哥白尼與天體運行論第谷與開普勒運動學(xué)的奠基

《哥白尼與天體運行論第谷與開普勒運動學(xué)的奠基》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、§1.哥白尼與“天體運行論”、第谷與開普勒§2.運動學(xué)的奠基人——伽利略§3.牛頓的偉大綜合和理論飛躍§4.牛頓后力學(xué)的發(fā)展（略）第三章經(jīng)典力學(xué)的建立§1.哥白尼與“天體運行論”、第谷與開普勒一.哥白尼與“天體運行論”二.第谷與開普勒新芽破土：二.哥白尼與“天體運行論”哥白尼像一.哥白尼與“天體運行論”哥白尼日心體系的提出，是自然科學(xué)向神學(xué)的第一次嚴正挑戰(zhàn)，標志著自然科學(xué)從神學(xué)中獨立出來。哥白尼是波蘭偉大的天文學(xué)家，18歲入克拉科夫大學(xué)學(xué)習數(shù)學(xué)和天文學(xué)；1496年到文藝復(fù)興的意大利留學(xué)，波倫亞大學(xué)天文學(xué)教授諾瓦拉(Novara)關(guān)于托勒密體系過

2、于復(fù)雜，不符合數(shù)的諧和原則的評論，對哥白尼產(chǎn)生了影響。在留學(xué)期間，他還閱讀了大量古希臘學(xué)者的著作，受到了其中有關(guān)地球運動的思想（阿里斯塔克）的啟發(fā)，為他創(chuàng)立新的宇宙體系奠定了思想基礎(chǔ)。1503年，哥白尼回到波蘭后，在擔任牧師職務(wù)期間堅持進行天文學(xué)觀測和新的宇宙體系的研究。由于觀測技術(shù)的進步,在托勒密的地心體系里必須用八十個左右的均輪和本輪才能獲得同觀測比較相合的結(jié)果，而且這類小輪的數(shù)目還有繼續(xù)增加的趨勢。哥白尼分析了托勒密體系中的行星運動，發(fā)現(xiàn)每個行星都有三種共同的周期運動,即:一天一周、一年一周和相當于歲差的周期運動。他認為，如果把這三種運動

3、都歸到被托勒密視為靜止不動的地球身上，就可消除他的體系里不必要的復(fù)雜性。只有月球繞地球轉(zhuǎn)動。恒星則在離太陽很遠的一個天球面上靜止不動。這樣，哥白尼提出了一個以太陽為中心的宇宙體系。在這個體系中，天體從遠到近的順序是：恒星不動；土星，30年轉(zhuǎn)一周；木星，12年一周；火星，2年一周；地球和月亮一年一周；金星，9個月一周；水星，80天一周等。哥白尼把統(tǒng)率整個宇宙的支配力量賦予太陽，而各個天體則都有其自然的運動。由于擔心教會譴責，他遲遲沒有公開發(fā)表自己的見解。1530年，哥白尼才將他的學(xué)說寫成一個小冊子《綱要》，以手稿形式在友人中流傳。直到1542年，

4、在他生命垂危之際，才同意將他的主要著作《天體運行論》交付印行。并且在書的序中寫明，將他的著作獻給教皇保羅三世。他認為，在這位比較開明的教皇的庇護下，《天體運行論》也許可以問世。除了這篇序之外，《天體運行論》還有另外一篇別人寫的前言。前言中說，書中的理論不一定代表行星在空間的真正運動，不過是為編算星表、預(yù)推行星的位置而想出來的一種人為的設(shè)計。應(yīng)該說，哥白尼并不是一個想要徹底推翻全部傳統(tǒng)觀念的革命派，而是一個深受畢達哥拉斯學(xué)派思想影響的人，他的出發(fā)點是：考慮能否用盡可能少的勻速圓周運動的組合來構(gòu)造一個宇宙體系，以符合畢達哥拉斯學(xué)派的簡單、均勻等和諧

5、思想。因此，在很大程度上可以說，哥白尼太陽中心說體系的建立，是深受畢達哥拉斯學(xué)派和諧思想影響的結(jié)果。《天體運行論》出版后很少引起人們的注意。一般人不能了解，而許多天文工作者則正如奧塞安德爾所說的那樣，只把這本書當作編算行星星表的一種方法?！短祗w運行論》在出版后七十年間，雖然遭到馬丁?路德的斥責，但未引起羅馬教廷的注意。后因布魯諾和伽利略公開宣傳日心地動說，危及教會的思想統(tǒng)治，羅馬教廷才開始對這些科學(xué)家加以迫害，并于公元1616年把《天體運行論》列為禁書。哥白尼的學(xué)說不僅改變了那個時代人類對宇宙的認識，而且根本動搖了歐洲中世紀宗教神學(xué)的理論基礎(chǔ)。

6、“從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來”，“科學(xué)的發(fā)展從此便大踏步前進”二.第谷與開普勒1.第谷(TychoBrahe,1546-1601)的天文觀測丹麥人，生于貴族家庭，1576年在丹麥國王腓特烈二世資助下在哥本哈根海峽的一個小島上修建了一座完善的天文臺，測量精度較前人提高了幾十倍至上百倍，在21年的觀測中，各行星角位置的誤差僅為2’(即0.033°，1°=60’)。他將亞里士多德理論和哥白尼體系進行了折中，認為，除地球和圍繞它的月亮外，其他天體都繞太陽運轉(zhuǎn)，太陽率領(lǐng)眾行星圍繞地球運轉(zhuǎn)，地球是靜止不動的。被人譽為“星學(xué)之王”。腓特烈二世逝世后，

7、第谷失去了資助。1599年，他在布拉格得到了奧皇盧道夫的一份贈款，于是他把部分儀器搬到了布拉格。在這里，他得到了一個青年助手開普勒。他們共同進行觀察，直到1601年第谷去世。第谷使用的天文儀器新芽破土：三.第谷與開普勒第谷的墻壁象限儀開普勒是一個深受畢達哥拉斯和柏拉圖影響的數(shù)學(xué)家，他堅信上帝是按照完美的數(shù)學(xué)原則來創(chuàng)造世界的。他以數(shù)學(xué)的和諧來探索宇宙體系。（在1596年發(fā)表的《宇宙的秘密》中，他用古希臘人已發(fā)現(xiàn)的五個正多邊形和當時已知的六顆行星的軌道的套迭，來解釋為什么它們又有這么大小的軌道。其安排是：一個半徑等于土星軌道的球內(nèi)，內(nèi)接一個正六面體

8、，正六面體的內(nèi)切球即為木星的軌道；在木星軌道的球內(nèi)，內(nèi)接一個正四面體，正四面體的內(nèi)切球就是火星的軌道；火星軌道內(nèi)切球內(nèi)，內(nèi)接一個正十二面體，其內(nèi)切球正