[Google Doodle]《天體運行論》作者、天文學家哥白尼540歲誕辰

 

20130219今天的Google Doogle塗鴉是著名天文學家哥白尼的誕辰紀念日

 

尼古拉·哥白尼（拉丁語名字：Nicolaus Copernicus，波蘭語名字：Mikołaj Kopernik

1473年2月19日－1543年5月24日）是波蘭天文學家，是第一位提出太陽為中心— — 日心說的歐洲天文學家，一般認為他著的《天體運行論》是現代天文學的起步點。

1473年哥白尼生於維斯瓦河畔的小城托倫，當時這裡屬於波蘭王國皇家普魯士行省。父親是從克拉科夫來的商人，母親是托倫當地商人的女兒，家境寬裕，哥白尼是家中四個孩子里最小的。哥白尼十歲到十二歲間父親去世，由他的舅父盧卡斯·瓦贊爾羅德領養。
1491年哥白尼進入克拉科夫市亞捷隆大學（當時稱克拉科夫大學）學習，在這裡他開始對天文學產生興趣。

1496年他赴義大利博洛尼亞大學帕多瓦大學求學，學習數學，天文學，法律，醫學等，並接受人文主義思想。1503年在費拉拉大學獲得法學博士學位，他舅父提供給他一個在波蘭波羅的海邊上的弗倫堡的神父位置。

1506年哥白尼回到波蘭，擔任他舅父的醫生和秘書。

1512年他舅父去世，他將主要精力放在教士的責任和醫學研究上，同時利用工作之餘時間研究天文學。在弗倫堡30年間，他建了一個小天文台，後來被稱為「哥白尼塔」，自17世紀以來被人們作為天文學的聖地保存下來。但是從當時人的記載和哥白尼本人的著作來看，他很少進行天文觀測，他主要通過前人的觀測結果，進行哲學思考與數學計算，逐漸形成了自己的天文學體系。

著作

《短論》
《天體運行論》

在當時，天文學採用的是托勒密的天文體系。這一體系的基本出發思想是地球處於宇宙的中心和所有天體的運行軌道都是圓形。

  

前者來源於日常生活經驗，後者則是因為圓是非常完美簡潔的形狀。為了能夠解釋更多的現象，托勒密認為每個行星都在一個稱為「本輪」的小圓形軌道上勻速轉動，而本輪的中心在稱為「均輪」的大圓軌道上繞地球勻速轉動，但地球不是在均輪圓心，而是同圓心有一段距離。通過本輪和均輪的複合，地心說可以預測日食月食，也可以解釋一些現象。所以一直被作為正統思想所接受。但是隨著觀測技術的進步，需要很多個本輪均輪甚至小本輪才能解釋實驗現象，這就使得堅持簡潔的哥白尼對托勒密的系統產生了懷疑。為了簡化理論，更好的符合實際觀測的結果。哥白尼將不動點從地球移動到了太陽上，提出了日心說。他指出地球不是宇宙的中心，而是同五大行星一樣圍繞太陽這個不變的中心運行的普通行星，其自身又以地軸為中心自轉。

這期間，哥白尼在一篇叫做《短論》的手稿中歸納了自己主要的天文學觀點，並傳播給親近的朋友。長期以來一直認為哥白尼擔心正式出版自己的天文學著作會引起教會的反對，但是卻沒有明確證據來證明這一點。

實際上當時的教宗秘書曾經在梵蒂岡作過關於《短論》的演講，教宗克萊孟七世和很多主教都曾經出席，演講過後，其中一位主教寫信給哥白尼，希望他儘早正式出版他的作品。所以當時有條件出版哥白尼的著作，但是哥白尼本人一直不願意這麼作，其中重要的一個原因就是哥白尼一直想解決自己的理論體系中的缺陷，不想貿然出版而導致外來的批評。

哥白尼的學說改變了那個時代人類對宇宙的認識，而且動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論基礎。由於時代的局限，哥白尼只是把宇宙的中心從地球移到了太陽，並沒有放棄宇宙中心論和宇宙有限論。雖然哥白尼的觀點並不完全正確，但是他的理論的提出給人類的宇宙觀帶來了巨大的變革。恩格斯在《自然辯證法》中評價哥白尼的《天體運行論》說：「自然科學藉以宣布其獨立並且好像是重演路德焚燒教諭的革命行動，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書（雖然是膽怯地而且可說是只在臨終時）來向自然事物方面的教會權威挑戰，從此自然科學便開始從神學中解放出來。」
哥白尼之書在其死後引起了很大的爭議。最聳人聽聞的事件莫過於是義大利人布魯諾（Giordano Bruno, 1547-1600）之死。他是道明會（Dominican）的教士。但極富反叛精神，是一個「狂熱份子」。他從哥白尼的系統向外推展，否定了天球之說。他出版了「無限宇宙論」「Dell infinito Universo e Mondi」明白地主張：太陽是眾多的恆星之一，地球亦是行星之一。更主張人類在宇宙中也不是唯一的。這種主張與當時教會對《聖經》的解讀起了嚴重衝突。他在1600年被判火刑，在羅馬當眾焚屍。

 
關於日心地動學說早在希臘時代約公元前310年，天文學家阿里斯塔克斯就已經發現了，他的主張是日月星辰並非繞著地球轉動，而是地球和其他星辰一起繞著太陽轉動。而他的主張繼承了畢達哥拉斯學派的中心火理論，並把中心火的位置改成太陽。他曾經解釋過:恆星的週日轉動，是地球繞軸自轉的結果。但和當時被廣泛認同的亞里斯多德的物理學相互矛盾，所以當時有人提出這兩個反駁的觀點。
如果地球會轉動，那在上面的人為何不會掉下來。這個說法是被大眾所接受的，因為在常識中，如果從在動的火車上把物體拋下，火車很快便會將物體拋在後頭。
如果地球會轉動，那和地球相對的恆星應該也會產生距離的變化。

目前我們不知道他對第一個觀點所作的回答，但據說他相當正確的回答第二個問題。他說：恆星距離我們太過遙遠，雖然地球自轉對恆星的距離有影響，但是因為地球和恆星距離上太過遙遠，以至於地球軌道與之相比微不足道，所以恆星位置的變化我們無法察覺到。
阿里斯塔克擁有另一項天文成就，測量太陽、地球和月亮的距離，當從地球上看月亮處於半暗半亮的時刻，太陽、月亮和地球正好組成一個直角三角形，月亮處於直角的頂點，可從地球上測得月地和日地的夾角，雖然因為當時的儀器無法測量的很精確，但是他的方法很正確，在得出相對距離後，推測出太陽和月亮的實際大小，也因此得出太陽比地球大，正因為如此，所以他才有理由推測出地球繞著太陽轉的事實。畢竟大的物體繞小的物體轉動不是一件自然的事。而近2000年後，哥白尼才繼承他的理念。