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地心說很科學,日心說不全對,它們之間有什麼本質區別?


科學探索菌地心說雖然不正確,但卻是科學的。托勒密的地心說理論認為,地球是宇宙的中心,靜止不動。月亮、太陽以及金木水火土五大行星都在各自的軌道...

- 2019年11月17日10時35分
- 科學文摘 / 科學探索菌

科學探索菌

地心說雖然不正確,但卻是科學的。

托勒密的地心說理論認為,地球是宇宙的中心,靜止不動。月亮、太陽以及金木水火土五大行星都在各自的軌道上繞地球運動,最外側則是鑲嵌著星星的恆星天。

為什麼地心說是科學的?


因為一個理論科不科學,並不在於其是否正確,而在於其可以被證偽。地心說就可以被證偽。

地心說是人類歷史上第一個建立在科學基礎上的宇宙模型,或者說是第一個太陽系模型。之所以說它是科學的,是因為該理論比較符合當時人類的天文觀測,並且能夠解釋一些天文現象。而不像那些非科學類的理論,誇誇其談,而不能對自然現象作出任何實質性的解釋。

在當時,雖然已經有「地球是圓的」思想萌芽,但天文學家在地面最直接的觀測結果還是天上各種天體在繞著地球轉,每天東升西落,這比較符合當時大眾對宇宙的觀察。

此外,古人在沒有望遠鏡的情況下,僅憑藉肉眼就能從夜空中幾千顆星星中辨識出五大行星,這樣的成就也是非凡的。即使到了現在,也很少有人能夠在天空中指出它們的位置。

古代科學主要以觀察為主要研究手段,日心說和地心說都是在建立在觀察基礎之上。不過這些天文觀測數據都存在很大的誤差及錯誤,才會形成地心說這樣的理論。

地心說並不是托勒密提出來的


地心說起源於古希臘。「地球是宇宙中心」的思想最早誕生於米利都學派(古希臘哲學家泰勒斯是該學派的創始人),後來由古希臘天文學家歐多克斯正式提出,古希臘的科學家亞里士多德又對其進行了補充,最終由古埃及天文學家托勒密建立了完整的理論體系。

托勒密為了解釋行星在天空中的逆行現象,還建立了本輪的概念。

下圖為火星逆行現象示意圖

日心說也並非完全正確

日心說認為太陽是宇宙的中心。其實早在公元前300年左右,古希臘天文學家阿里斯塔克就已經提出過該觀點。時間到了16世紀,才由波蘭天文學家哥白尼通過整理前人的天文觀測數據,建立了完整的日心說宇宙模型。在哥白尼提出日心說的時候,人類已經證明地球是球形的。

哥白尼的日心說認為:太陽是宇宙的中心,只有月球圍繞著地球轉,我們所看到的天體運動都是由地球的運動造成的,地球以及五大行星都在繞著太陽做圓周運動。哥白尼的日心說也保留了托勒密的地心說的一些觀點,比如保留了恆星天這一概念。

實際上後來天文學家發現,地球和太陽都不是宇宙的中心,天空中看到的任何運動也不全是由地球運動引起的,行星的運行軌道不是圓而是橢圓。

由此可見,日心說和地心說都具有局限性,是在當時人類的認知範圍內所提出來的,是那個年代最好的理論。

舉個例子,關於原子的內部結構,也誕生了很多模型,其中最經典的就是盧瑟福的核式結構模型。不過隨著人類認知能力的提升,該觀點也逐漸被拋棄了,取而代之的是電子云模型。


地心說也有可取之處

運動是相對的。比如我們坐在運動的火車上,以人為參考系,火車相對於人來說是靜止的,地面相對於人在運動;若以地面為參考系,火車在運動,人也在運動,人和火車保持相對靜止狀態。

如果我們以地球為參考系,使用地心說也未嘗不可。只不過相比於日心說,地心說非常複雜,使用地心說解釋太陽系的天體運動非常困難,還有很多現象解釋不了。

如下圖所示,左邊是日心說,右邊是地心說,使用地心說對行星的運動進行描述將會十分複雜,沒有日心說那麼簡潔好使。

可見,參考系的不同,我們所建立的運動模型也就不同,運用到太陽系內的天體運動中所建立的模型也不同。

由於人類認知能力所限,其實任何科學理論都存在局限性,我們所建立的理論沒有最完美的,只有最接近於客觀事實的。科學也就是在不斷試錯的過程中逐漸發展起來。

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