《哥白尼革命》：“日心说”是如何取代“地心说”的？

催发了近代科学的诞生，“日心说”是如何取代“地心说”的？

听书笔记

1543年，波兰天文学家哥白尼发表了《天球运行论》一书，提出了“日心说”，取代了“地心说”登上了历史的舞台，这一过程被后世称为“哥白尼革命”。哥白尼革命不仅仅是天文学领域的重大变革，以它为导火索，生理学、物理学、化学等领域也先后发生了轰轰烈烈的革命，近代科学由此诞生。哥白尼革命是怎么发生的？“日心说”又是怎样深入人心，取代长久以来占统治地位的“地心说”的，科学史学家托马斯·库恩在这本书中进行了详细介绍。

哥白尼之前的“地心说”是怎样的一个学说？

古希腊的毕德格拉斯认为大地是球形的，在此基础上，亚里士多德提出了地心说。亚里士多德构建了包括地球和天球的“两球宇宙”模型。他认为地球是圆的，它位于天球的中心。亚里士多德所描绘的天球，是个完美而透明的水晶球体，星星像钻石一样镶嵌在天球之上。亚里士多德在地球和天球之间为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星安排了各自不同的水晶球。

与此同时，亚里士多德还区分了人间和天界，把它们分别叫作月下世界和月上世界。月下世界是人类的世界，是不完美的，并且始终在变化。而月上世界属于天界，它是完美的和永恒的。

在实际观测中，行星的运动是非常不规律的。为了解释行星的运行规律问题，古希腊天文学家托勒密，提出了均轮和本轮的概念，用非常复杂的轮子套轮子的行星运行模型，来破解了行星的运行规律。

哥白尼是怎样提出“日心说”的呢？它和“地心说”又有什么不同呢？

作为业余天文学家的波兰人哥白尼，一开始本无意去修改亚里士多德和托勒密的“地心说”，而是继承了托勒密的行星运行模型。可是，在长期的计算和观测中，哥白尼发现托勒密的均轮本轮体系过于复杂。于是他就抱着换个思路看看的想法，尝试把太阳作为计算的中心，大大减少了计算的复杂性。于是他便大胆地开始尝试构建以太阳为中心的宇宙体系，“日心说”才由此诞生。

从1510年哥白尼撰写《提纲》，第一次提出日心说，到1543年他临死前才出版了影响世界巨著《天球运行论》，中间隔了三十多年。究其原因，除了哥白尼确实公务繁忙之外，他害怕受到宗教-迫害，被定为异教徒，也是《天球运行论》被他长期搁置，一直没有完成的原因。

在日心说模型中，哥白尼也依然延续了亚里士多德天球的概念，只是把太阳放在了中心的位置，从内到外依次是太阳、水星、金星、地球、火星、木星、土星和恒星天球，地球这颗行星和别的行星一样，是镶嵌在自己的水晶球上运行的。

“日心说”是怎样取代“地心说”，被人们所接受的？

哥白尼革命以哥白尼命名，但却发生在哥白尼去世后。本书中有这样一段著名的话：“《天体运行论》一书的意义不在于它自己说了什么，而在于它使得别人说了什么。”

这里的“别人”，正是指在哥白尼之后的一系列科学家。其中最重要的几位是：第谷·布拉赫、开普勒、伽利略和牛顿。

第谷·布拉赫、开普勒、进行了更深入的天文观测和计算，佐证了日心说。而伽利略用望远镜对准了天空，发现天界和地球一样是不完美的。

在哥白尼提出“日心说”一个半世纪后，牛顿解释了在太阳系中，为什么行星们都围绕着太阳运动的问题，这是因为有万有引力存在。通过万有引力定律，我们不仅可以精确地计算出行星运行的轨道，还可以把它运用到地球上，人们的生活当中。牛顿告诉人们：天上和地上其实都是一回事，天上和地上的物体虽然有着不同的运行轨迹，但都是可以用相同的物理学知识解释的。由此科学的观念开始逐渐深入人心。

从哥白尼到第谷、开普勒、伽利略，再到牛顿，看上去哥白尼革命似乎进行得很顺利。其实，科学探索从来都是曲折的，科学革命也都是充满艰辛的。因为科学家们也都是生活在特定时代的人，他们想要改变人们延续一千多年的思想观念是相当困难的。“日心说”的传播不仅受到宗教界人士的反对，即便是在高知人群，也就是在大学里见多识广的教授中，传播也很困难。

新观念和旧观念进行着复杂的斗争。日心说代替地心说，除了科学研究本身的推动，也是各种思想互相博弈的过程，是漫长而复杂的。

我们可以从历史上的哥白尼革命当中，得到重要的启示：那就是科学的进步，除了依赖于科学家们不断进行探索，也需要每个人不断打破固有的思想观念，不要被思想所羁绊，跟上科学革新的步伐。

解读 | 张峰

清华大学科学技术哲学硕士，国家图书馆副研究馆员。

播音 | 李锐

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