哥白尼是怎麼發現日心說的？

哥白尼是如何發現日心時說的? 我們知道哥白尼是在1500年以後才逐漸發現了是地球繞着太陽轉。 那麼在此之前的幾千年裏,難道就沒有人發現這一現象嗎? 哥白尼是第一人嗎?答案是否定的。 有一位老兄,希臘天文學家,也是數學家,叫阿利斯塔克, 他是出生在公元前310年,去世在公元前230年。 簡單的來說,就把310加上2023,就是2300年,或者保守點2200年前, 就發現了日心說的這個理論,比哥白尼早個1700年左右,這是個大數。 其實阿利斯塔克也是一個數學家,他有很多天文發現, 比如第一個,他發現了月亮的大小和月亮到地球的距離, 其實這個還真的是挺神奇的,就是今天的人,包括我在內,包括各位觀衆, 您能不能想一個辦法去測量一下月亮的大小和月亮離地球多遠, 這看起來有點像不可能完成的任務,在我們信息如此發達,技術如此先進的今天, 對於個人來說,這個可能都是一個很大的挑戰。 但是在2000多年前,一個古人,他能夠測量地球和月亮間的距離,有點不可思議, 他認爲我們每個人應該都看到月亮有圓有缺, 其實今天的現代人已經沒有什麼空去抬頭看夜空了,古人也沒電視,沒網絡,也沒蠟燭, 電燈更沒有,晚上沒事幹就看看天上的月亮,就會發現月亮是從全缺到全圓的過程, 所以他就是把上面這個圖,就是左邊太陽,中間地球,下面是月亮, 當然這裏頭還有一個科學前提,就是月亮是不發光的,月亮是反射太陽的光, 這一點可能你要知道,那可能古代好多人看着月亮很亮, 矯極的月光,認爲月亮是發光,那這裏就沒辦法去測量了, 因爲我們知道太陽是發光的,而地球是自己不發光的, 太陽的光通過地球可能能照到月亮上,那樣我們看着月亮是全圓的, 但是當月亮運行到地球的背後,那就完全看不到月亮,就被地球擋住了。 所以還有一個天文學說,就是爲什麼古希臘人認爲地球是圓的,地球而不是地面呢? 這個東西有一個很簡單的邏輯的推導, 比如說你看太陽是什麼形狀的,那是圓的,你看月亮是什麼形狀的,那也是圓的, 地球有可能也是圓的,怎麼可能呢? 你就去觀察月亮的形狀,當月亮是個前月或是半月的時候, 其實你會發現月亮的形狀是有一個圓形的物體把它給遮住了, 所以月亮纔會呈現那樣的形狀,而不是一個方形的物體。 那麼這個圓形的物體是什麼呢?那當然就是地球了。 所以根據太陽的光透過地球再穿到月亮上, 然後來測算一下月亮運行的寬度, 如果光線是直的話,那可能就是地球的直徑,我們是知道的。 那麼這個也是另外一個天文學家,叫埃拉託森吉, 他測出了地球的直徑, 在這個情況下,地球的直徑,就是月亮走一個地球的直徑所需要的時間, 按照公式來計算的話,就用這個距離除以時間, 就得出它的速度和大小, 大概月亮會在地球大小的區間內有幾個。 所以他根據這個測算出,大概月球的周長是14000公里, 而實際上是11000公里左右, 這是測出了月亮的大小,第二步就開始測月亮和地球的距離。 那麼左邊這個眼睛我們認爲是一個人站在一個地球上, 這個小的圓我們認爲它是一枚圓的硬幣, 而當一個人拿手舉着這個硬幣, 然後往前推到眼睛前面的時候, 它可以擋住整個月亮, 就是月亮是在正圓的時候的時間, 然後你用一個圓的硬幣去完全遮擋住月亮, 但是也不要遮擋的太大或者是太小, 剛剛好就可以了, 然後這個硬幣的直徑我們是知道的, 月亮的直徑我們前面阿里斯大赫也測出來了, 然後從眼睛到手臂的距離, 這個是有的, 然後這就是一個兩個三角形, 一個小三角形和一個大三角形, 那麼這兩個邊上邊的長度已經明確了, 從頂點到硬幣的垂直距離有了, 頂點到月亮的垂直距離就可以計算出來, 所以它的科學工具就是一枚硬幣, 這個很簡單, 下一步它就開始測太陽, 地球和太陽的距離, 它認爲在月亮, 這個也是根據光線的折射, 它認爲在每個月的首個和最後一個十分之一內的地球, 月亮和太陽之間會形成一個將近的直角三角形, 這個角是直角, 那麼這個角, 它這個時間內應該是87度角左右, 所以這樣就形成了三個點, 一個三角形, 三個角的角度都有了, 90,87,3, 然後前面它又測算出地球和月亮間的距離, 這條邊長是有的, 所以由此來測算這條斜邊, 根據勾股定理, 因爲這個是直角, 可以看出這個斜邊的距離, 最後它得出的結論是, 太陽和地球的距離是地球和月亮距離的20倍, 當然這個方法我覺得是對的, 但是它測量的時間可能不是太準確, 所以導致這個數量和實際數值偏差比較大, 大概是太陽到地球的距離是地球到月亮的390倍, 通過這個測算, 它就得出了太陽的直徑的大小, 它發現太陽比地球要大得多, 地球比月亮大得多, 而月亮它是繞着地球轉的, 這個當時比如說做地心數來說的話, 那肯定是月亮繞地球, 爲什麼呢, 因爲月亮比它小, 所以它可能認爲地球應該繞太陽, 因爲太陽比地球要大得多, 所以它就大概得出了一個日心數的雛形, 當然它還沒有那麼特別的嚴密, 但是它至少提出來了理論體系, 這個是很了不起的, 所以你看看過去我們說阿基米德說, 給我一個槓桿我能跳動地球, 那個時候它已經涉及到力學和幾何學的問題, 而阿利斯塔克就通過簡簡單單的幾何學的幾道題, 如果是把它作爲一個題目的話, 可能現在的小學生也能解答, 小學畢業生也能解答, 但是在當時確實是構思非常巧妙的, 就是你解決問題的方法, 是比較獨創的, 除了這位阿利斯塔克, 還有一個人也比哥白尼更早提出了日心說, 就是這位老兄, 不知道大家認識不認識, 他是哥白尼的老師的老師的朋友達芬奇, 我們知道哥白尼是到意大利留學的, 而達芬奇是意大利人, 所以他認識哥白尼的師爺的一個朋友, 達芬奇和哥白尼也可以算是同時代的人, 他比哥白尼大二十歲左右, 達芬奇他是比較善於觀察的, 他有點像前面我們講到的希臘天文學家, 他也是經常觀看天空, 當然也觀看自然, 什麼都看, 經常偷看, 他就在日記中寫道, 地球不是宇宙的中心, 它是一顆繞着太陽運轉的明星, 達芬奇是一個絕對的天才, 有點像外星人一樣, 我以後會講到他。 那麼確實他們全世界幾千年來, 可能生活了數十億人, 但是也只有達芬奇和前面的希臘科學家, 他們兩個意識到日系運輸的問題, 但是99%的絕大多數人都無法理解, 都不能接受地球繞着太陽運轉, 第一個就是親眼所見, 中國叫百聞不如一見, 你只要每天睜開眼睛抬頭望向天空, 你就會發現太陽是東昇日落, 太陽是在不停地運轉, 到中午就轉到正高垂直的天空了, 就是你能看到太陽在運動, 而且你每天都能看到太陽在運動, 所以我們很多文學作品, 比如有個著名的太陽照常升起, 我們唱的歌,太陽昇起來咯, 反正我們只要是但凡人類文字的記錄, 包括圖畫的記錄, 都是太陽在轉, 任何一個普通人都能看到太陽在動, 第二個就是地球不動, 就是你給他說地球在不動, 地球在轉動, 地球繞着太陽轉, 很多人就覺得根本感受不到地球在動, 大地在動, 比如我們坐一個火車, 我們能感到火車在往前走, 我們站在地上, 我們什麼時候看到大地在往前走呢? 好多人還舉了一個例子, 古人他也不懂, 但是他說你看, 你扔一個石頭, 把它扔高點, 或者說你站在一個懸崖上往下扔石頭, 你會發現石頭是垂直降落的, 還是斜着降落的, 就是這個石頭在空中的時候, 地球在轉, 然後這個石頭落下去, 它肯定不是垂直降落, 而且地球運轉的速度很快, 比火箭都快, 當石頭掉下去的時候, 可能已經地球轉到另外一個城市去了, 這個也感受不到, 所以這個作爲人的常識來說, 都沒法接受, 但是天文學上的天文學家, 他們是專門做這個, 他們就發現有一個天文現象, 叫火星的地形, 火星也是繞着地球轉, 應該是雲速, 圓周運動, 向前轉, 但是仔細觀察的話, 其實是這樣的, 大家看清楚了嗎? 火星轉到這的時候, 它就回去了, 回去以後轉個圈又往前轉了, 這是怎麼回事呢? 這個就不符合天文現象, 不符合天文理論, 所以天體做雲速圓周運動, 它這個明顯的不是雲速圓周運動, 是倒行逆施, 這個叫逆行, 當天文現象發生的時候, 很多人都認爲, 重大歷史時刻到來了, 人的命運要改變了, 就認爲這個是一個, 天上極其特殊的一個現象, 這個怎麼解釋呢? 因爲這個原來地形說的一個, 理論前提是, 天體是做雲速圓周運動, 不會倒行逆施的, 但是火星就這樣, 而且每隔幾年就來一次, 其實這個是怎麼回事呢? 大家可能都在操場上跑過步, 沿着操場跑步, 很多人都一起跑的時候, 有時候第一名, 他能超過最後一名一圈, 那麼看起來, 第一名永遠一開始是跑在前頭的, 最後一名跑在他後頭, 這個是很明顯的, 但是當第一名往後繞到, 準備超最後一名的時候, 你就會發現, 怎麼最後一名又跑到第一名前頭去了, 如果是另外一個人, 他是沒看到開始, 半截進來的, 他就會發現, 第一名可能在後頭, 倒數第一名在前頭, 他就到火星順序了, 那麼以旁觀者的角度來看, 倒數第一名有點像倒退, 所以這就是旋轉現象, 其實就是因爲他們都是繞着太陽在轉, 就是說地球超過了火星, 在這個情況下, 地心說的人也不承認失敗, 他認爲火星本身就是一個前進中的小挫折, 或者前進中的小差距, 你看它是有個小圈, 但是它還是往前走, 所以整體上它是一個小圈一個小圈往前走, 它有點像以前老式電話那種電話線, 但是解釋比較勉強, 越往後解釋越複雜, 可能還有其他的天文現象解釋不了, 所以解釋來解釋來, 就是繞到一起自己也說不清了, 但是哥本尼把這個數據變成一個太陽在中間, 當火星繞着太陽轉的時候, 一切都符合數學的定律了, 就是都簡單能解釋了, 所以他就提出來這個地心說, 他是比前面的兩個人可能是更先進, 是建立在數據和數學公式計算的基礎上, 得出的所有結論都是江湖的, 都是要繞着太陽轉的。 另外一個問題又出來了, 如果地球繞着太陽轉, 那麼地球又不動, 因爲我前面講了, 地球要動的話, 大家也感受不到垂直落地, 地球又不動, 那麼就會出現一個什麼現象呢? 就是地球的一半的面是對着太陽, 就是永遠是白天, 另一半的面就是永遠是黑暗, 所以這個也解決不了, 這怎麼辦呢? 地球還要自轉, 地球一轉, 每個地方都有白天, 也有黑夜, 所以又把地球的轉動給解釋了, 所以這個地心說, 是原來托勒密歸納出來的, 這個不是簡單一句話, 所謂的就是太陽和月亮繞着地球轉, 它背後還有其他的, 包括地球不動, 現在這個也被打破了, 地球是動的。 戈巴尼日訊說, 他早就有他的雛形, 他也寫了幾篇論文, 但是他一直沒有發表, 其實教皇也不懂, 他也鼓勵戈巴尼去發表, 但是戈巴尼可能是年輕的時候就有這個想法, 但是他又通過幾十年的反覆觀測和演算, 他覺得已經成熟了, 於是他就把它寫成了一本書, 這本書就是講天體運行論的, 有六個卷, 第一卷是講宇宙的關係, 第二卷全是數學公式, 第三和第四卷是用數學描述地球的運動, 第五和第六卷是討論月亮和其他行星的運行規定。 整體上你看, 如果一本書只有一句話, 或者只有一頁紙, 那很容易, 可能達芬奇就寫了一句話, 可能換其他人就寫了一頁紙, 但是戈巴尼寫了一本書, 我圍繞這一句話, 我後面是大量的數據在支撐, 如果你推翻我這句話, 那你就得推翻我的數據。 達芬奇寫完之後, 他也沒有敢出版, 但是這個原因不是在他, 而是在另外一個大牛人, 馬丁路德。 馬丁路德當時正在搞宗教改革, 搞得羅馬教皇非常的生氣, 要求天主教會拒絕接受異端思想, 這個戈巴尼也是其中之一。 其實戈巴尼他沒有什麼宗教改革思想, 他只是提出他的天體理論, 而且別人還看不懂。 所以戈巴尼就沒敢出版, 直到1539年, 有個德國的教授來到戈巴尼身邊, 向他學習, 不斷地鼓動他, 所以到戈巴尼68歲的時候, 感覺自己年紀也大了, 也應該出版了, 所以就把這個書送到德國去出版, 他不敢在波蘭出版。 這個圖書編輯叫安德烈亞, 他就拿到了戈巴尼的稿件, 但是戈巴尼還沒有自己給這本書起個名字, 起什麼好呢? 也不能太露骨, 所以他還沒有想好編輯名字, 叫《託倫的尼古拉·戈巴尼論天體運行軌道》。 託倫就是戈巴尼的出生地, 尼古拉·戈巴尼論天體運行的軌道。 後來在中國一開始翻譯成天球運行論, 最近天體運行論已經被大衆接收了, 天體運行論是最早的時候起的名字。 安德烈亞出版社編輯想把書多賣幾本, 所以他就給寫了個序言, 介紹下這是什麼書, 畢竟這本書說實話, 當時人家多賣也賣不了幾本, 也沒什麼人買, 買了也看不懂。 他就說戈巴尼的書是用數據測量的, 解釋了恆星和行星的運動, 而且是用奇妙的假說去修飾, 請你購買、閱讀。 但是你沒學過數學, 沒學過幾何學的人, 不準入內。 你沒學過幾何學, 你買了就是廢紙白買。 當時中國還沒有一個人學幾何學的, 這是在1540年, 明朝的嘉靖年間, 到了萬曆的末年, 屈光起纔開始翻譯歐幾里德的幾何原本, 這都將近七八十年以後了, 或者是七十年以後了, 所以這時候確實這本書放到大明也沒有一個人看得懂, 這是圖書編輯, 他認爲這是一個科幻結論, 但是用數據給他做了一個僞裝, 這是這個編輯他的個人觀點, 而且這個序他還自己不署名, 所以別人還以爲是戈巴尼自己寫的, 戈巴尼認爲自己的書是科幻的著作, 所以到1543年, 戈巴尼就是躺在牀上奄奄一息的, 當時他正好是七十歲, 在他臨死前的一刻, 別人就把他一本嶄新的《天體運行論》送到了他的牀前, 戈巴尼就打開這本書的序言一看, 圖書編輯說自己寫的是科幻小說, 當時口吐鮮血大海一聲, 這個叫什麼倒地生倒牀上死亡了, 戈巴尼他不是被燒死的, 他是被氣死的, 被這個編輯氣死的, 當然這個是我編的這個故事了, 這個真實的故事就是, 反正戈巴尼是在臨死前看到了自己出版的新書, 可以死而瞑目了, 這個也是正常死亡的, 沒有被誰燒死, 他是就在波蘭他的工作地死亡的, 但是《天體運行論》這本書一出來, 那僅是沒有什麼反應, 因爲爲啥呢? 因爲這個整個全歐洲, 全世界不超過十個人能讀得懂, 但是這本書隨着後來的發展, 這個是人類歷史上一個開天闢地的著作, 可以和牛頓的自然哲學的數學原理和達爾文的物種起源相提並論, 頂級的科學專注, 這是戈巴尼爲這本書做的貢獻, 而且死在戈巴尼還有後來人, 後續的開普勒, 伽利略都是戈巴尼的支持者, 戈巴尼他就是死在波蘭的波隆堡, 他就是工作的地方, 那他也葬在他工作的地方, 波隆堡, 但是呢, 他是1543年去世的, 但是到了1943年, 400年來, 戈巴尼到1943年, 人類全部都接受, 並且是崇拜戈巴尼, 可是呢, 400年來找不到他的埋葬地點, 成了一個歷史之謎, 也不知道戈巴尼是不是自己故意的, 反正是這麼多偵探, 那些考古學家和各方面反正找不着, 什麼時候呢? 2005年, 也就不到20年前, 人們纔在一個這個波隆堡的一個普通的墓穴裏, 發現了一具男人的屍體, 現在科學檢測比較發達了, 可能以前檢測了, 如果是真早一百多年前發現出來, 可能也不好確定, 但現在的科學技術已經通過他的這個測算, 他的年齡, 他的體型, 面目特徵, 發現了這個就是戈巴尼, 戈巴尼隱藏的太深了, 死了都把自己藏起來, 於是人們就給戈巴尼準備了一個嶄新的一個棺木, 然後重新的就給他下葬了, 戈巴尼這個葬葬的地點也是一個幾百年的一個之謎吧, 現在可以去瞻仰了, 當時很多天文學家, 是吧, 想去這個找找戈巴尼, 調驗他, 可能都沒這個找到地點啊, 所以這就是這個, 我想以後呢, 有機會去陀龍堡啊, 去看一看這個戈巴尼, 他還有他生活, 工作, 是吧, 和葬葬的地方都在一起, 很值得一看啊, 今天內容就到這裏, 謝謝大家。