哥白尼与日心说 
尼古拉．哥白尼（Copernicus Nicholas），波兰一位伟大的天文学家。他以惊人的天才和勇气揭开了宇宙的秘密，奠定了近代天文学的基础。哥白尼以毕生的精力去进行天文研究，创立了《天体运行论》这一“自然科学的独立宣言”。
  他的这些成就使他成为了人类科学发展历史上最伟大的革命家之一。 
一。 哥白尼生平 
哥白尼于1473年2月19日出生在波兰西部维斯杜拉河畔托伦城的一个商人家庭。家里兄妹四个，哥白尼是最小的。在他10岁时，父亲去世了，舅父卢卡斯承担起了抚育他的重任。
   
1491年至1495年，哥白尼进入克拉科夫大学学习。克拉科夫是当时波兰的首都，也是东欧最大的贸易和文化中心，有许多国家的留学生在这里学习。由于它地处东西欧交通要冲，所以比较早地受到意大利文艺复兴的影响。因此在这座古老的大学里，新兴的资产阶级人文主义思想和腐朽的封建教会的经院哲学之间展开了激烈的斗争。
  哥白尼在先进的人文主义思想的熏陶下，在心灵里埋下了向经院哲学挑战的种子。在这里，他遇到了对他的一生产生深远影响的数学家和天文学家布鲁楚斯基（Brudzewski）教授。是这位教授的启蒙教育促使哥白尼决定将自己的一生奉献给天文科学。 
1496年哥白尼前往意大利求学，先后进入博洛尼亚大学、帕多瓦大学和费拉拉大学学习和研究法律、天文学、数学、神学和医学，他同时还学会了希腊文。
  1503年，哥白尼获得了教会法规博士学位。 
1497年，哥白尼就任瓦尔半米亚牧师的僧正。1510年后，他先后从事过管理、外交等工作。他是一个杰出的经济学家，写过《货币的一般理论》一书。他是近代第一个提出劣币淘汰良币理论的经济学家。哥白尼医术高明，他利用业余时间行医，免费为穷苦人治病，是一位颇有名望的医生，被人们誉为“神医”。
  哥白尼还是一位出色的数学家，他的巨著《天体运行论》附录里，发表过他的球面三角论文。 
哥白尼也是一位伟大的爱国主义者，当条顿骑士团疯狂侵略波兰时，他挺身而出，起来保卫自己的祖国。1519年，条顿骑士团来犯，埃尔门兰德地区的僧侣全给吓跑了，而他却勇敢的组织和领导了奥尔兹丁城的人民奋勇反击侵略者，经过五天五夜的激战，终于打退了敌人的进攻。
   
尽管哥白尼总是事务繁忙，但他始终保持冷静的头脑，把主要精力放在从事天文学的研究上。1515年，哥白尼开始写作《天体运行论》一书。1525年，哥白尼原来的女管家安娜衷心爱上了这位伟大的科学家，她不顾别人的流言蜚语，来到了被教会剥夺了结婚权利的哥白尼身边。
  由于她的精心照顾和帮助，才使得《天体运行论》一书的写作得以顺利进行。 
1543年5月24日，伟大的波兰科学家哥白尼病逝。 
二．日心地动说的提出 
自古以来，人类就对宇宙的结构不断地进行着思考，早在古希腊时代就有哲学家提出了地球在运动的主张，只是当时缺乏依据，因此没有得到人们的认可。
  在古代欧洲，亚里士多德和托勒密主张地心学说，认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说。因而地心学说长期居于统治地位。
   
随着事物的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。到文艺复兴运动时期，人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右，这显然是不合理、不科学的。人们期待着能有一种科学的天体系统取代地心说。在这种历史背景下，哥白尼的地动学说应运而生了。
   
约在1515年前，哥白尼为阐述自己关于天体运动学说的基本思想撰写了篇题为《浅说》的论文，他认为天体运动必须满足以下七点： 
1、不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心。 
2、地球只是引力中心和月球轨道的中心，并不是宇宙的中心。 
3、所有天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近。
   
4、日地距离同天穹高度之比，就如同地球半径同日地距离之比一样渺小。地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的。 
5、在天空中看到的任何运动，都是地球运动引起的。 
6、在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运动产生的，而是地球运动引起的。
  地球带着大气层,象其他行星一样围绕太阳旋转。由此可见，地球同时进行几种运动。 
7、人们看到的行星向前和向后运动，是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了。 
此外，哥白尼还描述了太阳、月球、三颗外行星（土星、木星和火星）和两颗内行星（金星、水星）的视运动。
  书中，哥白尼批判了托勒密的理论。科学地阐明了天体运行的现象，推翻了长期以来居于统治地位的地心说，并从根本上否定了基督教关于上帝创造一切的谬论，从而实现了天文学中的根本变革。 
三．《天体运行论》 
哥白尼认识到《浅说》中的论断是假设的方式提出的，且他的模型所用数据并非亲自观测得出，放缺乏可信度。
  1515年，哥白尼便开始着手准备撰写《天体运行论》这一更为完整的论著。十几年来，哥白尼进行了大量的天文观测，收集了大批资料，终于在1533年完成了这部巨著的初稿，随后，他又长期进行观测、验证、修改，使得他的宇宙体系更具说服力，成为一种科学理论。
   
《天体运行论》的第一卷是全书的精髓，先后论述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天体的运动是均匀永恒之圆运动或复合运动”。哥白尼说，“天体的这种旋转运动对于球来说是固有的性质，它反映了球形的特点。球这种形状的特点是简单、没有起点、也没有终点，旋转时不能将各部分相区别。
  而且球体形状也正是旋转作用本身造成的。” 
哥白尼赞同毕达哥拉斯学派的主张，即应当用简明的几何图象来表示宇宙的结构和天体的运行规律。在第一卷的第十章中，哥白尼正确地将行星以及地球绕日运转轨道进行排列，并刊载了他的宇宙模型图。这张我们现在看似普通的天球次序图，在当时却是人类认识宇宙的一次巨大的飞跃。
   
哥白尼在《天体运行论》中还详细讲解了地球的三种运动（自转、公转、赤纬运动）所引起的一系列现象，岁差现象、月球运动、行星运动的及金星、水星的纬度偏离和轨道平面的倾角。《天体运行论》的诞生使当时所知道的太阳系内天体的位置和运状况更为完整了。
   
 
伟大的波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠基人。 
前期经历 
1473年2月19日生于波兰维斯瓦河畔的托伦城。10岁丧父，由舅父瓦琴洛德抚养。18岁时进克拉科夫大学，在校受到人文主义者、数学教授布鲁楚斯基的熏陶，抱定献身天文学研 
究的志愿。
  三年后转回故乡。当时已任埃尔梅兰城大主教的瓦琴洛德，派他去意大利学教会法规。1497～1500年间他在波洛尼亚大学读书，除教会法规外，还同时研究多种学科，尤其是数学和天文学。对他最有影响的老师是文艺复兴运动的领导人之一、天文学教授诺法腊。1497年3月9日，他在波洛尼亚作了他遗留下的第一个天文观测记录：月球遮掩金牛座□(毕宿五)的时刻。
   
哥白尼在意大利的时候,因他舅父的推荐,于1497年被选为弗龙堡大教堂僧正。1501年他从意大利回国，正式宣誓加入神父团体，但随即又请假再次去意大利。先在帕多瓦大学，同时研究法律与医学。1503年，在费拉拉大学获得教会法博士学。1506年，哥白尼从意大利回到波兰。
  1512年他舅父死后，他就定居在弗龙堡。作为僧正的哥白尼，职务是轻松的。他把大部分精力都用在天文学的研究上。 
哥白尼从护卫大教堂的城墙上选一座箭楼做宿舍，并选择顶上一层有门通向城上的平台作为天文台。这地方后来被称为“哥白尼塔”，自十七世纪以来被人们作为天文学的圣地保存下来。
   
日心地动说的创立和《天体运行论》的出版 
哥白尼的主要贡献是创立了科学的日心地动说，写出“自然科学的独立宣言”──《天体运行论》。 
当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期。亚里士多德-托勒密的地球中心说早已被基督教会改造成为基督教义的支柱。
  然而,由于观测技术的进步,在托勒密的地心体系里必须用八十个左右的均轮和本轮才能获得同观测比较相合的结果，而且这类小轮的数目还有继续增加的趋势。当时一些具有进步思想的哲学家和天文学家都对这个复杂的体系感到不满。哥白尼接受了这种进步思想。他在意大利时研究过大量的古希腊哲学和天文学著作。
  他赞成毕达哥拉斯学派的治学精神，主张以简单的几何图形或数学关系来表达宇宙的规律。他了解到古希腊人阿利斯塔克等曾有过地球绕太阳转动的学说，受到很大启发。哥白尼分析了托勒密体系中的行星运动，发现每个行星都有三种共同的周期运动,即:一日一周、一年一周和相当于岁差(见岁差和章动)的周期运动。
  他认为，如果把这三种运动都归到被托勒密视为静止不动的地球上，就可消除他的体系里不必要的复杂性。因此，哥白尼建立起一个新的宇宙体系，即太阳居于宇宙的中心静止不动，而包括地球在内的行星都绕太阳转动的日心体系。离太阳最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。
  只有月球绕地球转动。恒星则在离太阳很远的一个天球面上静止不动。哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳，而各个天体则都有其自然的运动。他系统而明晰地批判了地球中心说，并且从物理学的角度对日心地动说可能遭到的责难提出了答复。 
哥白尼用了“将近四个九年的时间”去测算、校核、修订他的学说。
  他曾写过一篇《要释》，简要地介绍他的学说。这篇短文曾在他的友人中间手抄流传。但是，他迟迟不愿将他的主要著作──《天体运行论》公开出版。因为，他很了解，他的书一经刊布，便会引起各方面的攻击。批判可能从两种人那里来：一种人是顽固的哲学家，他们坚持亚里士多德、托勒密的说法，把地球当作宇宙的固定的中心；另一种人是教士，他们会说日心说是离经叛道的异端邪说，因为《圣经》上明白指出地是静止不动的。
  当哥白尼终于听从朋友们的劝告，将他的手稿送去出版时，他想出一个办法，在书的序中写明将他的著作大胆地献给教皇保罗三世。他认为，在这位比较开明的教皇的庇护下，《天体运行论》也许可以问世。 
除了这篇序之外，《天体运行论》还有另外一篇别人写的前言。
  哥白尼当时已重病在身，辗转委托教士奥塞安德尔去办理排印工作。这位教士为使这书能安全发行，假造了一篇无署名的前言，说书中的理论不一定代表行星在空间的真正运动，不过是为编算星表、预推行星的位置而想出来的一种人为的设计。这篇前言里说了许多称赞哥白尼的话，细心的读者很容易发现这是别人写的。
  然而，这个“迷眼的沙子”起了很大的作用，在半个多世纪的时间里，骗过了许多人。1542年秋，哥白尼因中风已陷入半身不遂的状况，到1543年初已临近死亡。延至5月24日,当一本印好的《天体运行论》送到他的病榻的时候，已是他弥留的时刻了。《天体运行论》出版后很少引起人们的注意。
  一般人不能了解，而许多天文工作者则正如奥塞安德尔所说的那样，只把这本书当作编算行星星表的一种方法。《天体运行论》在出版后七十年间，虽然遭到马丁·路德的斥责，但未引起罗马教廷的注意。后因布鲁诺和伽利略公开宣传日心地动说，危及教会的思想统治，罗马教廷才开始对这些科学家加以迫害，并于公元1616年把《天体运行论》列为禁书。
  然而经过开普勒、伽利略、牛顿等人的工作，哥白尼的学说不断获得胜利和发展；恒星光行差、视差的发现，使地球绕太阳转动的学说得到了令人信服的证明。 
哥白尼的学说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识，而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步前进”。
   
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