天体运动(2):可以少用几个轮子
天体运动(2):可以少用几个轮子
蒋闻铭
近代科学的开端,是哥白尼的日心说。日心说当年,是对天主教会的严重挑战。教会为了捍卫神和亚里士多德的精神权威,全力维护托勒密的地心说,送布鲁诺上火刑架,判伽利略终身监禁,对日心说打压迫害,不遗余力。结果,哥白尼的日心说成了现代科学的标识里程碑,托勒密的地心说也就成了封建迷信反科学的象征。其实呢,哥白尼对比托勒密,日心说对比地心说,从天文科学理念,到数学计算,一脉相承,是技术改进而不是革命性的进步。
托勒密的轮子绕轮子,到哥白尼的时候,轮子加到了十几个。哥白尼是波兰的一个神父,虔诚的天主教徒。看行星算轨道,是他的业余爱好。算了好多年,有一天突发奇想,问自己如果第一个轮子,不以地球,而是以太阳为圆心画, 算行星轨道,是不是可以少用几个轮子。他一试,还真能少用不少。这就是他的日心说,不过他也知道,说地球绕太阳转,教会肯定不能同意,是要命的麻烦,所以他的《天体运行论》,临死前才敢发表。日心说和地心说比较,在哥白尼那里,不同的只是把地球换成了太阳;匀速圆周运动加轮子绕轮子,外甥打灯笼,照旧。
不过让原本不动的地球转起来,不管是自转还是公转,不单天主教会不能同意,讲科学实际的人,也不同意。这些人不同意地球绕太阳转,最主要的一条理由,是如果地球绕太阳,从这边转到那边,人看星星的角度,就会有一个偏差。但是这个偏差,怎么测也测不出来。这个自然是因为恒星离地球太过遥远,要测出这个视角差,当年的观测手段能力,远远不够。 离得最近的恒星,到地球的距离是4.5光年。光从太阳走到地球,要八分钟,走到最近的恒星,要四年半。
这么遥远的距离,当时的人做梦都想不到。所以测不出视角差,结论只能是日心说不对。错了怎么办?就又搞折衷主义,让行星绕太阳,让太阳绕地球。这样既能少用不少轮子,又没有视角差的问题。这就是第谷的折中体系。从数学模型看,这个体系比地心说更离谱。不过第谷不但有当时最好最全的观测数据,而且用他的模型算,理论和观测,吻合度最高。当年洋教士汤若望帮崇祯皇帝修订中国的历法,用的就是第谷的折中体系。就这样弄来弄去,还是轮子绕轮子。
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