(gè)宇宙里沒(méi)有什么位置和方向是特殊的,太陽(yáng)只不過(guò)是我們的區(qū)域性的恒星而已。 他認(rèn)為宇宙是一個(gè)充滿(mǎn)物質(zhì)的空間,這些充滿(mǎn)空間的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形成無(wú)數(shù)的旋渦。笛卡爾的旋渦理論是第一個(gè)取代中世紀(jì)水晶球模型的宇宙學(xué)說(shuō),一度成為十七世紀(jì)占主導(dǎo)地位的宇宙學(xué)說(shuō)。直到牛頓提出萬(wàn)有引力定律,旋渦學(xué)說(shuō)才慢慢退出歷史舞臺(tái)。
(7)牛頓在他的《自然哲學(xué)與數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中首次提出,在沒(méi)有其它外力的作用下,天體受到“第一次推動(dòng)”之后,將始終維持慣性運(yùn)動(dòng)。牛頓還根據(jù)他著名的運(yùn)動(dòng)三定律,導(dǎo)出了地球與月球的引力規(guī)律,由此提出了著名的引力定律,并認(rèn)為這一規(guī)律適用于宇宙萬(wàn)物任何兩物體之間。牛頓還預(yù)言了引力對(duì)人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的控制方式。牛頓的成就使天文學(xué)脫離了單純的觀(guān)測(cè)與測(cè)算,從單純描述天體運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律上升為認(rèn)識(shí)天體相互作用的普遍規(guī)律。它使一個(gè)半世紀(jì)前,由哥白尼開(kāi)創(chuàng)的科學(xué)革命邁向又一個(gè)更高的頂峰,這是人類(lèi)幾千年來(lái),對(duì)行星運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)從現(xiàn)象到本質(zhì)的巨大飛躍。在這一巨大飛躍中,人們認(rèn)識(shí)到了天文學(xué)研究在天文觀(guān)測(cè)、資料積累、資料處理分析、模型建立、理論的得出等步驟的分工、銜接以及循環(huán)提高的意義。
因此科學(xué)的本質(zhì)就是要不斷打破蒙昧,不斷超越前人的成績(jī),用循序漸進(jìn)的科學(xué)方法來(lái)滿(mǎn)足人類(lèi)自身的渴望。
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