哥白尼的观点能发展进化吗?
任何科学的观点和理论都能被发展,在科学界,发展是无止境的。哥白尼的理论与托勒密的观点并不是没有相同之处,哥白尼只不过把地球中心论改成了太阳中心论,但他仍然认为太阳的周围是透明的球状体。哥白尼的“日心说”认为六大行星及外面的第七条轨道上的行星均绕着太阳旋转,取代了七颗行星及外面的第八条轨道上的行星均绕着地球旋转的“地心说”,同时他认为月球也有它自己的卫星与月球一起绕着地球旋转。其实,哥白尼计算的星际表仍然很复杂,仅仅是比从前容易了一些,准确了一些,虽被人们采纳了,依然留下了许多麻烦。
丹麦天文学家泰克·布来赫花了相当大的精力研究行星的位置,他建筑了第一座天文观象台,他设计了判断行星位置的仪器。当时还没有发明天文望远镜,尽管如此,他还是确定了一些行星的位置,特别是火星的位置,其精确度比前人更准,他确信他的计算结果会导出一个更准确的行星图,虽然他没来得及做出新的星际表就去世了,但他将自己计算的成果留给了他的学生、德国天文学家约翰内斯·开普勒。
开普勒花了几年时间研究这些资料,他发现没有一个轨道与现行的行星轨道完完全全地吻合。这使他产生了一种想法,即如果用一个椭圆轨道替代现有的火星轨道将吻合得非常好。椭圆与圆一样有中心,只是椭圆的中心有两个,它们称作焦点,分别位于椭圆的长轴上。这两个焦点的定义是:椭圆上的任意点到这两个焦点的距离之和为常数。椭圆越偏,两个焦点间的距离越远。1609 年开普勒指出每个行星都沿着椭圆轨道绕太阳旋转,太阳就位于椭圆的一个焦点上。而月亮依然是沿椭圆轨道绕地球旋转,地球位于椭圆的一个焦点上。这就是开普勒第一定律, 定律指出行星运行到轨道的某一端时离太阳最近,而运行到相对的另一端时离太阳最远。月亮也是一样,它在轨道一端时总比在另一端时离地球要近一些。开普勒第一定律的诞生彻底地否定了在天文学史上占据了两千年主导地位的所谓“晶体球理论”。
开普勒研究计算了行星运行的速度与行星距太阳的远近产生的变化。离太阳越近,行星运行的速度就越快,这里有一个特定的数学关系
(开普勒第二定律)。在 1619 年,开普勒导出了另一个数学关系式,根据这个关系式可以算出行星在某一距离的轨道上运行时,绕太阳一周需要多长时间(开普勒第三定律)。开普勒的行星运行定律建立了太阳系的一种模型,它描绘了每个行星运行的椭圆轨道的形状、它们离太阳的距离以及它们之间的关系。
当然,如果这个所谓的“水晶球”不存在,人们就会不停地问,是什么力量支撑着行星在轨道上运动呢?为什么它们不会脱离轨道,跑到其他空间去呢?英国科学家艾萨克·牛顿最终找到了这一问题的答案, 作为力学定律和万有引力的发现者,他指出空间中的任何物体都会以一种特定的数学关系产生彼此间的吸引力。而这一数学关系恰恰充分地验证了开普勒定律的正确性,同时也解释了是什么力量在支撑着星球的运行。到现在为止,开普勒描绘的太阳系的模型仍是我们研究天文学理论的基础,甚至到将来,也不会有更大的变动,科学家们对此是十分满意的。