地心說

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地心說

地心說,又叫天動說,係認為地球宇宙中心、其他嘅日月星辰都係環繞住地球轉嘅天文學學說,同日心說相對。

公元2世紀,羅馬屬埃及天文學家托勒密將地心說嘅模型完善咁發展。為咗解釋某啲行星嘅逆行現象(即係某啲時候,喺地球度睇部分星體嘅運動軌跡,有啲時候呢啲星體會反方向咁行走),托勒密提出咗本輪嘅理論,即係呢啲星體除咗繞住地軌道外,仲會沿住一啲小軌道運轉。

托勒密嘅理論可以初步咁解釋喺地球上面所睇到嘅現象,並喺歐洲被普遍接受,直到16世紀。喺文藝復興時代,隨住科學技術嘅進步,一啲支持日心說嘅證據逐漸出現,仲有啲證據無辦法以地心說嚟解釋。因為咁,地心說逐漸咁佔下風,畀哥白尼伽利略開普勒等支持嘅日心說取代。喺現代世界,支持地心說嘅人已經所淨無幾。

概要[編輯]

地心說喺公元2世紀時畀人體系化,係同日心說相異嘅學說。

古希臘阿里士多德托勒密提出咗位於宇宙中心嘅地球畀全天體公轉嘅想法,提出地球係宇宙中心自轉嘅諗法、太陽唔係宇宙嘅中心,提出喺度自轉公轉嘅想法、位於宇宙中心嘅太陽圍繞住地球公轉嘅諗法。

地心說,喺宇宙中心有地球,包含太陽全部嘅天體大約1日圍繞地球公轉。但係,太陽同行星嘅速度唔同,考慮根據呢樣嘢,喺唔同時期睇得到嘅行星都唔同。有個叫天球,軟綿綿嘅球,呢個包括地球同太陽、行星嘅全部天體。之後考慮恆星應該係天球沾咗嘅天球開嘅細小嘅窿,除咗天球以外洩漏出嚟嘅光都能夠睇得到。所有變化只有喺地球同月球之間發生、聲稱比呢個遠嘅天體,永遠喺度變化緊,只係重複定期嘅運動唔會來臨。

地心說不單止係天文學上嘅計算方法。當時嘅哲學思想亦都加入咗。因為神喺宇宙中心安置咗地球呢個畀人類住嘅特別天體。地球係宇宙中心嘅同時,亦係全部天體嘅主人。全部嘅天體都係屬於地球嘅,以跟住主人嘅形式運動。喺中世紀歐洲將當時亞里斯多德哲學作為嗰種體系嘅骨架,並汲取咗中世紀基督教神學上公認嘅嘢,地心說畀人睇做正式嘅宇宙觀。喺14世紀但丁發表嘅敘事詩神曲天堂篇,內容話太陽木星等等嘅各行星同心圓狀包圍地球嘅周遭。

歷史[編輯]

尤得塞斯嘅同心球[編輯]

喺公元前4世紀,古希臘數學家尤得塞斯諗到一個以地球為中心,各個星體以多層同心球嘅方式環繞地球的宇宙體系。鑲嵌咗所有恆星嘅恆星同心球喺最外層,以北天極為中心,用大約一日嘅時間從東邊到西邊轉動(日周運動)。而屬於太陽嘅太陽同心球就以同恆星同心球相反嘅方向(從西邊往東邊),用大約一年嘅時間轉動(年周運動)。因為太陽同心球嘅自轉軸同恆星同心球嘅自轉軸並唔重疊,所以喺一年嘅時間內,太陽升到中天嘅高度唔同,亦都解釋咗一年四季嘅來源。喺太陽同恆星之間嘅,就係各個行星嘅同心球。從地球上面睇,行星睇起嚟好似喺星座之間移動,時快時慢,而且間中仲會出現逆行嘅現象。為咗解釋逆行,一個行星被配以多個唔同轉動方向同速度嘅同心球。因為呢啲同心球都以地球作為共同嘅中心,所以地球同各個行星之間嘅距離保持不變。尤得塞斯嘅同心球學說後來畀阿里士多德編入咗佢嘅宇宙觀入面。

阿波羅尼奧斯的本輪[編輯]

公元前3世紀左右嘅阿波羅尼奧斯或之前2世紀左右嘅喜帕恰斯,都諗到行星只係以圓周運動環繞地球運行,並唔足以完全解釋行星多樣化嘅運動。所以佢哋都諗到係一個想像出嚟嘅小圓(而唔係行星本身)喺環繞地球作圓周運動,而行星就喺呢個小圓上面運動。呢個小圓被叫做本輪,而本輪環繞地球運動嘅軌跡就叫做均輪。成個概念就好似遊樂場嘅機動遊戲「咖啡杯」咁:從整個遊戲設施嘅中心咁睇,每個咖啡杯耳嘅運動都混合咗兩種以上嘅圓周運動;多種圓周運動混合起嚟,就產生咗杯耳行進嘅速度同方向睇起嚟經常變化嘅現象,特別係杯耳接近機械中心嗰時嘅變化就更為明顯。行星運動中嘅「留」同「逆行」就可以用呢個模型嚟粗略咁解釋。

如果現實上行星環繞太陽運動(呢個概念受而家絕大部份人認同)嘅軌道係完美嘅圓形,地心說就應該只需要用一個本輪同一個均輪,就可以完全解釋喺地球上睇到嘅行星運動。不過實際上行星嘅運動規律比呢個更複雜,如果要用地心說正確咁記述所有行星嘅運動,就需要更複雜嘅體系。後來,天文觀測嘅準確度愈嚟愈高,地心說所構成嘅體系慢慢咁配合唔到實際嘅觀測,為咗令地心說體系符合到觀測嘅數據,所以天文學家將本輪一個一個咁加到既有嘅體系上;甚至到後期,各個天文學家都唔知每個行星應該有幾多個本輪。最後因為極度唔方便,引發出哥白尼提出嘅日心說——一個後來發展到基於牛頓萬有引力嘅法則而運行嘅宇宙模型。

托勒密系統[編輯]

構成托勒密宇宙體系嘅係以下四個假定:

  1. 天係球形嘅,而且係好似球咁樣轉動;
  2. 地亦係球形嘅;
  3. 地係位於天嘅中央;
  4. 地球靜止唔參與轉動。