哥白尼学说尚未得到验证就已经胜利

新用户注册 | 用户登陆 | 刷新
论坛嘉宾: 快刀浪子 XXFF

快刀浪子


发表文章数: 484
内力值: 333/333
贡献度: 4224
人气: 1000

客栈长老论坛嘉宾学术成员

哥白尼学说尚未得到验证就已经胜利 [文章类型: 转载]

江晓原
 

  你从小被告知,我们居住的地球每天在自传一周,同时每年绕太阳公转一周。尽管你每天亲眼所见的是太阳东升西落,而不是地球的运动,但你是不是对地球运动深信不疑?你为什么会对此深信不疑?事实上,你并未参与对地球运动的验证过程——千千万万对地球运动深信不疑的人都没有参与这个过程。
  也许,这里有一个信任的传递。由于已经有一些天文学家完成了对地球运动的验证,而这些天文学家被人们认为值得信任,所以大家就接受他们得出的结论。然后由老师从我们小时候起就将这些结论灌输给我们,所以我们深信不疑。
  然而在历史上,哥白尼学说还未得到验证,就已经被一些天文学家接受了。

  哥白尼《天体运行论》(De Revolutionibus)发表于1543年,而古希腊阿利斯塔克早已提出过日心地动的学说,但始终存在着两条重大反对理由——哥白尼本人也未能驳倒这两条反对理由。
  第一条,我们观测不到恒星的周年视差。地球如确实在绕日公转,则从其椭圆轨道的这一端运行至另一端,在此两端观测远处恒星,方位应有所改变,这样才能证实地球是在绕日公转。哥白尼只能强调恒星非常遥远,因而周年视差非常微小,无法观测到。这确实是事实。但要驳倒这条反对理由,只有将恒星周年视差观测出来,而这要到19世纪才由贝塞尔(F. W. Bessel)办到——1838年他公布了对恒星天鹅座61观测到的周年视差。
  不过在此之前,布拉德雷(J. Bradley)发现了恒星的周年光行差。即在同一瞬间,运动中的观测者所观测到的远处天体的方位,与静止的观测者所观测到的该天体方位之差。地球自身的多种运动都会造成各自的光行差,绕日公转所造成的光行差称为周年光行差,表现为一个半长径为20.5″的椭圆。作为地球绕日公转的证据,光行差和恒星周年视差同样有力,但那也是1728年之事了。
  第二条理由被用来反对地球自转,认为如果地球自转,则垂直上抛物体的落地点应该偏西,而事实上并不如此。这也要等到17世纪伽利略阐明运动相对性原理,以及有了速度的矢量合成之后才能被驳倒。
  因此,至少在17世纪,哥白尼学说并未在理论上获得胜利。当时欧洲天文学界的大部分人士对这一学说持怀疑态度,也是情理之中的事。
  罗马教廷到1757年取消了对哥白尼学说的禁令。这可能与光行差的证据有关。

  多年来许多普及读物给人们造成这样的印象:托勒密体系极其繁琐,而哥白尼日心体系则非常简洁。许多读物上转载了哥白尼表示日心体系的那张图。那张图确实非常简洁,但那只是示意图,并不能用它来计算任何具体天象。类似的图托勒密体系也有,而且看上去比哥白尼体系更简洁。而实际情况是,哥白尼要描述天体的具体位置时,仍不得不使用本轮和偏心圆——地球需要用3个,月球4个,水星7个,金星、火星、木星、土星各5个,共计34个之多。这虽比托勒密体系的79个圆少了一些,但也没有数量级上的差别。更何况“自然规律是简洁的”原本就是一个先验的观念。
  1610年伽利略发表他用望远镜观测天象所获得的6条新发现,其中金星位相(即如月亮那样有圆缺)对当时的各家宇宙体系提出了严峻挑战。当时欧洲的宇宙体系主要有如下4家:
  1、 1543年问世的哥白尼日心体系,
  2、 1588年问世的第谷(Tycho)地心体系,
  3、 尚未退出历史舞台的托勒密地心体系,
  4、 仍维持着罗马教会“标准天文学”地位的亚里士多德“水晶球”地心心体系。
  金星位相对上列后两种体系构成了致命打击,因为在这两种体系中根本无法解释这一事实。但是哥白尼和第谷的体系则都能够圆满解释金星位相。所以在“对新天象的解释能力”上,第谷体系仍能与哥白尼学说平分秋色。
  至于推算天象的精确程度,则哥白尼学说远不如第谷体系。哥白尼的原始星历表身后由莱茵霍尔德(E. Reinhold)加以修订增补之后出版,即《普鲁士星表》(Tabulae Prutenicae,1551),虽较前人之表有所改进,但精度还达不到角分的数量级——事实上,哥白尼对“密”的要求是很低的,他曾对弟子赖蒂库斯(Rheticus)表示,理论值与实测值之间的误差只要不大于10′,他即满意。第谷生前即以擅长观测享有盛誉,达到前望远镜时代观测精度的巅峰。例如,他推算火星位置,黄经误差小于2′;他的太阳运动表误差不超过20″,而此前各星历表(包括哥白尼的在内)的误差皆有15′~20′之多。第谷体系比哥白尼学说更精确,这正是当时不少欧洲学者赞成第谷体系的原因。

  哥白尼革命的对象,是他自己的精神乳母——托勒密。但是革命的理由,如前所述,却并不是科学上的。托马斯·库恩(T. Kuhn)在他的力作《哥白尼革命》中指出,哥白尼革命的思想资源,是哲学上的“新柏拉图主义”。
  按理说,天文学家们只有在发现恒星周年光行差或恒星周年视差之后,才会完全接受哥白尼的日心体系。然而历史事实却并非如此。
  在此之前,哥白尼学说实际上已经被越来越多的学者所接受。因此哥白尼革命的胜利,表明科学革命实际上是借助于科学以外的思想资源来获得成功的。
  开普勒就是一个非常有说服力的例子。他在伽利略作出望远镜新发现之前,就已经勇敢地接受了哥白尼学说(有他1597年10月13日致伽利略的信件为证)。他的“宇宙和谐”信念,也是明显与新柏拉图主义一脉相承的,但在当时,反对哥白尼学说的理由还一条也未被驳倒,支持哥白尼学说的发现还一项也未被作出!

冷风如刀,以大地为砧板,视众生为鱼肉。
万里飞雪,将苍穹作洪炉,熔万物为白银。

发表时间: 2006-09-12, 04:49:23 个人资料

快刀浪子


发表文章数: 484
内力值: 333/333
贡献度: 4224
人气: 1000

客栈长老论坛嘉宾学术成员

Re: 哥白尼学说尚未得到验证就已经胜利 [文章类型: 原创]

::因此哥白尼革命的胜利,表明科学革命实际上是借助于科学以外的思想资源来获得成功的。

不知这篇文章所说的是否符合历史事实,即哥白尼学说还未被验证就已经胜利了。不过即使哥白尼革命是这样,也不能得出结论说其他的革命都如此

冷风如刀,以大地为砧板,视众生为鱼肉。
万里飞雪,将苍穹作洪炉,熔万物为白银。

发表时间: 2006-09-12, 05:31:31 个人资料

卢昌海


发表文章数: 768
内力值: 416/416
贡献度: 7898
人气: 1737

站长客栈长老学术成员

Re: 哥白尼学说尚未得到验证就已经胜利 [文章类型: 原创]

我想这与如何定义一个科学理论的胜利有关。一个科学理论的胜利是不能简单地用相信者的人数多寡来确定的。对于尚未被观测所否证的相互竞争的理论,每位科学家都会依据自己的审美原则来给出自己的判断。第谷(Tycho)的地心体系或许是由于它既不是完全的地心体系也不是完全的日心体系而渐渐失去欣赏者。但在没有明确的观测证据证明其错误或比哥白尼学说更具局限性,并且两者在繁简程度上也未显出巨大差异时,我想即便多数人更欣赏哥白尼学说,也不能说该学说已经最终胜出了。

宠辱不惊,看庭前花开花落
去留无意,望天空云卷云舒

发表时间: 2006-09-12, 07:38:33 个人资料

快刀浪子


发表文章数: 484
内力值: 333/333
贡献度: 4224
人气: 1000

客栈长老论坛嘉宾学术成员

Re: 哥白尼学说尚未得到验证就已经胜利 [文章类型: 原创]

::我想即便多数人更欣赏哥白尼学说,也不能说该学说已经最终胜出了。

昌海兄说得很对。这里所说的胜利是不牢固的,称不上是真正的胜利。一旦哥白尼学说没有通过检验而与其竞争的理论通过了,则哥白尼学说就败了

冷风如刀,以大地为砧板,视众生为鱼肉。
万里飞雪,将苍穹作洪炉,熔万物为白银。

发表时间: 2006-09-12, 11:09:41 个人资料
您尚未登陆 | 用户登陆