致敬伟大的科学家(奇趣科学探索之旅)
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

哥白尼:
把太阳放回正确的位置

尼古拉·哥白尼是波兰天文学家、数学家,生活在文艺复兴时期。他提出的“日心说”更正了人们的宇宙观,将自然科学从神学中解放出来。

1473年2月19日,哥白尼出生在波兰的托伦市,由于家境富裕,他从小就接受了良好的教育。

那个时候,人们认为地球是宇宙的中心,月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星在各自的轨道上,围绕地球转动,这就是“地心说”。人们还相信,星体的运行和人类的命运息息相关,通过观察星空可以预言祸福。

哥白尼自幼就接触了地心说和占星学。一个夏天的晚上,哥白尼和老师沃德卡在星空下聊天,他问了老师一个问题:“沃德卡老师,火星、水星和土星都在天上,那么它们和匈牙利皇帝卡尔温有什么关系呢?”

“占星术是一门深奥的学问,国家甚至个人的命运都隐含在其中,”沃德卡老师的表情变得很严肃,“天空中有不同的星座,它们代表了地上的国家,行星经过这些星座,对应的国家就会有大事发生。”

但这样的说法没有办法让哥白尼信服,他想:要是这样的话,人类的意志力还有什么用呢?

18岁时,哥白尼来到波兰克拉科夫大学学习医学。克拉科夫大学的数学和天文学相当发达,哥白尼利用课余时间学习了天文学,打下了坚实的天文学基础。哥白尼在这里学习了三年后,他的舅舅建议他前往意大利学习教会法。

1496年,23岁的哥白尼来到了意大利的博洛尼亚大学继续进修。在这里,哥白尼认识了天文学家米尼克·玛利亚,在他的悉心教导下,哥白尼掌握了天文观测技术。哥白尼还自学了希腊语和古希腊的天文学理论。

1497年的一天晚上,天空清朗,缺了一块的月亮悬挂天际。哥白尼和玛利亚一起进行了一次著名的观测。他们在圣约瑟夫教堂的塔楼上,观测“金牛座”的一颗亮星“毕宿五”。“毕宿五”慢慢接近月亮,当它和月亮之间只有一点缝隙的时候,突然消失了。哥白尼认为,“毕宿五”是被月亮挡住了,它们之间的“缝隙”其实是月亮“亏损”的部分,“毕宿五”是被月亮本身的阴影所掩没的,月球的体积并没有缩小。但是“地心说”理论认为月亮的盈亏是因为它本身在不停地收缩、膨胀。哥白尼发现了“地心说”理论的漏洞。

毕业后,哥白尼回到了故乡,他的舅舅是一名主教,他就在舅舅的教堂里当医生。1512年,哥白尼的舅舅去世,他被派去一个教堂当神父。教堂旁边有座小塔,这里是哥白尼的卧室,也是实验室,更是天文台,哥白尼白天在教堂工作,晚上就在这里观测星空。

经过多年的观测和研究,哥白尼写成了《天体运行论》一书,创立了“日心说”。然而哥白尼担心自己的学说会遭到教会的反对,迟迟不敢将它出版。直到临近古稀之年,哥白尼才把倾注了自己心血的著作交给出版商出版。1543年5月24日,哥白尼收到了出版商寄来的样书,他摸了摸封面,带着满足的微笑与世长辞。

学术纪念馆

1515年,哥白尼写了一篇名为《浅说》的论文,其中明确提出了以下观点:不存在所有天体的共同中心;地球只是引力中心和月球轨道的中心,并不是宇宙的中心;所有天体都绕太阳运转,宇宙的中心在太阳附近;人们看到的行星和太阳的运动,是由于地球运动引起的。《天体运行论》一书将这些观点整合为一个完善的理论体系,彻底摧毁了“地心说”。

在《天体运行论》中,哥白尼计算出了一系列数据,比如他得到恒星年的时间为365天6小时9分40秒,误差只有百万分之一;他计算出月亮到地球的平均距离是地球半径的60.30倍,误差只有万分之五。这些数据比当时通用的数据要精确得多。