托勒密的地心說(shuō)為什么能統(tǒng)治世界 1500 年？哥白尼、開普勒、伽利略如何改變了人類的宇宙觀？宇宙到底是有限還是無(wú)限的？當(dāng)今天文學(xué)最大的謎題是什么？星系與星系之間的空間真的是完全空曠的嗎？宇宙將會(huì)怎樣終結(jié)？人類是如何認(rèn)識(shí)到宇宙浩淼，發(fā)現(xiàn)和證明自己渺小的呢？
《星空的琴弦》是一本科普著作，作者為了把知識(shí)的來(lái)龍去脈、前因后果說(shuō)清楚，書中有大篇幅的情節(jié)描述。力圖通過(guò)情節(jié)化的描述激發(fā)人們對(duì)科學(xué)的興趣，普及科學(xué)精神。對(duì)天文學(xué)歷史的發(fā)展進(jìn)行了詳細(xì)的梳理，還原了天文學(xué)史上的那些重大發(fā)現(xiàn)，讓那些天文學(xué)史上的重要人物鮮活了起來(lái)。
作者叫汪潔，他是一民科普作家，曾獲得第八屆文津圖書獎(jiǎng)。除《星空的琴弦》外，汪潔的著作還有《時(shí)間的形狀》《外星人防御計(jì)劃》。
01.天文學(xué)的發(fā)展歷程，也是科學(xué)精神的發(fā)展歷程。
2500年前，以畢達(dá)哥拉斯為代表的一批先哲，開始思考用數(shù)學(xué)來(lái)解釋天文學(xué)問(wèn)題。畢達(dá)哥拉斯對(duì)數(shù)學(xué)有著癡迷的熱愛，最先引起他關(guān)注的是大地的形狀。畢達(dá)哥拉斯大膽的推斷，大地是一個(gè)球形。由此有了畢達(dá)哥拉斯學(xué)派。畢達(dá)哥拉斯死后，亞里士多德又出來(lái)宣稱地球是圓的。但是人們依然很難接受，大地是球體這個(gè)觀點(diǎn)。
除了大地的形狀，日月星辰的運(yùn)行也吸引著古代的智者們。
古代的天文學(xué)家，提出了各種各樣的觀點(diǎn)。首先登場(chǎng)的是畢達(dá)哥拉斯，畢達(dá)哥拉斯認(rèn)為，球形的地球是宇宙的中心，地球的外表被一圈球形的天空包裹著，五大行星、月亮、太陽(yáng)就在這圈圓形的天空里。畢達(dá)哥拉斯的學(xué)生菲洛勞斯對(duì)此進(jìn)行了反駁，他認(rèn)為地球的反面還有一個(gè)天體，稱為反地球。后來(lái)柏拉圖對(duì)此提出了疑問(wèn)：既然所有的天體都圍繞著地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為什么五大行星會(huì)時(shí)而逆行、時(shí)而順行，有時(shí)又不動(dòng)呢？柏拉圖的問(wèn)題被他的學(xué)生歐多克斯銘記在心。歐多克斯?jié)撔难芯浚氤隽艘粋€(gè)“同心球”理論，對(duì)五大行星的反常運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了解釋。歐多克斯的同心球理論是人類天文學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑，人類開始用幾何學(xué)的思想和理論來(lái)真實(shí)地模擬天體運(yùn)動(dòng)。
但同心球理論存在著一個(gè)致命的漏洞，古希臘數(shù)學(xué)家兼天文學(xué)家阿波羅尼指出了這個(gè)漏洞：同心球理論雖然解釋了五大行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但無(wú)法解釋五大行星亮度的變化規(guī)律。為此，阿波羅尼推想出了另外一個(gè)模型：本輪均輪理論，解釋了行星亮度的變化。阿波羅尼的思想太超前了，人們一時(shí)接受不了。
400多年后，古代天文學(xué)教父托勒密改變了這個(gè)狀態(tài)。他總結(jié)前人思想，最終畫出了一個(gè)基本的宇宙圖像，闡述了他的基本宇宙觀。托勒密的學(xué)說(shuō)便是地心說(shuō)。在托勒密晚年，他完成了《天文學(xué)大成》這一鴻篇巨著。這本書是人類歷史上第一部系統(tǒng)闡述天文學(xué)的著作，是一部集古代天文學(xué)大成之作。用托勒密的理論，可以準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)日食和月食，也可以基本預(yù)報(bào)五大行星的運(yùn)動(dòng)位置。
從畢達(dá)哥拉斯到歐多克斯，再到托勒密，古代天文學(xué)的發(fā)展劃上了完美的句號(hào)。而后，通過(guò)哥白尼、開普勒、伽利略為首的天文學(xué)家的努力，人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)，向著正確的方向邁進(jìn)了一大步。
02. 科學(xué)探索，永無(wú)止境。
1667年，24歲的牛頓發(fā)現(xiàn)了宇宙中最基本的規(guī)律——萬(wàn)有引力。在45歲時(shí)完成了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書，這本書詳細(xì)闡述了萬(wàn)有引力定律以及牛頓力學(xué)三定律。一門叫天體力學(xué)的新學(xué)科由此創(chuàng)立。后來(lái)，英國(guó)人布拉德雷發(fā)現(xiàn)了天文學(xué)上的光行差和章動(dòng)這兩個(gè)概念。繼布拉德雷之后，德國(guó)天文學(xué)家貝塞爾測(cè)定了天鵝61星的周年視差。
1761年金星凌日出現(xiàn)了，天文學(xué)家們果真測(cè)到了日地距離，于是太陽(yáng)系的大小也初步搞清楚了。1781年，英國(guó)人威廉·赫希爾發(fā)現(xiàn)了天王星。1846年，加勒，勒維耶，亞當(dāng)斯三人共同發(fā)現(xiàn)了海王星。第一個(gè)觀察到銀河真相的人是伽利略，他發(fā)現(xiàn)銀河實(shí)際上是由無(wú)數(shù)恒星組成的。后來(lái)赫歇爾父子提出了銀河系結(jié)構(gòu)的圓盤理論。關(guān)于銀河系的正確概念被初步建立起來(lái)了。
通過(guò)對(duì)星云的探索，人類又拓展了宇宙觀。天文學(xué)家們思考著宇宙到底有多大？銀河系是不是就是整個(gè)宇宙？一個(gè)名叫哈勃的美國(guó)人投入到了星云的觀測(cè)中。哈勃拍攝了大量星云的照片，并進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算。天文學(xué)家們認(rèn)識(shí)到，星云不是發(fā)光氣體云，而是由星辰構(gòu)成的星系。
后來(lái)科學(xué)家們又思考到了宇宙的起源。人類不停歇地對(duì)宇宙進(jìn)行探索，20世紀(jì)60年代，科學(xué)家們又相繼發(fā)現(xiàn)了星際有機(jī)分子，類星體，脈沖星，將天體演化的研究不斷向前推進(jìn)。
20世紀(jì)90年代，美國(guó)一個(gè)研究小組通過(guò)哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝到了超過(guò)3000個(gè)星系。通過(guò)拍攝到的海量星系照片，科學(xué)家們以此分析星系的演化過(guò)程，推測(cè)出宇宙中可觀測(cè)到的星系總數(shù)超過(guò)1000億個(gè)。人類對(duì)宇宙的研究又提升了一個(gè)層次。
根據(jù)目前的觀測(cè)數(shù)據(jù)，人類所觀測(cè)到的宇宙中的可見物質(zhì)，只占整個(gè)宇宙總質(zhì)能的4.9%，暗物質(zhì)占了26.8%，暗能量占了68.3%。暗物質(zhì)和暗能量仍然是當(dāng)今天文學(xué)界的未解之謎。根據(jù)暗能量原理，科學(xué)家們認(rèn)為宇宙可能會(huì)一直膨脹下去，河外星系相對(duì)于我們的退行速度會(huì)越來(lái)越快。
于是有了終極問(wèn)題:宇宙的命運(yùn)究竟會(huì)怎樣？關(guān)于宇宙的最終命運(yùn)，人類仍在探索?？v觀人類探索天文的歷史，我們不難發(fā)現(xiàn)，這同樣是一部擺脫愚昧，追求科學(xué)的歷史?？茖W(xué)精神，一代代的人薪火相傳。探索，永無(wú)止境。
《星空的琴弦》是一部人類探索天文的歷史，更是一部人類理性崛起的歷史。跟隨本書，你將回到過(guò)去，在那一個(gè)個(gè)激動(dòng)人心的天文大發(fā)現(xiàn)的歷史現(xiàn)場(chǎng)，和科學(xué)家們一起感受當(dāng)時(shí)的興奮，也體會(huì)他們探索的艱辛。
聯(lián)系客服
