日心說，自然科學的拯救者
「地球圍繞太陽轉，月亮圍繞地球轉。」這個連小學生都知道的科學常識，500多年前的人們居然持懷疑態度。在宗教的宣揚下，他們堅信地球才是宇宙萬物的主宰，所有星球包括太陽都圍繞地球轉。這就是所謂的地心說，主宰西方世界1400多年。
地心說是由古希臘學者歐多克斯提出，經亞里士多德、托勒密進一步發展而逐漸完善的一種天文學說。著名天文學家托勒密於公元二世紀在八卷本《偉大論》中公開申明，說地球處於宇宙中心靜止不動，從地球向外依次有月球、水星、金星、太陽、火星、木星和土星，在各自的軌道上繞地球運轉。西方的教會利用托勒密的學說，以證明教義中描繪的天堂人間地獄的圖象，從而達到麻痹人民的目的。這種情況一直持續到中世紀的歐洲。由於教會管理嚴格，很少有科學家去研究古代科學典籍的真實內容，他們的主要課科，就是發掘古代的文化遺產。
托勒密的世界地圖
凡事都有例外。波蘭天文學家、數學家哥白尼自小就對地心說產生懷疑，年輕時在恩師指導下尋找攻破地心說的證據。他在義大利博洛尼亞大學攻讀醫學時，對古希臘阿里斯塔克斯提出的「太陽中心論」產生了極大的興趣。阿里斯塔克是古希臘時期最偉大的天文學家和數學家。經過長期的研究，他不但估算出地球直徑為月球3.5倍（這個數字與現代測量得出的3640km相差不超過5%），還得出太陽跟地球距離是月亮距地球距離的20倍（其實前者是後者的390倍）。通過一系列推測，阿里斯塔克得出以下結論：一是地球繞太陽運行；二是地球的軌道為圓形；三是太陽位於該圓的中心。 雖然這些想法都很具前瞻性，不過只是憑藉靈感做的猜想，並沒有加以詳細的討論，因而這種學說沒有得到人們的理解；加之後來托勒密的地心說太過耀眼，阿里斯塔克斯的前瞻觀點被湮沒了1700多年。
哥白尼畫像
哥白尼大約在40歲時開始在朋友中散發一份簡短的手稿，初步闡述了他自己有關「日心說」的看法。經過8年的觀察和計算，這個由於醫術高明而被人們譽名為「神醫」的傳教士，終於完成了他的偉大著作——《天體運行論》。此書精確論述了地球繞其軸心運轉，月亮繞地球運轉，地球和其他所有行星都繞太陽運轉的事實。精確的程度，在今人看來還匪夷所思：書中所記恆星年的時間為365天6小時9分40秒，比21世紀的的精確值約多30秒，誤差只有百萬分之一；所記的月亮到地球的平均距離是地球半徑的60.30倍，和已知的的60.27倍相比，誤差只有萬分之五。
其中第一卷論述太陽位於宇宙的中心，地球和其它行星都是繞太陽運行的；第二卷討論地球的自轉，指出地球是繞太陽運轉的一顆普通行星；第三卷講歲差；第四卷談月球的運行及日月食；第五、六卷闡述水星、金星、火星、土星和木星五大行星。總結起來，此書闡述了三個觀點：一是地球是球形的；二是地球在不斷運動，並且24小時自轉一周，因為天空比大地大的太多，如果無限大的天穹在旋轉而地球不動，實在是不可想像；三是.太陽是不動的，而且在宇宙中心，地球以及其他行星都一起圍繞太陽做圓周運動，只有月亮環繞地球運行。
《天體運行論》可謂是對日心說的最佳詮釋。但此書艱難問世後，由於教會支持的地心說體系可以很好的和當時的觀測數據相吻合，所以人們還一時不願意關注日心說，支持者也非常稀少。第二，政教合一的歐洲是羅馬教廷的天下，《聖經》被宣布為至高無上的真理，凡是違背聖經的學說，都被斥為「異端邪說」，凡是反對神權統治的人，都被處以火刑。科學者們所以對《天體運行論》避而不談。第三，由於《天體運行論》也和前人著作一樣嚴重低估了太陽系的規模，認為星體運行的軌道是一系列的同心圓。天文學家對行星運動作更為準確的觀察，比如偉大的天文學家開普勒根據第谷·布拉赫積累的觀察資料推導出星體運行的正確規律後，《天體運行論》終於大白於天下。1687年，牛頓的《自然哲學的數學原理》的問世，標誌著《天體運行論》日心說體系的正式為世人接受。稍後，恆星光行差和視差的發現，使地球繞日運動得到確鑿的佐證。而法國天文學家勒威耶運用日心學說預告海王星的存在，最終證明《天體運行論》學說的完成勝利。
400多年後，《天體運行論》得到世界各國的認可，被譯為多國文字。1973年，為紀念這部書的作者哥白尼誕生500周年，波蘭科學院用拉丁文、波蘭文、俄文、英文、法文和德文同時出版這部名著。
《天體運行論》提出的日心說，在科學史上具有重要的意義。
第一，哥白尼的日心說是科學天文學誕生的標誌，也是近代科學誕生的標誌。
第二，哥白尼的日心認為地球不是宇宙的中心，在宇宙中沒有特殊性，只是眾多行星之一，這種理論是對在天文學上統治了一千多年的托勒密地心說的巨大挑戰。這種挑戰掀起了一場天文學上根本性的革命，是人類探求客觀真理道路上的里程碑。後人把這種樸素的宇宙論原理稱為哥白尼精神。
第三，哥白尼的日心說動搖了神學的宇宙觀，成功地讓自然科學逃脫了神學的魔掌。從哥白尼時代起，脫離教會束縛的自然科學和哲學開始獲得飛躍的發展。正如偉大導師恩格斯所說，「（哥白尼）用這本書向自然事物方面的教會權威挑戰，從此自然科學便開始從神學中解放出來。」從這方面講，哥白尼的日心說是當之無愧的自然科學的拯救者。
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作者：[責任編輯: 孫曉倩]
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