数学史与科学史04世界科学史课件.ppt

1、科学革命 Nicholaus Copernicus,1473-1543 哥白尼Charles Darwin,1809-1882 达尔文Sigmund Freud,1856-1939 弗洛伊德第第 3 讲讲哥白尼革命The Copernican Revolution 毕达哥拉斯Pythagoras(ca 560ca 480 BC)Cosmos（宇宙）一个和谐而有规律的体系 天文学首先是追求宇宙的和谐，而不是狭义地去拟合观测。柏拉图Plato(428348 BC)同心球模型月、日、水、金、火、木、土柏拉图的蒂迈欧Timaeus 为什么天体进行圆周运动？柏拉图的论证 宇宙的本质是和谐的 和谐的体系是

2、绝对完美的 绝对完美的轨道是圆形 天体都按照圆形轨道绕地球运行 柏拉图同心球模型的缺点 个别异常现象的存在，并不说明和谐这一理性的原则错了。拯救现象 行星似乎没有按照圆形的轨道运动欧多克斯Eudoxus（409356 BC)同心球模型concentric spheres 同心球模型：太阳外层天球，24小时旋转一周第2层天球，每年旋转一周第3层天球，太阳附缀其上，每年旋转一周太阳运动轨迹亚里士多德Aristotle(384-322 BC)亚里士多德的宇宙观 地球是一个球 北极星高度 大海上的帆船 月食白道月全食月偏食半影月食月亮的路线月全食月偏食半影月食亚里士多德Aristotle(384-32

3、2 BC)地球是宇宙的中心，绝对静止不动 所有天体必须按照匀速的圆周运动 恒星的视差 Uniform Circular Motion 自由落体恒星视差太阳AB月亮地球金星太阳火星水晶球模型 crystalline spheres月、水、金、日、火、木、土 同心球-水晶球模型 优点 日月运行的快慢 行星的顺行与逆行 缺点 行星的亮度变化 行星到地球的距离不变月、日、水、金、火、木、土阿波隆尼Apollonius of Perga(260 220 BC)阿波隆尼的本轮均论模型P本轮均轮C地球亮暗亮希帕恰斯Hipparchus公元前2世纪ESBASOECD 希帕恰斯 偏心圆模型：太阳托勒密Ptole

4、my(ca 100-ca 170)大汇编 至大论 天文学大成 The Greatest Hunayn ibn Ishaq,850AD Almagest Alexandria,150AD 托勒密的天文学大成 约公元一百五十年完成阿拉伯文版天文学大成(九世纪初)拉丁文版天文学大成托勒密的地心说宇宙模型 Epicycle 本轮P 行星 E 地球 CDeferent 均轮 阿波隆尼的本轮均论模型P本轮 托勒密的本轮均轮模型地球 E O E CEquant 对应点均轮P地球 对应点 E O E CA 本轮之上的本轮 托勒密本轮均轮模型的问题 亚里士多德的原则 匀速的圆周运动 Uniform Circul

5、ar Motion 本轮的圆心绕对应点(Equant)运动 角速度均匀，线速度不均匀EOEC 托勒密模型本轮中心C在均轮上绕对应点E 以相同的角速度运动 图斯(al-Tusi)模型本轮中心C 在圆A上匀速运动，点A在圆O上匀速运动PEOCAOE 图斯(al-Tusi)的发明 图斯双圆（Tusi Couple）沙蒂尔（al-Shatir）的水星模型 沙蒂尔（al-Shatir）的行星模型 托勒密体系 行星逆行的原因 优点 第一次为所有天体运动提供了系统、完整、详尽、定量的解释。缺点 外行星本轮上的向径P本轮均轮C地球行星的逆行亮暗亮EPC平太阳的方向S外行星在本轮上的向径哥白尼Nicholaus

6、 Copernicus(1473-1543)哥白尼生平日心说的提出受阿利斯塔克的启发 论日月的大小和距离 阿利斯塔克（前三世纪）哥白尼的日心说 所有天球都围绕太阳旋转 地球绕它的轴自转 地球旋转的轨道是黄道/黄道带 地球与太阳的距离比地球与恒星的距离小得多 行星的逆行是相对运动的结果 哥白尼的天体运行论 一五四三年初版 哥白尼天体运行论手稿 哥白尼的宇宙模型 哥白尼的宇宙模型 哥白尼日心说解决的问题 行星逆行的原因 外行星本轮上的向径P本轮均轮地球对应点圆心C行星的逆行火星的视运动EPC平太阳的方向S 外行星在本轮上的向径与地球指向平太阳的方向平行CPE日星距离ECP日地距离日地距离ECPSS

7、EPSEP日星距离伽利略Galileo Galilei(1564-1642)地心说的否定 金星位相的改变 旧的现象的解释：行星运动 木卫的发现 新的现象的预测金星的位相太阳金星地球 地心说模型中的金星托勒密的宇宙太阳金星地球 本轮 圆心金星的5种位相(1610年伽利略）1910年9月27日1910年6月10日1927年10月24日1919年9月25日1964年6月19日 日心说的问题 I 系统本身并没有简化 精度也没有提高哥白尼模型与托勒密模型 日心说的问题 II 亚里士多德的质疑：如果地球不在宇宙的中心，什么使得事物做圆周运动？地球自转：自由落体 地球公转：恒星的视差贝赛尔（1784-1846）Friedrich Wilhelm Bessel恒星视差太阳AB 1838年 天鹅座61的周年视差0.31”同心球水晶球体系 欧多克斯：拯救现象 本轮均轮体系 阿波隆尼：行星亮度 希帕恰斯：偏心圆 托勒密：天文大成 图斯：捍卫亚里士多德教义 日心说 哥白尼：行星运动的解释 伽利略：地心说的否定 牛顿：日心说的胜利 极为奇妙的是哥白尼服从于传统的最明确的表示就是同它的决裂。库恩 Thomas S.Kuhn(19221996)现实世界的构造应该符合人类的美学理想简单、和谐The End