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在14世纪和以后的几个世纪内，欧洲无论是在思想文化还是政治上都发生了非常大的变革，并伴随重大发现的出现。其中有三个最突出，即社会制度上向资本主义过渡；文艺复兴运动；新航线和新大陆的发现。 新航线与新大陆的发现，在实践上有力地证明了大地是球形的理论，丰富了人们的天文和地理知识，但同时也向天文学提出了挑战。而这些无疑对后来哥白尼创立日心说新思想的酝酿、形成产生了巨大影响。 哥白尼（1473～1543）生活的时代，萌芽于意大利的文艺复兴运动的浪潮已经波及到了波兰。经院哲学派与人文主义派之间斗争异常激烈，经常展开激烈的辩论。哥白尼中学时期深受文艺主义者思想的影响，大学时代随着文艺复兴运动的深入发展，在一些具有人文主义思想的老师与同学的帮助下，进一步解放思想，因此对人文思想有了更深刻的认识。由于受教天文课的勃鲁泽夫斯基的影响，哥白尼的天文学理论知识日渐丰富，而且在此时培养出了科学的治学方法和求实的科学精神。也正因此，哥白尼决定将自己的毕生精力全部奉献给天文学事业，并向来自于自然事物方面的教会权威提出了挑战。当时，统治天文学界的是托勒密的地心体系。14至15世纪，出于地理探险、远洋航运的需要，天文观测的精度得到逐步提高，地心说因此愈来愈明显地暴露出了破绽，根据地心说推算出来的春分日子竟然比实际多出了10天。而且，地心说的信奉者还不断增加虚拟中的天球均轮与本轮数目，使地心说体系变得越来越复杂繁琐。了哥白尼时代，这些行星和恒星运动所必须遵循的“均轮”“本轮”数目竟然多达80个，实在让人难以相信。 哥白尼带着这些疑问研读了古希腊人的哲学与天文学著作。他惊奇地发现，古代哲人不仅有地静说的主张，也有地动说的主张，甚至还有人，如萨摩斯的亚里斯塔克，提出了日心说的构想。他从毕达哥拉斯的著作里得到了启示，即应当用简明的几何图像来表示宇宙的结构和天体的运行规律。 哥白尼接着研究了各类行星的运动规律，发现每颗行星都具有3种周期性的运动，这即是一日一次的自转、一年一次的公转和相当于岁差的周期运动。若把这些行星运动规律与日心说结合起来，亦即地球也赋予这3种运动，那么托勒密体系中不必要的复杂性就能因此烟消云散了。对古典著作的研究和对历代天文资料的分析，使哥白尼在求学时代就逐步树立起日心说的信念。 为创立科学的天文学理论，哥白尼首先要探索的问题是大地的形状，因为这是建立宇宙结构体系的基础。 哥白尼对古希腊哲学著作进行了研究，发现有很多学者对大地形状、宇宙形状进行了长期的探索。特别是毕达哥拉斯学派指出，球形大地悬于空中，并不是静止不动的，月光是太阳的反射光，这是惊人的创见。此外，亚里士多德也在理论与实践上论证了大地是球形的。 在此基础上，哥白尼又进行了大量的天文观察工作和实际科学考察，而提出大地的形状是球形，并在不断地运动着。哥白尼又根据物体运动相对性原理做了进一步的科学解释。他说：“无论观测对象运动，还是观测者运动；或者双方同时运动，但不一致……如果假定是地球在运动，也会显得外物体做方向相反的运动。”他又进而指出：“天体的周日运动也是这样的。人们假定地球不动，天体每天绕地球自东向西转一周，同时，地球本身绕自己的轴心自西向东昼夜转个不停。” 哥白尼从理论和实践上对“地动”作了科学说明之后，又对托勒密等人所鼓吹“天动”而非“地动”的种种奇谈怪论做了有力的驳斥。 哥白尼不仅考察论证出“地动”，而且考察证明了地球有两种运动：一种是“地球自西向东地绕轴昼夜自转”，一昼夜转一周。正是由于这种运动，使整个宇宙看起来，像顺着“回归年”即赤道作相反的运动。另一种运动，是地球的公转，地球带动了月球同其他行星一起围绕太阳运动。正是由于地球的这种运动才有了春、夏、秋、冬的四季之分。 这样，哥白尼经过长时间的研究观测之后，基本上弄明白了地球运动的问题。把他创立宇宙结构的新体系的研究工作又向前推进了一大步。 接着，哥白尼动手自制了许多观测仪器，一种是测行星距离的“三弧仪”，一种是测太阳中天时高度的“象限仪”，还有一种是测天体在天空任何处的高度的“三角仪”。 哥白尼坚持几十年如一日地观测天象，在这长期观测中，他进一步认识到，所有行星应当有一个共同旋转的中心，这个中心不是地球，而是太阳。这些新发现，为他写作《天体运行论》，探索宇宙结构的新体系，提供了大量的准确而有价值的材料。 1521年后，哥白尼着手《天体运行论》的写作。这时，他遇到了一个最大的也是最重要的问题：宇宙的中心问题，这是哥白尼宇宙天体结构新体系——日心说的核心与灵魂。而“地心”还是“日心”两大天文学派、两种世界观争执已久。1543年《天体运行论》出版。 哥白尼决心摆脱那些违背真理的错误观念，去探索追求真理。 对古希腊罗马哲学有很深研究的哥白尼认为，整个世界是个相互联系的统一的整体。自然界的事物是这样，宇宙天体也应当是这样。因此，他坚持在攻克宇宙中心问题过程中，从观测宇宙天体现象入手，而透过现象，抓住本质，努力地探索宇宙天体的规律。 根据他的观测成果及对此的深入研究，他认为，如果说地球还能有别的运动，那就一定是与其他行星一样的运动，即围绕太阳中心的运动。由此，他得出一新结论：“太阳是宇宙的中心。正如人们所说，只要‘睁开眼睛’正视事实的话，就会看到星体的合理秩序与宇宙的和谐。” 哥白尼在进行理论研究的同时，通过观测实地测定了行星的公转周期，重新安排了太阳系诸天体的排列顺序。他指出，太阳系的行星在各自的圆形轨道上绕太阳旋转，其轨道大致在同一平面上，公转方向也一致。按照周期与轨道大小或正比的观点，哥白尼重排了天体由远及近的顺序，即：最远的恒星天球是其他天体运动和位置的参考背景，行星是土星、木星、火星、地球、金星和水星（当时尚未发现天王星、海王星与其王星）。 就这样，哥白尼正确地解决了宇宙中心这个最大难题，使宇宙天体结构的新体系——日心说基本确定了起来。哥白尼之伟大是他把地球从宇宙中心地位拉了下来，正确的把它降为一颗普通的行星，证明地球不断自转并围绕太阳运行，从而彻底推翻了托勒密的地心体系，粉碎了上帝创造世界的神话。 《天体运行论》共分6卷，卷一是全书的精髓，对日心地动学做出了全面扼要的论述。 卷二论述地球的3种运动所引起的昼夜交替、四季循回、太阳和黄道十二官的出没等现象。卷三至卷六则运用丰富的天文观测数据和精密的数学工具分别研究了太阳、月球、太阳系内行星和外星的运动，并且给出了计算它们的运动、预测它们的位置的数学方法。 《天体运行论》所阐述的日心说要点是：地球不是一个静止不动的天体，它不在宇宙的中心位置上；地球只是一颗普通的行星，既有自转，又围绕中心天体旋转；太阳处于宇宙的中心，它照亮整个宇宙，并驾驭着周围的行星。 哥白尼的日心体系与古代的亚里斯塔克日心说相比，从对太阳系一般状况的笼统认识来说基本相同，但是做为一种科学的认识成果，两者却有着原则的区别：亚里斯塔克的日心说原则上只是一种设想，虽有一些观测资料作基础，但还是多以自然哲学上的猜测为补充；而哥白尼的日心体系则是在自然科学发展的新阶段上，完全以可靠的天文观测事实为基础，并且运用了严密的数学方法建立起来的体系化的科学理论。 在《天体运行论》这部著作里，可靠的经验事实、严密的数学方法，理论化的知识体系等表现出近代自然科学根本不同于它的古代萌芽的特点。 《天体运行论》的发表是近代科学史上一件划时代的大事，它把颠倒了1000多年的宇宙观改正过来，正确描绘了一幅关于太阳系的科学图景，为近代天文学的建立奠定了坚实的基础。尤其重要的是，日心体系的公开发表宣告了神学宇宙观的破产，揭开了自然科学从神学中解放出来的反宗教运动。 冲破层层压制的太阳中心说，以叛逆教会权威的姿态向世人表明：既然传统的天文观不是亘古不变的绝对真理，既然一直被视为神圣不可侵犯的宇宙观也完全错误，那就没有什么信条不可怀疑，没有什么学说不可以改变。这个界限一旦被打破，思想解放的潮流就会像决堤的洪水滚滚而来。很快，天文学革命大功告成，并由此推动了近代物理、近代医学的突飞猛进，使整个自然科学面貌焕然一新，踏入了真正的科学时代。 恩格斯在评价哥白尼学说的革命意义时说，哥白尼那本不朽著作的出版是自然科学向宗教权威发出的挑战书，是自然科学借以宣布独立的宣言。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步地前进”（《马克思思格斯选集》）。 20世纪40年代，爱因斯坦在纪念哥白尼逝世周年大会上也感慨万分地说，他（指哥白尼）对于西方摆脱教权统治和学术枷锁的精神解放所做的贡献几乎比谁都大。哥白尼日心说的创立是人类对天体认识的一次大变革，是唯物主义认识论的一次伟大胜利。 哥白尼日心说对后世的影响远远超出了它的时代。继哥白尼之后，意大利思想家布鲁诺，进一步发展了日心说。 第谷、开普勒和伽利略等学者们，继续发展哥白尼的日心说理论，通过理论研究、天象观测为该学说提供了有力证据，并补充和发展了它。 哥白尼的学说来源于实践，也为实践所证实，同时又指导了实践。以后的天文学发现又证实了哥白尼学说的正确性科学性。从此，日心说成为论证太阳系结构的科学真理。这个学说的创立是人类对天体认识的一次巨大变革，对后世的影响极其深远，它推动了人类对天体认识的新发展，同时也是唯物主义认识论的一次伟大的胜利。 |
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